JPH0426155A - Transistor with current detection function - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
本発明は、各々独立したベース領域及びエミッタ領域を
持つ2つのトランジスタ部(メイントランジスタ部とセ
ンストランジスタ部)から構成される電流検出機能付ト
ランジスタにおいて、ベース領域及びエミッタ領域を各
々独立にしたことによる利点を維持したまま、しかも単
一ベースでないことによる駆動回路の複雑化の問題を解
消するため、各ベース領域にそれぞれ分流用の抵抗を接
続し、これら抵抗により共通のベース電流を一定比に分
流して各ベース領域に与えるようにすることで、見掛は
上、ベースを単一にして、容易に駆動できるようにした
ものである。[Detailed Description of the Invention] [Summary] The present invention provides a transistor with a current detection function consisting of two transistor sections (main transistor section and sense transistor section) each having an independent base region and emitter region. In order to maintain the advantages of making the regions and emitter regions independent, and also solve the problem of complicating the drive circuit due to not having a single base, a shunt resistor is connected to each base region, and these By using a resistor to divide a common base current at a fixed ratio and applying it to each base region, the base appears to be unified and can be easily driven.
(産業上の利用分野〕
本発明は、主電流の大きさを検出する電流検出機能を備
えたトランジスタに関し、例えばバイポーラトランジス
タ、静電誘導トランジスタ、電界効果トランジスタ等の
各種トランジスタに適用されるものである。(Industrial Application Field) The present invention relates to a transistor having a current detection function for detecting the magnitude of a main current, and is applicable to various transistors such as bipolar transistors, static induction transistors, and field effect transistors. be.
従来、コレクタ領域とベース領域を共通とし、エミッタ
領域を多数設けてなるマルチエミッタ型のトランジスタ
が知られている。このようなマルチエミッタ型のトラン
ジスタに電流検出機能を持たせる場合は、上記多数のエ
ミッタ領域の中の大部分を、主電流を流すためのメイン
トランジスタ部用のエミッタとして使用し、その残りの
少数のエミッタ領域を、電流検出のためのセンストラン
ジスタ部用のエミッタとして使用していた。Conventionally, multi-emitter transistors are known in which a collector region and a base region are common and a number of emitter regions are provided. When such a multi-emitter type transistor is provided with a current detection function, most of the above-mentioned multiple emitter regions are used as emitters for the main transistor section through which the main current flows, and the remaining minority The emitter region was used as the emitter for the sense transistor section for current detection.
ところが、このような構成の電流検出機能付トランジス
タでは、コレクタ領域とベース領域を共通とし、エミッ
タ領域のみを別々としであるため、電流値や温度が変化
すると、エミッタ配線抵抗の影響によりメイントランジ
スタ部とセンストランジスタ部のそれぞれのベース・エ
ミッタ間電圧が変化して、それぞれに振り込まれるベー
ス電流の比が変化し、その結果、主電流と検出用電流と
の比がくずれてしまい、正確な電流検出が困難になると
いう問題があった。However, in a transistor with a current detection function configured like this, the collector region and base region are common, and only the emitter region is separate. Therefore, when the current value or temperature changes, the main transistor section will change due to the influence of the emitter wiring resistance. The voltage between the base and emitter of each sense transistor changes, and the ratio of the base current transferred to each changes.As a result, the ratio between the main current and the detection current collapses, making accurate current detection impossible. The problem was that it became difficult.
そこで本発明者等は、メイントランジスタ部とセンスト
ランジスタ部のコレクタ領域を共通とし、かつベース領
域及びエミッタ領域を各々独立に構成して、各ベース領
域に外部回路から個々にベース電流を振り込んで電流検
出を行えるようにした電流検出機能付トランジスタを捉
案した。すなわち、このトランジスタは、第5図に示す
ように、上記2つのトランジスタ部に共通のコレクタC
を有する一方、互いに独立して設けられたメイントラン
ジスタ部用のエミッタ(メインエミッタ) EM及びセ
ンストランジスタ部用のエミッタ(センスエミッタ)E
sと、同様に互いに独立して設けられたメイントランジ
スタ部用のベース(メインベース)BM及びセンストラ
ンジスタ部用のベース(センスベース)BS とを有し
ている。Therefore, the present inventors made the collector region of the main transistor section and the sense transistor section common, configured the base region and the emitter region independently, and transferred the base current to each base region individually from an external circuit to generate a current. We have developed a transistor with a current detection function that enables detection. That is, as shown in FIG. 5, this transistor has a collector C common to the above two transistor parts.
emitter for the main transistor section (main emitter) provided independently from each other; emitter for the EM and sense transistor section (sense emitter) E;
s, a base (main base) BM for a main transistor section and a base (sense base) BS for a sense transistor section, which are similarly provided independently from each other.
そして、この構成によれば、メイントランジスタ部とセ
ンストランジスタ部に各々独立したベース(メインベー
スBMとセンスベースBs)を設けているため、これら
2つのベースB、4、B、に外部の駆動回路から個々に
ベース電流IBM、185を振り込むことができる。よ
って、これらベース電流IBM、lll5の比を一定に
保っておけば、たとえ電流値や温度が変化しても、主電
流であるコレクタ電流1c (−メインエミッタ電m
ItM)と、検出用電流であるセンスエミッタ電流IE
sとの比は常に一定となる。従って、電流値や温度の変
化とは無関係に、高精度な電流検出が可能となる。According to this configuration, since independent bases (main base BM and sense base Bs) are provided in the main transistor section and the sense transistor section, an external drive circuit is connected to these two bases B, 4, and B. The base current IBM, 185 can be transferred individually from . Therefore, if the ratio of these base currents IBM and llll5 is kept constant, even if the current value or temperature changes, the main current collector current 1c (-main emitter current m
ItM) and the sense emitter current IE which is the detection current
The ratio with s is always constant. Therefore, highly accurate current detection is possible regardless of changes in current value or temperature.
上記第5図に示した電流検出機能付トランジスタでは、
2つのトランジスタ部のベース領域を独立にしているた
め、その2つのベース(メインベースBMとセンスベー
スBs)に個々にベース電流IBM、lll5を振り込
む必要があり、しかも、これら2つのベース電流111
M、IBSを常に一定比に維持しなければならない。そ
のため、このような−走化のベース電流IBM、ll1
sを各ベース領域に供給するための駆動回路が複雑にな
ってしまうという問題があった。In the transistor with current detection function shown in Fig. 5 above,
Since the base regions of the two transistor sections are made independent, it is necessary to transfer the base current IBM,llll5 to the two bases (main base BM and sense base Bs) individually, and in addition, these two base currents 111
M, IBS must always be maintained at a constant ratio. Therefore, such - chemotactic base current IBM, ll1
There is a problem in that the drive circuit for supplying s to each base region becomes complicated.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、ベース領域及びエミッタ領域を各々独
立にしたことによる利点(すなわち、電流値や温度の変
化と無関係に高精度な電流検出が可能である点)を維持
したまま、しかもベース電流を供給するための駆動回路
を簡単に構成することのできる電流検出機能付トランジ
スタを提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to achieve the advantages of making the base region and emitter region independent (i.e., high precision regardless of changes in current value or temperature). It is an object of the present invention to provide a transistor with a current detection function, which can easily configure a drive circuit for supplying a base current while maintaining the ability to detect current.
[課題を解決するための手段]
本発明の電流検出機能付トランジスタは、主電流を流す
メイントランジスタ部と、該メイントランジスタ部に流
れる電流を検出するためのセンストランジスタ部とを備
え、該2つのトランジスタ部のコレクタ領域を共通とし
、かつベース領域及びエミッタ領域を各々独立にすると
共に、共通のベース電流を一定比に分流して各ベース領
域に与える分流用抵抗を備えたことを特徴とするもので
ある。[Means for Solving the Problems] A transistor with a current detection function according to the present invention includes a main transistor section through which a main current flows, and a sense transistor section for detecting the current flowing through the main transistor section. A device characterized in that the collector region of the transistor part is common, the base region and the emitter region are each independent, and a shunt resistor is provided to divide the common base current at a fixed ratio and apply it to each base region. It is.
ここで、上記の分流用抵抗は、素子内部に内蔵されてい
るものの他、素子とは別体に外部に備えたものであって
もよい。Here, the above-mentioned shunt resistor may be built inside the element or may be provided outside the element.
なお、本発明は、バイポーラトランジスタにおいでのみ
ならず、静電誘導トランジスタや電界効果トランジスタ
においても実現可能であり、これら全ての場合を考えて
いるので、上記の「エミッタ」、「ベース」、「コレク
タ」という表現は、それぞれ「ソース」、「ゲート」、
「ドレイン」をも含む広い意味である。Note that the present invention can be realized not only in bipolar transistors but also in electrostatic induction transistors and field effect transistors, and since all of these cases are considered, the above-mentioned "emitter", "base", and " The expression "collector" refers to "source,""gate," and "collector," respectively.
It has a broad meaning that also includes "drain."
外部の駆動回路から2つのトランジスタ部に供給される
共通のベース電流は、分流用抵抗によってメインベース
電流とセンスベース電流とに分流され、メインベース電
流はメイントランジスタ部に、センスベース電流はセン
ストランジスタ部に振り込まれる。この場合、各分流用
抵抗の大きさの比は常に一定なので、メインベース電流
とセンスベース電流の大きさの比も常に一定となる。従
って、駆動回路としては、メインベースとセンスベース
とに個々にベース電流を供給する必要がなくなり、見掛
は上の単一ベースにのみ共通のベース電流を供給すれば
よいので、簡単な回路構成で済むようになる。A common base current supplied to the two transistor sections from an external drive circuit is shunted into a main base current and a sense base current by a shunting resistor, with the main base current flowing to the main transistor section and the sense base current flowing to the sense transistor section. Transferred to the department. In this case, since the ratio of the magnitudes of the respective shunting resistors is always constant, the ratio of the magnitudes of the main base current and the sense base current is also always constant. Therefore, as a drive circuit, there is no need to supply base current to the main base and the sense base individually, and it is only necessary to supply a common base current to the single base above, which simplifies the circuit configuration. You can get away with it.
しかも、上記のように見掛は上は単一ベースであるが、
実質的にはベース領域及びエミッタ領域が各々独立した
構成であるため、その動作原理は第5図に示した電流検
出機能付トランジスタと同等であり、従って電流値や温
度の変化と無関係に高精度な電流検出が可能となる。Moreover, as mentioned above, although the appearance is based on a single base,
Since the base region and emitter region are essentially independent, the operating principle is the same as that of the transistor with current detection function shown in Figure 5, and therefore high accuracy is achieved regardless of changes in current value or temperature. This enables accurate current detection.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の第1の実施例に係る電流検出機能付バ
イポーラトランジスタの断面構成図であり、第2図は同
トランジスタを回路記号を用いて示した模式図である。FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a bipolar transistor with a current detection function according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the same transistor using circuit symbols.
本実施例のトランジスタは、第1図に示すように、共通
のコレクタ領域となるn型半導体基板1の表面部の所定
領域に、各ベース領域となる2つのp型拡散領域2.3
が互いに分離して形成され、更にこれらp型拡散領域2
.3内の所定領域には、各エミッタ領域となるn゛型拡
散領域4.5がそれぞれ形成されている。そして、以上
の半導体領域の表面がシリコン酸化膜(Si02膜)等
の酸化膜6で覆われており、その上の所定領域には、ポ
リシコンからなるベース電流分流用の2つの抵抗RII
M、RIISが形成されている。As shown in FIG. 1, the transistor of this embodiment has two p-type diffusion regions 2 and 3, each serving as a base region, in a predetermined region on the surface of an n-type semiconductor substrate 1, which serves as a common collector region.
are formed separately from each other, and these p-type diffusion regions 2
.. N-type diffusion regions 4.5, which serve as respective emitter regions, are formed in predetermined regions within 3. The surface of the semiconductor region described above is covered with an oxide film 6 such as a silicon oxide film (Si02 film), and two resistors RII for base current shunting made of polysilicon are placed in predetermined areas on the oxide film 6.
M, RIIS is formed.
更に、p型拡散領域2.3上からそれぞれ抵抗RIIM
、RBS上にかけてと、n゛型拡散領域4.5上とに、
酸化膜6に形成された各窓を介し、アルミニウム等でで
きた電極7a、7bと70.7dがそれぞれ形成される
と共に、抵抗RaM上からもう1つの抵抗RIIS上に
かけて、上記と同様にアルミニウム等でできた電極7e
が形成されている。Furthermore, a resistor RIIM is connected from above the p-type diffusion region 2.3.
, over the RBS and over the n-type diffusion region 4.5,
Electrodes 7a, 7b, and 70.7d made of aluminum or the like are formed through each window formed in the oxide film 6, and electrodes 7a, 7b, and 70.7d made of aluminum or the like are formed from above the resistor RaM to another resistor RIIS in the same manner as above. Electrode 7e made of
is formed.
また、n型基板1の裏面には、その全面に電極8が形成
されている。Furthermore, an electrode 8 is formed on the entire back surface of the n-type substrate 1.
以上の構成により、n型基板1、p型拡散領域2、n゛
型拡散領域4をそれぞれコレクタ領域、ベース領域、エ
ミッタ領域とするnpn型のメイントランジスタ部T、
と、n型基板1、p型拡散領域3、n゛型拡散領域5を
それぞれコレクタ領域、ベース領域、エミッタ領域とす
るnpn型のセンストランジスタ部Tsとが得られてい
る。すなわち、メイントランジスタ部TM とセンスト
ランジスタ部Ts とは、コレクタ領域を共通とし、か
つベース領域及びエミッタ領域を各々独立とした構成で
ある。しかも、2つのトランジスタ部TMTsの各ベー
ス領域(p型拡散領域2.3)にはそれぞれベース電流
分流用の抵抗RIIM、RIISの一端が接続され、そ
の他端が共通のベース電極7eに接続された構成となっ
ている。With the above configuration, an npn-type main transistor section T in which the n-type substrate 1, the p-type diffusion region 2, and the n-type diffusion region 4 are used as the collector region, base region, and emitter region, respectively;
An npn type sense transistor section Ts is obtained in which the n type substrate 1, the p type diffusion region 3, and the n' type diffusion region 5 serve as a collector region, a base region, and an emitter region, respectively. That is, the main transistor section TM and the sense transistor section Ts have a common collector region, and have independent base regions and emitter regions. Moreover, one end of the base current shunting resistors RIIM and RIIS is connected to each base region (p-type diffusion region 2.3) of the two transistor parts TMTs, and the other end is connected to a common base electrode 7e. The structure is as follows.
このことを第2図に基づいて述べれば、コレクタCは2
つのトランジスタ部TM、TSに共通のコレクタであり
、一方、エミッタはメイントランジスタ部TM用のエミ
ッタ(メインエミッタ)EMとセンストランジスタ部T
s用のエミッタ(センスエミッタ)E、としてそれぞれ
独立に設けられ、また、ベースは互いに独立したベース
領域がらそれぞれ延びた2つの抵抗RIIM、R[lS
の一端を共通としてなる、見掛は上の単一ベースBとな
っている。To state this based on Figure 2, collector C is 2
The collector is common to the two transistor sections TM and TS, and the emitter is an emitter (main emitter) EM for the main transistor section TM and a sense transistor section T.
s emitters (sense emitters) E, and the bases are two resistors RIIM and R[lS
They have one end in common, giving the appearance of a single base B above.
なお、ベース電流分流用の抵抗R□、R11sは、R□
(RBSとなるように設定し、かつ、トランジスタ部T
M 、Tsのそれぞれ固有のベース・エミッタ間抵抗を
RIIE%、 RIE′ とすると、RI]E(R11
M、RIIE’(R□となるように設定するものとする
。Note that the base current shunting resistors R□ and R11s are R□
(Set to be RBS, and transistor part T
If the respective inherent base-emitter resistances of M and Ts are RIIE% and RIE', then RI]E(R11
M, RIIE' (R□).
ここで、RIIMとRBSの大きさや比率は、それらの
レイアウト寸法(幅、長さ、厚さ、形状等)を決めるこ
とにより、適宜設定可能である。或いは、予め同寸法の
多数の基本抵抗を形成しでおき、これらを直列又は並列
に適宜接続することにより、所望の大きさ及び比率のR
11M、RIISを得るようにすることもできる。Here, the size and ratio of the RIIM and RBS can be set as appropriate by determining their layout dimensions (width, length, thickness, shape, etc.). Alternatively, by forming a large number of basic resistors with the same dimensions in advance and connecting them in series or parallel as appropriate, R with the desired size and ratio can be obtained.
It is also possible to obtain 11M and RIIS.
上記構成からなるトランジスタにおいては、外部の駆動
回路からベースBに振り込まれた共通のベース電流IB
が、抵抗RIIM、RIIsによって2つの電流IBM
、I ms (I IIM) r l1s)に分流され
、電流11Mはメインベース電流としてメイントランジ
スタ部TMのベース領域に、電流111Sはセンスベー
ス電流としてセンストランジスタ部Tsのベース領域に
、それぞれ振り込まれる。一方、共通のコレクタCには
全体のコレクタ電流ICが流れ、また、メインエミッタ
EMにはメインベース電流rl?lに応じたエミッタ電
流(メインエミッタ電流)TENが流れ、センスエミッ
タE、にはセンスベース電流Itsに応じた微小なエミ
ッタ電流(センスエミッタ電流)Itsが流れる。In the transistor with the above configuration, a common base current IB is transferred to the base B from an external drive circuit.
However, the two currents IBM by resistors RIIM and RIIs
, I ms (I IIM) r l1s), and the current 11M is transferred to the base region of the main transistor section TM as a main base current, and the current 111S is transferred to the base region of the sense transistor section Ts as a sense base current. On the other hand, the entire collector current IC flows through the common collector C, and the main base current rl? flows through the main emitter EM. An emitter current (main emitter current) TEN flows in accordance with l, and a minute emitter current (sense emitter current) Its flows in the sense emitter E, in accordance with the sense base current Its.
この場合、2つの抵抗RIIM、R11Sを形成してい
るポリシリコン抵抗は温度係数を持っているが、抵抗R
RM、RBSは同一のポリシリコン抵抗で形成されてい
るので、これらの抵抗値の比は温度変化とは無関係に一
定となる。このように抵抗RBM。In this case, the polysilicon resistors forming the two resistors RIIM and R11S have a temperature coefficient, but the resistor R
Since RM and RBS are formed of the same polysilicon resistor, the ratio of their resistance values remains constant regardless of temperature changes. In this way, the resistance RBM.
RBSの大きさの比が常に一定となるので、メインベー
ス電流IBMとセンスベース電流IBSの大きさの比も
常に一定となる。よって、外部の駆動回路から見掛は上
の単一ベースBに供給される共通のベース電流Imが一
定であれば、2つのベース電流IRHz I@Sの大
きさ自体も常に一定となる。従って、上記の駆動回路と
しては、第5図に示した従来のトランジスタのようにメ
インベースB。とセンスベースBsとに個々に一定比の
ベース電流IBM、IISを供給しなければならないと
いう面倒がなくなり、見掛は上の単一ベースBにのみ共
通のベース電流1++を供給すればよいので、非常に簡
単な回路構成で済むようになる。Since the ratio of magnitudes of RBS is always constant, the ratio of magnitudes of main base current IBM and sense base current IBS is also always constant. Therefore, if the common base current Im supplied to the seemingly single base B from the external drive circuit is constant, the magnitude of the two base currents IRHz I@S will also always be constant. Therefore, as the above drive circuit, the main base B is used as the conventional transistor shown in FIG. This eliminates the trouble of having to individually supply base currents IBM and IIS at a constant ratio to the sense base Bs and the sense base Bs, and it is only necessary to supply a common base current 1++ to the single base B above. A very simple circuit configuration is required.
しかも、上記のように見掛は上は単一ベースBであるが
、実質的にはベース領域(P型拡散領域2.3)及びエ
ミッタ領域(n”型拡散領域4.5)が各々独立した構
成であるため、その動作原理は第5図に示した従来のト
ランジスタと同等であり、電流値や温度の変化とは無関
係に高精度な電流検出が可能となる。すなわち、分流用
抵抗RIM、RBSの比が一定に保たれている限り、た
とえ電流値や温度が変化しても、主電流であるコレクタ
電流Ic (ζIts)と、検出用電流であるセンスエ
ミッタ電流rtsとの比を常に一定に維持することがで
きるので、このセンスエミッタ電流IESの測定値に基
づきコレクタ電流Tcの大きさを常に正確に検出するこ
とができる。Furthermore, although the top appears to be a single base B as described above, the base region (P-type diffusion region 2.3) and emitter region (n'' type diffusion region 4.5) are each independent. Because of this configuration, its operating principle is the same as the conventional transistor shown in Figure 5, and highly accurate current detection is possible regardless of changes in current value or temperature.In other words, the shunt resistor RIM , RBS is kept constant, even if the current value or temperature changes, the ratio between the collector current Ic (ζIts), which is the main current, and the sense emitter current rts, which is the detection current, will always be maintained. Since the sense emitter current IES can be maintained constant, the magnitude of the collector current Tc can always be accurately detected based on the measured value of the sense emitter current IES.
次に、第3図は、本発明の第2の実施例に係る電流検出
機能付バイポーラトランジスタの断面構成図である。Next, FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram of a bipolar transistor with a current detection function according to a second embodiment of the present invention.
本実施例のトランジスタは、各半導体領域の導電型を第
1図のものと逆転させてpnp型トランジスタの構成と
し、かつ分流用抵抗R□、RISとして拡散抵抗を用い
たものである。In the transistor of this embodiment, the conductivity type of each semiconductor region is reversed from that of FIG. 1 to form a pnp transistor structure, and diffused resistors are used as the shunt resistors R□ and RIS.
すなわち、第3図に明らかなように、共通のコレクタ領
域となるp型半導体基板11の表面部の所定領域に、各
ベース領域となる2つのn型拡散領域12.13が互い
に分離して形成され、更にこれらn型拡散領域12.1
3内の所定領域には、各エミッタ領域となるp゛型拡散
碩域14.15がそれぞれ形成されている。更に、p型
基板11の表面部の所定領域には、n型拡散領域からな
るベース電流分流用の2つの抵抗RIM、RBSが形成
されている。これら2つの抵抗RIIN、RIISの大
きさと比は、第1の実施例におけるポリシリコン抵抗の
場合と同様に設定可能である。そして、以上の半導体領
域の表面が酸化膜16で覆われ、ここに形成された善意
を介し、n型拡散領域I2.13上からそれぞれ抵抗R
IM、Rss上にかけてと、p゛型拡散領域14.15
上と、2つの抵抗RIIM、RBSの接続部上とに、そ
れぞれ電極17a、17bと17c、17dと17eが
形成されると共に、p型基板11の裏面の全面に電極1
8が形成されている。That is, as is clear from FIG. 3, two n-type diffusion regions 12 and 13, which serve as each base region, are formed separately from each other in a predetermined region on the surface of the p-type semiconductor substrate 11, which serves as a common collector region. Furthermore, these n-type diffusion regions 12.1
P' type diffusion regions 14 and 15, which serve as emitter regions, are formed in predetermined regions within 3, respectively. Further, in a predetermined region of the surface of the p-type substrate 11, two base current shunting resistors RIM and RBS each made of an n-type diffusion region are formed. The magnitude and ratio of these two resistors RIIN and RIIS can be set in the same manner as in the case of the polysilicon resistor in the first embodiment. The surface of the above semiconductor region is covered with an oxide film 16, and resistors R are applied from above the n-type diffusion regions I2 and 13 through the oxide film 16 formed there.
IM, over Rss and p type diffusion region 14.15
Electrodes 17a, 17b, 17c, 17d and 17e are formed on the upper surface and on the connecting portion of the two resistors RIIM and RBS, respectively, and an electrode 1 is formed on the entire back surface of the p-type substrate 11.
8 is formed.
以上の構成により、p型基板11、n型拡散領域12、
P゛型拡散領域14をそれぞれコレクタ領域、ベース領
域、エミッタ領域とするpnp型のメイントランジスタ
部TMと、p型基板11、n型拡散領域13、p゛型拡
散領域15をそれぞれコレクタ領域、ベース領域、エミ
ッタ領域とするPnp型のセンストランジスタ部Tsと
が得られており、第1の実施例と同様に、2つのトラン
ジスタ部TI4、Tsは、コレクタ領域を共通とし、ベ
ース領域及びエミッタ領域を各々独立としている。そし
て、2つのトランジスタ部TM、Tsの各ベース領域(
n型拡散領域12.13)にはそれぞれ抵抗RIIM、
RIISの一端が接続され、その他端が共通のベース電
極17eに接続された構成となっている。With the above configuration, the p-type substrate 11, the n-type diffusion region 12,
A pnp type main transistor part TM in which the P type diffusion region 14 is used as a collector region, a base region, and an emitter region, respectively, and a p type substrate 11, an n type diffusion region 13, and a p type diffusion region 15 are used as a collector region and a base region, respectively. Similarly to the first embodiment, the two transistor parts TI4 and Ts have a common collector region and a base region and an emitter region. Each is independent. Then, each base region of the two transistor parts TM and Ts (
The n-type diffusion regions 12 and 13) each have a resistor RIIM,
One end of the RIIS is connected, and the other end is connected to a common base electrode 17e.
以上の構成からなる本実施例のトランジスタを回路記号
を用いて示せば、コレクタ電流及びエミッタ電流の流れ
る方向が逆転することの他は、第2図と同じになる。従
って、本実施例においても、第1の実施例と同様に、電
流値や温度の変化と無関係に高精度な電流検出を行うこ
とができ、しかもベース電流を供給するための駆動回路
を非常に簡単に構成することができる。If the transistor of this embodiment having the above configuration is shown using circuit symbols, it will be the same as in FIG. 2 except that the flowing directions of the collector current and emitter current are reversed. Therefore, in this embodiment, as in the first embodiment, it is possible to perform highly accurate current detection regardless of changes in current value or temperature, and the drive circuit for supplying the base current is very simple. Can be easily configured.
なお、本実施例のように半導体領域内に不純物拡散で抵
抗を形成する場合は、これによって生じる寄生素子が本
来のトランジスタ特性に悪影響を与えないように、導電
型等を考慮して形成することが望ましい。Note that when forming a resistor by diffusing impurities in the semiconductor region as in this example, the conductivity type, etc. should be taken into consideration when forming the resistor so that the resulting parasitic elements do not adversely affect the original transistor characteristics. is desirable.
次に、本発明の電流検出機能付トランジスタの適用例と
して、このトランジスタ自体を過電流から保護するため
の過電流保護回路の一例を第4図に示す。なお、ここで
は、電流検出機能付トランジスタとして、上述した第1
の実施例のトランジスタを使用する。Next, as an application example of the transistor with a current detection function of the present invention, an example of an overcurrent protection circuit for protecting the transistor itself from overcurrent is shown in FIG. Note that here, the above-mentioned first transistor is used as a transistor with a current detection function.
The transistor of the embodiment is used.
同図に示すように、電流検出機能付トランジスタTのコ
レクタCは負荷21を介して直流電源22のプラス側に
接続され、メインエミッタE9は共通端子23を介して
直流電源22のマイナス側に接続されており、また、セ
ンスエミッタEsは電流検出用の抵抗R8を介して共通
端子23に接続されている。更に、見掛は上の単一ベー
スBには、トランジスタ駆動回路24から出力された共
通のベース電流1.が振り込まれるようになっている。As shown in the figure, the collector C of the transistor T with current detection function is connected to the positive side of the DC power supply 22 through the load 21, and the main emitter E9 is connected to the negative side of the DC power supply 22 through the common terminal 23. Furthermore, the sense emitter Es is connected to the common terminal 23 via a current detection resistor R8. Furthermore, the seemingly single base B has a common base current 1. output from the transistor drive circuit 24. is now being transferred.
また、センスエミッタEsに接続された電流検出用の抵
抗RSの両端に生ずる電圧は直流増幅器25に入力され
、ここで増幅して得られた出力電圧は基準電圧源260
基準電圧V REFと共に判断制御回路27に入力され
る。そして、この判断制御回路27の判断結果に応じた
出力電圧が、上記トランジスタ駆動回路24の制御入力
端子Sに制御信号として供給されるようになっている。Further, the voltage generated across the current detection resistor RS connected to the sense emitter Es is input to the DC amplifier 25, and the output voltage obtained by amplification here is output from the reference voltage source 260.
It is input to the judgment control circuit 27 together with the reference voltage V REF. An output voltage corresponding to the judgment result of the judgment control circuit 27 is supplied to the control input terminal S of the transistor drive circuit 24 as a control signal.
上記構成からなる過電流保護回路の具体的な動作を、以
下に説明する。The specific operation of the overcurrent protection circuit having the above configuration will be explained below.
まず、トランジスタ駆動回路24の駆動入力端子dに駆
動信号が入力されると、トランジスタ駆動回路24はト
ランジスタTの見掛は上のベースBに一定のベース電流
1.を供給する。すると、このベース電流I、は2つの
抵抗RIIM、RISによって2つのベース電流111
M、IBSに分流されて、それぞれ各トランジスタ部’
rs 、TSのそれぞれのベース領域(第1図参照)に
振り込まれる。その結果、トランジスタTが導通状態と
なり、主電流であるコレクタ電流ICが負荷21を介し
て流れる。この時、電流検出用の抵抗Rsにも微小なセ
ンスエミッタ電流IESが流れることにより、抵抗Rs
の両端にはコレクタ電流1cの大きさに正確に比例した
電圧が生じる。この電圧は、直流増幅器25で一定倍に
増幅される。First, when a drive signal is input to the drive input terminal d of the transistor drive circuit 24, the transistor drive circuit 24 causes the apparent upper base B of the transistor T to have a constant base current 1. supply. Then, this base current I is reduced to two base currents 111 by the two resistors RIIM and RIS.
The current is shunted to M and IBS, and each transistor section'
rs and TS are transferred to their respective base areas (see FIG. 1). As a result, the transistor T becomes conductive, and the collector current IC, which is the main current, flows through the load 21. At this time, a small sense emitter current IES also flows through the current detection resistor Rs, so that the resistor Rs
A voltage is generated across the terminal which is exactly proportional to the magnitude of the collector current 1c. This voltage is amplified by a certain factor in the DC amplifier 25.
直流増幅器25の出力電圧は判断制御回路27に入力さ
れ、基準電圧V R[Fと比較される。もし、何らかの
原因により負荷21が短絡してコレクタ電流ICが過大
になり、直流増幅器25の出力電圧が基準電圧V RE
Fよりも高くなると、判断制御回路27がトランジスタ
Tへのベース電流IIlの供給を減少させる。このよう
な負帰還ループにより、トランジスタT、負荷21及び
直流電源22が過電流から保護される。The output voltage of the DC amplifier 25 is input to the judgment control circuit 27 and compared with the reference voltage VR[F. If the load 21 is short-circuited for some reason and the collector current IC becomes excessive, the output voltage of the DC amplifier 25 becomes lower than the reference voltage V RE
When it becomes higher than F, the decision control circuit 27 reduces the supply of the base current IIl to the transistor T. Such a negative feedback loop protects the transistor T, the load 21, and the DC power supply 22 from overcurrent.
なお、前述した各実施例では、ベース電流分流用の抵抗
R!l、4−. Rvlsを素子内部に作り込んだ場合
を示したが、勿論、これらの抵抗を素子外部に設けるよ
うにしてもよい。ただ腰素子内部に形成する場合の方が
、2つの抵抗を同一材料を用いて同一プロセスで形成す
ることができるので、2つの抵抗に互いに同一の温度係
数を容易に持たせ1ことが可能となり、よって、これら
の抵抗にょ−て分流して得られる2つのベース電流r1
M、■8の大きさの比を、より精度良く一定に保つこと
力できる。なお、素子内部に抵抗を作り込むため3手段
としては、前述した各実施例で示したものC限定される
ことはなく、2つの抵抗の比率を一双に維持でき、かつ
トランジスタの特性に悪影響番与えないものであれば、
どのようなものであっ了もよい。In each of the embodiments described above, the base current shunting resistor R! l, 4-. Although the case where Rvls is built inside the element is shown, these resistors may of course be provided outside the element. However, when forming the resistors inside the waist element, the two resistors can be formed using the same material and the same process, so it is easier to make the two resistors have the same temperature coefficient. , Therefore, the two base currents r1 obtained by dividing the current through these resistors
It is possible to keep the ratio of the sizes of M and ■8 more precisely and constant. Note that the three means for creating a resistor inside the element are not limited to those shown in each of the above-mentioned embodiments, and are capable of maintaining the ratio of the two resistors to one pair, and that do not adversely affect the characteristics of the transistor. If you don't give,
It doesn't matter what it is.
また、本発明は、バイポーラトランジスタ以名にも、靜
を誘導トランジスタや電界効果トランジスタ等、各種ト
ランジスタに適用可能である。Furthermore, the present invention can be applied to various transistors such as bipolar transistors, induction transistors, and field effect transistors.
本発明によれば、従来のように2つのベース(メインベ
ースとセンスベース)に個々にベース電流を供給する必
要がなくなり、見掛は上の単一ベースにのみ共通のベー
ス電流を供給すればよいので、ベース電流供給のための
駆動回路を非常に簡単に構成することができる。According to the present invention, it is no longer necessary to individually supply base current to two bases (main base and sense base) as in the past, and it appears that a common base current is supplied only to the single base above. Therefore, the drive circuit for supplying the base current can be configured very easily.
しかも、上記のように見掛は上は単一ベースであるが、
実質的には、ベース電流分流用の抵抗によってメインベ
ース電流とセンスベース電流に一定比で分流され、各ベ
ース領域にそれぞれ供給されることになるので、その動
作原理は2つのベース及び2つのエミッタを備えた従来
の電流検出機能付トランジスタと同等であり、従って電
流値や温度の変化と無関係に高精度な電流検出を実現す
ることができる。Moreover, as mentioned above, although the appearance is based on a single base,
In effect, the main base current and sense base current are shunted at a fixed ratio by the base current shunting resistor and supplied to each base region, so the operating principle is that two base currents and two emitter currents are connected to each other. This is equivalent to a conventional transistor with a current detection function, and therefore highly accurate current detection can be achieved regardless of changes in current value or temperature.
第1図は本発明の第1の実施例に係る電流検出機能付バ
イポーラトランジスタの断面構成図、第2図は第1図の
トランジスタを回路記号を用いて示した模式図、
第3図は本発明の第2の実施例に係る電流検出機能付バ
イポーラトランジスタの断面構成図、第4図は本発明の
第1の実施例のトランジスタを用いた過電流保護回路の
一例を示すブロック図、第5図は従来の電流検出機能付
バイポーラトランジスタの断面構成図である。
■ ・ ・
2.3
4、5
11 ・ ・
12、1
14、 I
Tn ・
Ts ・
C・ ・
B ・ ・
E9 ・
Es ・
RIIN\
・n型半導体基Fi(コレクタ領域)、・・・p型拡散
領域(ベース領域)、
・・・n゛型拡散領域(エミッタ領域)、・p型半導体
基板(コレクタ領域)、
3・・・n型拡散領域(ベース領域)、5・・・p゛型
拡散領域(エミッタ領域)・・メイントランジスタ部、
・・センストランジスタ部、
・コレクタ、
・ベース、
・・メインエミッタ、
・・センスエミッタ、
RIIS・・・分流用抵抗。FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a bipolar transistor with a current detection function according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing the transistor in FIG. 1 using circuit symbols, and FIG. 3 is a diagram of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram of a bipolar transistor with a current detection function according to the second embodiment of the invention, and FIG. 4 is a block diagram showing an example of an overcurrent protection circuit using the transistor of the first embodiment of the invention. The figure is a cross-sectional configuration diagram of a conventional bipolar transistor with a current detection function. ■ ・ ・ 2.3 4, 5 11 ・ ・ 12, 1 14, I Tn ・ Ts ・ C ・ ・ B ・ ・ E9 ・ Es ・ RIIN\ ・N-type semiconductor base Fi (collector region), ... p-type Diffusion region (base region), ... n type diffusion region (emitter region), p type semiconductor substrate (collector region), 3... n type diffusion region (base region), 5... p type Diffusion region (emitter region)...Main transistor section,...Sense transistor section, -Collector, -Base,...Main emitter,...Sense emitter, RIIS...Resistance for shunting.
Claims (1)
ンジスタ部に流れる電流を検出するためのセンストラン
ジスタ部とを備え、該2つのトランジスタ部のコレクタ
領域を共通とし、かつベース領域及びエミッタ領域を各
々独立にすると共に、共通のベース電流を一定比に分流
して各ベース領域に与える分流用抵抗を備えたことを特
徴とする電流検出機能付トランジスタ。It has a main transistor section through which a main current flows, and a sense transistor section for detecting the current flowing through the main transistor section, the collector regions of the two transistor sections are common, and the base region and emitter region are each independent. What is claimed is: 1. A transistor with a current detection function, further comprising a shunting resistor that shunts a common base current at a fixed ratio and applies it to each base region.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2130879A JPH0426155A (en) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | Transistor with current detection function |
| US07/532,573 US5023693A (en) | 1989-06-06 | 1990-06-04 | Transistor with current sensing function |
| DE4017992A DE4017992A1 (en) | 1989-06-06 | 1990-06-05 | TRANSISTOR WITH CURRENT MEASUREMENT FUNCTION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2130879A JPH0426155A (en) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | Transistor with current detection function |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0426155A true JPH0426155A (en) | 1992-01-29 |
Family
ID=15044831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2130879A Pending JPH0426155A (en) | 1989-06-06 | 1990-05-21 | Transistor with current detection function |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0426155A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0515422U (en) * | 1991-08-07 | 1993-02-26 | 株式会社東海理化電機製作所 | Bipolar transistor with temperature detection terminal |
| KR100323008B1 (en) * | 1998-01-13 | 2002-02-02 | 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
-
1990
- 1990-05-21 JP JP2130879A patent/JPH0426155A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0515422U (en) * | 1991-08-07 | 1993-02-26 | 株式会社東海理化電機製作所 | Bipolar transistor with temperature detection terminal |
| KR100323008B1 (en) * | 1998-01-13 | 2002-02-02 | 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
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