JPH1141801A - Voltage clamp circuit - Google Patents

Voltage clamp circuit

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JPH1141801A
JPH1141801A JP9192586A JP19258697A JPH1141801A JP H1141801 A JPH1141801 A JP H1141801A JP 9192586 A JP9192586 A JP 9192586A JP 19258697 A JP19258697 A JP 19258697A JP H1141801 A JPH1141801 A JP H1141801A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a voltage clamp circuit which can prevent variations in clamp voltage and is a smaller sized chip. SOLUTION: A three-terminal regulator 6 is connected to an output terminal of a generator 3, and then a clamp circuit (IC) 12 is connected to three terminals of the three-terminal regulator 6. The clamp circuit 12, being constituted of a transistor 10, three resistors 7, 8, 9 and a control circuit 11, clamp the voltage using the threshold voltage of the transistor 10 and prevents overvoltage from being applied to the control circuit 11. Since the clamp circuit 12 does not use a constant-voltage diode, it can prevent the variation in voltage to be clamped. It can also reduce the margin of withstanding voltage in the control circuit 11 and reduce the size of a chip and thereby prevent the decrease in operating speed, so that it can reduce the size and weight and increase the operating speed of the entire device.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、サージ電圧などの
過電圧をある一定の電圧以下とする電圧クランプ回路に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage clamp circuit for reducing an overvoltage such as a surge voltage to a certain voltage or less.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のクランプ回路として、図
5に示す回路構成のものがある。この回路では、インダ
クタンス1と交流電源2を内蔵する発電機3に、ダイオ
ード4を直列接続し、かつこの直列回路にバッテリ5を
並列に接続した電源回路として構成され、この電源回路
にクランプ回路IC102が接続されている。そして、
発電機3からダイオード4を経て、バッテリ5に充電し
ている状態で、ねじのゆるみ等によりバッテリ5につな
がる線が断線13すると、インダクタンス1により発電
機3に過電圧が発生する。このため、接続点P1,P3
間に接続されている制御回路11に過電圧が印加され、
制御回路11が破壊に至ることがある。このため、この
回路では接続点P1,P3の間に抵抗103と定電圧ダ
イオード101を直列接続し、かつこの定電圧ダイオー
ド101の両端に前記制御回路11を接続している。し
たがって、制御回路11が接続されている接続点18の
電圧は、定電圧ダイオード101でクランプされるた
め、制御回路11に過電圧が印加されるのを防ぐことが
できる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a clamp circuit of this type, there is one having a circuit configuration shown in FIG. This circuit is configured as a power supply circuit in which a diode 4 is connected in series to a generator 3 containing an inductance 1 and an AC power supply 2 and a battery 5 is connected in parallel to this series circuit. Is connected. And
In a state where the battery 5 is being charged from the generator 3 via the diode 4, if the line connected to the battery 5 is disconnected 13 due to loosening of the screw or the like, an overvoltage occurs in the generator 3 due to the inductance 1. For this reason, the connection points P1 and P3
An overvoltage is applied to the control circuit 11 connected therebetween,
The control circuit 11 may be destroyed. Therefore, in this circuit, the resistor 103 and the constant voltage diode 101 are connected in series between the connection points P1 and P3, and the control circuit 11 is connected to both ends of the constant voltage diode 101. Therefore, since the voltage at the connection point 18 to which the control circuit 11 is connected is clamped by the constant voltage diode 101, it is possible to prevent an overvoltage from being applied to the control circuit 11.

【0003】また、特開平6−89972号公報に記載
の回路は、図6に示すように、直流電源201と、イン
ダクタンス202、抵抗203で構成された誘導性負荷
204と、電界効果トランジスタ205と、抵抗206
〜208と、制御回回路209と、バイポーラトランジ
スタ210と、定電圧ダイオード211ととで構成され
る。
As shown in FIG. 6, a circuit described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-89972 includes a DC power supply 201, an inductive load 204 composed of an inductance 202 and a resistor 203, and a field effect transistor 205. , Resistor 206
, A control circuit 209, a bipolar transistor 210, and a constant voltage diode 211.

【0004】この回路では、電界効果トランジスタ20
5がOFFのときに、インダクタンス202より過電圧
が発生する。この時、抵抗206、バイポーラトランジ
スタ210のべース・エミッタ、定電圧ダイオード21
1、抵抗207、制御回路209を流れる電流により、
電界効果トランジスタ205のゲート・ソース間電圧が
THを越えると、電界効果トランジスタ205はON状
態へ推移し、逆にVTHより小さいと、電界効果トランジ
スタ205はOFF状態へ推移する。なお、VTHは、電
界効果トランジスタ205のスレッショルド電圧であ
る。これにより、電界効果トランジスタ205のドレイ
ン・ソース間電圧VDSを、 VDS=(VTH+VZ +VBE)×(R1+R2)/R2 以下にクランプするものである。なお、VBEはバイポー
ラトランジスタ210のベース・エミッタ間電圧、VZ
は定電圧ダイオード211の降伏電圧、R1,R2は抵
抗206,208の各抵抗値である。また、「VTH+V
BE」の温度係数を相殺する耐圧に定電圧ダイオード21
1を設定するというものである。
In this circuit, the field effect transistor 20
When 5 is OFF, an overvoltage is generated by the inductance 202. At this time, the resistor 206, the base / emitter of the bipolar transistor 210, the constant voltage diode 21
1, the current flowing through the resistor 207 and the control circuit 209,
When the gate-source voltage of the field-effect transistor 205 exceeds V TH , the field-effect transistor 205 changes to the ON state, and when it is lower than V TH , the field-effect transistor 205 changes to the OFF state. Note that V TH is a threshold voltage of the field-effect transistor 205. This clamps the drain-source voltage V DS of the field-effect transistor 205 to V DS = (V TH + V Z + V BE ) × (R1 + R2) / R2 or less. Note that V BE is the base-emitter voltage of the bipolar transistor 210, V Z
Is a breakdown voltage of the constant voltage diode 211, and R1 and R2 are resistance values of the resistors 206 and 208. Also, “V TH + V
Constant voltage diode 21 to withstand voltage to offset the temperature coefficient of BE
1 is set.

【0005】しかしながら、このような定電圧ダイオー
ドを用いた回路では、クランプ電圧のバラツキが大き
く、例えば、温度依存性±7%を含めると20V±20
%程度あり、したがって制御回路213の耐圧マージン
を大きくとることが必要となり、チップサイズが大きく
なるとともに、動作速度が低下するという問題が生じ
る。
However, in a circuit using such a constant voltage diode, the variation in the clamp voltage is large. For example, when the temperature dependency is ± 7%, the voltage is 20V ± 20.
%, So that it is necessary to increase the breakdown voltage margin of the control circuit 213, which causes a problem that the chip size increases and the operation speed decreases.

【0006】そこて、定電圧ダイオードを用いない回路
が特開平6−232646号公報に提案されている。こ
の回路は、図7に示すように、直流電源301と、負荷
302と、電界効果トランジスタ303,304,30
5と、抵抗306,307と、制御回路308とで構成
される。この回路では、電界効果トランジスタ303へ
の通電中に、過電流により電界効果トランジスタ303
のON電圧が上昇すると、電界効果トランジスタ305
がONする。これにより、制御回路308からの電流が
抵抗307を流れることにより、電界効果トランジスタ
304のゲート・ソース間電圧がVTHを越えると、電界
効果トランジスタ304はON状態へ推移し、逆にVTH
より小さいと、電界効果トランジスタ304はOFF状
態へ推移する。これにより、電界効果トランジスタ30
4のドレイン・ソース間電圧VDSを、 VDS=VTH×(R1+R2)/R2 にクランプするものである。なお、R1,R2はそれぞ
れ抵抗306,307の抵抗値である。
A circuit that does not use a constant voltage diode has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-232646. As shown in FIG. 7, this circuit includes a DC power supply 301, a load 302, and field-effect transistors 303, 304, and 30.
5, resistors 306 and 307, and a control circuit 308. In this circuit, during energization of the field effect transistor 303, the overcurrent causes the field effect transistor 303
When the ON voltage of the transistor increases, the field effect transistor 305
Turns ON. As a result, the current from the control circuit 308 flows through the resistor 307, and when the gate-source voltage of the field effect transistor 304 exceeds V TH , the field effect transistor 304 changes to the ON state, and conversely, V TH
If it is smaller, the field effect transistor 304 changes to the OFF state. Thereby, the field effect transistor 30
4 to clamp the drain-source voltage V DS to V DS = V TH × (R1 + R2) / R2. Note that R1 and R2 are resistance values of the resistors 306 and 307, respectively.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前記したように、図5
及び図6に示した定電圧ダイオードを用いる回路では、
定電圧ダイオードのクランプ電圧のバラツキが顕著であ
り、これを回避するためには制御回路の耐圧マージンを
大きくとることが必要となり、チップサイズが大きくな
り、動作速度が低下してしまう。また、図7に示した定
電圧ダイオードを用いない回路では、定電圧ダイオード
によるクランプ電圧のバラツキは回避されるものの、こ
の回路構成においても電界効果トランジスタのスレッシ
ョルド電圧VTHの製造バラツキや温度依存性を考慮する
と、例えば、0.8V±0.4Vのように、±50%も
のバラツキとなってしまう。したがって、図7の回路に
おいても図5,図6の回路の問題を解消することは不十
分なものになっている。
As described above, FIG.
And the circuit using the constant voltage diode shown in FIG.
The variation in the clamp voltage of the constant voltage diode is remarkable, and in order to avoid this, it is necessary to increase the breakdown voltage margin of the control circuit, which increases the chip size and lowers the operation speed. Further, in the circuit without using the constant voltage diode shown in FIG. 7, although variations in the clamp voltage due to the Zener diode is avoided, manufacturing variations and temperature dependence of the threshold voltage V TH of the field effect transistor in this circuit arrangement In consideration of the above, for example, a variation of ± 50% such as 0.8 V ± 0.4 V results. Therefore, the circuit of FIG. 7 is insufficient to solve the problems of the circuits of FIGS.

【0008】本発明はクランプ電圧のバラツキを防止す
ることが可能であるとともに、チップサイズを縮小化し
た電圧クランプ回路を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a voltage clamp circuit capable of preventing variations in the clamp voltage and reducing the chip size.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、電源と、この
電源の出力端間に二つの端子が接続される三端子定電圧
素子と、前記三端子定電圧素子の第1ないし第3の各端
子に接続されて負荷回路に定電圧を供給するクランプ回
路とを備えており、前記クランプ回路は、前記第1及び
第2の端子間に接続される直列接続された第1の抵抗お
よび第1のトランジスタと、前記第1の抵抗および第1
のトランジスタとの接続点と、前記第1のトランジスタ
のゲートもしくはベースとの間に接続される第2の抵抗
と、前記第1のトランジスタのゲートもしくはベースと
前記第3の端子間に接続される第3の抵抗と、前記直列
状態に接続された第2の抵抗と第3の抵抗と並列に接続
された制御回路とを備える構成とする。この場合、前記
第1のトランジスタのゲートもしくはベースと前記第3
の端子間に、第2のトランジスタ及び第3の抵抗が直列
に接続されていてもよい。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a power supply, a three-terminal constant voltage element having two terminals connected between output terminals of the power supply, and first to third elements of the three-terminal constant voltage element. A clamp circuit connected to each terminal to supply a constant voltage to the load circuit, wherein the clamp circuit includes a first resistor connected in series between the first and second terminals, and a first resistor connected between the first and second terminals. One transistor, the first resistor and the first resistor.
And a second resistor connected between the gate or base of the first transistor and a gate between the gate or base of the first transistor and the third terminal. A configuration including a third resistor, and a control circuit connected in parallel with the second resistor and the third resistor connected in series with each other. In this case, the gate or base of the first transistor and the third transistor
, A second transistor and a third resistor may be connected in series.

【0010】また、前記クランプ回路は、前記第1及び
第3の端子間に接続される直列接続された第1の抵抗、
第1のトランジスタ及び第3のトランジスタと、前記第
1の抵抗および第1のトランジスタとの接続点と、前記
第1のトランジスタのゲートもしくはベースとの間に接
続される第2の抵抗と、前記第1のトランジスタのゲー
トもしくはベースと前記第3の端子間に接続される第3
の抵抗と、前記直列状態に接続された第2の抵抗と第3
の抵抗と並列に接続された制御回路と、前記第2の端子
と第3の端子間に直列接続される第4及び第5のトラン
ジスタと第4の抵抗とを備え、前記第3のトランジスタ
のゲートもしくはベースは前記第5のトランジスタと第
4のトランジスタの接続点に接続されている構成とす
る。
The clamp circuit includes a first resistor connected in series between the first and third terminals,
A first transistor and a third transistor, a connection point between the first resistor and the first transistor, a second resistor connected between a gate or a base of the first transistor, A third transistor connected between the gate or base of the first transistor and the third terminal;
And a second resistor and a third resistor connected in series with each other.
A control circuit connected in parallel with the third resistor, and fourth and fifth transistors and a fourth resistor connected in series between the second terminal and the third terminal. The gate or the base is connected to a connection point between the fifth transistor and the fourth transistor.

【0011】本発明の電源クランプ回路は、定電圧ダイ
オードを使用せず、定電圧回路を使用する。特に、この
定電圧回路として、通常、ICの低電圧側の電瀕として
使用している市販の三端子レギュレータを用いる。そし
て、この三端子レギュレータの端子にトランジスタと抵
抗とで構成されるクランプ回路を接続し、トランジスタ
のスレショルド電圧を利用することで過電圧を吸収して
電圧バラツキを低減し、かつ制御回路における定電圧を
保持する。
The power supply clamp circuit of the present invention uses a constant voltage circuit without using a constant voltage diode. In particular, as this constant voltage circuit, a commercially available three-terminal regulator that is normally used as a power supply on the low voltage side of the IC is used. Then, a clamp circuit composed of a transistor and a resistor is connected to the terminal of this three-terminal regulator, and the overvoltage is absorbed by using the threshold voltage of the transistor to reduce the voltage variation, and the constant voltage in the control circuit is reduced. Hold.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の第1の実施形態の回
路図である。同図において、インダクタンス1及び交流
電源2を内蔵する発電機3に対しダイオード4が直列に
接続され、この直列回路に対してバッテリ5と、定電圧
回路6とがそれぞれ並列に接続される。この定電圧回路
としては、通常、ICの低電圧側の電源として使用され
る市販の三端子レギュレータ(電圧バラツキ:±5%程
度)で構成される。そして、この定電圧回路6の三つの
端子がそれぞれ接続点P1,P2,P3としてクランプ
回路を構成するIC12に接続される。前記IC12
は、接続点P2にソースが、接続点P1に抵抗8を介し
てドレインが、接続点P3に分圧抵抗8,9を介してゲ
ートがそれぞれ接続されたNチャネル型の電界効果トラ
ンジスタ10とで構成されている。また、この電界効果
トランジスタ10のソース・ドレイン間に制御回路11
が接続されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a diode 4 is connected in series to a generator 3 containing an inductance 1 and an AC power supply 2, and a battery 5 and a constant voltage circuit 6 are connected in parallel to this series circuit. The constant voltage circuit is generally constituted by a commercially available three-terminal regulator (voltage variation: about ± 5%) used as a power supply on the low voltage side of the IC. Then, three terminals of the constant voltage circuit 6 are connected to ICs 12 constituting a clamp circuit as connection points P1, P2, and P3, respectively. The IC12
Is an N-channel field-effect transistor 10 whose source is connected to the connection point P2, whose drain is connected to the connection point P1 via the resistor 8, and whose gate is connected to the connection point P3 via the voltage dividing resistors 8 and 9, respectively. It is configured. A control circuit 11 is connected between the source and the drain of the field effect transistor 10.
Is connected.

【0013】このクランプ回路を備える電源回路の動作
を図2を参照して説明する。発電機3からダイオード4
を経て、バッテリ5を充電している状態で、ねじのゆる
み等によりバッテリ5の回路が断線Xすると、発電機3
のインダクタンス1により過電圧が発生し、IC12の
接続点P1と接続点P3(GND)の間に前記過電圧が
印加される。しかし、接続点P2の電圧は、定電圧回路
6の出力電圧Eであり、一定電圧に保たれる。したがっ
て、電界効果トランジスタ10のゲート電圧は、「E+
TN」となる。ここで、VTNは、電界効果トランジスタ
10のスレッショルド電圧を示す。そして、前記ゲート
電圧、すなわち接続点P4の電圧が上昇しようとしたと
しても、電界効果トランジスタ10のゲート・ソース間
電圧がVTNを越えたときに、電界効果トランジスタ10
がON状態となってドレイン・ソース間が導通されるた
め、接続点P4の電圧は「E+VTN」に戻される。した
がって、制御回路11の電圧である接続点P5の電圧V
P5は、 VP5=(E+VTN)×(R8+R9)/R9 となり、過電圧が印加されるのを防止することができ
る。なお、R8,R9はそれぞれ抵抗8,9の抵抗値で
ある。例えば、E=5V±5%,VTN=0.8V±0.
4V,R8:R9=2.45:1とすると、クランプ電
圧は20V±2.3Vとなり、バラツキが抑制されてい
ることが判る。
The operation of the power supply circuit having the clamp circuit will be described with reference to FIG. Generator 3 to diode 4
When the battery 5 is charged and the circuit of the battery 5 is disconnected X due to loosening of the screw or the like, the generator 3
An overvoltage is generated by the inductance 1 of the IC 12, and the overvoltage is applied between the connection point P1 and the connection point P3 (GND) of the IC 12. However, the voltage at the connection point P2 is the output voltage E of the constant voltage circuit 6, and is maintained at a constant voltage. Therefore, the gate voltage of the field effect transistor 10 is “E +
VTN ". Here, V TN indicates a threshold voltage of the field effect transistor 10. Even if the gate voltage, that is, the voltage at the connection point P4 is about to rise, when the gate-source voltage of the field effect transistor 10 exceeds VTN , the field effect transistor 10
Is turned ON, and conduction is established between the drain and the source, so that the voltage at the connection point P4 is returned to “E + V TN ”. Therefore, the voltage V at the connection point P5, which is the voltage of the control circuit 11,
P5 is V P5 = (E + V TN ) × (R8 + R9) / R9, and it is possible to prevent application of an overvoltage. R8 and R9 are resistance values of the resistors 8 and 9, respectively. For example, E = 5V ± 5%, V TN = 0.8V ± 0.
When 4V, R8: R9 = 2.45: 1, the clamp voltage becomes 20V ± 2.3V, and it can be seen that the variation is suppressed.

【0014】図3は本発明の第2の実施形態の回路図で
ある。なお、図1と等価な部分には同一符号を付して説
明は省略する。この実施形態では、クランプ回路を構成
するIC12Aは、電界効果トランジスタ10のゲート
と抵抗9間に、ゲート・ドレインを接続した第2の電界
効果トランジスタ13のソース・ドレインを介挿接続し
ている。なお、この第2の電界効果トランジスタ13
は、前記電界効果トランジスタ10と同一導電型のNチ
ャネル型の電界効果トランジスタが用いられる。
FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In this embodiment, the IC 12A constituting the clamp circuit is connected between the gate and the resistor 9 of the field-effect transistor 10 via the source and the drain of the second field-effect transistor 13 whose gate and drain are connected. The second field effect transistor 13
An N-channel field-effect transistor of the same conductivity type as the field-effect transistor 10 is used.

【0015】この第2の実施形態では、発電機3におい
て過電圧が発生し、接続点P4の電圧が上昇しようとす
ると、電界効果トランジスタ10がON状態となるた
め、前記第1の実施形態と同様に接続点P4の電圧は
「E+VTN」に保持される。ここで、電界効果トランジ
スタ10と同じ導電型の第2の電界効果トランジスタ1
3が存在するため、接続点P4の電圧EP4は「E+V
TN1 −VTN2 」となる。したがって、両電界効果トラン
ジスタ10,13を同じスレッショルド電圧とすること
により、接続点P6の電圧VP6は「E+VTN−VTN
E」となる。したがって、接続点P5の電圧VP5は、 VP5=E×(R8+R9)/R9+VTN となる。したがって、電圧がクランプされるため、制御
回路11に過電圧が印加されるのを防ぐことができる。
例えば、E=5V±5%、VTN=0.8V±0.4V、
R8:R9=2.84:1とすると、クランプ電圧は2
0V±1.4Vとなり、第1の実施形態よりもバラツキ
が抑制されていることが判る。
In the second embodiment, when an overvoltage occurs in the generator 3 and the voltage at the connection point P4 is about to rise, the field-effect transistor 10 is turned on, so that the same as in the first embodiment. The voltage at the connection point P4 is maintained at "E + V TN ". Here, a second field effect transistor 1 of the same conductivity type as the field effect transistor 10 is used.
3, the voltage EP4 at the node P4 becomes "E + V
TN1 - VTN2 ". Therefore, by setting both the field effect transistors 10 and 13 to the same threshold voltage, the voltage VP6 at the node P6 becomes "E + VTN - VTN =
E ". Therefore, the voltage V P5 at the connection point P5 is V P5 = E × (R8 + R9) / R9 + V TN . Therefore, since the voltage is clamped, it is possible to prevent an overvoltage from being applied to the control circuit 11.
For example, E = 5V ± 5%, V TN = 0.8V ± 0.4V,
If R8: R9 = 2.84: 1, the clamp voltage is 2
0V ± 1.4V, which indicates that the variation is suppressed as compared with the first embodiment.

【0016】図4は本発明の第3の実施形態の回路図で
ある。同図において、前記第1及び第2の各実施形態と
等価な部分には同一符号を付してその説明は省略する。
この実施形態では、クランプ回路としてのIC12B
は、前記電界効果トランジスタ10と逆導電型のPチャ
ネル型の第3の電界効果トランジスタ14のドレイン・
ソースを前記電界効果トランジスタ10のソースと接続
点P3との間に接続する。また、前記電界効果トランジ
スタ10と同じNチャネル型の第4の電界効果トランジ
スタ15と逆のNチャネル型の第5の電界効果トランジ
スタ16のソース・ドレインをそれぞれ縦続接続し、抵
抗17を介して前記接続点P2とP3の間に接続してい
る。なお、これら第4及び第5の各電界効果トランジス
タ15,16のゲートはそれぞれドレインに接続してお
り、また前記第3の電界効果トランジスタ14のゲート
は第5の電界効果トランジスタ16と抵抗17との接続
点P7に接続している。
FIG. 4 is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention. In the figure, portions equivalent to those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In this embodiment, the IC 12B as a clamp circuit
Is the drain of a third field-effect transistor 14 of a P-channel type having a conductivity type opposite to that of the field-effect transistor 10.
The source is connected between the source of the field effect transistor 10 and the connection point P3. The source and drain of an N-channel fifth field-effect transistor 16, which is the same as the N-channel fourth field-effect transistor 15, and the opposite N-channel type fifth field-effect transistor 16, are connected in cascade. It is connected between connection points P2 and P3. The gates of the fourth and fifth field effect transistors 15 and 16 are respectively connected to the drain, and the gate of the third field effect transistor 14 is connected to the fifth field effect transistor 16 and the resistor 17. Is connected to the connection point P7.

【0017】この構成では、発電機3に過電圧が発生し
たとき、接続点P7の電圧VP7は、‘「E−VTN
TP」となる。ここで、VTN,VTPは、それぞれ前記し
たNチャネル型、Pチャネル型の各電界効果トランジス
タ10,14,15,16のスレッショルド電圧の絶対
値であり、特にここで同じ導電型のトランジスタの絶対
値はそれぞれ等しいものとする。そして、接続点P4の
電圧VP4は、接続点P7の電圧+電界効果トランジスタ
14のスレッショルド電圧+電界効果トランジスタ10
のスレッショルド電圧であることより、 VP4=E−VTN−VTP+VTP+VTN=E となる。仮に、接続点P4の電圧VP4が上昇し、すなわ
ち接続点P5の電圧が上昇するとしても、電界効果トラ
ンジスタ10がON状態になるため、接続点P4の電圧
P4は「E」に戻る。これにより、接続点P5の電圧V
P5は、 VP5=E×(R8+R9)/R9 となる。したがって、電圧がクランプされるため、制御
回路11に過電圧が印加されるのを防ぐことができる。
例えば、E=5V±5%、VTN=0.8V±0.4V、
TP=0.7V±0.4V、R8:R9=3:1とする
と、クランプ電圧は20V±1.0Vとなり、前記各実
施形態よりもバラツキが抑制されていることが判る。ま
た、電圧をクランプしたときに流れる電流が、電界効果
トランジスタ10、電界効果トランジスタ14を流れる
ため、定電圧回路6に流れ込むことはなく、定電圧回路
の電流吸収能力にかかわらず、安定したクランプ電圧を
得ることができる。
[0017] In this configuration, when an overvoltage occurs in the generator 3, the voltage V P7 of the connection point P7 is a '"E-V TN one V TP". Here, V TN and V TP are the absolute values of the threshold voltages of the N-channel type and P-channel type field effect transistors 10, 14, 15, and 16, respectively. The absolute values are assumed to be equal. Then, the voltage VP4 at the connection point P4 is the voltage at the connection point P7 + the threshold voltage of the field effect transistor 14 + the field effect transistor 10
VP4 = E- VTN - VTP + VTP + VTN = E. If the voltage V P4 at the connection point P4 is increased, i.e. as the voltage at the node P5 rises, since the field effect transistor 10 is turned ON, the voltage V P4 connection point P4 is returned to "E". Thereby, the voltage V at the connection point P5 is obtained.
P5 is given by V P5 = E × (R8 + R9) / R9. Therefore, since the voltage is clamped, it is possible to prevent an overvoltage from being applied to the control circuit 11.
For example, E = 5V ± 5%, V TN = 0.8V ± 0.4V,
When V TP = 0.7V ± 0.4V and R8: R9 = 3: 1, the clamp voltage is 20V ± 1.0V, and it can be seen that the variation is suppressed as compared with the above embodiments. Further, since the current flowing when the voltage is clamped flows through the field effect transistor 10 and the field effect transistor 14, the current does not flow into the constant voltage circuit 6, and the stable clamp voltage is obtained regardless of the current absorbing capability of the constant voltage circuit. Can be obtained.

【0018】なお、前記第1ないし第3の実施形態で
は、保護すべき制御回路11がGND側にあるため、G
ND側にある定電圧回路6とNチャネル型電界効果トラ
ンジスタを主体に回路を構成しているが、保護すべき回
路が電源側にある場合には、電源側にある定電圧回路と
Pチャネル型電界効果トランジスタでクランプ回路を構
成すればよい。また、前記各実施形態ではトランジスタ
として電界効果トランジスタを用いているが、バイポー
ラトランジスタを用いても同様に適用できる。この場合
には、前記各実施形態のNチャネル型電界効果トランジ
スタとしてNPNバイポーラトランジスタを、Pチャネ
ル型電界効果トランジスタとしてPNPバイポーラトラ
ンジスタを用いればよい。
In the first to third embodiments, since the control circuit 11 to be protected is on the GND side,
The circuit is mainly composed of the constant voltage circuit 6 on the ND side and the N-channel type field effect transistor. However, when the circuit to be protected is on the power supply side, the constant voltage circuit on the power supply side and the P-channel type The clamp circuit may be formed by a field effect transistor. In each of the above embodiments, a field effect transistor is used as a transistor, but a bipolar transistor may be used in the same manner. In this case, an NPN bipolar transistor may be used as the N-channel field-effect transistor and a PNP bipolar transistor may be used as the P-channel field-effect transistor in each of the above embodiments.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、三端子レ
ギュレータの三つの端子にトランジスタと抵抗とで構成
されるクランプ回路を接続し、そのトランジスタのスレ
ッショルド電圧を利用することでクランプ動作を行って
いるので、定電圧ダイオードを用いなくとも定電圧回路
が構成でき、しかもトランジスタのスレッショルド電圧
が電源電圧に対する比率を低減できるため、クランプ電
圧のバラツキを小さくすることができる。これにより、
制御回路の耐圧マージンを小さくすることが可飽とな
り、チップサイズが小さくなるとともに、動作速度の増
加を可能とし、小型化、軽量化、高速化を図ることがで
きる。
As described above, according to the present invention, a clamp circuit composed of a transistor and a resistor is connected to three terminals of a three-terminal regulator, and a clamp operation is performed by utilizing a threshold voltage of the transistor. Therefore, a constant voltage circuit can be configured without using a constant voltage diode, and the ratio of the threshold voltage of the transistor to the power supply voltage can be reduced, so that the variation in the clamp voltage can be reduced. This allows
Decreasing the withstand voltage margin of the control circuit becomes tired, and the chip size is reduced, the operating speed can be increased, and the size, weight, and speed can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の回路の動作を説明するための波形図であ
る。
FIG. 2 is a waveform chart for explaining the operation of the circuit of FIG. 1;

【図3】本発明の第2の実施形態の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施形態の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention.

【図5】従来のクランプ回路の一例の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of an example of a conventional clamp circuit.

【図6】従来のクランプ回路の他の例の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of another example of a conventional clamp circuit.

【図7】従来のクランプ回路のさらに他の例の回路図で
ある。
FIG. 7 is a circuit diagram of still another example of the conventional clamp circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インダクタンス 2 交流電源 3 発電機 4 ダイオード 5 バッテリ 6 定電圧回路 7,8,9 抵抗 10 電界効果トランジスタ 11 制御回路 12,12A,12B IC 13,14,15,16 電界効果トランジスタ 17 抵抗 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inductance 2 AC power supply 3 Generator 4 Diode 5 Battery 6 Constant voltage circuit 7, 8, 9 resistance 10 Field effect transistor 11 Control circuit 12, 12A, 12B IC 13, 14, 15, 16 Field effect transistor 17 Resistance

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電源と、この電源の出力端間に二つの端
子が接続される三端子定電圧素子と、前記三端子定電圧
素子の第1ないし第3の各端子に接続されたクランプ回
路とを備え、前記クランプ回路は、前記第1及び第2の
端子間に接続される直列接続された第1の抵抗および第
1のトランジスタと、前記第1の抵抗および第1のトラ
ンジスタとの接続点と、前記第1のトランジスタのゲー
トもしくはベースとの間に接続される第2の抵抗と、前
記第1のトランジスタのゲートもしくはベースと前記第
3の端子間に接続される第3の抵抗と、前記直列状態に
接続された第2の抵抗と第3の抵抗と並列に制御回路が
接続されていることを特徴とする電圧クランプ回路
1. A power supply, a three-terminal constant-voltage element having two terminals connected between output terminals of the power supply, and a clamp circuit connected to first to third terminals of the three-terminal constant-voltage element. Wherein the clamp circuit comprises: a first resistor and a first transistor connected in series between the first and second terminals; and a connection between the first resistor and the first transistor. A point, a second resistor connected between the gate or base of the first transistor, and a third resistor connected between the gate or base of the first transistor and the third terminal. And a control circuit connected in parallel with the second resistor and the third resistor connected in series.
【請求項2】 前記第1のトランジスタのゲートもしく
はベースと前記第3の端子間に、第2のトランジスタ及
び第3の抵抗が直列に接続されている請求項1に記載の
電圧クランプ回路
2. The voltage clamp circuit according to claim 1, wherein a second transistor and a third resistor are connected in series between a gate or a base of the first transistor and the third terminal.
【請求項3】 電源と、この電源の出力端間に二つの端
子が接続される三端子定電圧素子と、前記三端子定電圧
素子の第1ないし第3の各端子に接続されたクランプ回
路とを備え、前記クランプ回路は、前記第1及び第3の
端子間に接続される直列接続された第1の抵抗、第1の
トランジスタ及び第3のトランジスタと、前記第1の抵
抗および第1のトランジスタとの接続点と、前記第1の
トランジスタのゲートもしくはベースとの間に接続され
る第2の抵抗と、前記第1のトランジスタのゲートもし
くはベースと前記第3の端子間に接続される第3の抵抗
と、前記直列状態に接続された第2の抵抗と第3の抵抗
と並列に接続された制御回路と、前記第2の端子と第3
の端子間に直列接続される第4及び第5のトランジスタ
と第4の抵抗とを備え、前記第3のトランジスタのゲー
トもしくはベースは前記第5のトランジスタと第4のト
ランジスタの接続点に接続されていることを特徴とする
電圧クランプ回路。
3. A power supply, a three-terminal constant-voltage element having two terminals connected between output terminals of the power supply, and a clamp circuit connected to each of first to third terminals of the three-terminal constant-voltage element. Wherein the clamp circuit includes a first resistor, a first transistor, and a third transistor connected in series between the first and third terminals, and the first resistor and the first transistor. And a second resistor connected between the gate or base of the first transistor and a gate between the gate or base of the first transistor and the third terminal. A third resistor, a second resistor connected in series with the third resistor, a control circuit connected in parallel with the third resistor, and a second terminal connected to the third terminal;
And a fourth resistor and a fourth resistor connected in series between the terminals of the third and fourth transistors, and a gate or a base of the third transistor is connected to a connection point between the fifth and fourth transistors. A voltage clamp circuit.
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