JPH10233673A - 別々の回路の中で共有出来る電流制限回路並びに方法 - Google Patents

別々の回路の中で共有出来る電流制限回路並びに方法

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JPH10233673A
JPH10233673A JP9345427A JP34542797A JPH10233673A JP H10233673 A JPH10233673 A JP H10233673A JP 9345427 A JP9345427 A JP 9345427A JP 34542797 A JP34542797 A JP 34542797A JP H10233673 A JPH10233673 A JP H10233673A
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driver
transistor
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JP9345427A
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Marco Corsi
コルシ マルコ
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Texas Instruments Inc
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    • H01L23/58Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/62Protection against overvoltage, e.g. fuses, shunts
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0008Arrangements for reducing power consumption
    • H03K19/001Arrangements for reducing power consumption in bipolar transistor circuits

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 同時には動作状態にならない出力ドライバで
共有される出力電流を制限する回路並びに方法を提供す
る。 【解決手段】 電流源と、出力ドライバ内の電流を検出
するように接続された第一側と前記電流源に接続された
第二側とを有し、前記出力ドライバ内の前記電流の大き
さに比例した電圧が前記第二側と前記電流源との間の接
続部に生成される第一電流ミラーを用意する。第一およ
び第二制御トランジスタに前記ドライバのそれぞれの出
力電流を制御する制御電流を供給するように接続し、前
記第一および第二制御トランジスタへの制御電流を前記
比例電圧に基づいて修正するための回路とを含む電流制
限回路で実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電流制限回路並びに
方法の改善に関わり、更に詳細にはRS485型式回
路、または相当品で使用できる電流制限回路ならびに方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】多くの回路は同時には電気を導通させな
い少なくとも2つのチャンネルまたは部分から構成され
ている。多くのクラスのこの様な回路が存在するが、そ
の様な回路の1つのクラスはいわゆる”RS485”標
準に基づいて設計されたものである。この型式の回路
は、例えば位相の異なる出力を行うソースそして/また
はシンクである2つまたはそれより多数のドライバを有
する。
【0003】この様なドライバは、例えば”高電位側ド
ライバ回路”を含み、これには2つのドライバが具備さ
れていて、どの瞬間にもその内の1つのみが動作状態で
その他の回路またはアプリケーションへの電流源とな
る。回路の中には”低電位側ドライバ”を含むものもあ
って、この中には2つのドライバ段が具備されていて他
のアプリケーションから電流を流入させる;しかしなが
らこの場合もまた、どの瞬間をとっても電気を流すよう
に動作するのは1つの段のみである。この型のいくつか
の回路の中には、高電位側および低電位側ドライバの両
方が具備されているものがある。これらの場合、どの瞬
間にも2つの高電位側ドライバの1つのみ、および2つ
の低電位側ドライバの1つのみしか導通とはならない。
更に、基本的な認識として唯1つの段のみしか説明され
ていないが、ここに紹介されている典型的な回路は単一
の集積回路デバイスの中に非常に多数の段を有すること
は理解されるであろう。
【0004】この型の回路を含む多くのアプリケーショ
ンに於いて、回路中に電流制限機能を具備することが望
ましい。典型的にこのような電流制限機能を実現するた
めに、電流制限回路が回路内の各々のドライバ毎に用意
される。従って、2つの高電位側ドライバと2つの低電
位側ドライバを有する様なここに述べた型式の回路の中
には4つの電流制限回路が必要とされる。この回路がモ
ノリシック集積回路チップの上に集積される際に、電流
制限機能はこれが無い場合には集積回路構成部品で利用
できるはずのチップ領域の広大な部分を占有してしま
う。更にこの様な電流制限回路が各々別々のドライバに
具備される場合、その休止入力電流要求量はかなりなも
のになるはずである。
【0005】従って必要なのは、先に説明した型式の複
数の電流ドライバ回路が具備されているものの、少なく
ともそのソースそして/またはシンクが部分的には出力
電流の位相がずれているような回路で使用される、集積
回路チップ領域必要量が最少な電流制限回路を用意する
ための方法ならびに回路である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、以上に鑑み本
発明の目的はRS485機能または相当機能を実施する
ために必要な動作回路の量を削減する回路および方法を
提供することである。
【0007】本発明の別の目的は、上記の型式で必要と
される大きなチップサイズを削減することの可能な回路
並びに方法を提供することである。
【0008】本発明の更に別の目的は、上記の型式で休
止入力電流要求量を削減するのに貢献する回路並びに方
法を提供することである。
【0009】本発明の更に別の目的は、上記の型式でR
S485ドライバ回路の様なアプリケーション内の低電
位側および高電位側ドライバの間で共有できる回路並び
に方法を提供する事である。
【0010】本発明のこれらおよびその他の目的、特徴
そして特長は当業者には本発明の以下の詳細な説明を添
付図および添付の特許請求の範囲を読むことにより明ら
かとなろう。
【0011】従って本発明の一般的な特徴として、第一
および第二の位相がずれた出力電流を生成するための少
なくとも2つの出力ドライバを有する回路内で出力電流
を制限するための回路が提示されている。この回路は電
流源と第一電流ミラーを含む。この第一電流ミラーは出
力ドライバ内の電流を検出するように接続された第一側
と、電流ソースに接続された第二側とを有する。出力ド
ライバ内の電流強度によって比例する電圧が第二側と電
流ソースとの間の接続部に生成される。第一および第二
制御トランジスタが各々接続されていて制御電流を供給
し、ドライバのそれぞれの出力電流を制御する、第一お
よび第二制御トランジスタは入力信号を受信し制御電流
を通すように接続されている。制御電流を比例電圧に基
づいて第一および第二制御トランジスタを振り分けるた
めの回路が用意されている。
【0012】1つの実施例に於いて、各々のドライバは
そのドライバからの出力電流を検出する様に接続された
1つの側と、第一電流ミラーの第一側への出力電流を反
映するように接続された別の側とを有する電流ミラーを
含む。
【0013】本発明の別の一般的な特徴として、第一お
よび第二の位相がずれた出力電流を生成するための少な
くとも2つの出力ドライバを有する回路内で出力電流を
制限するための回路が提示されている。この回路は第一
および第二ドライバトランジスタと、この第一および第
二トランジスタにそれぞれ直列に接続された第一および
第二制御トランジスタとを含む。複製ドライバトランジ
スタ及び複製制御トランジスタがまた直列に接続されて
おり、この直列接続されたものは第一および第二ドライ
バトランジスタ並びに第一および第二制御トランジスタ
と電流ミラーの関係となるように接続されている。電流
ソースが電流を複製ドライバトランジスタおよび複製制
御トランジスタを通って流すように接続され、またドラ
イブ電流供給トランジスタがドライブ電流を第一および
第二ドライバトランジスタ並びに複製ドライバトランジ
スタに、複製ドライバトランジスタ内の電流に基づいて
供給するように接続されている。
【0014】本発明の更に別の一般的な特徴として、第
一および第二の位相がずれた出力電流を生成するための
第一および第二出力ドライバと、第一および第二出力と
で共有され、第一および第二の位相がずれた出力電流の
電流強度を制限するための第一回路とを含むドライバ回
路が提示されている。このドライバ回路はまた位相のず
れた第三および第四出力電流を生成するための第三およ
び第四出力ドライバと、第三および第四出力とで共有さ
れ、第三および第四の位相がずれた出力電流の電流強度
を制限するための第二回路とを含む。第一および第二出
力ドライバは高電位側ドライバ回路であり、第三および
第四出力ドライバは低電位側ドライバ回路である。
【0015】本発明の更に別の一般的な特徴として、第
一および第二の位相がずれた出力電流を生成するための
少なくとも2つの第二出力ドライバを有する出力ドライ
ブ電流を制限するための方法が提示されている。この方
法は第一回路を第一および第二出力ドライバに接続して
少なくとも2つの出力ドライバにバイアスをかけ、第一
および第二の位相がずれた出力電流の電流強度を制限す
るためのステップを含む。
【0016】本発明は添付図に図示されている。図中、
同一または類似の部品には同一の参照番号が用いられて
いる。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明の回路および技術
は特定のアプリケーションを有し、複数のドライバが具
備されてはいるが任意の瞬間にはそのドライバの唯1つ
の部分のみしか動作しない型式の回路に適用される。本
発明が特に適しているその様なドライバ回路の例は”R
S485”回路として知られている回路であるが、本発
明の原理は上記の型式のその他の回路にも同じように適
用可能である。どの瞬間にも動作しているのはドライバ
の唯1つの側のみであるので、本発明の電流制限回路を
そのドライバの両方の側で共有することが出来る。この
結果必要なチップの大きさが削減され、本発明を実現す
るために必要な部品の数が減らされる。
【0018】本発明の提案された実施例に基づく電流制
限回路並びに技術を取り入れた高電位側ドライバ回路1
0の回路図が図1に示されている。例えば、いわゆる”
RS485ドライバ”回路の一部である様な回路10は
2つの出力回路12および14を含み、その各々はそれ
ぞれの出力ノード16および18上に出力電流を具備し
ている。出力ドライバ回路12は2つのNPNトランジ
スタ20および22を含み、また出力ドライバ回路14
は2つのNPNトランジスタ24および26を含む。そ
れぞれの出力ドライバ回路12および14のNPNトラ
ンジスタ20および24はショットキーダイオード38
を通して供給される出力電流を具備する。明らかな様に
そのぞれの出力ノード16および18は位相がずれるよ
うに構成されている。
【0019】ノード16および18上に出力される出力
電流はそれぞれ電流ミラーNPNトランジスタ22およ
び26で検出される。各々の検出トランジスタ22なら
びに26は電流ミラー28の第一側上のPNPトランジ
スタ30に接続されている。一方電流源34が電流ミラ
ー28の第二側上のPNPトランジスタ32に接続され
ている。
【0020】ドライバ12のドライバトランジスタ20
および22を通る電流の導通の制御はPMOSトランジ
スタ40で制御される。同様にドライバ回路14のドラ
イバトランジスタ24および26を通る電流の導通の制
御はPMOSトランジスタ42で制御される。PMOS
トランジスタ42のゲートは回路の入力46に直接接続
されており、またPMOSトランジスタ40のゲート
は、回路10への入力46の信号を反転する反転器44
の出力に接続されている。従ってPMOSトランジスタ
40および42は、どの瞬間にもドライバ回路12また
は14の一方のみが導通する様に位相がずれて駆動され
る。
【0021】PMOSトランジスタ40および42を通
る電流の流れは、それぞれドライバトランジスタ20お
よび22、そして24および26のベース駆動電流を供
給しているが、これらはショットキーダイオード50で
cc線36に接続されたPMOSトランジスタ48から
供給される。PMOSトランジスタ48のゲートは、P
NPトランジスタ32のコレクタを電流源34の接続部
でノード52に接続されている。
【0022】動作中、明らかなようにNPNトランジス
タ20または24を流れる電流はいづれも、ノード52
の電圧をVccに向かって上昇させるように流れる。ノー
ド52の電圧が上昇するとPMOSトランジスタ48を
非導通にするように作用し、これは続いて選択されたP
MOSトランジスタ40または42から選択されたドラ
イバトランジスタ20および22または24および26
に供給されるベース駆動電流を減少させる。
【0023】本発明の提案された実施例に基づく電流制
限回路並びに技術を取り入れた低電位側ドライバ回路の
回路図が図2に示されている。回路60は2つの低電位
側ドライバ62および64を含み、これらはそれぞれの
出力ノード66および68上に出力を具備する。ドライ
バ回路62は、ショットキーダイオード70、NPNト
ランジスタ72、およびNMOSトランジスタ74とで
構成された第一出力ノード66と接地バス76との間に
直列接続される電流経路を含む。PNPトランジスタ7
8はトランジスタ72のベースエミッタ接合を破壊から
防止するための破壊保護クランプの役割をはたしてい
る。
【0024】同様に、低電位側ドライバ回路64は、シ
ョットキーダイオード80、NPNトランジスタ82、
およびNMOSトランジスタ84とで構成された第二出
力ノード68と接地バス76との間に直列接続される電
流経路を含む。PNPトランジスタ86はトランジスタ
82のベースエミッタ接合を破壊から防止するための破
壊保護クランプの役割をはたしている。
【0025】NPNトランジスタ100およびNMOS
デバイス102を含む回路は、ドライバトランジスタ7
2および82並びにそれらのそれぞれの制御トランジス
タ74および84を複製する。電流源は複製トランジス
タ100および102に電流を供給する。電圧”オン”
がノード104上でトランジスタ102のゲートに印可
され、トランジスタ102を確実に導通状態とする。電
圧”オン”は基本的にそのトランジスタを導通とするの
に必要な論理電圧である。
【0026】バイアストランジスタ88はバイアス電流
をドライブトランジスタ72および82並びに複製トラ
ンジスタ100に供給するために具備されている。NP
Nトランジスタ88がVDDと接地電位との間に抵抗器9
0で接続されており、そのベースは電流源101と複製
トランジスタ100の間のノード89に接続されてい
る;従って、ドライバトランジスタ72および82並び
に複製トランジスタ100にそれぞれのショットキーダ
イオード92、94、および108を経由して供給され
る電流は複製トランジスタ100および102を通って
流れる電流の大きさで制御される。更に、NPNトラン
ジスタ72および82のベースはそれぞれの電流源96
および98に接続されており、また複製トランジスタ1
00のベースは電流源106に接続されている。
【0027】入力端子110上の回路入力はNMOSト
ランジスタ74のゲートへ直接、またNMOSトランジ
スタ84のゲートへ反転器112を介して接続されてい
る。従って、明らかなようにドライバ回路62および6
4は基本的に位相がずれるように駆動される。
【0028】動作中、明らかなように電流源101から
供給される電流Iはドライバトランジスタ72および8
2を流れる電流の大きさを制御する。更に詳細には、ド
ライバトランジスタ72および82並びにこれらのそれ
ぞれの制御トランジスタ74および84は本質的に、ト
ランジスタ100および102を含む複製回路内の電流
を反映させる電流ミラーとして接続されている。
【0029】電流源96と98はほぼ同一であり、また
電流源106もまた好適に同じであることに注意された
い。しかしながら電流源106、NPNトランジスタ1
00およびNMOSトランジスタ102は、ドライバ回
路62および64の構成要素の既知の比率に合わせて異
なる大きさに選ばれても構わない。
【0030】本発明をある程度特定の内容に即して説明
し図示してきたが、理解されるように本開示は単に例と
してなされたものであって、部品の組み合わせおよび構
成に関しての種々の変更は当業者には此処に特許請求さ
れている本発明の精神ならびに範囲から逸脱することな
く多数可能である。
【0031】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1)第一および第二の位相のずれた出力電流を生成す
るための少なくとも2つの出力ドライバを有する回路内
の出力電流を制限するための回路であって:電流源と;
前記出力ドライバ内の電流を検出するように接続された
第一側と前記電流源に接続された第二側とを有し、ここ
で前記出力ドライバ内の前記電流の大きさに比例した電
圧が前記第二側と前記電流源との間の接続部に生成され
る第一電流ミラーと;各々が前記ドライバのそれぞれの
出力電流を制御する制御電流を供給するように接続さ
れ、前記制御電流を通すための入力信号を受信するよう
に接続された第一および第二制御トランジスタと;そし
て前記第一および第二制御トランジスタへの制御電流を
前記比例電圧に基づいて修正するための回路とを含む前
記回路。
【0032】(2)第1項記載の回路に於いて、前記各
々のドライバが電流ミラーを有し、この電流ミラーがド
ライバからの出力電流を検出するように接続された1つ
の側と、前記出力電流を前記第一電流ミラーの前記第一
側に反映させるように接続されたもう一方の側とを有す
る前記回路。
【0033】(3)第1項記載の回路に於いて、前記第
一および第二制御トランジスタへの制御電流を前記比例
電圧に基づいて修正するための前記回路が、前記比例電
圧に接続されたゲートと、供給電圧と前記第一および第
二制御トランジスタとの間の導通経路とを有するMOS
トランジスタを含む前記回路。
【0034】(4)第一および第二の位相のずれた出力
電流を生成するための少なくとも2つの出力ドライバを
有する回路内の出力電流を制限するための回路であっ
て:第一および第二ドライバトランジスタと;それぞれ
前記第一および第二ドライバトランジスタと直列接続さ
れた第一および第二制御トランジスタと;直列接続され
た複製ドライバトランジスタと複製制御トランジスタで
あって、前記直列接続が前記第一および第二ドライバト
ランジスタ並びに前記第一および第二制御トランジスタ
と電流ミラーの関係となるように接続されている、前記
複製ドライバトランジスタと複製制御トランジスタと;
前記複製ドライバトランジスタと複製制御トランジスタ
を通して電流を流すように接続された電流源と;そし
て、駆動電流を前記第一および第二ドライバトランジス
タ並びに前記複製ドライバトランジスタに、前記複製ド
ライバトランジスタを流れる電流に基づいて供給するよ
うに接続された駆動電流供給トランジスタとを含む前記
回路。
【0035】(5)第4項記載の回路に於いて、前記第
一および第二ドライバトランジスタ並びに前記複製ドラ
イバトランジスタがバイポーラトランジスタである前記
回路。
【0036】(6)第5項記載の回路に於いて、前記第
一および第二ドライバトランジスタ並びに前記複製ドラ
イバトランジスタがMOSトランジスタである前記回
路。
【0037】(7)ドライバ回路であって:第一および
第二の位相のずれた出力電流を生成するための第一およ
び第二出力ドライバと;前記第一および第二出力ドライ
バで共有され、前記第一および第二の位相のずれた出力
電流の電流強度を制限するための第一回路を含む前記ド
ライバ回路。
【0038】(8)第7項記載のドライバ回路が更に:
第三および第四の位相のずれた出力電流を生成するため
の第三および第四出力ドライバと;前記第三および第四
出力ドライバで共有され、前記第三および第四の位相の
ずれた出力電流の電流強度を制限するための第二回路を
含む前記ドライバ回路。
【0039】(9)第8項記載のドライバ回路に於い
て、前記第一および第二出力ドライバが高電位側ドライ
バ回路であり、前記第三および第四出力ドライバが低電
位側ドライバ回路である前記ドライバ回路。
【0040】(10)第7項記載の回路に於いて、前記
第一および第二ドライバの各々が、そのドライバからの
出力電流を検出するために接続された1つの側と、前記
出力電流を反映するドライバミラー電流を生成するよう
に接続されたもう一つの側とを有する電流ミラーを含む
前記回路。
【0041】(11)第7項記載の回路に於いて、前記
第一および第二出力ドライバで共有され、前記第一およ
び第二の位相のずれた出力電流の電流強度を制限するた
めの前記第一回路が、ドライバミラー電流を受信するよ
うに接続された1つの側と、前記第一および第二ドライ
バへの駆動電流を修正するためのトランジスタへ接続さ
れたもう一方の側とを有する電流ミラーを含む前記回
路。
【0042】(12)第11項記載の回路に於いて、前
記第一および第二ドライバへの駆動電流を修正するため
の前記トランジスタがMOSトランジスタである前記回
路。
【0043】(13)第7項記載のドライバ回路に於い
て、前記第一および第二出力ドライバが”RS485”
回路の中に接続されている前記ドライバ回路。
【0044】(14)第一および第二の位相のずれた出
力電流を生成するための少なくとも2つの出力ドライバ
を有する回路内の出力電流を制限するための方法であっ
て:前記第一および第二の位相のずれた出力電流の電流
強度を制限するように前記少なくとも2つの出力ドライ
バにバイアスをかけるように前記第一および第二出力ド
ライバに第一回路を接続するステップを含む前記方法。
【0045】(15)第14項記載の方法が更に:第一
および第二ミラー電流を生成するように前記第一および
第二の位相のずれた出力電流のミラーを取り;前記第一
および第二の位相のずれた出力電流の電流強度を制限す
るために前記第一および第二ミラー電流をバイアスとし
て使用する、以上のステップを含む前記方法。
【0046】(16)第15項記載の方法に於いて、前
記第一および第二の位相のずれた出力電流の電流強度を
制限するように前記少なくとも2つの出力ドライバにバ
イアスをかけるように前記第一および第二出力ドライバ
に第一回路を接続する前記ステップが、前記第一および
第二の位相のずれた出力の電流強度を制限するように前
記少なくとも2つの出力ドライバにバイアス電流を供給
するために前記第一および第二出力ドライバにトランジ
スタを接続することを含む前記方法。
【0047】(17)第16項記載の方法に於いて、前
記第一および第二の位相のずれた出力電流の電流強度を
制限するために前記第一および第二ミラー電流をバイア
スとして使用する前記ステップが、前記第一および第二
の位相のずれた出力の電流強度を制限するために前記少
なくとも2つの出力ドライバにバイアス電流を供給する
よう前記トランジスタを制御するために第一および第二
ミラー電流のミラーを取ることを含む前記方法。
【0048】(18)その上に第一および第二の位相の
ずれた出力電流が生成される出力16、18を有する回
路内の出力電流を制限するための回路10および方法が
電流源34と第一電流ミラー28を含む。この第一電流
ミラー28は出力ドライバ内の電流を検出するように接
続された第一側30と電流源34に接続された第二側3
2とを有する。出力ドライバ12、14内の電流強度
は、比例電圧を第二側32と電流源34との間の接続部
52に生成する。第一および第二制御トランジスタ4
0、42は各々ドライバ12、14のそれぞれの出力電
流を制御する制御電流を供給するように接続されてお
り、第一および第二制御トランジスタ40、42は制御
電流を通すように入力信号46を受信するように接続さ
れている。第一および第二制御トランジスタ40、42
への制御電流をこの比例電圧に基づいて修正するための
回路48が具備されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の提案された実施例の回路および
方法に基づく電流制限回路を組み込んだ典型的な高電位
側ドライバ回路の回路図である。
【図2】図2は本発明の提案された実施例に基づく電流
制限回路および技術を含む低電位側ドライバ回路の回路
図である。
【符号の説明】
10 高電位側ドライバ回路 12、14 出力ドライバ 16、18 出力 20、22、24、26 トランジスタ 28 電流ミラー回路 30 第一側 32 第二側 34、96、98、101 電流源 40、42 制御トランジスタ 46、110 入力信号 60 低電位側ドライバ回路 62、64 ドライバ回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第一および第二の位相のずれた出力電流
    を生成するための少なくとも2つの出力ドライバを有す
    る回路内の出力電流を制限するための回路であって:電
    流源と;前記出力ドライバ内の電流を検出するように接
    続された第一側と前記電流源に接続された第二側とを有
    し、ここで前記出力ドライバ内の前記電流の大きさに比
    例した電圧が前記第二側と前記電流源との間の接続部に
    生成される第一電流ミラーと;各々が前記ドライバのそ
    れぞれの出力電流を制御する制御電流を供給するように
    接続され、前記制御電流を通すための入力信号を受信す
    るように接続された第一および第二制御トランジスタ
    と;そして前記第一および第二制御トランジスタへの制
    御電流を前記比例電圧に基づいて修正するための回路と
    を含む前記回路。
  2. 【請求項2】 第一および第二の位相のずれた出力電流
    を生成するための少なくとも2つの出力ドライバを有す
    る回路内の出力電流を制限するための方法であって:前
    記第一および第二の位相のずれた出力電流の電流強度を
    制限するように前記少なくとも2つの出力ドライバにバ
    イアスをかけるように前記第一および第二出力ドライバ
    に第一回路を接続するステップを含む前記方法。
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