JPH0344964A - Protective device for cmos circuit - Google Patents
Protective device for cmos circuitInfo
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- JPH0344964A JPH0344964A JP1180813A JP18081389A JPH0344964A JP H0344964 A JPH0344964 A JP H0344964A JP 1180813 A JP1180813 A JP 1180813A JP 18081389 A JP18081389 A JP 18081389A JP H0344964 A JPH0344964 A JP H0344964A
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- circuit
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、ラッチアップの発生による具常電流を検出し
、回路を保護する0MO8(相補型金属酸化膜半導体〉
回路の保護装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is a 0MO8 (complementary metal oxide semiconductor) that detects a specific current due to the occurrence of latch-up and protects the circuit.
Related to circuit protection devices.
[従来の技術と発明が解決しようとする課題]近年、集
積回路技術の進歩により、電子機器に塔載されるICは
集積度の大きいMOS型の占める割合が多くなり、なか
でも、CMOSプロセスによる0MO8−ICは、NM
O8−ICに対して動作速度が同等以上となり、低消費
電力という特徴から、例えば、自動車の各種制御用コン
ピュータシステム、各種小型電子機器などにおいて必須
のものとなった。[Conventional technology and problems to be solved by the invention] In recent years, with the advancement of integrated circuit technology, a large proportion of ICs installed in electronic devices are of the MOS type with a high degree of integration. 0MO8-IC is NM
Due to its operating speed equal to or higher than O8-IC and its low power consumption, it has become indispensable in, for example, various control computer systems for automobiles and various small electronic devices.
しかしながら、上記CMO8−ICには木質的にラッチ
アップ現象の発生というやっかいな問題があり、このラ
ッチアップが発生すると上記CMO8−ICを搭載した
電子機器が誤動作を起こすばかりでなく、最悪の場合、
上記CMO8−ICが破I!i1!されて事故発生の恐
れがある。However, the above-mentioned CMO8-IC has a troublesome problem in that latch-up phenomenon occurs, and when this latch-up occurs, not only does the electronic device equipped with the above-mentioned CMO8-IC malfunction, but in the worst case,
The above CMO8-IC is broken! i1! There is a risk of an accident occurring.
周知のように、CMOS回路は、PヂャンネルMO3−
FETとNチャンネルMO8−FETとが相補する形で
接続された回路(第2図参照)で、例えばCQ出版社発
行のrC−MO8応用回路とトラブル対策」第2版(昭
和53年2月1日発行)に記載されているように、上記
ラッチアップ現象は、サイリスタ現象とも呼ばれ、IC
内部の各FET間のPI、N層が組合わされてバイポー
ラの寄生トランジスタ回路が生じ、この奇生トランジス
タ回路が活性化するようなバイアースが発生すると、通
常の動作時と異なる電流の経路ができてラッチアップが
発生する。As is well known, the CMOS circuit is a P channel MO3-
A circuit in which a FET and an N-channel MO8-FET are connected in a complementary manner (see Figure 2). The latch-up phenomenon described above is also called the thyristor phenomenon, and is
The PI and N layers between each internal FET are combined to create a bipolar parasitic transistor circuit, and when a bias occurs that activates this parasitic transistor circuit, a current path different from that during normal operation is created. Latch-up occurs.
すなわち、例えば上記CMO8−ICにある限界以上の
サージ電圧v1が印加されてブレークダウンした場合な
どに、電源端子VDD〜アース端子v端子間88間状態
となって過大電流が流れ、この過大電流が上記ナージ電
圧v1が消失した後も継続する(第3図参照)。That is, for example, when a surge voltage v1 exceeding a certain limit is applied to the CMO8-IC and it breaks down, an excessive current flows between the power supply terminal VDD and the earth terminal V terminal, and this excessive current This continues even after the nerge voltage v1 disappears (see FIG. 3).
上記文献によると、このようなラッチアップについての
対策は、
■入出力に直列抵抗を接続する、
■入出力にダイオードを接続する、
■上記■と■を0(用する、
■電源端子に電流制限抵抗を接続する、4τどの保護対
策がある。According to the above literature, the countermeasures against such latch-up are: 1. Connecting a series resistor to the input/output, 2. Connecting a diode to the input/output, 2. There are protection measures such as connecting a limiting resistor and 4τ.
しかしながら、従来の保134策は、いずれもラッチア
ップの発生を防止しようとする対策であって、必ずしも
完全にラッチアップの発生を防止できるものではない。However, all of the conventional protection measures are measures aimed at preventing the occurrence of latch-up, and cannot necessarily completely prevent the occurrence of latch-up.
従って、−旦、ラッチアップが発生すると、このラッチ
アップによる過大電流が継続するため、回路に誤動作を
生じ、そのまま放置すると回路の破壊を招く。Therefore, once a latch-up occurs, the excessive current caused by the latch-up continues, causing malfunction of the circuit, and if left untreated, the circuit will be destroyed.
[発明の目的]
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ラッチア
ップの発生による回路の破壊を未然に防止し、システム
を暴走による事故などから安全に保つことのできるCM
OS回路の保護装置を提供することを目的としている。[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a CM that can prevent circuit destruction due to the occurrence of latch-up and keep the system safe from accidents caused by runaway.
The purpose is to provide a protection device for OS circuits.
[課題を解決するための手段及び作用]本発明によるC
MOS回路の保護装置は、ラッチアップ発生によるCM
OS回路の過大アース電流を検出する電流検出手段と、
上記電流検出手段にて過大アース電流を検出したとき、
上記CMOS回路への電源を遮断する保護手段とを備え
たものである。[Means and effects for solving the problem] C according to the present invention
A protection device for MOS circuits prevents CM caused by latch-up.
current detection means for detecting excessive ground current in the OS circuit;
When the above current detection means detects an excessive earth current,
The device also includes protection means for cutting off power to the CMOS circuit.
すなわち、CMO−8回路にラッチアップが発生すると
、このCMOS回路のアース側に流れる過大アース電流
が電流検出手段により検出され、このとき、上記CMO
S回路への電源が、保護手段により直ちに遮断されて回
路が保護される。That is, when latch-up occurs in the CMO-8 circuit, an excessive earth current flowing to the earth side of this CMOS circuit is detected by the current detection means, and at this time, the above-mentioned CMO
The power supply to the S circuit is immediately cut off by the protection means to protect the circuit.
「発明の実施例] 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。“Embodiments of the invention” Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例を示し、CMOS回路の保護
装置の構成図である。FIG. 1 shows one embodiment of the present invention, and is a block diagram of a protection device for a CMOS circuit.
(構 成)
図中、符号1は0MO8−ICからなるCMOS回路で
あり、このCMOS回路1の電源入力端子VDDが電源
回路2に接続され、この電源回路2は、リレー3の常閉
接点3aを介して電源■に接続され、上記CMOS回路
1に電源を供給している。(Configuration) In the figure, reference numeral 1 indicates a CMOS circuit consisting of 0MO8-IC, and the power input terminal VDD of this CMOS circuit 1 is connected to a power supply circuit 2, which is connected to the normally closed contact 3a of the relay 3. It is connected to the power supply (2) via the power supply (2), and supplies power to the CMOS circuit 1.
また、上記CMOS回路1のアース端子VSSには、例
えば、抵抗R1、コンデンサC1及びトランジスタTR
1などからなる電流検出手段4が接続され、この電流検
出手段4に駆動手段5aが接続されている。Further, the ground terminal VSS of the CMOS circuit 1 includes, for example, a resistor R1, a capacitor C1, and a transistor TR.
1, etc., is connected to the current detecting means 4, and a driving means 5a is connected to the current detecting means 4.
上記駆動手段5a及び上記リレー3は、保護手段5を構
成し、上記電流検出手段4によりラッチアップ発生によ
る過大アース電流が検出されると、上記保護手段5によ
り直ちに電源Vが′a断される。The drive means 5a and the relay 3 constitute a protection means 5, and when the current detection means 4 detects an excessive earth current due to latch-up, the protection means 5 immediately cuts off the power supply V'a. .
また、上記電流検出手段4は、上記CMOS回路1のア
ース端子■SSとグランドGとの間に抵抗R1及びコン
デンサCが並列に接続され、さらに、上記アース端子V
SSにNPN形トランジスタTR1のベースが接続され
て構成されている。Further, the current detecting means 4 has a resistor R1 and a capacitor C connected in parallel between the ground terminal SS of the CMOS circuit 1 and the ground G, and further includes a resistor R1 and a capacitor C connected in parallel to the ground terminal V
The base of an NPN transistor TR1 is connected to SS.
また、上記駆動手段5aは、上記電流検出手段4のトラ
ンジスタTR1のコレクタが抵抗R2を介してPNP形
トランジスタTR2のベースに接続されて構成されてお
り、上記トランジスタTR2のエミッタが上記電源Vに
接続され、さらに、上記トランジスタ11t2のコレク
タが上記リレー3の電E41コイル3bに接続されてい
る。Further, the driving means 5a is configured such that the collector of the transistor TR1 of the current detecting means 4 is connected to the base of a PNP transistor TR2 via a resistor R2, and the emitter of the transistor TR2 is connected to the power supply V. Furthermore, the collector of the transistor 11t2 is connected to the E41 coil 3b of the relay 3.
上記CMOS回路1は、上記電源回路2によって電源が
供給され、その入力端子INに所定の信号が印加された
とき、出力端子OUTから所定の信号を出力する。The CMOS circuit 1 is supplied with power by the power supply circuit 2, and when a predetermined signal is applied to its input terminal IN, it outputs a predetermined signal from its output terminal OUT.
(作 用)
次に、上記構成による本発明の実施例の作用について説
明する。(Function) Next, the function of the embodiment of the present invention having the above configuration will be explained.
(通常動作時)
通常の状態においては、リレー3はOFFしており、常
閉接点3aを経て電源■が電源回路2にて一定の電圧に
安定化され、CMOS回路1の電源端子VDDに所定の
定格電圧が印加されている。(During normal operation) Under normal conditions, the relay 3 is OFF, and the power supply ■ is stabilized at a constant voltage in the power supply circuit 2 via the normally closed contact 3a, and is applied to the power supply terminal VDD of the CMOS circuit 1. rated voltage is applied.
そして、上記CMOS回路1の入力端子INに信号が入
力され、出力端子OUTから所定の信号を出力するダイ
ナミック動作を行なうとき、アース端子■SSから流れ
る電流が抵抗R1を経てグランドGに流れる。When a signal is input to the input terminal IN of the CMOS circuit 1 and a dynamic operation is performed in which a predetermined signal is output from the output terminal OUT, a current flows from the ground terminal SS to the ground G via the resistor R1.
このとき、上記CMOS回路1はその消費電流が極僅か
であり、上記アース端子VSSから流れる電流によって
、上記アース端子VSSに接続されたNPN形トランジ
スタTR1のベース・エミッタ間をバイアースするだけ
の電圧は発生しない。At this time, the current consumption of the CMOS circuit 1 is extremely small, and the current flowing from the ground terminal VSS generates a voltage sufficient to bias between the base and emitter of the NPN transistor TR1 connected to the ground terminal VSS. Does not occur.
すなわち、上記トランジスタ丁RHま0FFI、ており
、また、上記CMOS回路1のダイナミック動作に伴う
急便な電流は上記コンデンサCにて吸収され、上記トラ
ンジスタTR1の誤動作が防止される。That is, the transistors RH and 0FFI are connected to each other, and the current that accompanies the dynamic operation of the CMOS circuit 1 is absorbed by the capacitor C, thereby preventing malfunction of the transistor TR1.
従って、上記トランジスタTR1の]レクタに抵抗R2
を介して接続されているPNP形トランジスタTR2も
OFFの状態に保持され、リレー3がOFFしてその常
閉接点3aは常に閉の状態に保たれる。Therefore, the resistor R2 is connected to the collector of the transistor TR1.
The PNP type transistor TR2 connected through the relay 3 is also kept in an OFF state, and the relay 3 is turned OFF and its normally closed contact 3a is always kept in a closed state.
(ラッチアップ発生時)
ここで、例えばシステム中にザージ電圧などが発生し、
上記CMOS回路1にラッチアップが発生すると、上記
CMOS回路1の電源端子VD[l−アース端子vSS
間が短絡状態となり、上記アース端子vSSから上記抵
抗R1を経てグランドGに過大な異常電流が流れる。(When latch-up occurs) For example, if a surge voltage occurs in the system,
When latch-up occurs in the CMOS circuit 1, the power terminal VD[l-ground terminal vSS of the CMOS circuit 1]
A short circuit occurs between them, and an excessive abnormal current flows from the ground terminal vSS to the ground G via the resistor R1.
すると、この過大アース電流によって上記トランジスタ
TR1のベース・エミッタ間がバイアースされ、上記ト
ランジスタTRIがONとなる。これに伴い上記トラン
ジスタTR2がONL、、上記リレー3の電磁コイル3
bが通電されて動作し、常閉接点3aが開となる。Then, the base and emitter of the transistor TR1 are biased due to this excessive ground current, and the transistor TRI is turned on. Accordingly, the transistor TR2 is ONL, and the electromagnetic coil 3 of the relay 3
b is energized and operates, and the normally closed contact 3a is opened.
すなわち、ラッチアップが発生し、上記CMOS回路1
のアース端子■SSから過大な異常電流が流れると、直
ちにリレー3が動作して常閉接点3aが開とされ、電源
Vが遮断される。In other words, latch-up occurs and the CMOS circuit 1
When an excessive abnormal current flows from the earth terminal SS, the relay 3 is activated immediately, the normally closed contact 3a is opened, and the power supply V is cut off.
これにより、万一、上記CMOS回路1にラッチアップ
が発生しても回路の破壊が防止され、安全が確保される
。Thereby, even if latch-up should occur in the CMOS circuit 1, destruction of the circuit is prevented and safety is ensured.
そして、電源断により上記CMOS回路1の電源端子V
DD及びアース端子988間の短絡状態が回復すると、
上記トランジスタTR1がOF卜し、上記トランジスタ
TR2、上記リレー3がOFFして常閉接点3aが閉の
状態に復帰し、再び上記電源から電源回路2を介して電
源が供給されて上記CMOS回路1が正常動作に復帰す
る。Then, due to the power cutoff, the power supply terminal V of the CMOS circuit 1 is
When the short circuit between DD and ground terminal 988 is restored,
The transistor TR1 turns off, the transistor TR2 and the relay 3 turn off, the normally closed contact 3a returns to the closed state, and power is again supplied from the power supply via the power supply circuit 2 to the CMOS circuit 1. returns to normal operation.
[光間の効果]
以上説明したように本発明によれば、ラッチアップ介生
によるCMOS回路の過大アース電流を検出する電流検
出手段と、上記電流検出手段にて過大アース電流を検出
したとき、上記CMOS回路への電源を遮断する保護手
段とを備えたため、ラッチアップが発生して上記CMO
S回路に過大アース電流が流れた場合、直ちに電源が遮
断されて上記CMOS回路の破壊が未然に防止される。[Effect between lights] As explained above, according to the present invention, there is provided a current detection means for detecting an excessive earth current of a CMOS circuit due to latch-up intervention, and when an excessive earth current is detected by the current detection means, Since the above-mentioned CMOS circuit is equipped with a protection means to cut off the power supply, latch-up occurs and the above-mentioned CMOS circuit is
If an excessive ground current flows through the S circuit, the power is immediately cut off to prevent the CMOS circuit from being destroyed.
従って、上記CMOS回路の破壊によるシステムの暴走
などを未然に防止して安全を保つことができ、製品の信
頼性をrlめることかできるなど優れた効果が奏される
。Therefore, safety can be maintained by preventing the system from running out of control due to destruction of the CMOS circuit, and excellent effects such as improving the reliability of the product can be achieved.
第1図は本発明の一実施例を示し、CMOS回路の保護
装置の構成図、第2図はCMOS回路の説明図、第3図
はラッチアップ発生時の電圧と電流との相関を示づ相関
図である。
1・・・CMOS回路
4・・・電流検出手段
5・・・保護手段
VDD・・・電源入力端子
■SS・・・アース端子
U案Fig. 1 shows an embodiment of the present invention, and Fig. 2 is an explanatory diagram of the CMOS circuit. Fig. 3 shows the correlation between voltage and current when latch-up occurs. It is a correlation diagram. 1...CMOS circuit 4...Current detection means 5...Protective means VDD...Power input terminal ■SS...Earth terminal U plan
Claims (1)
を検出する電流検出手段と、 上記電流検出手段にて過大アース電流を検出したとき、
上記CMOS回路への電源を遮断する保護手段とを備え
たことを特徴とするCMOS回路の保護装置。[Claims] Current detection means for detecting an excessive earth current in a CMOS circuit due to latch-up occurrence; when the current detection means detects an excessive earth current,
A protection device for a CMOS circuit, comprising a protection means for cutting off power to the CMOS circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1180813A JPH0344964A (en) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | Protective device for cmos circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1180813A JPH0344964A (en) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | Protective device for cmos circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0344964A true JPH0344964A (en) | 1991-02-26 |
Family
ID=16089806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1180813A Pending JPH0344964A (en) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | Protective device for cmos circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0344964A (en) |
-
1989
- 1989-07-12 JP JP1180813A patent/JPH0344964A/en active Pending
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