KR20000075637A - Current-limit circuit - Google Patents

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KR20000075637A
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마르틴 펠트켈러
Original Assignee
칼 하인쯔 호르닝어
지멘스 악티엔게젤샤프트
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    • G05F3/262Current mirrors using field-effect transistors only

Abstract

본 발명은 제어된 반도체 파워 소자(60)용 전류 리미터 회로, 특히 전압 공급과 무관한 파워 트랜지스터용 전류 리미터 회로에 관한 것이다. 이것은 제어된 반도체 파워 소자(60)를 통해 흐르는 전류를 나타내는 전압 강하를 발생시키기 위해 제어된 반도체 파워 소자(60)의 메인 전류 경로와 직렬로 접속된 검출 저항(20)을 포함하는 제어된 반도체 파워 소자(60), 특히 파워 트랜지스터용 전류 리미터 회로에 의해 이루어진다. 전류 리미터 회로는 또한 제 1 및 제 2 기준 전위 사이의 제 1 전류를 발생시키기 위한 제 1 전류원 장치(31), 반도체 파워 소자의 게이트 단자의 제어 전위와 제 3 기준 전위 사이의 제 2 전류를 발생시키기 위한 제 2 전류원 장치(32)를 구비한 전류 평형 회로 장치(30)를 포함한다. 전류 리미터 회로는 또한 전압 강하가 예정된 값 보다 크면, 제어 전위를 낮추기 위한 제 2 전류가 증가됨으로써, 반도체 파워 소자를 통해 흐르는 전류가 제한되도록 하기 위해, 검출 저항의 전압 강하에 반응하여 제 1 및 제 2 전류원 장치(31, 32)를 커플링하기 위한 전류원 커플링 회로(33)를 포함한다.The present invention relates to a current limiter circuit for a controlled semiconductor power element 60, in particular a current limiter circuit for a power transistor independent of voltage supply. This is controlled semiconductor power including a detection resistor 20 connected in series with the main current path of the controlled semiconductor power element 60 to generate a voltage drop indicative of a current flowing through the controlled semiconductor power element 60. Element 60, in particular a current limiter circuit for the power transistor. The current limiter circuit also generates a first current source device 31 for generating a first current between the first and second reference potentials, a second current between the control potential of the gate terminal of the semiconductor power element and the third reference potential. And a current balancing circuit device 30 having a second current source device 32 to make it. The current limiter circuit also has a first and first response in response to the voltage drop of the detection resistor, in order to limit the current flowing through the semiconductor power element by increasing the second current to lower the control potential if the voltage drop is greater than the predetermined value. A current source coupling circuit 33 for coupling the two current source devices 31, 32.

Description

전류 리미터 회로{CURRENT-LIMIT CIRCUIT}Current limiter circuit {CURRENT-LIMIT CIRCUIT}

집적 회로는 그 출력이 전류 과부하로부터 효과적으로 보호되어야만, 단락의 경우 열에 의해 파괴되지 않는다.Integrated circuits must be effectively protected from current overloads, but are not destroyed by heat in the event of a short circuit.

본 발명 및 그것이 기초로 하는 문제점이 기본적으로 모든 제어된 반도체 파워 소자에 적용될 수 있기는 하지만, MOS 파워 트랜지스터와 더불어 바이폴라 소자 및 CMOS 소자가 제공된 혼합 기술의 파워 집적 회로를 참고로 설명된다.Although the present invention and the problems it is based on can be applied basically to all controlled semiconductor power devices, reference is made to power integrated circuits of a mixed technology provided with bipolar devices and CMOS devices in addition to MOS power transistors.

이러한 전류 리미터 회로의 통상의 기본 원리는 파워 트랜지스터를 통해 흐르는 총 전류 또는 감지 셀 원리에 의해 상기 총 전류의 일부가 저항(분로 저항이라 함)에서 전압 강하를 일으킨다는 것이다.A common basic principle of such a current limiter circuit is that a part of the total current causes a voltage drop in a resistor (called a shunt resistor) by the total current flowing through the power transistor or the sense cell principle.

전압 강하가 미리 주어진 최대값을 초과하면, 전류 리미터 회로에 파워 트랜지스터의 제어 신호가 제공됨으로써, 제어 신호로부터 출력 특성 곡선 필드에 의해 결정될 수 있는 파워 트랜지스터의 출력 전류가 허용 한계치 미만으로 유지된다.When the voltage drop exceeds a predetermined maximum value, the control signal of the power transistor is provided to the current limiter circuit, so that the output current of the power transistor, which can be determined by the output characteristic curve field from the control signal, is kept below the allowable limit.

상기 기본 원리를 회로 기술적으로 구현하기 위한 일련의 방법이 선행 기술에 공지되어 있다.A series of methods for circuit technically implementing the basic principle are known in the prior art.

일반적으로 전류 제어 리미터 회로와 전압 제어 리미터 회로가 구별된다.In general, a current control limiter circuit and a voltage control limiter circuit are distinguished.

전류 제어 리미터 회로는 일반적으로 접속 피크를 마스킹하기 위한 필터를 필요로 한다. 전압 제어 리미터 회로는 온도 보상 회로를 필요로 한다. 또한, 두 타입의 공지된 회로는 복잡한 단락 방지 결선 자체를 필요로 한다.Current control limiter circuits generally require a filter to mask the connection peaks. The voltage control limiter circuit requires a temperature compensation circuit. In addition, both types of known circuits require complex short-circuit connection itself.

이러한 선행 기술의 예는 B. Murari, F. Bertotti 및 G.A. Vignola, "Smart Power ICs - Techologies and Applications", 페이지 328, 400, 426, Springer Verlag, Berlin - Heidelberg - New York, 1996에 나타난다.Examples of such prior art are B. Murari, F. Bertotti and G.A. Vignola, "Smart Power ICs-Techologies and Applications", pages 328, 400, 426, Springer Verlag, Berlin-Heidelberg-New York, 1996.

본 발명은 제어된 반도체 파워 소자용 전류 리미터 회로, 특히 파워 트랜지스터용 전류 리미터 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a controlled current limiter circuit for semiconductor power devices, in particular a current limiter circuit for power transistors.

도 1은 본 발명에 따른 전류 리미터 회로의 블로 회로도.1 is a blow circuit diagram of a current limiter circuit according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 전류 리미터 회로의 제 1 실시예의 회로도.2 is a circuit diagram of a first embodiment of a current limiter circuit according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 전류 리미터 회로의 제 2 실시예의 회로도.3 is a circuit diagram of a second embodiment of a current limiter circuit according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 전류 리미터 회로의 제 3 실시예의 회로도.4 is a circuit diagram of a third embodiment of a current limiter circuit according to the present invention;

도 5는 본 발명에 대한 출력점으로서 통상의 기준 전류원 회로의 회로도.5 is a circuit diagram of a conventional reference current source circuit as an output point for the present invention.

본 발명의 목적은 간단히 구현될 수 있고 가급적 그것의 전압 공급과 무관하게 동작하는 전류 리미터 회로를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a current limiter circuit that can be simply implemented and preferably operates independently of its voltage supply.

상기 목적은 본 발명에 따라The object according to the present invention

- 제어된 반도체 파워 소자를 통해 흐르는 전류를 나타내는 전압 강하를 발생시키기 위해 제어된 반도체 파워 소자의 메인 전류 경로와 직렬로 접속된 검출 저항; 및A detection resistor connected in series with the main current path of the controlled semiconductor power element to generate a voltage drop indicative of a current flowing through the controlled semiconductor power element; And

- a) 제 1 및 제 2 기준 전위 사이의 제 1 전류를 발생시키기 위한 제 1 전류원 장치;a) a first current source device for generating a first current between the first and second reference potentials;

b) 반도체 파워 소자의 제어 단자의 제어 전위와 제 3 기준 전위 사이의 제 2 전류를 발생시키기 위한 제 2 전류원 장치; 및b) a second current source device for generating a second current between the control potential of the control terminal of the semiconductor power element and the third reference potential; And

c) 전압 강하가 예정된 값 보다 크면, 제어 전위를 낮추기 위한 제 2 전류가 증가됨으로써, 반도체 파워 소자를 통해 흐르는 전류가 제한되도록 하기 위해, 검출 저항의 전압 강하에 반응하여 제 1 및 제 2 전류원 장치를 커플링하기 위한 전류원 커플링 회로c) if the voltage drop is greater than the predetermined value, the first and second current source devices in response to the voltage drop of the detection resistor, in order to limit the current flowing through the semiconductor power element by increasing the second current to lower the control potential. Current source coupling circuit for coupling

를 구비한 전류 평형 회로 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어된 반도체 파워 소자용, 특히 파워 트랜지스터용 전류 리미터 회로에 의해 달성된다.It is achieved by a current limiter circuit for a controlled semiconductor power element, in particular for a power transistor, characterized in that it comprises a current balancing circuit arrangement with.

바람직한 실시예는 종속항에 제시된다.Preferred embodiments are presented in the dependent claims.

바람직한 실시예에 따르면, 제 1 전류원 장치는 콜렉터 전류가 서로 비례하도록 결선된 제 1 및 제 2 바이폴라 트랜지스터를 포함한다; 제 2 전류원 장치는 제 3 및 제 4 바이폴라 트랜지스터를 포함한다. 제 3 바이폴라 트랜지스터는 그 에미터에 제 4 바이폴라 트랜지스터의 콜렉터 전류에 비례하는 전류를 인가하고; 제 4 바이폴라 트랜지스터의 에미터-베이스 전압이 전압 성분으로서 검출 저항에서 전압 강하, 포지티브 부호를 가진 제 2 및 제 3 바이폴라 트랜지스터의 에미터-베이스 전압 및 네거티브 부호를 가진 제 1 바이폴라 트랜지스터의 에미터-베이스 전압을 포함한다.According to a preferred embodiment, the first current source device comprises first and second bipolar transistors wired such that collector currents are proportional to each other; The second current source device includes third and fourth bipolar transistors. The third bipolar transistor applies a current that is proportional to the collector current of the fourth bipolar transistor; The emitter-base voltage of the fourth bipolar transistor is the voltage component, the voltage drop in the detection resistor, the emitter-base voltage of the second and third bipolar transistors with a positive sign and the emitter- of the first bipolar transistor with a negative sign. It includes the base voltage.

바람직한 실시예에 따라 4개의 바이폴라 트랜지스터 중 적어도 하나가 다른 바이폴라 트랜지스터와는 다른 에미터 표면을 갖는다.According to a preferred embodiment at least one of the four bipolar transistors has a different emitter surface than the other bipolar transistors.

다른 바람직한 실시예에 따르면, 제 4 바이폴라 트랜지스터의 에미터-베이스 전압이 부가의 일정한 전압 성분을 포함하고, 상기 전압 성분의 값은 상이한 에미터 전류 밀도로 동작하는 부가의 바이폴라 트랜지스터의 에미터-베이스 전압의 차로부터 얻어진다.According to another preferred embodiment, the emitter-base voltage of the fourth bipolar transistor comprises an additional constant voltage component, the value of the voltage component being the emitter-base of the additional bipolar transistor operating at a different emitter current density. Is obtained from the difference in voltage.

다른 바람직한 실시예에 따르면, 전류 평형 회로 장치가According to another preferred embodiment, the current balancing circuit device

- 하나의 전류원과 함께 제 1 기준 전위와, 반도체 파워 소자의 소오스 단자에 접속된 검출 저항의 단자 사이에 직렬 접속된 제 1 및 제 2 바이폴라 트랜지스터, 및First and second bipolar transistors connected in series between a first reference potential and a terminal of a detection resistor connected to a source terminal of the semiconductor power element with one current source, and

- 제어 전위와 제 3 기준 전위 사이에 직렬 접속된 제 3 및 제 4 바이폴라 트랜지스터를 포함하며,Third and fourth bipolar transistors connected in series between the control potential and the third reference potential,

- 제 1 바이폴라 트랜지스터의 콜렉터와 베이스가 함께 접속되고, 제 1 및 제 3 바이폴라 트랜지스터의 베이스가 함께 접속되고,The collector and base of the first bipolar transistor are connected together, the base of the first and third bipolar transistors are connected together,

- 제 2 바이폴라 트랜지스터의 베이스가 제 3 바이폴라 트랜지스터의 에미터와 제 4 바이폴라 트랜지스터의 콜렉터 사이에 놓인 노드에 접속되며,The base of the second bipolar transistor is connected to a node lying between the emitter of the third bipolar transistor and the collector of the fourth bipolar transistor,

- 제 4 바이폴라 트랜지스터의 베이스가 제 1 바이폴라 트랜지스터의 에미터 및 제 2 바이폴라 트랜지스터의 콜렉터 사이에 놓인 노드에 접속된다.The base of the fourth bipolar transistor is connected to a node lying between the emitter of the first bipolar transistor and the collector of the second bipolar transistor.

다른 바람직한 실시예에 따르면, 전류 평형 회로 장치가According to another preferred embodiment, the current balancing circuit device

- 하나의 전류원과 함께 제 1 기준 전위와, 반도체 파워 소자의 소오스 단자에 접속된 검출 저항의 단자 사이에 직렬로 접속된 제 1 및 제 2 바이폴라 트랜지스터, 및First and second bipolar transistors connected in series between a first reference potential and a terminal of a detection resistor connected to a source terminal of the semiconductor power element with one current source, and

- 제어 전위와 제 3 기준 전위 사이에 직렬로 접속된 제 3 및 제 4 바이폴라 트랜지스터를 포함하고,Third and fourth bipolar transistors connected in series between the control potential and the third reference potential,

- 제 1 바이폴라 트랜지스터의 콜렉터 및 베이스가 함께 접속되고, 제 1 및 제 3 바이폴라 트랜지스터의 베이스가 함께 접속되며,The collector and base of the first bipolar transistor are connected together and the base of the first and third bipolar transistor are connected together,

- 제 1 및 제 2 기준 전위 사이의 관련 전류원에 직렬 접속된 제 5 및 제 6 바이폴라 트랜지스터를 포함하며,A fifth and sixth bipolar transistor connected in series with an associated current source between the first and second reference potentials,

- 제 2 바이폴라 트랜지스터의 베이스가 제 5 바이폴라 트랜지스터의 에미터와 상응하는 전류원 사이에 놓인 노드에 접속되고 제 5 바이폴라 트랜지스터의 베이스가 제 3 바이폴라 트랜지스터의 에미터와 제 4 바이폴라 트랜지스터의 콜렉터 사이에 놓인 노드에 접속되며,The base of the second bipolar transistor is connected to a node lying between the emitter of the fifth bipolar transistor and a corresponding current source and the base of the fifth bipolar transistor lies between the emitter of the third bipolar transistor and the collector of the fourth bipolar transistor. Connected to the node,

제 4 바이폴라 트랜지스터의 베이스는 제 6 바이폴라 트랜지스터의 에미터와 상응하는 전류원 사이에 접속된 노드에 접속되고, 제 6 바이폴라 트랜지스터의 베이스는 제 1 바이폴라 트랜지스터의 에미터와 제 2 바이폴라 트랜지스터의 콜렉터 사이에 접속된 노드에 접속된다.The base of the fourth bipolar transistor is connected to a node connected between the emitter of the sixth bipolar transistor and the corresponding current source, and the base of the sixth bipolar transistor is between the emitter of the first bipolar transistor and the collector of the second bipolar transistor. It is connected to the connected node.

이 실시예에서는 본 발명에 따른 전류 리미터 회로의 감도가 증가된다.In this embodiment, the sensitivity of the current limiter circuit according to the present invention is increased.

또다른 바람직한 실시예에 따르면, 제 5 바이폴라 트랜지스터 및 제 6 바이폴라 트랜지스터의 전류원이 각각 하나의 저항이다.According to another preferred embodiment, the current sources of the fifth and sixth bipolar transistors are each one resistor.

또다른 바람직한 실시예에 따르면, 제 5 및 제 6 바이폴라 트랜지스터의 전류원이 각각 NMOS 트랜지스터이다.According to another preferred embodiment, the current sources of the fifth and sixth bipolar transistors are each NMOS transistors.

또다른 바람직한 실시예에 따르면, NMOS 트랜지스터의 공통 게이트 전위가 제 1 및 제 3 바이폴라 트랜지스터의 공통 베이스 단자의 전위이다.According to another preferred embodiment, the common gate potential of the NMOS transistors is the potential of the common base terminal of the first and third bipolar transistors.

바람직한 실시예에 따르면, 전류 평형 회로 장치가According to a preferred embodiment, the current balancing circuit arrangement

- 제 1 및 제 2 PNP 바이폴라 트랜지스터로 이루어지며, 반도체 파워 소자의 제어 전위에 접속된 에미터를 가진 제 1 전류 평형 회로,A first current balance circuit, consisting of first and second PNP bipolar transistors, having a emitter connected to a control potential of the semiconductor power element,

- 제 3 및 제 4 PNP 바이폴라 트랜지스터로 이루어지며, 반도체 파워 소자의 제어 전위에 접속된 에미터를 가진 제 2 전류 평형 회로,A second current balancing circuit, consisting of third and fourth PNP bipolar transistors, having an emitter connected to the control potential of the semiconductor power element,

- 제 1 및 제 2 MOS 트랜지스터로 이루어지며, 기준 전위에 접속된 소오스를 가진 제 3 전류 평형 회로,A third current balancing circuit, consisting of first and second MOS transistors, having a source connected to a reference potential,

- 제 3 및 제 4 MOS 트랜지스터로 이루어지며, 기준전위에 접속된 소오스를 가진 제 4 전류 평형 회로,A fourth current balancing circuit, consisting of third and fourth MOS transistors, having a source connected to a reference potential,

- 제 3 MOS 트랜지스터의 드레인에 접속된 에미터를 가진 제 1 NPN-바이폴라 트랜지스터,A first NPN-bipolar transistor having an emitter connected to the drain of the third MOS transistor,

- 제 4 PNP 바이폴라 트랜지스터의 콜렉터와, 반도체 파워 소자에 접속된 검출 저항의 단자 사이에 접속된 제 2 NPN 바이폴라 트랜지스터,A second NPN bipolar transistor connected between the collector of the fourth PNP bipolar transistor and the terminal of the detection resistor connected to the semiconductor power element,

- 제 2 MOS 트랜지스터의 드레인에 접속된 에미터를 가진 제 3 NPN 바이폴라 트랜지스터,A third NPN bipolar transistor having an emitter connected to the drain of the second MOS transistor,

- 제 1 PNP 바이폴라 트랜지스터의 콜렉터와 부하 출력 단자에 접속된 검출 저항의 단자 사이에 접속된 제 4 NPN 바이폴라 트랜지스터를 포함하며,A fourth NPN bipolar transistor connected between the collector of the first PNP bipolar transistor and the terminal of the detection resistor connected to the load output terminal,

- 제 1 및 제 3 NPN 바이폴라 트랜지스터의 베이스 단자가 함께 접속되고 제 1 및 제 3 NPN 바이폴라 트랜지스터의 콜렉터 단자가 다이오드를 통해 흐름 방향으로 반도체 파워 소자의 제어 전위에 접속되며,The base terminals of the first and third NPN bipolar transistors are connected together and the collector terminals of the first and third NPN bipolar transistors are connected via a diode to the control potential of the semiconductor power element in the flow direction,

- 제 1 NPN 바이폴라 트랜지스터의 에미터가 제 4 NPN 바이폴라 트랜지스터의 베이스에 접속되고 제 3 NPN 바이폴라 트랜지스터의 에미터가 제 2 NPN 바이폴라 트랜지스터의 베이스에 접속되고,The emitter of the first NPN bipolar transistor is connected to the base of the fourth NPN bipolar transistor and the emitter of the third NPN bipolar transistor is connected to the base of the second NPN bipolar transistor,

- 제 4 전류 평형 회로의 기준 전위와, 공급 전위에 접속된 반도체 파워 소자의 단자 사이에 직렬 접속된 제 5 및 제 6 MOS 트랜지스터를 포함하며,A fifth and sixth MOS transistor connected in series between the reference potential of the fourth current balancing circuit and the terminals of the semiconductor power element connected to the supply potential,

- 제 5 MOS 트랜지스터의 게이트가 제 3 PNP 바이폴라 트랜지스터의 콜렉터에 접속되고, 제 6 MOS 트랜지스터의 게이트가 반도체 파워 소자의 제어 전위에 접속되며,The gate of the fifth MOS transistor is connected to the collector of the third PNP bipolar transistor, the gate of the sixth MOS transistor is connected to the control potential of the semiconductor power element,

- 제 5 및 제 6 MOS 트랜지스터 사이의 노드가 제 1 및 제 3 NPN 바이폴라 트랜지스터의 공통 베이스에 접속된다.A node between the fifth and sixth MOS transistors is connected to a common base of the first and third NPN bipolar transistors.

상기 실시예는 특히 하이사이드(Highside) 스위치에 적합하다.This embodiment is particularly suitable for highside switches.

이하, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings.

도면에서 동일한 부품 또는 기능이 동일한 부품은 동일한 도면 부호를 갖는다.In the drawings, the same parts or the same parts have the same reference numerals.

본 발명에 따른 전류 리미터 회로는 도 5에 도시된 통상의 기준 전류원 회로를 전제로 한다.The current limiter circuit according to the present invention assumes the conventional reference current source circuit shown in FIG.

도 5에는 NPN 바이폴라 트랜지스터(51, 52, 53, 54)가 도시된다. 트랜지스터(52), (54) 및 (51), (53)는 각각 직렬 접속되고 제 1 및 제 2 메인 전류 경로(501) 또는 (502)를 규정한다.5 shows NPN bipolar transistors 51, 52, 53, 54. Transistors 52, 54, 51, and 53 are connected in series and define the first and second main current paths 501 or 502, respectively.

제 1 메인 전류 경로(501)는 포지티브 배터리 전위(VB)와 네거티브 배터리 전위(접지) 사이에 접속되며 정전류원(56)을 포함한다.The first main current path 501 is connected between the positive battery potential V B and the negative battery potential (ground) and includes a constant current source 56.

트랜지스터(52) 및 (51)의 에미터 표면은 m:1의 비율을 가지며, 트랜지스터(54) 및 (53)의 에미터 표면은 1:n의 비율을 갖는다. 모든 베이스 전류를 무시하면, 트랜지스터(54) 및 (52)의 콜렉터 전류 및 트랜지스터(53) 및 (51)의 콜렉터 전류가 동일하다.The emitter surfaces of transistors 52 and 51 have a ratio of m: 1, and the emitter surfaces of transistors 54 and 53 have a ratio of 1: n. Ignoring all base currents, the collector current of transistors 54 and 52 and the collector current of transistors 53 and 51 are equal.

트랜지스터(54) 및 (53)의 크로스 커플링으로부터 바이폴라 트랜지스터에 대해 전형적인, 에미터 베이스 전압에 대한 콜렉터 전류의 지수 관계와 더불어, 경로(501) 및 (502)에서의 전류와 무관하게Independent of the current in paths 501 and 502, with an exponential relationship of collector current to emitter base voltage, typical for bipolar transistors from cross coupling of transistors 54 and 53

UR= ln(m·n)·kT/eU R = ln (m · n) · kT / e

의 트랜지스터(53) 및 (54)의 에미터 전위의 차가 나타난다.The difference between the emitter potentials of the transistors 53 and 54 is shown.

에미터 전위(UR)의 차는 동시에 전류 경로(502)에 놓인 저항(55)에서의 전압 강하(UR)이다. 따라서, 저항 (55)의 저항값은 전류원(56)의 전류와 무관하게 출력에서 인출 가능한 전류(Iref)를 결정한다.The difference in emitter potential U R is at the same time the voltage drop U R at the resistor 55 placed in the current path 502. Accordingly, the resistance value of the resistor 55 determines the current I ref that can be drawn at the output regardless of the current of the current source 56.

도 1은 본 발명에 따른 전류 리미터 회로의 블록도이다.1 is a block diagram of a current limiter circuit according to the present invention.

도 1에 도시된, 본 발명에 따른, 제어된 반도체 파워 소자용 전류 리미터 회로는 MOS 파워 트랜지스터(60)에 제공된다.A current limiter circuit for a controlled semiconductor power element, according to the present invention, shown in FIG. 1, is provided in a MOS power transistor 60.

검출 저항(20)은 MOS 파워 트랜지스터(60)를 통해 흐르는 전류를 나타내는 전압 강하를 발생시키기 위해 MOS 파워 트랜지스터(60)의 메인 전류 경로와 직렬 접속된다.The detection resistor 20 is connected in series with the main current path of the MOS power transistor 60 to generate a voltage drop representing the current flowing through the MOS power transistor 60.

전류 평형 회로 장치(30)는 검출 저항(20)에 의해 제 1 기준 전위와 제 2 기준 전위 사이의, 여기서는 포지티브 배터리 전압(VB)와 네거티브 배터리 전압(접지) 사이의 제 1 전류를 발생시키기 위한 제 1 전류원 장치(31)를 포함한다.The current balancing circuit arrangement 30 generates a first current between the first reference potential and the second reference potential, here between the positive battery voltage V B and the negative battery voltage (ground), by the detection resistor 20. And a first current source device 31 for the purpose.

또한, 전류 평형 회로 장치(30)는 MOS 파워 트랜지스터(60)의 제어 단자의 제어 전위(VG)와 제 3 기준 전위(여기서는 접지) 사이의 제 2 전류를 발생시키기 위한 제 2 전류원 장치(32)를 포함한다.The current balancing circuit device 30 also includes a second current source device 32 for generating a second current between the control potential V G of the control terminal of the MOS power transistor 60 and the third reference potential (here, ground). ).

끝으로 전류 평형 회로 장치(30)에는 검출 저항의 전압 강하에 응답하여 제 1 및 제 2 전류원 장치(31), (32)를 결합시키기 위한 전류원 결합 회로(33)가 제공된다. 전류원 결합 회로(33)는 전압 강하가 예정된 값 보다 크면, 제어 전위를 낮추기 위한 제 2 전류가 증가됨으로써, 반도체 파워 소자를 통해 흐르는 전류가 제한되도록 동작한다.Finally, the current balancing circuit device 30 is provided with a current source coupling circuit 33 for coupling the first and second current source devices 31, 32 in response to the voltage drop of the detection resistor. The current source coupling circuit 33 operates so that the current flowing through the semiconductor power element is limited by increasing the second current for lowering the control potential if the voltage drop is greater than the predetermined value.

도 2는 본 발명에 따른 전류 리미터 회로의 제 1 실시예의 회로도를 나타낸다.2 shows a circuit diagram of a first embodiment of a current limiter circuit according to the present invention.

도 2에는 NPN 바이폴라 트랜지스터(51'), (52'), (53') 및 (54')가 도시된다. 트랜지스터(52'), (54') 및 (51'), (53')는 각각 직렬 접속되고 제 1 및 제 2 메인 전류 경로(501') 및 (502')를 규정한다.2 shows NPN bipolar transistors 51 ', 52', 53 'and 54'. Transistors 52 ', 54' and 51 ', 53' are respectively connected in series and define first and second main current paths 501 'and 502'.

제 1 메인 전류 경로(501')는 포지티브 배터리 전위(VB)와 네거티브 배터리 전위(접지) 사이에 접속되며, 정전류원(56') 및 저항(55')을 포함한다.The first main current path 501 'is connected between the positive battery potential V B and the negative battery potential (ground) and includes a constant current source 56' and a resistor 55 '.

제 2 메인 전류 경로(502')는 MOS 파워 트랜지스터(60)의 제어 단자와 네거티브 배터리 전위(접지) 사이에 접속된다. 제 2 메인 전류 경로(502')를 통해 전류(IA)가 제어 전위(VG)를 공급하는 제어 신호 소오스에 인가된다.The second main current path 502 'is connected between the control terminal of the MOS power transistor 60 and the negative battery potential (ground). Current I A is applied to a control signal source that supplies a control potential V G via a second main current path 502 ′.

트랜지스터(52') 및 (51')의 에미터 표면은 1:m의 비율을 가지며, 트랜지스터(54') 및 (53')의 에미터 표면은 n:1의 비율을 갖는다.The emitter surfaces of transistors 52 'and 51' have a ratio of 1: m, and the emitter surfaces of transistors 54 'and 53' have a ratio of n: 1.

상기 회로에 적용되는 등식을 전술한 도 5에 따른 전류원 회로에서와 유사하게 적용하면, 경로(501') 및 (502')에서의 전류 비율과 무관하게 트랜지스터(54') 및 (53')의 에미터 전위의 차에 대해Applying the equation applied to the circuit similarly to the current source circuit according to FIG. 5 described above, the transistors 54 'and 53' are independent of the current ratios in the paths 501 'and 502'. About difference of emitter potential

UR' = ln(m·n)·kT/eU R '= ln (m · n) kT / e

가 얻어진다.Is obtained.

에미터 전압의 차는 전압 강하(UR')로서 검출 저항(55')에 인가된다.The difference in emitter voltage is applied to the detection resistor 55 'as a voltage drop U R '.

전압 강하(UR')가 ln(m·n)·kT/e가 아니면, 베이스 전류가 더 이상 무시될 수 없을 정도로 경로(501') 및 (502')에서의 전류가 서로 차이날 수 있다.If the voltage drop U R ′ is not ln (m · n) · kT / e, the currents in the paths 501 'and 502' may differ from each other so that the base current can no longer be ignored. .

(UR')가 ln(m·n)·kT/e 보다 작으면, 분기(502')에서의 전류가 분기(501')에서 미리 주어진 전류 보다 1 내지 2 차수 정도 작은 값을 갖는다.If (U R ′) is smaller than ln (m · n) · kT / e, the current at branch 502 'has a value that is one to two orders of magnitude smaller than the current given previously at branch 501'.

전압(UR')이 ln(m·n)·kT/e 보다 크면, 경로(502')내의 전류가 수 밀리볼트의 전압 변동 범위내에서 수십 단위씩 증가한다.If the voltage U R ′ is greater than ln (m · n) · kT / e, the current in the path 502 'increases in units of tens of millivolts within the voltage fluctuation range.

경로(502')의 전류가 반도체 파워 스위치의 제어 전위를 감소시키기 위해 사용됨으로써, 정확하고 지연 없는 전류 제한이 이루어지도록 하기 위해, 본 발명은 상기 특성을 이용한다.The present invention utilizes the above characteristics so that the current in the path 502 'is used to reduce the control potential of the semiconductor power switch so that an accurate and delay-free current limit is achieved.

트랜지스터(54')와 접지 사이에 접속된 저항(55')은 제어된 MOS 파워 트랜지스터(60)의 메인 전류 경로와 직렬 접속되고, 이것을 통해 흐르는 전류를 나타내는 전압 강하를 일으킨다.A resistor 55 'connected between transistor 54' and ground is connected in series with the main current path of controlled MOS power transistor 60, resulting in a voltage drop indicative of the current flowing through it.

도 2에 도시된 제 1 실시예는 도 5에 따른 저항(55) 대신에 저항(55')이 분로 저항으로 제공되며 상기 저항을 통해 부하 전류가 흐른다는 것이 도 5에 도시된 기준 전류원 회로와 다르다. 상기 저항은 낮은 차수의 저항값으로 인해 부하 전류에 의존하는 전압원과 같이 작용한다. 또한, 에미터 비율이 도 5의 것과 다르다.2 shows that the resistor 55 'is provided as a shunt resistor instead of the resistor 55 according to FIG. 5, and that the load current flows through the resistor and the reference current source circuit shown in FIG. different. The resistor acts like a voltage source that depends on the load current due to the lower order resistance value. In addition, the emitter ratio is different from that of FIG. 5.

2개의 전류 경로(501') 및 (502')의 내부 커플링으로 인해, 저항(55')에서의 전압 강하(UR')가 ln(m·n)·kT/e 보다 작으면, 제 2 전류 경로(502')를 흐르는 출력 전류(IA)가 제 1 전류 경로(501')를 통해 흐르는 입력 전류 보다 훨씬 작다.Due to the internal coupling of the two current paths 501 'and 502', if the voltage drop U R 'at the resistor 55' is less than ln (m * n) kT / e, The output current I A flowing through the two current paths 502 'is much smaller than the input current flowing through the first current path 501'.

다른 한편으로는 저항(55')에서의 전압 강하가 ln(m·n)·kT/e 보다 크면, 제 2 전류 경로(502')를 흐르는 출력 전류(IA)가 제 1 전류 경로(501')를 통해 흐르는 입력 전류 보다 훨씬 크다.On the other hand, if the voltage drop at the resistor 55 'is greater than ln (m) n kT / e, then the output current I A flowing through the second current path 502' is the first current path 501. Much greater than the input current flowing through ').

ln(m·n)·kT/e 값을 가진 전압 강하의 범위에서, 출력 전류가 수 밀리볼트의 전압 강하 변동 범위내에서 수십 단위씩 증가한다.In the range of voltage drop with the value of ln (m · n) · kT / e, the output current increases by several tens of units within the range of voltage drop variation of several millivolts.

따라서, 입력 전류를 차수에 따라 정확하게 선택하고 출력 전류(IA)를 MOS 파워 트랜지스터(60)의 제어 단자로부터 분기시키면, 소정 전류 제한이 이루어질 수 있다.Therefore, if the input current is correctly selected according to the order and the output current I A is branched from the control terminal of the MOS power transistor 60, a predetermined current limit can be achieved.

도 3은 본 발명에 따른 전류 리미터 회로의 제 2 실시예를 나타낸다.3 shows a second embodiment of a current limiter circuit according to the invention.

제 2 실시예는 도 2에 도시된 제 1 실시예의 확장이며 부가로 NPN 바이폴라 트랜지스터(59') 및 (60') 및 전류원(57') 및 (58')을 포함한다.The second embodiment is an extension of the first embodiment shown in FIG. 2 and additionally includes NPN bipolar transistors 59 'and 60' and current sources 57 'and 58'.

상기 부가의 소자는 제 1 및 제 2 전류 경로(501') 및 (502')의 변형된 커플링을 위해 사용된다.The additional device is used for the modified coupling of the first and second current paths 501 'and 502'.

특히, 상기 제 2 실시예에서는 제 2 트랜지스터(54')의 베이스가 제 1 실시예에서와 같이 제 3 트랜지스터(51')의 에미터와 제 4 트랜지스터(53')의 콜렉터 사이에 접속된 노드에 접속되지 않고, 그 사이에 트랜지스터(60') 및 전류원(58')으로 이루어진 부가의 전류 변환단이 접속된다.In particular, in the second embodiment, the base of the second transistor 54 'is connected between the emitter of the third transistor 51' and the collector of the fourth transistor 53 'as in the first embodiment. An additional current conversion stage consisting of a transistor 60 'and a current source 58' is connected between them.

유사하게, 제 2 실시예에서는 제 4 트랜지스터(54')의 베이스가 제 1 실시예에서와 같이 제 1 트랜지스터(52')의 에미터와 제 2 트랜지스터(54')의 콜렉터 사이에 접속된 노드에 접속되지 않고, 그 사이에 트랜지스터(59') 및 전류원(57')으로 이루어진 부가의 전류 변환단이 접속된다.Similarly, in the second embodiment the node of the fourth transistor 54 'is connected between the emitter of the first transistor 52' and the collector of the second transistor 54 'as in the first embodiment. An additional current conversion stage consisting of a transistor 59 'and a current source 57' is connected between them.

트랜지스터(60') 및 전류원(58')으로 이루어진 전류 변환단과 트랜지스터(59') 및 전류원(57')으로 이루어진 전류 변환단 사이의 에미터 표면 비율은 1: 1이다. 전류원(58') 및 (57')에 의해 발생된 전류의 비율은 1:k이다.The emitter surface ratio between the current conversion stage consisting of transistor 60 'and current source 58' and the current conversion stage consisting of transistor 59 'and current source 57' is 1: 1. The ratio of the currents generated by the current sources 58 'and 57' is 1: k.

본 발명의 제 2 실시예에 따른, 도 3에 도시된 회로는 ln(m·n·k·l)·kT/e 값을 가진 전압 강하의 범위에서 출력 전류(IA)의 급상승을 가능하게 하는데, 그 이유는 2개의 전류 변환단이 로그내로 제 3 및 제 4 팩터를 도입시키며, 이것은 저항(55')에서 보다 큰 전압 강하(UR')를 가능하게 하기 때문이다.According to the second embodiment of the present invention, the circuit shown in FIG. 3 enables the sudden rise of the output current I A in the range of voltage drop with the value of ln (m · n · k · l) · kT / e. This is because the two current conversion stages introduce third and fourth factors into the log, which allows for a larger voltage drop U R ′ in the resistor 55 ′.

부가의 전류 변환단에 의해 회로의 상대 정확도가 연속적으로 상승될 수 있다.Additional current conversion stages can continuously increase the relative accuracy of the circuit.

에미터 비율 1:k를 가진 전류원(58') 및 (57')은 가장 간단한 경우 저항으로, 바람직하게는 NMOS 트랜지스터로 형성될 수 있다. 상기 NMOS 트랜지스터의 공통 게이트 전위로는 트랜지스터(52') 및 (51')의 공통 베이스 단자가 사용된다.Current sources 58 'and 57' with emitter ratio 1: k can be formed as resistors in the simplest case, preferably NMOS transistors. As the common gate potential of the NMOS transistor, the common base terminals of the transistors 52 'and 51' are used.

도 4는 본 발명에 따른 전류 리미터 회로의 제 3 실시예의 회로도이다.4 is a circuit diagram of a third embodiment of a current limiter circuit according to the present invention.

전술한 제 1 및 제 2 실시예가 바람직하게는 로우사이드(Lowside)-스위치를 위해 사용되는 한편, 후술되는 제 3 실시예는 특히 하이사이드(Highside)-스위치에 관련된다.The above-mentioned first and second embodiments are preferably used for a lowside-switch, while the third embodiment described below relates in particular to a highside-switch.

하이사이드-스위치에서는 MOS 파워 트랜지스터(60)의 제어 신호 및 부하에 접속된 MOS 파워 트랜지스터(60)의 소오스 단자에 대해 전위 공급이 이루어지지 않는다. 따라서, 이러한 하이사이드-스위치에서는 유도성 부하의 차단시 제어 전위 및 소오스 전위가 기판 전위 보다 네거티브하게 되므로, NPN트랜지스터의 콜렉터 및 래터럴 PNP 트랜지스터의 베이스가 MOS 파워 트랜지스터(60)의 소오스 또는 게이트에 접속되어서는 안된다.In the high side switch, no potential is supplied to the source terminal of the MOS power transistor 60 connected to the control signal and the load of the MOS power transistor 60. Therefore, in such a high-side switch, the control potential and the source potential become negative when the inductive load is interrupted, so that the base of the collector and the lateral PNP transistor of the NPN transistor is connected to the source or gate of the MOS power transistor 60. It should not be.

도 4에 도시된, 본 발명에 따른 제 3 실시예는 상기 전제 조건을 충족시킨다.The third embodiment according to the present invention, shown in FIG. 4, satisfies the above prerequisites.

도 4에는 NPN 바이폴라 트랜지스터(61), (62), (63) 및 (64) 그리고 PNP 바이폴라 트랜지스터(65), (66), (67) 및 (68)가 도시된다.4, NPN bipolar transistors 61, 62, 63 and 64 and PNP bipolar transistors 65, 66, 67 and 68 are shown.

또한, MOS 트랜지스터(71), (72), (73) 및 (74) 그리고 (76) 및 (78)이 도시된다.Also shown are MOS transistors 71, 72, 73 and 74 and 76 and 78.

다이오드(75), MOS 파워 트랜지스터(60)의 드레인 공급 전위(VD), 게이트 제어 전위(VG)가 도시된다.Drain supply potential V D and gate control potential V G of diode 75, MOS power transistor 60 are shown.

제 1 전류 평형 회로는 제 1 및 제 2 PNP 바이폴라 트랜지스터(65), (67)로 이루어지며, 그것의 에미터는 반도체 파워 소자(60)의 제어 전위에 접속된다.The first current balancing circuit consists of first and second PNP bipolar transistors 65 and 67, the emitter of which is connected to the control potential of the semiconductor power element 60.

제 2 전류 평형 회로는 제 3 및 제 4 PNP 바이폴라 트랜지스터(66), (68)로 이루어지며, 그것의 에미터는 반도체 파워 소자(60)의 제어 전위에 접속된다.The second current balancing circuit consists of third and fourth PNP bipolar transistors 66 and 68, whose emitter is connected to the control potential of the semiconductor power element 60.

제 3 전류 평형 회로는 제 1 및 제 2 MOS 트랜지스터(71), (73)로 이루어지고, 그것의 소오스는 기준 전위, 바람직하게는 부하 출력 단자에 접속된 검출 저항(55')의 단자에 접속된다.The third current balancing circuit consists of first and second MOS transistors 71 and 73, the source of which is connected to the terminal of the detection resistor 55 'connected to the reference potential, preferably the load output terminal. do.

제 4 전류 평형 회로는 제 3 및 제 4 MOS 트랜지스터(72), (74)로 이루어지고, 그것의 소오스는 기준 전위, 바람직하게는 부하 출력 단자에 접속된 검출 저항(55')의 단자에 접속된다.The fourth current balancing circuit consists of third and fourth MOS transistors 72 and 74, the source of which is connected to a terminal of the detection resistor 55 'connected to a reference potential, preferably the load output terminal. do.

제 1 NPN 바이폴라 트랜지스터(62)의 에미터는 제 3 MOS 트랜지스터(72)의 드레인에 접속된다.The emitter of the first NPN bipolar transistor 62 is connected to the drain of the third MOS transistor 72.

제 2 NPN 바이폴라 트랜지스터(64)는 제 4 PNP 바이폴라 트랜지스터(68)의 콜렉터와, 반도체 파워 소자(60)에 접속된 검출 저항(55')의 단자 사이에 접속된다.The second NPN bipolar transistor 64 is connected between the collector of the fourth PNP bipolar transistor 68 and the terminal of the detection resistor 55 ′ connected to the semiconductor power element 60.

제 3 NPN 바이폴라 트랜지스터(61)의 에미터는 제 2 MOS 트랜지스터(73)의 드레인에 접속된다.The emitter of the third NPN bipolar transistor 61 is connected to the drain of the second MOS transistor 73.

제 4 NPN 바이폴라 트랜지스터(63)는 제 1 PNP 바이폴라 트랜지스터(65)의 콜렉터와, 부하 출력 단자에 접속된 검출 저항(55')의 단자 사이에 접속된다.The fourth NPN bipolar transistor 63 is connected between the collector of the first PNP bipolar transistor 65 and the terminal of the detection resistor 55 'connected to the load output terminal.

제 1 및 제 3 NPN 바이폴라 트랜지스터(62), (61)의 베이스 단자가 함께 접속되며, 제 1 및 제 3 NPN 바이폴라 트랜지스터(62), (61)의 콜렉터 단자는 다이오드(75)를 통해 흐름 방향으로 반도체 파워 소자(60)의 제어 전위(VG)에 접속된다.Base terminals of the first and third NPN bipolar transistors 62 and 61 are connected together, and collector terminals of the first and third NPN bipolar transistors 62 and 61 are flowed through the diode 75 in a flow direction. To the control potential V G of the semiconductor power element 60.

제 1 NPN 바이폴라 트랜지스터(62)의 에미터는 제 4 NPN 바이폴라 트랜지스터(63)의 베이스에 접속되고, 제 3 NPN 바이폴라 트랜지스터(61)의 에미터는 제 2 NPN 바이폴라 트랜지스터(64)의 베이스에 접속된다.The emitter of the first NPN bipolar transistor 62 is connected to the base of the fourth NPN bipolar transistor 63, and the emitter of the third NPN bipolar transistor 61 is connected to the base of the second NPN bipolar transistor 64.

제 5 MOS 트랜지스터(76) 및 제 6 MOS 트랜지스터(78)는 기준 전위, 즉 부하 출력 단자에 접속된 검출 저항(55')의 단자와, 공급 전위(VD)에 접속된 반도체 파워 소자(60)의 단자 사이에 직렬 접속된다.The fifth and sixth MOS transistors 76 and 78 have a reference potential, that is, a terminal of a detection resistor 55 'connected to a load output terminal, and a semiconductor power element 60 connected to a supply potential V D. Is connected in series between the terminals.

제 5 MOS 트랜지스터(76)의 게이트는 제 3 PNP 바이폴라 트랜지스터(66)의 콜렉터에 접속되고, 제 6 MOS 트랜지스터(78)의 게이트는 반도체 파워 소자(60)의 제어 전위에 접속된다.The gate of the fifth MOS transistor 76 is connected to the collector of the third PNP bipolar transistor 66, and the gate of the sixth MOS transistor 78 is connected to the control potential of the semiconductor power element 60.

끝으로, 제 5 및 제 6 MOS 트랜지스터(76), (78) 사이의 노드는 제 1 및 제 3 NPN 트랜지스터(62), (61)의 공통 베이스에 접속되지 않는다.Finally, the node between the fifth and sixth MOS transistors 76, 78 is not connected to the common base of the first and third NPN transistors 62, 61.

따라서, 전술한 제 1 및 제 2 실시예와는 달리 4개의 NPN 바이폴라 트랜지스터(61), (62), (63) 및 (64)가 더 이상 쌍으로 직렬 접속되지 않고, PNP 바이폴라 트랜지스터(65), (66), (67) 및 (68) 그리고 MOS 트랜지스터(71), (72), (73) 및 (74)로 구성된 2개의 전류 평형 회로가 하부 NPN 바이폴라 트랜지스터(63), (64)의 콜렉터 전류를 받아 그것을 다시 상부 NPN 바이폴라 트랜지스터(61), (62)에 공급한다.Thus, unlike the first and second embodiments described above, four NPN bipolar transistors 61, 62, 63, and 64 are no longer connected in series in pairs, and the PNP bipolar transistor 65 And two current balancing circuits consisting of (66), (67) and (68) and MOS transistors (71), (72), (73) and (74) of the lower NPN bipolar transistors (63), (64). The collector current is received and supplied back to the upper NPN bipolar transistors 61 and 62.

따라서, NPN 트랜지스터의 콜렉터가 흐름 방향으로 극성을 갖는 PN-접합을 통해 MOS 파워 트랜지스터(60)의 소오스 단자에 접속된다.Thus, the collector of the NPN transistor is connected to the source terminal of the MOS power transistor 60 via a PN-junction having polarity in the flow direction.

본 발명은 전술한 실시예에 국한되지 않는다. 특히, 감도를 높이기 위해 상응하는 전류 비율을 가진 전류 평형 회로가 회로에 삽입될 수 있다.The invention is not limited to the embodiment described above. In particular, a current balancing circuit with a corresponding current ratio can be inserted into the circuit to increase the sensitivity.

Claims (10)

제어된 반도체 파워 소자(60)의 메인 전류 경로에 직렬 접속된 검출 저항(55')을 포함하는 제어된 반도체 파워 소자(60)용 전류 리미터 회로에 있어서,A current limiter circuit for a controlled semiconductor power element 60 comprising a detection resistor 55 'connected in series to the main current path of the controlled semiconductor power element 60, - 부하 구간 및 전류원(56')과 함께 제 1 공급 전압 단자(VB),와 반도체 파워 소자(60)의 소오스 단자에 접속된 검출 저항(55')의 단자 사이에 직렬 접속된 제 1 및 제 2 바이폴라 트랜지스터(52', 54'), 및A first connected in series between the first supply voltage terminal V B and the terminal of the detection resistor 55 ′ connected to the source terminal of the semiconductor power element 60 together with the load section and current source 56 ′; Second bipolar transistors 52 ', 54', and - 부하 구간과 함께 제어 단자와 제 2 공급 전압 단자(접지) 사이에 직렬 접속된 제 3 및 제 4 바이폴라 트랜지스터(51', 53')를 포함하고,Third and fourth bipolar transistors 51 ', 53' connected in series between the control terminal and the second supply voltage terminal (ground) with a load section, - 제 1 바이폴라 트랜지스터(52')의 콜렉터 및 베이스가 제 3 바이폴라 트랜지스터(52')의 베이스에 접속되며,The collector and base of the first bipolar transistor 52 'are connected to the base of the third bipolar transistor 52', - 제 2 바이폴라 트랜지스터(54')의 베이스가 제 3 바이폴라 트랜지스터(54')의 에미터와 제 4 바이폴라 트랜지스터(53')의 콜렉터 사이에 접속된 노드에 결합되고,The base of the second bipolar transistor 54 'is coupled to a node connected between the emitter of the third bipolar transistor 54' and the collector of the fourth bipolar transistor 53 ', - 제 4 바이폴라 트랜지스터(53')의 베이스가 제 1 바이폴라 트랜지스터(52')의 에미터와 제 2 바이폴라 트랜지스터(54')의 콜렉터 사이에 접속된 노드에 결합되는 것을 특징으로 하는 전류 리미터 회로.The base of the fourth bipolar transistor (53 ') is coupled to a node connected between the emitter of the first bipolar transistor (52') and the collector of the second bipolar transistor (54 '). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, - 제 1 전류원 장치(31)가 콜렉터 전류가 서로 비례하도록 결선된 제 1 및 제 2 바이폴라 트랜지스터(52', 54'; 62, 64)를 포함하고,The first current source device 31 comprises first and second bipolar transistors 52 ', 54'; 62, 64 wired such that the collector currents are proportional to each other, - 제 2 전류원 장치(32)는 제 3 및 제 4 바이폴라 트랜지스터(51', 53'; 61, 63)를 포함하며, 제 3 바이폴라 트랜지스터(51'; 61)는 그 에미터에 제 4 바이폴라 트랜지스터(53'; 63)의 콜렉터 전류에 비례하는 전류를 인가하고,The second current source device 32 comprises third and fourth bipolar transistors 51 ', 53'; 61, 63, the third bipolar transistor 51 '; 61 having a fourth bipolar transistor in its emitter; A current proportional to the collector current of 53 '; - 제 4 바이폴라 트랜지스터(53'; 63)의 에미터-베이스 전압이 전압 성분으로서 검출 저항에서 전압 강하, 포지티브 부호를 가진 제 2 및 제 3 바이폴라 트랜지스터(54', 51'; 64, 61)의 에미터-베이스 전압 및 네거티브 부호를 가진 제 1 바이폴라 트랜지스터(52', 62)의 에미터-베이스 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 리미터 회로.The emitter-base voltage of the fourth bipolar transistors 53 '; 63 is the voltage component of the second and third bipolar transistors 54', 51 '; A current limiter circuit comprising an emitter-base voltage and an emitter-base voltage of a first bipolar transistor (52 ', 62) having a negative sign. 제 2항에 있어서, 4개의 바이폴라 트랜지스터(51' - 54'; 61 - 64) 중 적어도 하나가 다른 바이폴라 트랜지스터와는 다른 에미터 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 전류 리미터 회로.3. Current limiter circuit according to claim 2, characterized in that at least one of the four bipolar transistors (51 '-54'; 61-64) has an emitter surface different from the other bipolar transistors. 제 2항에 있어서, 제 4 바이폴라 트랜지스터(53'; 63)의 에미터-베이스 전압이 부가의 일정한 전압 성분을 포함하고, 상기 전압 성분의 값은 상이한 에미터 전류 밀도로 동작하는 부가의 바이폴라 트랜지스터의 에미터-베이스 전압의 차로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 전류 리미터 회로.3. An additional bipolar transistor according to claim 2, wherein the emitter-base voltage of the fourth bipolar transistor (53 ') 63 comprises an additional constant voltage component, the value of said voltage component operating at different emitter current densities. And a current limiter circuit obtained from the difference of the emitter-base voltages of the circuit. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 전류 평형 회로 장치(30)가4. A device according to any one of the preceding claims, wherein the current balancing circuit device 30 - 하나의 전류원(56')과 함께 제 1 기준 전위(VB)와, 반도체 파워 소자(60)의 소오스 단자에 접속된 검출 저항(55')의 단자 사이에 직렬 접속된 제 1 및 제 2 바이폴라 트랜지스터(52', 54'), 및A first and a second connected in series between a first reference potential V B with one current source 56 ′ and a terminal of the detection resistor 55 ′ connected to the source terminal of the semiconductor power element 60. Bipolar transistors 52 ', 54', and - 제어 전위(VG)와 제 3 기준 전위(접지) 사이에 직렬 접속된 제 3 및 제 4 바이폴라 트랜지스터(51', 53')를 포함하며,Third and fourth bipolar transistors 51 ', 53' connected in series between the control potential V G and the third reference potential (ground), - 제 1 바이폴라 트랜지스터(52')의 콜렉터와 베이스가 함께 접속되고, 제 1 및 제 3 바이폴라 트랜지스터(52', 51')의 베이스가 함께 접속되고,The collector and base of the first bipolar transistor 52 'are connected together and the base of the first and third bipolar transistors 52', 51 'are connected together, - 제 2 바이폴라 트랜지스터(54')의 베이스가 제 3 바이폴라 트랜지스터(54')의 에미터와 제 4 바이폴라 트랜지스터(53')의 콜렉터 사이에 놓인 노드에 접속되며,The base of the second bipolar transistor 54 'is connected to a node lying between the emitter of the third bipolar transistor 54' and the collector of the fourth bipolar transistor 53 ', - 제 4 바이폴라 트랜지스터(53')의 베이스가 제 1 바이폴라 트랜지스터(52')의 에미터 및 제 2 바이폴라 트랜지스터(54')의 콜렉터 사이에 놓인 노드에 접속되는 것을 특징으로 하는 전류 리미터 회로.The base of the fourth bipolar transistor (53 ') is connected to a node lying between the emitter of the first bipolar transistor (52') and the collector of the second bipolar transistor (54 '). 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 전류 평형 회로 장치가5. The device of claim 1, wherein the current balancing circuit arrangement - 하나의 전류원(56')과 함께 제 1 기준 전위(VB)와, 반도체 파워 소자(60)의 소오스 단자에 접속된 검출 저항(55')의 단자 사이에 직렬로 접속된 제 1 및 제 2 바이폴라 트랜지스터(52', 54'), 및A first and a second connected in series between the first reference potential V B with one current source 56 ′ and the terminal of the detection resistor 55 ′ connected to the source terminal of the semiconductor power element 60. 2 bipolar transistors 52 ', 54', and - 제어 전위(VG)와 제 3 기준 전위(접지) 사이에 직렬로 접속된 제 3 및 제 4 바이폴라 트랜지스터(51', 53')를 포함하고,Third and fourth bipolar transistors 51 ', 53' connected in series between the control potential V G and a third reference potential (ground), - 제 1 바이폴라 트랜지스터(52')의 콜렉터 및 베이스가 함께 접속되고, 제 1 및 제 3 바이폴라 트랜지스터(52', 51')의 베이스가 함께 접속되며,The collector and base of the first bipolar transistor 52 'are connected together and the base of the first and third bipolar transistors 52', 51 'are connected together, - 제 1 및 제 2 기준 전위(VB, 접지) 사이의 관련 전류원(57', 58')에 직렬 접속된 제 5 및 제 6 바이폴라 트랜지스터(60', 59')를 포함하며,A fifth and sixth bipolar transistor 60 ', 59' connected in series to the associated current source 57 ', 58' between the first and second reference potentials VB, ground, - 제 2 바이폴라 트랜지스터(54')의 베이스가 제 5 바이폴라 트랜지스터(60')의 에미터와 상응하는 전류원(58') 사이에 놓인 노드에 접속되고 제 5 바이폴라 트랜지스터(59')의 베이스가 제 3 바이폴라 트랜지스터(51')의 에미터와 제 4 바이폴라 트랜지스터(53')의 콜렉터 사이에 놓인 노드에 접속되며,The base of the second bipolar transistor 54 'is connected to a node lying between the emitter of the fifth bipolar transistor 60' and the corresponding current source 58 'and the base of the fifth bipolar transistor 59' Connected to a node lying between the emitter of the third bipolar transistor 51 'and the collector of the fourth bipolar transistor 53', - 제 4 바이폴라 트랜지스터(53')의 베이스는 제 6 바이폴라 트랜지스터(59')의 에미터와 상응하는 전류원(57') 사이에 접속된 노드에 접속되고, 제 6 바이폴라 트랜지스터(59')의 베이스는 제 1 바이폴라 트랜지스터(51')의 에미터와 제 2 바이폴라 트랜지스터(54')의 콜렉터 사이에 접속된 노드에 접속되는 것을 특징으로 하는 전류 리미터 회로.The base of the fourth bipolar transistor 53 'is connected to a node connected between the emitter of the sixth bipolar transistor 59' and the corresponding current source 57 ', and the base of the sixth bipolar transistor 59'. Is connected to a node connected between the emitter of the first bipolar transistor (51 ') and the collector of the second bipolar transistor (54'). 제 6항에 있어서, 제 5 및 제 6 바이폴라 트랜지스터(60', 59')의 전류원(57', 58')이 각각 하나의 저항인 것을 특징으로 하는 전류 리미터 회로.7. Current limiter circuit according to claim 6, characterized in that the current sources (57 ', 58') of the fifth and sixth bipolar transistors (60 ', 59') are each one resistor. 제 6항에 있어서, 제 5 및 제 6 바이폴라 트랜지스터(60', 59)의 전류원(57', 58)이 각각 NMOS 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 전류 리미터 회로.7. Current limiter circuit according to claim 6, characterized in that the current sources (57 ', 58) of the fifth and sixth bipolar transistors (60', 59) are NMOS transistors, respectively. 제 8항에 있어서, NMOS 트랜지스터의 공통 게이트 전위가 제 1 및 제 3 바이폴라 트랜지스터(52', 51')의 공통 베이스 단자의 전위인 것을 특징으로 하는 전류 리미터 회로.9. The current limiter circuit according to claim 8, wherein a common gate potential of the NMOS transistor is a potential of a common base terminal of the first and third bipolar transistors (52 ', 51'). 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 전류 평형 회로 장치(30)가The device of claim 1, wherein the current balancing circuit device 30 is - 제 1 및 제 2 PNP 바이폴라 트랜지스터(65, 67)로 이루어지며, 반도체 파워 소자(60)의 제어 전위(VG)에 접속된 에미터를 가진 제 1 전류 평형 회로,A first current balance circuit consisting of first and second PNP bipolar transistors 65, 67 and having an emitter connected to the control potential V G of the semiconductor power element 60, - 제 3 및 제 4 PNP 바이폴라 트랜지스터(66, 68)로 이루어지며, 반도체 파워 소자(60)의 제어 전위(VG)에 접속된 에미터를 가진 제 2 전류 평형 회로,A second current balancing circuit consisting of third and fourth PNP bipolar transistors 66, 68 and having an emitter connected to the control potential V G of the semiconductor power element 60, - 제 1 및 제 2 MOS 트랜지스터(71, 73)로 이루어지며, 기준 전위에 접속된 소오스를 가진 제 3 전류 평형 회로,A third current balancing circuit, consisting of first and second MOS transistors 71 and 73, having a source connected to a reference potential, - 제 3 및 제 4 MOS 트랜지스터(72, 74)로 이루어지며, 기준전위에 접속된 소오스를 가진 제 4 전류 평형 회로,A fourth current balancing circuit, consisting of third and fourth MOS transistors 72 and 74, having a source connected to a reference potential, - 제 3 MOS 트랜지스터(72)의 드레인에 접속된 에미터를 가진 제 1 NPN-바이폴라 트랜지스터(62),A first NPN-bipolar transistor 62 having an emitter connected to the drain of the third MOS transistor 72, - 제 4 PNP 바이폴라 트랜지스터(68)의 콜렉터와, 반도체 파워 소자(60)에 접속된 검출 저항(55')의 단자 사이에 접속된 제 2 NPN 바이폴라 트랜지스터(64),A second NPN bipolar transistor 64 connected between the collector of the fourth PNP bipolar transistor 68 and the terminal of the detection resistor 55 'connected to the semiconductor power element 60, - 제 2 MOS 트랜지스터(73)의 드레인에 접속된 에미터를 가진 제 3 NPN 바이폴라 트랜지스터(61),A third NPN bipolar transistor 61 having an emitter connected to the drain of the second MOS transistor 73, - 제 1 PNP 바이폴라 트랜지스터(65)의 콜렉터와 부하 출력 단자에 접속된 검출 저항(55')의 단자 사이에 접속된 제 4 NPN 바이폴라 트랜지스터(63)를 포함하며,A fourth NPN bipolar transistor 63 connected between the collector of the first PNP bipolar transistor 65 and the terminal of the detection resistor 55 'connected to the load output terminal, - 제 1 및 제 3 NPN 바이폴라 트랜지스터(62, 61)의 베이스 단자가 함께 접속되고 제 1 및 제 3 NPN 바이폴라 트랜지스터(62, 61)의 콜렉터 단자가 다이오드(75)를 통해 흐름 방향으로 반도체 파워 소자(60)의 제어 전위(VG)에 접속되며,The base terminals of the first and third NPN bipolar transistors 62, 61 are connected together and the collector terminals of the first and third NPN bipolar transistors 62, 61 are connected in a flow direction through the diode 75 in the semiconductor power element. Connected to the control potential V G of 60, - 제 1 NPN 바이폴라 트랜지스터(62)의 에미터가 제 4 NPN 바이폴라 트랜지스터(63)의 베이스에 접속되고 제 3 NPN 바이폴라 트랜지스터(61)의 에미터가 제 2 NPN 바이폴라 트랜지스터(64)의 베이스에 접속되고,The emitter of the first NPN bipolar transistor 62 is connected to the base of the fourth NPN bipolar transistor 63 and the emitter of the third NPN bipolar transistor 61 is connected to the base of the second NPN bipolar transistor 64. Become, - 제 4 전류 평형 회로의 기준 전위와, 공급 전위(VD)에 접속된 반도체 파워 소자(60)의 단자 사이에 직렬 접속된 제 5 MOS 트랜지스터(76) 및 제 6 MOS 트랜지스터(78)를 포함하며,A fifth MOS transistor 76 and a sixth MOS transistor 78 connected in series between the reference potential of the fourth current balancing circuit and the terminals of the semiconductor power element 60 connected to the supply potential V D. , - 제 5 MOS 트랜지스터(76)의 게이트가 제 3 PNP 바이폴라 트랜지스터(66)의 콜렉터에 접속되고, 제 6 MOS 트랜지스터(78)의 게이트가 반도체 파워 소자(60)의 제어 전위(VG)에 접속되며,The gate of the fifth MOS transistor 76 is connected to the collector of the third PNP bipolar transistor 66 and the gate of the sixth MOS transistor 78 is connected to the control potential V G of the semiconductor power element 60. , - 제 5 및 제 6 MOS 트랜지스터(76, 78) 사이의 노드가 제 1 및 제 3 NPN 바이폴라 트랜지스터(62, 61)의 공통 베이스에 접속되는 것을 특징으로 하는 전류 리미터 회로.A node between the fifth and sixth MOS transistors (76, 78) is connected to a common base of the first and third NPN bipolar transistors (62, 61).
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