WO2005064795A1 - 信号出力回路及びそれを有する電源電圧監視装置 - Google Patents

信号出力回路及びそれを有する電源電圧監視装置 Download PDF

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Makoto Yasusaka
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Rohm Co., Ltd
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    • H03K2217/0036—Means reducing energy consumption

Definitions

  • the present invention relates to a signal output circuit that outputs an output signal from an NPN bipolar transistor, and a power supply voltage monitoring device that outputs a power supply voltage monitoring signal from the signal output circuit.
  • a system including an electronic circuit generates a power supply voltage monitoring signal (reset signal) for stopping a system operation when the power supply voltage is lower than a predetermined value in order to prevent a malfunction due to a power supply voltage that is an applied voltage.
  • a power supply voltage monitoring device (reset device) for outputting is widely used (for example, Patent Document 1).
  • FIG. 2 shows a conventional power supply voltage monitoring device.
  • the power supply voltage monitoring device 101 outputs a power supply voltage monitoring signal indicating when the power supply voltage V to be monitored is lower than a predetermined value to an output terminal O
  • a signal output circuit 102 that outputs to the UT, and a series-connected resistive element that divides the power supply voltage V
  • reference voltage generation circuit 22 that generates reference voltage V, and resistance element connected in series
  • the voltage at the midpoint between 23 and 24 is input to the non-inverting input terminal, the reference voltage V generated by the reference voltage generation circuit 22 is input to the inverting input terminal, and they are compared.
  • Comparator 25 which is an input signal of the signal output circuit 102, a pull-down resistor element 26 connected to the output of the comparator 25 and having the other end grounded, and a power supply terminal of the reference voltage generation circuit 22 and the comparator 25. And a constant voltage generation circuit 21 for supplying a predetermined constant voltage V to the power supply.
  • the signal output circuit 102 includes an output transistor of an NPN-type bipolar transistor that outputs a power supply voltage monitoring signal to an output terminal OUT, and an output transistor 110 that turns on and off in response to an input signal.
  • the base potential is lowered to turn off the output transistor 110, and when turned off, the base potential of the output transistor 110 is raised to turn on the output transistor 110.
  • Source (supply voltage v) power Base current that supplies current to the base of output transistor 110
  • a supply resistance element 112 and a force are also configured.
  • the reason that the output transistor 110 is an NPN type bipolar transistor is that the voltage on the ground side input to another electronic circuit (not shown) connected to the output terminal OUT is surely dropped near the ground potential. That's why.
  • the reference voltage V (for example, 0.7 V) of the power supply voltage monitoring device 101 requires high accuracy.
  • the reference voltage generation circuit 22 is configured using, for example, a band gap voltage source.
  • the constant voltage V for example, 4 V
  • the comparator 25 stably operates the reference voltage generation circuit 22 and the comparator 25.
  • the constant voltage generation circuit 21 has a relatively simple configuration mainly including, for example, diodes connected in series.
  • the output of the constant voltage generation circuit 21 becomes high impedance if the input power supply voltage V is equal to or lower than the constant voltage V, and therefore the output of the comparator
  • the output of 25 also becomes high impedance, and the input signal of the signal output circuit 102 is fixed at the ground potential level by the pull-down resistor 26. That is, until the reference voltage generation circuit 22 and the comparator 25 operate, the output transistor 110 is reliably turned on, and the power supply voltage monitoring signal indicates that the power supply voltage V is lower than the predetermined value.
  • the power supply voltage monitoring device 101 If the input power supply voltage V is higher than the constant voltage V, the power supply voltage monitoring device 101
  • the comparator 25 If the voltage is lower than the reference voltage V, the comparator 25 outputs a low level as a comparison output signal.
  • the signal is output to the path 102, whereby the ground-side output control transistor 111 is turned off. As a result, the output transistor 110 is turned on, and the power supply voltage monitoring signal indicates that the power supply voltage V has exceeded the predetermined value.
  • the current I flowing through the base current supply resistance element 112 becomes the base current of the output transistor 110, and the output current I obtained by multiplying this base current by the current amplification factor (h) is output.
  • the output current I is connected to the power supply voltage monitoring signal
  • the resistance value of the base current supply resistance element 112 is considered in consideration of the value of the output current I.
  • the base current of the output transistor 110 needs to be 10 A. Power supply voltage V As a result, if the output transistor 110 is turned on, the resistance element 112 for supplying the base current has a resistance value of about 1 ⁇ .
  • the comparator 25 performs comparison.
  • a low level is output to the signal output circuit 102 as an output, whereby the ground-side output control transistor 111 is turned on.
  • the potential of the base of the output transistor 110 drops and the output transistor 110 turns off, and the power supply voltage monitoring signal indicates that the power supply voltage V is lower than the predetermined value.
  • This current I is, for example, approximately 10 A under the above conditions.
  • Patent Document 1 JP-A-11-220370
  • the power supply voltage monitoring device 101 monitors the power supply voltage V and outputs the power supply voltage V power s
  • the output transistor 110 of the signal output circuit 102 turns on, and when the value is higher than the predetermined value, the output transistor 110 turns off.
  • the current I flowing through the base current supply resistance element 112 is a necessary current when the output transistor 110 is turned on, which is a necessary current when the output transistor 110 is turned off.
  • the power supply voltage V increases, the current consumption further increases.
  • the boundary of the power supply voltage V at which the transistor 110 turns on or off is set to 10 V, and the power supply voltage V
  • the unnecessary power flowing through the base current supply resistor 112 is c.
  • the current I is 30 ⁇ .
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to reduce a current consumption while securing a necessary base current of an output transistor of an NPN-type bipolar transistor. And a power supply voltage monitoring device having the same.
  • a signal output circuit An NPN type bipolar transistor that outputs an output signal and an output transistor that turns on and off according to the input signal, drops the base potential of the output transistor when turned on, turns off the output transistor, and turns off when turned off
  • a ground-side output control transistor that raises the potential of the base of the transistor to turn on the output transistor, a base current supply resistance element that supplies current to the base of the input power supply output transistor, and a base current supply resistance element
  • a power supply-side output control transistor that is interposed between the base of the output transistor and turns off and on in response to an input signal, and turns off and on in response to an input signal.
  • the signal output circuit desirably includes an inverting circuit that inputs a voltage between the ground-side current bypass transistor and the current-limiting resistance element, inverts the voltage, and controls the power-supply-side output control transistor. Further provision.
  • the signal output circuit further includes a second current limiting resistor connected to the output of the inverting circuit.
  • the ground-side output control transistor, the power-supply-side output control transistor, and the ground-side current bypass transistor are MOS transistors.
  • the base current supply resistance element, the current restriction resistance element, and the second current restriction resistance element are preferably resistors.
  • a power supply voltage monitoring device is a power supply voltage monitoring device having the above-described signal output circuit, and includes a series-connected resistance element for dividing a power supply voltage, and a reference for generating a reference voltage.
  • a voltage generation circuit, and a comparator that compares a voltage at an intermediate point between the series-connected resistance elements and a reference voltage generated by the reference voltage generation circuit, and outputs a comparison output as an input signal of a signal output circuit. And outputs the output signal of the signal output circuit as a power supply voltage monitoring signal.
  • a signal output circuit and a power supply voltage monitoring device having the same provide a base current supply resistor through a current limiting resistor when an output transistor of the signal output circuit is off.
  • the current from the transistor flows into the ground-side current bypass transistor, so that the current consumption can be reduced.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a signal output circuit according to an embodiment of the present invention and a power supply voltage monitoring device having the same.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional signal output circuit and a power supply voltage monitoring device having the same. Explanation of symbols
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a signal output circuit according to an embodiment of the present invention and a power supply voltage monitoring device having the same.
  • the power supply voltage monitoring device 1 has a signal output circuit different from that of the conventional power supply voltage monitoring device 101, and includes the same components as those of the power supply voltage monitoring device 101 in other respects. That is, when the power supply voltage V to be monitored is lower than the predetermined value, the power supply voltage monitoring device 1 A signal output circuit 2 that outputs a power supply voltage monitoring signal indicating this to the output terminal OUT, series-connected resistance elements 23 and 24 that divide the power supply voltage V, and a reference that generates the reference voltage V
  • the voltage at the midpoint between the voltage generating circuit 22 and the series-connected resistance elements 23 and 24 is input to the non-inverting input terminal, and the reference voltage V generated by the reference voltage generating circuit 22 is input to the inverting input terminal.
  • the comparator 25 receives and compares them, and a comparison output is used as an input signal of the signal output circuit 2, a pull-down resistor element 26 connected to the output of the comparator 25 and having the other end grounded, and a reference voltage.
  • a constant voltage generator that supplies a predetermined constant voltage V to the power supply terminals of the generation circuit 22 and the comparator 25
  • the signal output circuit 2 When the signal output circuit 2 is turned on / off in response to an input signal and the output transistor 10 of an NPN type bipolar transistor that outputs a power supply voltage monitoring signal, which is an output signal of the signal output circuit 2, to an output terminal OUT, and is turned on.
  • the potential of the base of the output transistor 10 is lowered to turn off the output transistor 10, and when turned off, the potential of the base of the output transistor 10 is raised to turn on the output transistor 10.
  • the N-type MOS transistor ground-side output control transistor 11 The input power (power supply voltage V) also supplies a current to the base of the output transistor 10 cc.
  • the base current supply resistance element 12 of the supplied resistance, and the base current supply resistance element 12 and the base of the output transistor 10 are interposed between the base current supply resistance element 12 and the base of the output transistor 10. Turns on and off The power-side output control transistor 13 of the P-type MOS transistor and the ground-side output control transistor 11 in response to an input signal in the same manner as the ground-side output control transistor 11, and when turned on, the current of the base current supply resistor 12 flows When turned off, the current of the base current supply resistor 12 is prevented from flowing.
  • the ground-side current bypass transistor 14 of the N-type MOS transistor and the ground-side current bypass transistor 14 and the base current supply resistor 12 And a current limiting resistor element 15 of a resistor interposed therebetween as a main constituent element.
  • the signal output circuit 2 receives a voltage between the ground side current bypass transistor 14 and the current limiting resistance element 15 and inverts the voltage to control the power supply side output control transistor 13 as an inverting circuit.
  • a P-type MOS transistor 16 and an N-type MOS transistor 17 are connected in series between the base current supply resistance element 12 and the current limiting resistance element 15 to the ground potential.
  • the output of the inverting circuit that is, P A second current limiting resistor 18 having a resistance connected to a connection point between the N-type MOS transistor 16 and the N-type MOS transistor 17 is provided.
  • the comparator 25 If the voltage is lower than the reference voltage V, the comparator 25 outputs a low level as a comparison output signal.
  • the output is output to the path 2, whereby the ground-side output control transistor 11 is turned off.
  • the ground-side current bypass transistor 14 is also turned off, the voltage between the transistor 14 and the current-limiting resistor 15 increases, and the N-type MOS transistor 17 is turned on.
  • the resistance value of the base current supply resistance element 12 is R
  • the current I is substantially equal to V ZR.
  • this base current is multiplied by the current amplification factor (h).
  • the output current I of CC 1 FE flows through the output transistor 10. Output current I is output via output terminal OUT.
  • a high level is output to the signal output circuit 2 as an output, whereby the ground-side output control transistor 11 is turned on.
  • the ground-side current no-pass transistor 14 is turned on, and the voltage between the transistor 14 and the current-limiting resistor 15 is at the ground potential level, and the N-type MOS transistor 17 is turned off.
  • a current flows through the current limiting resistor element 15 and the P-type MO
  • the S transistor 16 turns on. Therefore, the voltage at the connection point between the P-type MOS transistor 16 and the N-type MOS transistor 17 becomes high level, the power supply side output control transistor 13 is turned off, and a current flows through the second current limiting resistance element 18. . Thus, the ground-side output control transistor 11 lowers the potential of the base of the output transistor 10 to
  • the current I flowing through the current-supplying resistor 12 is equal to the current I flowing through the current-limiting resistor 15.
  • the current I is approximately V / (R + (R R) / (
  • the resistance value R of the base current supply resistance element 12 is determined in consideration of the value of the output current I when the output transistor 10 is on.
  • the resistance values R and R of the current limiting resistor 18 are determined by the power-supply-side output control transistor 13 and P
  • the withstand voltage of a normal MOS transistor is about 10 V to 15 V, so that the power supply voltage V is higher than that.
  • a current is caused to flow through the base current supply resistance element 12 so that the voltage applied to the transistor element (the power supply side output control transistor 13 and the P-type MOS transistor 16) becomes equal to or less than the withstand voltage, thereby causing a voltage drop.
  • the transistor element withstand voltage is 15 V and the input power supply voltage V power rises to 3 ⁇ 4OV, the resistance values R and R are both doubled.
  • the voltage applied to the element when the output transistor 10 is off can be suppressed to 15V.
  • the resistance value of the base current supply resistor element 12 is set to 1 M ⁇
  • the resistance values R and R of the current limiting resistor element 15 and the second current limiting resistor element 18 are set to 2 ⁇ .
  • the current I flowing through the supply resistance element 12 is 15 A.
  • the useless current I flowing through the base current supply resistance element 12 when the output transistor 10 is off can be reduced, and the power consumption of the signal output circuit 2 and the power supply voltage monitoring device 1 can be reduced. it can.
  • the second current limiting resistance element 18 is connected to the power supply voltage V when the power supply voltage V is turned on.
  • the resistance value R of the current limiting resistance element 15 needs to be reduced (for example, to 1 ⁇ ) in consideration of the transistor element withstand voltage.
  • the output control transistor on the power supply side is turned off. If the voltage is sufficient to turn off the transistor 13, the input signal of the signal output circuit 2 can be directly input to the power-supply-side output control transistor 13. In this case, it is necessary to further reduce the resistance value R of the current limiting resistance element 15, and the output transistor 10 is turned off.
  • the useless current I flowing through the base current supply resistor 12 increases slightly, but the inversion circuit consisting of the P-type MOS transistor 16 and the N-type MOS transistor 17 and the second current limiting resistor 18 are unnecessary. It becomes.
  • the signal output circuit 2 is devised as a suitable one for the power supply voltage monitoring device 1, the power supply voltage V of the output stage is relatively high and the NPN type is used.
  • No. ⁇ It is also possible to use the output of the bipolar transistor, for example, for the signal output of a motor drive device or the like.

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Abstract

　ＮＰＮ型バイポーラトランジスタの出力トランジスタのベース電流を確保しつつ消費電流を低減させることができる信号出力回路を提供する。この信号出力回路２は、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタの出力トランジスタ１０と、オンすると出力トランジスタ１０をオフさせる接地側出力制御トランジスタ１１と、出力トランジスタ１０のベースに電流を供給するベース電流供給用抵抗素子１２と、ベース電流供給用抵抗素子１２と出力トランジスタ１０のベースとの間に介装される電源側出力制御トランジスタ１３と、入力信号に応じて接地側出力制御トランジスタ１１と同様にオン・オフし、オンするとベース電流供給用抵抗素子１２の電流を流し込む接地側電流バイパス用トランジスタ１４と、接地側電流バイパス用トランジスタ１４とベース電流供給用抵抗素子１２との間に介装される電流制限用抵抗素子１５と、を備えてなる。

Description

信号出力回路及びそれを有する電源電圧監視装置
技術分野
[0001] 本発明は、 NPN型バイポーラトランジスタから出力信号を出力する信号出力回路、 及びその信号出力回路カゝら電源電圧監視信号を出力する電源電圧監視装置に関 する。
背景技術
[0002] 電子回路を含むシステムは、印加電圧である電源電圧による誤動作を防止するた め、電源電圧が所定値より低いときにシステム動作を停止させるための電源電圧監 視信号 (リセット信号)を出力する電源電圧監視装置 (リセット装置)が広く用いられて いる（例えば特許文献 1)。
[0003] 図 2は従来の電源電圧監視装置である。この電源電圧監視装置 101は、監視すベ き電源電圧 V が所定値より低いときにそれを示す電源電圧監視信号を出力端子 O
CC
UTに出力する信号出力回路 102と、電源電圧 V を分割する直列接続の抵抗素子
CC
23、 24と、基準電圧 V を生成する基準電圧生成回路 22と、直列接続の抵抗素子
REF
23、 24の中間点の電圧が非反転入力端子に入力され、基準電圧生成回路 22が生 成する基準電圧 V が反転入力端子に入力されてそれらを比較し、比較出力が信
REF
号出力回路 102の入力信号とされる比較器 25と、比較器 25の出力に接続され、他 端が接地されたプルダウン用抵抗素子 26と、基準電圧生成回路 22と比較器 25の電 源端に所定の定電圧 Vを供給する定電圧生成回路 21と、から構成される。出力端
C
子 OUTの外部には、電源電圧監視信号を入力する他の電子回路（図示せず)が接 続される。
[0004] 信号出力回路 102は、電源電圧監視信号を出力端子 OUTに出力する NPN型バ イポーラトランジスタの出力トランジスタと 110と、入力信号に応じてオン'オフし、オン したとき出力トランジスタ 110のベースの電位を降下させて出力トランジスタ 110をォ フし、オフしたとき出力トランジスタ 110のベースの電位を上昇させて出力トランジスタ 110をオンする N型 MOSトランジスタの接地側出力制御トランジスタ 111と、入力電 源（電源電圧 v )力 出力トランジスタ 110のベースに電流を供給するベース電流
CC
供給用抵抗素子 112と、力も構成される。ここで、出力トランジスタ 110が NPN型バイ ポーラトランジスタであるのは、出力端子 OUTに接続される他の電子回路（図示せず )へ入力される接地側の電圧を確実に接地電位近くに降下させるためである。
[0005] また、電源電圧監視装置 101の基準電圧 V (例えば 0. 7V)は、高精度が必要と
REF
されるため、基準電圧生成回路 22は例えばバンドギャップ電圧源を用いて構成され る。また、定電圧 V (例えば 4V)は、基準電圧生成回路 22や比較器 25を安定して
C
動作させるためのものであり、定電圧生成回路 21は例えば直列接続のダイオードを 主に含む比較的簡単な構成になっている。この定電圧生成回路 21の出力は、入力 される電源電圧 V が定電圧 V以下ならばハイインピーダンスとなり、従って比較器
CC C
25の出力もハイインピーダンスとなり、信号出力回路 102の入力信号はプルダウン 用抵抗素子 26により接地電位レベルに固定される。すなわち、基準電圧生成回路 2 2や比較器 25が動作するまで、出力トランジスタ 110は確実にオンした状態となり、電 源電圧監視信号は電源電圧 V が所定値よりも低いことを示すことになる。そして、
CC
入力する電源電圧 V が定電圧 Vよりも高ければ、電源電圧監視装置 101は以下
CC C
に説明する動作をする。
[0006] 分割された電源電圧 V の電圧（直列接続の抵抗素子 23、 24の中間点の電圧）が
CC
基準電圧 V よりも低ければ、比較器 25は比較出力としてローレベルを信号出力回
REF
路 102に出力し、これにより接地側出力制御トランジスタ 111はオフとなる。その結果 、出力トランジスタ 110はオンとなり、電源電圧監視信号は電源電圧 V が所定値より
CC
ち低いことを示すこと〖こなる。
[0007] このとき、ベース電流供給用抵抗素子 112に流れる電流 Iは出力トランジスタ 110 のベース電流となり、このベース電流を電流増幅率 (h )倍した出力電流 Iが出力ト
FE O
ランジスタ 110に流れる。出力電流 I は出力端子 OUTを介して電源電圧監視信号と o
して流れ、出力電流 I により他の電子回路（図示せず)の入力電圧は接地側に降下 o
する。ここで、ベース電流供給用抵抗素子 112の抵抗値は出力電流 I の値を考慮し o
て決められる。例えば、必要な出力電流 Iの値を 2mAとし、上記の h を 200とすれ
O FE
ば、出力トランジスタ 110のベース電流は 10 Aが必要になる。電源電圧 V 力 で出力トランジスタ 110がオンするとすれば、ベース電流供給用抵抗素子 112はほ ぼ 1Μ Ωの抵抗値となる。
[0008] 分割された電源電圧 V の電圧が基準電圧 V よりも高ければ、比較器 25は比較
CC REF
出力としてノ、ィレベルを信号出力回路 102に出力し、これにより接地側出力制御トラ ンジスタ 111はオンとなる。その結果、出力トランジスタ 110のベースの電位が降下し て出力トランジスタ 110はオフとなり、電源電圧監視信号は電源電圧 V が所定値よ
CC
りも高 、ことを示すことになる。
[0009] このとき、ベース電流供給用抵抗素子 112に流れる電流 Iは、接地側出力制御トラ ンジスタ 111に全て流れ込む。この電流 Iは、例えば上記の条件では、ほぼ 10 A である。
[0010] 特許文献 1：特開平 11—220370号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0011] こうして、この電源電圧監視装置 101は、電源電圧 V を監視し、電源電圧 V 力 s
CC CC
所定値よりも低いと信号出力回路 102の出力トランジスタ 110がオンし、所定値より高 いと出力トランジスタ 110はオフする。
[0012] しかし、ベース電流供給用抵抗素子 112に流れる電流 Iは、出力トランジスタ 110 がオンする場合は必要な電流である力 オフする場合は無駄な消費電流となる。しか も、電源電圧 V が上昇すれば更に消費電流は増加する。例えば上記の条件で、出
CC
カトランジスタ 110がオン又はオフする電源電圧 V の境界を 10Vとし、電源電圧 V
CC C
力 S30Vまで上昇し得るとすると、ベース電流供給用抵抗素子 112に流れる無駄な電 c
流 Iは 30 μ Αとなる。
[0013] 本発明は、以上の事由〖こ鑑みてなされたもので、その目的とするところは、 NPN型 バイポーラトランジスタの出力トランジスタの必要なベース電流を確保しつつ、消費電 流を低減させることができる信号出力回路、及びそれを有する電源電圧監視装置を 提供することにある。
課題を解決するための手段
[0014] 上記の課題を解決するために、本発明の望ましい実施形態に係る信号出力回路は 、出力信号を出力する NPN型バイポーラトランジスタの出力トランジスタと、入力信号 に応じてオン ·オフし、オンしたとき出力トランジスタのベースの電位を降下させて出 力トランジスタをオフし、オフしたとき出力トランジスタのベースの電位を上昇させて出 カトランジスタをオンする接地側出力制御トランジスタと、入力電源力 出カトランジス タのベースに電流を供給するベース電流供給用抵抗素子と、ベース電流供給用抵 抗素子と出力トランジスタのベースとの間に介装され、入力信号に応じて接地側出力 制御トランジスタと逆にオフ'オンする電源側出力制御トランジスタと、入力信号に応 じて接地側出力制御トランジスタと同様にオン'オフし、オンしたときベース電流供給 用抵抗素子の電流を流し込み、オフしたときベース電流供給用抵抗素子の電流を流 さな 、ようにする接地側電流バイパス用トランジスタと、接地側電流バイパス用トラン ジスタとベース電流供給用抵抗素子との間に介装される電流制限用抵抗素子と、を 備えてなる。
[0015] この信号出力回路は、望ましくは、接地側電流バイパス用トランジスタと電流制限用 抵抗素子との間の電圧を入力し、その電圧を反転して電源側出力制御トランジスタを 制御する反転回路を更に備えてなる。
[0016] この信号出力回路は、更に望ましくは、前記反転回路の出力に接続される第 2の電 流制限用抵抗素子を更に備えてなる。
[0017] この信号出力回路は、望ましくは、接地側出力制御トランジスタと電源側出力制御ト ランジスタと接地側電流バイパス用トランジスタとは MOSトランジスタである。
[0018] この信号出力回路は、望ましくは、ベース電流供給用抵抗素子と電流制限用抵抗 素子と第 2の電流制限用抵抗素子とは抵抗である。
[0019] 本発明の望ましい実施形態に係る電源電圧監視装置は、上述の信号出力回路を 有する電源電圧監視装置であって、電源電圧を分割する直列接続の抵抗素子と、 基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、前記直列接続の抵抗素子の中間点の電 圧と前記基準電圧生成回路が生成する基準電圧とを比較し、比較出力が信号出力 回路の入力信号とされる比較器と、を備え、信号出力回路の出力信号を電源電圧監 視信号として出力する。
発明の効果 [0020] 本発明の望ましい実施形態に係る信号出力回路及びそれを有する電源電圧監視 装置は、信号出力回路の出力トランジスタがオフのときに電流制限用抵抗素子を通 してベース電流供給用抵抗素子からの電流を接地側電流バイパス用トランジスタに 流し込むので、消費電流を低減させることが可能になる。
図面の簡単な説明
[0021] [図 1]本発明の実施形態に係る信号出力回路及びそれを有する電源電圧監視装置 の回路図である。
[図 2]従来の信号出力回路及びそれを有する電源電圧監視装置の回路図である。 符号の説明
1 電源電圧監視装置
2 信号出力回路
10 出力トランジスタ
11 接地側出力制御トランジスタ
12 ベース電流供給用抵抗素子
13 電源側出力制御トランジスタ
14 接地側電流バイパス用トランジスタ
15 電流制限用抵抗素子
17 反転回路を構成するトランジスタ
18 第 2の電流制限用抵抗素子
22 基準電圧生成回路
24 入力する電源電圧 V を分割する直列接続の抵抗素子
CC
25 比較器
発明を実施するための最良の形態
[0023] 以下、本発明の最良の実施形態を図面を参照しながら説明する。図 1は本発明の 実施形態である信号出力回路及びそれを有する電源電圧監視装置の回路図である 。この電源電圧監視装置 1は、従来の電源電圧監視装置 101とは信号出力回路が 異なっており、その他は電源電圧監視装置 101と実質的に同じ構成要素を備える。 すなわち、電源電圧監視装置 1は、監視すべき電源電圧 V が所定値より低いときに それを示す電源電圧監視信号を出力端子 OUTに出力する信号出力回路 2と、電源 電圧 V を分割する直列接続の抵抗素子 23、 24と、基準電圧 V を生成する基準
CC REF
電圧生成回路 22と、直列接続の抵抗素子 23、 24の中間点の電圧が非反転入力端 子に入力され、基準電圧生成回路 22が生成する基準電圧 V が反転入力端子に
REF
入力されてそれらを比較し、比較出力が信号出力回路 2の入力信号とされる比較器 25と、比較器 25の出力に接続され、他端が接地されたプルダウン用抵抗素子 26と、 基準電圧生成回路 22と比較器 25の電源端に所定の定電圧 Vを供給する定電圧生
C
成回路 21と、を備える。出力端子 OUTの外部には、電源電圧監視信号を入力する 他の電子回路（図示せず)が接続される。
信号出力回路 2は、信号出力回路 2の出力信号である電源電圧監視信号を出力端 子 OUTに出力する NPN型バイポーラトランジスタの出力トランジスタ 10と、入力信号 に応じてオン ·オフし、オンしたとき出力トランジスタ 10のベースの電位を降下させて 出力トランジスタ 10をオフし、オフしたとき出力トランジスタ 10のベースの電位を上昇 させて出力トランジスタ 10をオンする N型 MOSトランジスタの接地側出力制御トラン ジスタ 11と、入力電源（電源電圧 V )力も出力トランジスタ 10のベースに電流を供 cc
給する抵抗のベース電流供給用抵抗素子 12と、ベース電流供給用抵抗素子 12と出 カトランジスタ 10のベースとの間に介装され、入力信号に応じて接地側出力制御トラ ンジスタ 11と逆にオン ·オフする P型 MOSトランジスタの電源側出力制御トランジスタ 13と、入力信号に応じて接地側出力制御トランジスタ 11と同様にオン'オフし、オン したときベース電流供給用抵抗素子 12の電流を流し込み、オフしたときベース電流 供給用抵抗素子 12の電流を流さないようにする N型 MOSトランジスタの接地側電流 バイパス用トランジスタ 14と、接地側電流バイパス用トランジスタ 14とベース電流供給 用抵抗素子 12との間に介装される抵抗の電流制限用抵抗素子 15と、を主な構成要 素として備える。更に、信号出力回路 2は、接地側電流バイパス用トランジスタ 14と電 流制限用抵抗素子 15との間の電圧を入力し、その電圧を反転して電源側出力制御 トランジスタ 13を制御する反転回路として、ベース電流供給用抵抗素子 12と電流制 限用抵抗素子 15との間の節点力も接地電位まで直列に接続された P型 MOSトラン ジスタ 16と N型 MOSトランジスタ 17とを備える。更に、反転回路の出力、すなわち P 型 MOSトランジスタ 16と N型 MOSトランジスタ 17の接続点に接続される抵抗の第 2 の電流制限用抵抗素子 18を備える。
[0025] 分割された電源電圧 V の電圧（直列接続の抵抗素子 23、 24の中間点の電圧）が
CC
基準電圧 V よりも低ければ、比較器 25は比較出力としてローレベルを信号出力回
REF
路 2に出力し、これにより接地側出力制御トランジスタ 11はオフとなる。それと同時に 接地側電流バイパス用トランジスタ 14もオフとなり、それと電流制限用抵抗素子 15と の間の電圧は上昇して N型 MOSトランジスタ 17はオンとなる。一方、電流制限用抵 抗素子 15に電流は流れず、その両端には電圧は生じないので、 P型 MOSトランジス タ 16はオフとなる。よって、 P型 MOSトランジスタ 16と N型 MOSトランジスタ 17の接 続点の電圧はローレベルになり電源側出力制御トランジスタ 13はオンとなる。従って 、ベース電流供給用抵抗素子 12に流れる電流 Iは全て出力トランジスタ 10のベース 電流となる。ここで、ベース電流供給用抵抗素子 12の抵抗値を Rとすると、電流 Iは 、ほぼ V ZRの電流値となる。その結果、このベース電流を電流増幅率 (h )倍し
CC 1 FE た出力電流 Iが出力トランジスタ 10に流れる。出力電流 I は出力端子 OUTを介して o o
電源電圧監視信号として流れ、出力電流 I
oにより他の電子回路（図示せず)の入力 電圧は接地側に降下する。
[0026] 分割された電源電圧 V の電圧が基準電圧 V よりも高ければ、比較器 25は比較
CC REF
出力として信号出力回路 2にハイレベルを出力し、これにより接地側出力制御トラン ジスタ 11はオンとなる。それと同時に接地側電流ノ ィパス用トランジスタ 14もオンとな り、それと電流制限用抵抗素子 15との間の電圧は接地電位レベルになり N型 MOS トランジスタ 17はオフとなる。一方、電流制限用抵抗素子 15に電流が流れ、 P型 MO
Sトランジスタ 16はオンとなる。よって、 P型 MOSトランジスタ 16と N型 MOSトランジス タ 17の接続点の電圧はハイレベルになり、電源側出力制御トランジスタ 13はオフに なると共に、第 2の電流制限用抵抗素子 18に電流が流れる。こうして、接地側出力制 御トランジスタ 11が出力トランジスタ 10のベースの電位を降下させて出力トランジスタ
10をオフにして電源電圧監視信号としての出力電流 Iを停止させる一方、ベース電 o
流供給用抵抗素子 12に流れる電流 Iは、電流制限用抵抗素子 15を流れる電流 Iと
1 2 第 2の電流制限用抵抗素子 18を流れる電流 Iに分流する。ここで、ベース電流供給 用抵抗素子 12の抵抗値を R、電流制限用抵抗素子 15の抵抗値を R、第 2の電流
1 2
制限用抵抗素子 18の抵抗値を R、とすると、電流 Iは、ほぼ V / (R + (R R ) / (
3 1 CC 1 2 3
R +R；) )の電流値となる。
2 3
[0027] ベース電流供給用抵抗素子 12の抵抗値 Rは、出力トランジスタ 10がオンのときの 出力電流 I の値を考慮して決められる。一方、電流制限用抵抗素子 15及び第 2の o
電流制限用抵抗素子 18の抵抗値 R、 Rは、電源側出力制御トランジスタ 13及び P
2 3
型 MOSトランジスタ 16の素子耐圧を考慮して決められる。すなわち、通常の MOSト ランジスタの耐圧は大体 10V乃至 15V程度であるので、電源電圧 V がそれよりも高 cc
い場合、トランジスタ素子 (電源側出力制御トランジスタ 13及び P型 MOSトランジスタ 16)に力かる電圧がその耐圧以下になるようベース電流供給用抵抗素子 12に電流 を流して電圧降下を起こさせる。具体的には、トランジスタ素子耐圧を 15 Vとし、入力 する電源電圧 V 力 ¾OVまで上昇する場合、抵抗値 R、 Rを共に抵抗値 Rの 2倍に
CC 2 3 1 すれば、出力トランジスタ 10がオフのときに素子に力かる電圧を 15Vに抑えることが できる。
[0028] 従って、例えばベース電流供給用抵抗素子 12の抵抗値を 1M Ωの抵抗値とし、電 流制限用抵抗素子 15及び第 2の電流制限用抵抗素子 18の抵抗値 R、Rを 2Μ Ω
2 3 とすれば、電源電圧 V 力 ¾OVであり出力トランジスタ 10がオフであると、ベース電流 cc
供給用抵抗素子 12に流れる電流 Iは 15 Aとなる。こうして、出力トランジスタ 10が オフのときのベース電流供給用抵抗素子 12に流れる無駄な電流 Iを減少させること 力 Sでき、信号出力回路 2及び電源電圧監視装置 1全体の消費電流を低減させること ができる。
[0029] なお、第 2の電流制限用抵抗素子 18は、電源電圧 V が投入される起動時に電源
CC
側出力制御トランジスタ 13の制御が不安定になるのを防止するために、付加される のが望ましいが、省略することも可能である。この場合、電流制限用抵抗素子 15の抵 抗値 Rは、トランジスタ素子耐圧を考慮して下げる（例えば 1Μ Ωにする）必要がある
2
[0030] また、信号出力回路 2の入力信号のハイレベル電圧 (すなわち定電圧生成回路 21 が供給する定電圧 V )が、出力トランジスタ 10がオフの場合に、電源側出力制御トラ ンジスタ 13をオフにさせるに十分な電圧であれば、信号出力回路 2の入力信号を直 接電源側出力制御トランジスタ 13に入力することも可能である。この場合、電流制限 用抵抗素子 15の抵抗値 Rを更に下げる必要があり、出力トランジスタ 10がオフのと
2
きのベース電流供給用抵抗素子 12に流れる無駄な電流 Iは多少増えるが、 P型 MO Sトランジスタ 16と N型 MOSトランジスタ 17とからなる反転回路及び第 2の電流制限 用抵抗素子 18は不必要となる。
[0031] また、本発明の実施形態である信号出力回路 2は、電源電圧監視装置 1に好適な ものとして案出したものであるが、出力段の電源電圧 V が比較的高くかつ NPN型
CC
ノ《イポーラトランジスタで出力を行う、例えばモータドライブ装置などの信号出力に用 いることも可能である。
[0032] なお、本発明は、上述した実施形態に限られることなぐ特許請求の範囲に記載し た事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 出力信号を出力する NPN型バイポーラトランジスタの出力トランジスタと、
入力信号に応じてオン ·オフし、オンしたとき出力トランジスタのベースの電位を降 下させて出力トランジスタをオフし、オフしたとき出力トランジスタのベースの電位を上 昇させて出力トランジスタをオンする接地側出力制御トランジスタと、
入力電源から出力トランジスタのベースに電流を供給するベース電流供給用抵抗 素子と、
ベース電流供給用抵抗素子と出力トランジスタのベースとの間に介装され、入力信 号に応じて接地側出力制御トランジスタと逆にオフ'オンする電源側出力制御トラン ジスタと、
入力信号に応じて接地側出力制御トランジスタと同様にオン'オフし、オンしたとき ベース電流供給用抵抗素子の電流を流し込み、オフしたときベース電流供給用抵抗 素子の電流を流さな 、ようにする接地側電流バイパス用トランジスタと、
接地側電流バイパス用トランジスタとベース電流供給用抵抗素子との間に介装され る電流制限用抵抗素子と、
を備えてなることを特徴とする信号出力回路。
[2] 請求項 1に記載の信号出力回路にお!、て、
接地側電流ノ ィパス用トランジスタと電流制限用抵抗素子との間の電圧を入力し、 その電圧を反転して電源側出力制御トランジスタを制御する反転回路を更に備えて なることを特徴とする信号出力回路。
[3] 請求項 2に記載の信号出力回路において、
前記反転回路の出力に接続される第 2の電流制限用抵抗素子を更に備えてなるこ とを特徴とする信号出力回路。
[4] 請求項 1乃至 3のいずれかに記載の信号出力回路において、
接地側出力制御トランジスタと電源側出力制御トランジスタと接地側電流ノ ィパス 用トランジスタとは MOSトランジスタであることを特徴とする信号出力回路。
[5] 請求項 1乃至 4のいずれかに記載の信号出力回路において、
ベース電流供給用抵抗素子と電流制限用抵抗素子と第 2の電流制限用抵抗素子 とは抵抗であることを特徴とする信号出力回路。
請求項 1乃至 5のいずれかに記載の信号出力回路を有する電源電圧監視装置で あって、
電源電圧を分割する直列接続の抵抗素子と、
基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、
前記直列接続の抵抗素子の中間点の電圧と前記基準電圧生成回路が生成する基 準電圧とを比較し、比較出力が信号出力回路の入力信号とされる比較器と、 を備え、信号出力回路の出力信号を電源電圧監視信号として出力することを特徴 とする電源電圧監視装置。
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