JPH07183782A - 電流検出機能付き静電誘導型トランジスタ - Google Patents

電流検出機能付き静電誘導型トランジスタ

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JPH07183782A
JPH07183782A JP32655093A JP32655093A JPH07183782A JP H07183782 A JPH07183782 A JP H07183782A JP 32655093 A JP32655093 A JP 32655093A JP 32655093 A JP32655093 A JP 32655093A JP H07183782 A JPH07183782 A JP H07183782A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
static induction
sense resistor
current
type transistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP32655093A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Ono
敏明 小野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 センス抵抗による電力損失やインダクタンス
を小さく抑え,また高周波での使用が可能で小型化が容
易な電流検出機能付き静電誘導型トランジスタを提供す
る。 【構成】 主電流を流す静電誘導型トランジスタ9と,
静電誘導型トランジスタ9とドレイン電極Dを共通とし
て並列接続された静電誘導型トランジスタ1と,静電誘
導型トランジスタ1のソース電極Sに接続されたセンス
抵抗2を備えており,静電誘導型トランジスタ9のソー
ス電極Sとセンス抵抗2との間からソース電極Sを取出
す。静電誘導型トランジスタ1を流れる電流は静電誘導
型トランジスタ9に比べて小さいため,センス抵抗2に
おける電力損失やインダクタンスを小さく抑えることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,電流検出機能付き静電
誘導型トランジスタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来,静電誘導型トランジスタの電流検
出回路として,負荷や電源あるいは制御用のパワー素子
で作られるループ内に,センス抵抗,電流トランス,あ
るいはホール素子などを電流検出素子として挿入する方
式のものが知られている。
【0003】図7はセンス抵抗を用いた方式である従来
の電流検出回路の構成を示す図である。図7を参照し
て,電流検出回路は,電流検出用として外部接続された
センス抵抗2,負荷抵抗3,電源5,静電誘導型トラン
ジスタ10,並びにこれらを制御するコントロール回路
4を備えている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが,従来の例え
ばセンス抵抗方式の電流検出回路の場合,主電流が電流
検出用のセンス抵抗を流れることから,電流検出に伴う
電力損失が大きく,センス抵抗のインダクタンスによる
電力損失の増加によってスイッチング周波数に制限があ
る。またセンス抵抗を外部接続するために寸法が大きく
なるという欠点もある。特に,検出精度を上げるために
は検出電圧である電流(i)×抵抗値(R)が大きい方
が良いが,このように検出電圧を上げた場合には大きな
電力損失を生じてしまう。
【0005】また,上記電流トランスを用いた方式で
は,絶縁検出ができるので,任意の場所を測定すること
が可能であり,また精度が高くて電力損失が小さくでき
るので,大電流の測定に適している。ところが,原理的
に交流電流しか検出できないし,また電流の絶対値を検
出するので高周波信号に変換する処理が必要となるなど
の欠点がある。
【0006】更に,ホール素子を用いた方式では,直流
から高周波まで応答する精度の良い電流検出を行うこと
ができるものの,磁気回路が必要であるために,構成が
複雑で高価となるし,またホール素子が半導体であって
その出力電圧が温度依存性を持つなどの問題がある。
【0007】そこで,本発明の技術的課題は,センス抵
抗による電力損失やインダクタンスを小さく抑え,また
高周波での使用が可能で小型化が容易であり,それ故に
高精度で低損失な電流検出が実現されて高速スイッチン
グも可能である電流検出機能付き静電誘導型トランジス
タを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば,主電流
を流す第1の静電誘導型トランジスタと,前記第1の静
電誘導型トランジスタとドレイン電極を共通として並列
接続された第2の静電誘導型トランジスタとを備え,前
記第2の静電誘導型トランジスタのソース電極にセンス
抵抗を接続し,前記第1の静電誘導型トランジスタのソ
ース電極と前記センス抵抗のもう一方の端子との間から
ソース電極を取出したことを特徴とする電流検出機能付
き静電誘導型トランジスタが得られる。
【0009】また,本発明によれば,主電流を流す第1
の静電誘導型トランジスタと,前記第1の静電誘導型ト
ランジスタとドレイン電極を共通として並列接続された
第2の静電誘導型トランジスタと,前記第2の静電誘導
型トランジスタに直列接続された第3の静電誘導型トラ
ンジスタとを備え,前記第3の静電誘導型トランジスタ
のソース電極にセンス抵抗を接続し,前記第1の静電誘
導型トランジスタのソース電極と前記センス抵抗のもう
一方の端子との間からソース電極を取出したことを特徴
とする電流検出機能付き静電誘導型トランジスタが得ら
れる。
【0010】ここで,本発明において,第1乃至第3の
静電誘導型トランジスタは,同一チップ上に設けたり,
同一パッケージ化したものを用いることができる。また
この場合,センス抵抗は,第1乃至第3の静電誘導型ト
ランジスタと同一チップ上で接続する構成が好ましい
が,別体としてこれらに外部接続する形態も採ることが
できる。
【0011】
【作用】本発明では,第2の静電誘導型トランジスタに
は第1の静電誘導型トランジスタに比べて小さい電流し
か流れない。よって第2の静電誘導型トランジスタにセ
ンス抵抗を接続することで,電流検出に伴うセンス抵抗
の電力損失が小さく抑えられて,高精度で低損失な電流
検出を行うことが可能となる。またセンス抵抗のインダ
クタンスによる電力損失も小さいので,高速スイッチン
グも可能となる。
【0012】本発明では,センス抵抗が接続された第3
の静電誘導型トランジスタには第1の静電誘導型トラン
ジスタに比べて小さい電流しか流れないので,同様に,
高精度で低損失な電流検出が行え,また高速スイッチン
グも可能となる。更に,静電誘導型トランジスタの抵抗
には温度依存性があるので,第3の静電誘導型トランジ
スタの出力電圧をモニタすることで,温度上昇が検出で
きる。
【0013】
【実施例】以下,本発明の実施例について,図面を参照
して説明する。図1は本発明に係る電流検出機能付き静
電誘導型トランジスタの一実施例を示したものである。
この電流検出機能付き静電誘導型トランジスタは,セン
ス抵抗外部接続型の電流検出機能付き静電誘導型トラン
ジスタ6から構成される。この電流検出機能付き静電誘
導型トランジスタ6は,主電流が流れる静電誘導型トラ
ンジスタ9,検出電流が流れる静電誘導型トランジスタ
1を備えている。静電誘導型トランジスタ9と静電誘導
型トランジスタ1は,各々ドレイン電極Dを共通とし,
またソース電極Sを独立させた状態で同一パッケージ化
されている。そして静電誘導型トランジスタ9,1のソ
ース電極Sの間にはセンス抵抗2が外部接続されてい
る。また静電誘導型トランジスタ9のソース電極Sとセ
ンス抵抗2との間からソース電極Sが取出される。この
実施例では,センス抵抗2の両端に接続された端子A,
Kの間からは電流検出用の電圧が得られる。
【0014】図2は静電誘導型トランジスタの電流検出
回路の他の実施例を示したもので,センス抵抗内蔵型の
電流検出機能付き静電誘導型トランジスタ7から構成さ
れる。この電流検出機能付き静電誘導型トランジスタ7
は,主電流が流れる静電誘導型トランジスタ9,検出電
流が流れる静電誘導型トランジスタ1,並びに内蔵型の
センス抵抗11を備えている。静電誘導型トランジスタ
9と静電誘導型トランジスタ1は,各々ドレイン電極D
を共通とし,またソース電極Sを独立させた状態で同一
チップ上で内蔵接続される。静電誘導型トランジスタ
9,1のソース電極Sの間にはセンス抵抗11が接続さ
れ,また静電誘導型トランジスタ9のソース電極Sとセ
ンス抵抗11との間からソース電極Sが取出される。
【0015】図4は図2の電流検出回路において,セン
ス抵抗を10Ωとし,また主電流と検出電流の比(主電
流:検出電流)が2000:1である場合のドレイン電
流(A)と電流検出用の検出電圧(mV)との特性を示
す図である。図4から,ドレイン電流に対する検出電圧
の変化が直線的であり,センス抵抗による電力損失が小
さいことが判る。また図5に,同じく,温度Ta(℃)
と電流検出用の検出電圧(mV)との特性を示した。同
図より,検出電圧が温度依存性を持たないことが判る。
【0016】ここで,図2の電流検出回路は,例えば,
大小2つの静電誘導型トランジスタを並列接続し,小さ
な静電誘導型トランジスタを電流検出用とした構成であ
る。また静電誘導型トランジスタを,例えば,同一チッ
プ上に数千個の小静電誘導型トランジスタを並列接続し
て構成した場合,これら小静電誘導型トランジスタの特
性は極めて等しく,また各素子には同じ電流が流れると
考えられる。よって,図2のようにソース電極の作製時
に少数個のソース端子を検出用として分離して取出し,
これにセンス抵抗を接続すれば,センス抵抗を流れる分
流成分から主電流を見積もることができる。ここで,主
電流は大静電誘導型トランジスタを流れるので,検出抵
抗での電力損失は殆ど生じない。またこの損失は,主電
流が増加しても大幅に増加することはない。
【0017】図7の従来の回路構成では,電流検出抵抗
Rが2mΩでドレイン電流ID が20Aの時に電力損失
が0.8W(202 ×2×10-3),またドレイン電流
がID が50Aの時は電力損失が5W,更にドレイン電
流ID が100Aの時には電力損失が20Wであり,大
きな電力損失となる。またこの電力損失は電流の増加と
ともに増加する。
【0018】一方,図2の他の実施例の電流検出回路の
構成とすれば,電流検出に伴う電力損失を小さくするこ
とができるし,更にセンス抵抗を内蔵することで,セン
ス抵抗を外部接続した場合に比べて,インダクタンスの
スイッチング特性への影響が極めて小さく抑えられ,ま
た小型化が図れる。
【0019】図3は静電誘導型トランジスタの電流検出
回路の別の実施例を示したもので,センス抵抗内蔵型の
電流検出機能および温度上昇検出機能付き静電誘導型ト
ランジスタ8から構成される。この静電誘導型トランジ
スタ8は,主電流が流れる静電誘導型トランジスタ9,
検出電流が流れる静電誘導型トランジスタ1,温度上昇
を検出するための静電誘導型トランジスタ12,並びに
内蔵型のセンス抵抗11から構成される。静電誘導型ト
ランジスタ9と静電誘導型トランジスタ1は,各々ドレ
イン電極Dを共通とし,またソース電極Sを独立させた
状態で,同一チップ上で内蔵接続される。静電誘導型ト
ランジスタ9,12のソース電極Sの間にはセンス抵抗
11が接続される。また静電誘導型トランジスタ9のソ
ース電極Sとセンス抵抗11との間からソース電極Sが
取出される。そしてセンス抵抗11の両端に接続された
端子K1(A2),K2の間からは電流検出用の電圧
が,また端子A1,A2(K1)の間からは温度検出用
の電圧が,それぞれ得られる。
【0020】図6は,この図3の電流検出回路におい
て,センス抵抗を100Ωとし,ドレン電流ID を10
Aとし,また温度検出用の静電誘導型トランジスタ12
の抵抗を100Ω(Tc=+25℃)とし,更に主電流
と検出電流の比(主電流と:検出電流)が2000:1
である場合の温度Ta(℃)と電流検出用の検出電圧
(mV),並びに温度上昇検出用の検出電圧(mV)の
特性を示す図である。同図より,実線で示した電流検出
用の検出電圧の変化は直線的で温度依存性がなく,ま
た,センス抵抗による電力損失が小さいことが判る。ま
た破線で示した温度上昇検出用の検出電圧は温度上昇と
ともに上昇する。これは,静電誘導型トランジスタの抵
抗は,温度依存性があり,温度の上昇とともに増大す
る。そして,温度検出用の静電誘導型トランジスタ1
2,主電流用の静電誘導型トランジスタ9,並びに電流
検出用の静電誘導型トランジスタ1は同一の温度依存性
があるので,温度検出用の静電誘導型トランジスタ12
のオン電圧をモニタすることで,これらのトランジスタ
を含めた全体の温度上昇を見積もることができる。
【0021】
【発明の効果】以上,説明したように,本発明によれ
ば,センス抵抗による電力損失が極めて小さく抑えら
れ,またセンス抵抗によるインダクタンスを最小に抑え
て高周波での使用が可能で,小型化ができる電流検出機
能付き静電誘導型トランジスタを提供することができ
る。
【0022】また,本発明によれば,第3の静電誘導型
トランジスタを備えることで,更に,温度上昇も検出す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電流検出機能付き静電誘導型トラ
ンジスタの実施例の回路図である。
【図2】本発明による電流検出機能付き静電誘導型トラ
ンジスタの他の実施例の回路図である。
【図3】本発明による電流検出機能付き静電誘導型トラ
ンジスタの別の実施例の回路図である。
【図4】図2の実施例の特性を示したグラフである。
【図5】図2の実施例の特性を示したグラフである。
【図6】図3の実施例の特性を示したグラフである。
【図7】従来例に係る静電誘導型トランジスタの電流検
出回路の回路図である。
【符号の説明】
1,9,10,12 静電誘導型トランジスタ 2,11 センス抵抗 3 負荷抵抗 4 コントロール回路 5 電源 6 センス抵抗外部接続型の電流検出機能付き静電誘
導型トランジスタ 7 センス抵抗内蔵型の電流検出機能付き静電誘導型
トランジスタ 8 センス抵抗内蔵型の電流検出機能および温度上昇
検出機能付き静電誘導型トランジスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主電流を流す第1の静電誘導型トランジ
    スタと,前記第1の静電誘導型トランジスタとドレイン
    電極を共通として並列接続された第2の静電誘導型トラ
    ンジスタとを備え,前記第2の静電誘導型トランジスタ
    のソース電極にセンス抵抗を接続し,前記第1の静電誘
    導型トランジスタのソース電極と前記センス抵抗のもう
    一方の端子との間からソース電極を取出したことを特徴
    とする電流検出機能付き静電誘導型トランジスタ。
  2. 【請求項2】 主電流を流す第1の静電誘導型トランジ
    スタと,前記第1の静電誘導型トランジスタとドレイン
    電極を共通として並列接続された第2の静電誘導型トラ
    ンジスタと,前記第2の静電誘導型トランジスタに直列
    接続された第3の静電誘導型トランジスタとを備え,前
    記第3の静電誘導型トランジスタのソース電極にセンス
    抵抗を接続し,前記第1の静電誘導型トランジスタのソ
    ース電極と前記センス抵抗のもう一方の端子の間からソ
    ース電極を取出したことを特徴とする電流検出機能付き
    静電誘導型トランジスタ。
JP32655093A 1993-12-24 1993-12-24 電流検出機能付き静電誘導型トランジスタ Pending JPH07183782A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020010508A (ja) * 2018-07-09 2020-01-16 三菱電機株式会社 半導体装置および電力変換装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020010508A (ja) * 2018-07-09 2020-01-16 三菱電機株式会社 半導体装置および電力変換装置

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Effective date: 20020710