JPH0677741A - Mosパワートランジスタの最大電流を制御するための回路 - Google Patents
Mosパワートランジスタの最大電流を制御するための回路Info
- Publication number
- JPH0677741A JPH0677741A JP5143430A JP14343093A JPH0677741A JP H0677741 A JPH0677741 A JP H0677741A JP 5143430 A JP5143430 A JP 5143430A JP 14343093 A JP14343093 A JP 14343093A JP H0677741 A JPH0677741 A JP H0677741A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- transistor
- mos
- operational amplifier
- charge pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 7
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 241000928416 Themisto Species 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
- H03K17/0822—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/52—Circuit arrangements for protecting such amplifiers
- H03F1/523—Circuit arrangements for protecting such amplifiers for amplifiers using field-effect devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/06—Modifications for ensuring a fully conducting state
- H03K17/063—Modifications for ensuring a fully conducting state in field-effect transistor switches
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 良好な周波数安定性およびおよび正確な電流
制御が行え、かつ単純な回路構成とする。 【構成】 抵抗(Rs)はMOSパワートランジスタ(M
1)のドレイン・ソース経路と直列にある。相互コンダ
クタンス演算増幅器(A)の給電端子(J)は、MOSトラ
ンジスタ(M1)のドレインが接続される電源(Vs)の電
圧よりも高い電圧を出力できる、電圧上昇用または充電
ポンプ(CP)回路の出力部に接続される。増幅器(A)の
入力部は、抵抗(Rs)に接続され、そしてその出力部は
MOSトランジスタ(M1)のゲートに接続され、これに
より、動作時、パワートランジスタ(M1)に流れる最大
電流が基準電圧(VR)に比例した値に制限される。
制御が行え、かつ単純な回路構成とする。 【構成】 抵抗(Rs)はMOSパワートランジスタ(M
1)のドレイン・ソース経路と直列にある。相互コンダ
クタンス演算増幅器(A)の給電端子(J)は、MOSトラ
ンジスタ(M1)のドレインが接続される電源(Vs)の電
圧よりも高い電圧を出力できる、電圧上昇用または充電
ポンプ(CP)回路の出力部に接続される。増幅器(A)の
入力部は、抵抗(Rs)に接続され、そしてその出力部は
MOSトランジスタ(M1)のゲートに接続され、これに
より、動作時、パワートランジスタ(M1)に流れる最大
電流が基準電圧(VR)に比例した値に制限される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アースGNDに接続さ
れた負荷を駆動するために使用されるMOSパワートラ
ンジスタの最大電流を制御するための回路に関する。よ
り詳しくは、本発明の主題は制御回路であって、MOS
トランジスタのドレインが接続される直流電源と、MO
Sトランジスタのドレイン・ソース経路に直列の抵抗
と、電源よりも高い電圧に充電されるために、MOSト
ランジスタのゲートキャパシタンスをイネーブルするた
めの充電ポンプ回路と、MOSトランジスタに流れる最
大電流を基準電圧に比例した値に制限するために、出力
部がMOSトランジスタのゲートに接続され、入力部が
前記抵抗に接続された相互コンダクタンス演算増幅器と
を備える。
れた負荷を駆動するために使用されるMOSパワートラ
ンジスタの最大電流を制御するための回路に関する。よ
り詳しくは、本発明の主題は制御回路であって、MOS
トランジスタのドレインが接続される直流電源と、MO
Sトランジスタのドレイン・ソース経路に直列の抵抗
と、電源よりも高い電圧に充電されるために、MOSト
ランジスタのゲートキャパシタンスをイネーブルするた
めの充電ポンプ回路と、MOSトランジスタに流れる最
大電流を基準電圧に比例した値に制限するために、出力
部がMOSトランジスタのゲートに接続され、入力部が
前記抵抗に接続された相互コンダクタンス演算増幅器と
を備える。
【0002】
【従来の技術】添付した図1は、アースGNDに接続さ
れた負荷Lを駆動するのに使用される従来技術の典型的
な回路を示す。この回路は、MOSパワートランジスタ
M1、例えばnチャンネルトランジスタを含み、そのド
レインが直流電源Vsに接続され、そのソースが負荷に
接続される。もし負荷Lが誘導性ならば、トランジスタ
M1が導通時の前段階の間に負荷自身に蓄えられたエネ
ルギーを消失させてトランジスタM1を毎回カットオフ
させるために、フリーホイールダイオードD1がその負
荷と並列に接続される。
れた負荷Lを駆動するのに使用される従来技術の典型的
な回路を示す。この回路は、MOSパワートランジスタ
M1、例えばnチャンネルトランジスタを含み、そのド
レインが直流電源Vsに接続され、そのソースが負荷に
接続される。もし負荷Lが誘導性ならば、トランジスタ
M1が導通時の前段階の間に負荷自身に蓄えられたエネ
ルギーを消失させてトランジスタM1を毎回カットオフ
させるために、フリーホイールダイオードD1がその負
荷と並列に接続される。
【0003】トランジスタM1はスイッチとして使用さ
れ、それ故、3極管領域内で機能する。この領域では、
トランジスタM1は低電圧VDSで動作し、本質的に電圧
制御の抵抗として動作する。その抵抗値が低ければ低い
程、ゲート・ソース間電圧(VGS)が、VDS+VTH'(VT
H'はMOSトランジスタのしきい値、即ち、VGSがVTH
以下の時にトランジスタがカットオフされる電圧であ
る)を超過した値だけより大きくなる。
れ、それ故、3極管領域内で機能する。この領域では、
トランジスタM1は低電圧VDSで動作し、本質的に電圧
制御の抵抗として動作する。その抵抗値が低ければ低い
程、ゲート・ソース間電圧(VGS)が、VDS+VTH'(VT
H'はMOSトランジスタのしきい値、即ち、VGSがVTH
以下の時にトランジスタがカットオフされる電圧であ
る)を超過した値だけより大きくなる。
【0004】図1の回路にて、VDSは、この電圧が低け
れば低い程、負荷Lに供給されるパワーはより大きくな
るため、小さくなくてはならないということが基本的に
重要である。
れば低い程、負荷Lに供給されるパワーはより大きくな
るため、小さくなくてはならないということが基本的に
重要である。
【0005】トランジスタM1のゲートは、公知の充電
ポンプ回路CPによって駆動される。この回路は、低い
電流値であっても、電源VSよりも高い電圧に充電され
るためにトランジスタM1のゲートキャパシタンスをイ
ネーブルする。
ポンプ回路CPによって駆動される。この回路は、低い
電流値であっても、電源VSよりも高い電圧に充電され
るためにトランジスタM1のゲートキャパシタンスをイ
ネーブルする。
【0006】M1のソースが事故によりアースGNDへ
短絡するか又は、負荷Lの抵抗が極めて低いならば、ト
ランジスタM1はもはや3極管領域で動作せず、ドレイ
ン電流がVGSに依存し、VDSとはほとんど無関係とな
る。
短絡するか又は、負荷Lの抵抗が極めて低いならば、ト
ランジスタM1はもはや3極管領域で動作せず、ドレイ
ン電流がVGSに依存し、VDSとはほとんど無関係とな
る。
【0007】ダメージを防止すべく、これらの環境下で
パワートランジスタM1によるパワー消失を制限するた
めに、ゲート電圧を減じることにより、ドレイン電流を
制限することが必要である。
パワートランジスタM1によるパワー消失を制限するた
めに、ゲート電圧を減じることにより、ドレイン電流を
制限することが必要である。
【0008】図1に示したタイプの回路構成における最
大電流の制御に結び付く問題は、システム全体の周波数
安定性および、制御の精度と必然的に関係する。
大電流の制御に結び付く問題は、システム全体の周波数
安定性および、制御の精度と必然的に関係する。
【0009】添付した図2および図3は、MOSパワー
トランジスタに流れる最大電流を制御するための二つの
異なった公知の解決法を示している。
トランジスタに流れる最大電流を制御するための二つの
異なった公知の解決法を示している。
【0010】図2に示した解決法は、通常の演算増幅器
または相互コンダクタンス演算増幅器である増幅器Aを
使用する。この増幅器の非反転入力部(+)は、M1のド
レインに接続され、反転入力部(−)は基準電圧発生器V
Rの負の端子に接続され、その正の端子は電源Vsの正
の端子に接続される。増幅器Aは、電源Vsに接続され
る給電端子Jを持つ。
または相互コンダクタンス演算増幅器である増幅器Aを
使用する。この増幅器の非反転入力部(+)は、M1のド
レインに接続され、反転入力部(−)は基準電圧発生器V
Rの負の端子に接続され、その正の端子は電源Vsの正
の端子に接続される。増幅器Aは、電源Vsに接続され
る給電端子Jを持つ。
【0011】充電ポンプCPによりゲートM1に供給さ
れる電流および、負荷Lに流れる電流はそれぞれ、ICP
およびILで示す。
れる電流および、負荷Lに流れる電流はそれぞれ、ICP
およびILで示す。
【0012】図3は従来技術による別の解決法を示す。
図3において、同じアルファベット記号が既述した部分
および要素に付与している。
図3において、同じアルファベット記号が既述した部分
および要素に付与している。
【0013】図3の解決法において、抵抗RsがM1の
ソースと負荷Lとの間にある。基準電圧発生器VRは負
荷と演算増幅器Aの非反転入力部分(+)との間にある。
増幅器の反転入力部は、M1のソースに接続される。
ソースと負荷Lとの間にある。基準電圧発生器VRは負
荷と演算増幅器Aの非反転入力部分(+)との間にある。
増幅器の反転入力部は、M1のソースに接続される。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】図2および図3に関連
して述べた二つの解決法では、MOSトランジスタM1
が負荷Lに供給する最大電流Imaxは、Imax=V
R/Rsである。
して述べた二つの解決法では、MOSトランジスタM1
が負荷Lに供給する最大電流Imaxは、Imax=V
R/Rsである。
【0015】図2および図3の電流安定化回路は、演算
増幅器を用い、安定して動作させるために、適切に補償
されなくてはならない。双方において、演算増幅器Aの
出力部に接続されるM1のゲートキャパシタンスは、周
波数応答に対して別の極を導入したことになり、自身が
補償されている演算増幅器の使用により、特に、MOS
トランジスタに物理的に大サイズが使用され、それ故、
高いゲートキャパシタンスを持つ時は、前記構成がシス
テムを不安定なものとする。
増幅器を用い、安定して動作させるために、適切に補償
されなくてはならない。双方において、演算増幅器Aの
出力部に接続されるM1のゲートキャパシタンスは、周
波数応答に対して別の極を導入したことになり、自身が
補償されている演算増幅器の使用により、特に、MOS
トランジスタに物理的に大サイズが使用され、それ故、
高いゲートキャパシタンスを持つ時は、前記構成がシス
テムを不安定なものとする。
【0016】実際に、充電ポンプCPからの電流ICPが
十分に正確に知られていないので、図2および図3の回
路における増幅器Aが相互コンダクタンス増幅器なら
ば、トランジスタM1における最大電流の正確な安定化
を可能にするために極めて高いゲインgmを持たなくて
はならない。
十分に正確に知られていないので、図2および図3の回
路における増幅器Aが相互コンダクタンス増幅器なら
ば、トランジスタM1における最大電流の正確な安定化
を可能にするために極めて高いゲインgmを持たなくて
はならない。
【0017】もしMOSトランジスタM1のゲートキャ
パシタンスが、相互コンダクタンス演算増幅器を補償す
るために用いられるならば、特に、MOSトランジスタ
が小サイズでそれ故、小ゲートキャパシタンスならば、
高ゲインgmが、周波数不安定の問題を含むかもしれな
い。
パシタンスが、相互コンダクタンス演算増幅器を補償す
るために用いられるならば、特に、MOSトランジスタ
が小サイズでそれ故、小ゲートキャパシタンスならば、
高ゲインgmが、周波数不安定の問題を含むかもしれな
い。
【0018】本発明の目的は、アースに接続された負荷
を駆動するために使用されるMOSパワートランジスタ
の最大電流を制御するための回路を提供することにあ
り、該回路は、極めて良好な周波数特性および単純な回
路である低ゲイン相互コンダクタンス増幅器を備えるこ
とで、電流をより正確に制御する。
を駆動するために使用されるMOSパワートランジスタ
の最大電流を制御するための回路を提供することにあ
り、該回路は、極めて良好な周波数特性および単純な回
路である低ゲイン相互コンダクタンス増幅器を備えるこ
とで、電流をより正確に制御する。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、その目
的は、上述したタイプの制御回路によって達成され、そ
の主たる特質は、充電ポンプ回路が相互コンダクタンス
増幅器の給電端子に接続されることにある。
的は、上述したタイプの制御回路によって達成され、そ
の主たる特質は、充電ポンプ回路が相互コンダクタンス
増幅器の給電端子に接続されることにある。
【0020】本発明の別の特質および利点は、添付した
図面に関連した詳細な記述からより明白になるであろ
う。
図面に関連した詳細な記述からより明白になるであろ
う。
【0021】
【実施例】図4の制御回路は、図3関した述べたもの
と、充電ポンプCPの出力部が、パワートランジスタM
1のゲートに接続されるのではなく、演算増幅器Aの給
電端子Jに接続される点で異なる。特に、この増幅器は
かなり小さいゲインgmの相互コンダクタンス増幅器で
ある。
と、充電ポンプCPの出力部が、パワートランジスタM
1のゲートに接続されるのではなく、演算増幅器Aの給
電端子Jに接続される点で異なる。特に、この増幅器は
かなり小さいゲインgmの相互コンダクタンス増幅器で
ある。
【0022】低値のgmにも拘わらず、図4の回路によ
り達成できる電流の安定化は極めて正確である。事実、
図4の回路では、図2および図3の電流の場合のよう
に、電流はM1のゲートでの合計電流に従って安定化さ
れず、増幅器A自身の出力がM1のゲートキャパシタン
スを充電および放電する。
り達成できる電流の安定化は極めて正確である。事実、
図4の回路では、図2および図3の電流の場合のよう
に、電流はM1のゲートでの合計電流に従って安定化さ
れず、増幅器A自身の出力がM1のゲートキャパシタン
スを充電および放電する。
【0023】この構成では、MOSパワートランジスタ
M1のゲートキャパシタンスも又、負荷に供給される電
流を制御するための回路を安定させるために使用され
る。相互コンダクタンス増幅器Aが低ゲインgmである
ということは、トランジスタM1のサイズが小さいにも
拘わらず、回路全体が安定化することを意味する。
M1のゲートキャパシタンスも又、負荷に供給される電
流を制御するための回路を安定させるために使用され
る。相互コンダクタンス増幅器Aが低ゲインgmである
ということは、トランジスタM1のサイズが小さいにも
拘わらず、回路全体が安定化することを意味する。
【0024】第1の実施例である図5を参照すると、相
互コンダクタンス増幅器Aは、カレント・ミラー回路と
して形成され、各々がそれぞれ一対のコンプリメンタリ
・トランジスタを含む二つの分岐回路を備える。
互コンダクタンス増幅器Aは、カレント・ミラー回路と
して形成され、各々がそれぞれ一対のコンプリメンタリ
・トランジスタを含む二つの分岐回路を備える。
【0025】特に、一方の分岐のカレントミラー回路
は、二つのトランジスタQ1およびQ3を含み、特に図
示した実施例では、これらのトランジスタは、それぞれ
pnpタイプとnpnタイプである。
は、二つのトランジスタQ1およびQ3を含み、特に図
示した実施例では、これらのトランジスタは、それぞれ
pnpタイプとnpnタイプである。
【0026】トランジスタQ1およびQ2のエミッタは
充電ポンプCPの出力部に接続され、それらのベース
は、相互接続され、そして、それらのコレクタは、Q3
およびQ4のコレクタにそれぞれ接続される。Q3およ
びQ4のベースは、相互接続され、そしてそれらのエミ
ッタは、M1のソースと、基準電圧発生器VRとにそれ
ぞれ接続される。
充電ポンプCPの出力部に接続され、それらのベース
は、相互接続され、そして、それらのコレクタは、Q3
およびQ4のコレクタにそれぞれ接続される。Q3およ
びQ4のベースは、相互接続され、そしてそれらのエミ
ッタは、M1のソースと、基準電圧発生器VRとにそれ
ぞれ接続される。
【0027】トランジスタQ2およびQ3の各々のベー
スは、そのエミッタに接続され、各トランジスタは本質
的にダイオードとして機能する。
スは、そのエミッタに接続され、各トランジスタは本質
的にダイオードとして機能する。
【0028】トランジスタQ1ないしQ4は、Q1およ
びQ2が同一のエミッタ領域を持ち、又、Q3およびQ
4が同一のエミッタ領域を持つように形成される。
びQ2が同一のエミッタ領域を持ち、又、Q3およびQ
4が同一のエミッタ領域を持つように形成される。
【0029】Q4(Q2)のコレクタは、相互コンダクタ
ンス増幅器A全体の出力を与え、その出力はM1のゲー
トに印加される。
ンス増幅器A全体の出力を与え、その出力はM1のゲー
トに印加される。
【0030】増幅器AによりM1のゲートに供給された
電流は、IGで示される。
電流は、IGで示される。
【0031】動作時、MOSパワートランジスタM1
は、IGがゼロの時に負荷Lに最大電流Imaxを供給し、
その最大電流は、抵抗Rsと基準電圧VRとに依存す
る。 Imax=VR/Rs
は、IGがゼロの時に負荷Lに最大電流Imaxを供給し、
その最大電流は、抵抗Rsと基準電圧VRとに依存す
る。 Imax=VR/Rs
【0032】動作時、図5の相互コンダクタンス増幅器
Aのゲインは、トランジスタQ3およびQ4のゲインg
mであり、電流ICPが極めて低いので前記ゲインは低
い。
Aのゲインは、トランジスタQ3およびQ4のゲインg
mであり、電流ICPが極めて低いので前記ゲインは低
い。
【0033】図6は、本発明による回路の実施例を示し
ており、この回路は図5に関して述べたものと似ている
が、異なる箇所は、容易にわかるように、基準電圧発生
器VRが省略されている。
ており、この回路は図5に関して述べたものと似ている
が、異なる箇所は、容易にわかるように、基準電圧発生
器VRが省略されている。
【0034】図6の実施例では、基準電圧は、相互コン
ダクタンス増幅器A外部の発生器により与えられておら
ず、トランジスタQ2およびQ3の少なくとも一方のエ
ミッタ領域がそれぞれのトランジスタQ1またはQ4の
ものと異なるために、増幅器内で生成される。一般に、
Q2およびQ3のエミッタ領域を、Q1およびQ4のm
倍およびn倍と仮定したならば、基準電圧VRが生成さ
れる。 VR=VT・Ln(m n) ここで、VTは等価温度電圧、Lnは自然対数を示す。
ダクタンス増幅器A外部の発生器により与えられておら
ず、トランジスタQ2およびQ3の少なくとも一方のエ
ミッタ領域がそれぞれのトランジスタQ1またはQ4の
ものと異なるために、増幅器内で生成される。一般に、
Q2およびQ3のエミッタ領域を、Q1およびQ4のm
倍およびn倍と仮定したならば、基準電圧VRが生成さ
れる。 VR=VT・Ln(m n) ここで、VTは等価温度電圧、Lnは自然対数を示す。
【0035】MOSトランジスタM1が負荷Lに供給で
きる最大電流は、次式で示される。 Imax=VR/Rs={Ln(m n)}VT/Rs
きる最大電流は、次式で示される。 Imax=VR/Rs={Ln(m n)}VT/Rs
【0036】上式は、図6の回路において、負荷に供給
され得る電流の限界値が、本質的にダイオードとして機
能するトランジスタQ2およびQ3の一つまたは双方の
異なるエミッタ領域で決定されることを示す。
され得る電流の限界値が、本質的にダイオードとして機
能するトランジスタQ2およびQ3の一つまたは双方の
異なるエミッタ領域で決定されることを示す。
【0037】図5および図6に関連した上述の解決法
は、相互コンダクタンス増幅器を形成するのにバイポー
ラトランジスタの使用を与える。しかしながら、当業者
には明白なように、増幅器はCMOSトランジスタで形
成することもできる。
は、相互コンダクタンス増幅器を形成するのにバイポー
ラトランジスタの使用を与える。しかしながら、当業者
には明白なように、増幅器はCMOSトランジスタで形
成することもできる。
【0038】更には、nチャンネルのMOSパワートラ
ンジスタに関する上記は、必要な変更を施すことで、p
チャンネルMOSトランジスタにも適用できる。
ンジスタに関する上記は、必要な変更を施すことで、p
チャンネルMOSトランジスタにも適用できる。
【0039】本発明による制御回路の主な利点は、必然
的に以下の通りである。
的に以下の通りである。
【0040】所望の周波数安定性は、補償用キャパシタ
を付加する必要なく達成され得り、その理由は、安定性
はどんな場合でも相互コンダクタンス増幅器Aの低い値
のゲインgmにより保証されるので、MOSパワートラ
ンジスタのゲートキャパシタンスは、たとえそれが小さ
くても(小サイズのMOSパワートランジスタ)、その目
的のために使用できるためである。
を付加する必要なく達成され得り、その理由は、安定性
はどんな場合でも相互コンダクタンス増幅器Aの低い値
のゲインgmにより保証されるので、MOSパワートラ
ンジスタのゲートキャパシタンスは、たとえそれが小さ
くても(小サイズのMOSパワートランジスタ)、その目
的のために使用できるためである。
【0041】低ゲインの相互コンダクタンス増幅器を用
いることで、充電ポンプよりの電流(その値は実際に正
確には決定できない)および相互コンダクタンス増幅器
よりの電流の合計で表される電流でもってゲートが充電
される、公知技術の回路と違って、該相互コンダクタン
ス増幅器の出力がトランジスタM1のゲート電圧を直接
に安定化させるので、負荷に供給される電流の極めて正
確な制御の達成をも可能にする。本発明による電流制御
回路は、又、極めて単純でかつ、相互コンダクタンス増
幅器を形成するのに少ない部品点数で済む。このこと
は、モノシリック集積回路で容易に使用され得ることを
意味する。
いることで、充電ポンプよりの電流(その値は実際に正
確には決定できない)および相互コンダクタンス増幅器
よりの電流の合計で表される電流でもってゲートが充電
される、公知技術の回路と違って、該相互コンダクタン
ス増幅器の出力がトランジスタM1のゲート電圧を直接
に安定化させるので、負荷に供給される電流の極めて正
確な制御の達成をも可能にする。本発明による電流制御
回路は、又、極めて単純でかつ、相互コンダクタンス増
幅器を形成するのに少ない部品点数で済む。このこと
は、モノシリック集積回路で容易に使用され得ることを
意味する。
【0042】相互コンダクタンス増幅器の使用は、電流
非制限状態下では、MOSパワートランジスタのRDSON
に逆に影響を与えない。動作時、相互コンダクタンス増
幅器は、充電ポンプCPよりのいかなる電流をも厳しく
吸収し、M1のゲート電圧が、負荷に供給される最大電
流を制御するための回路がない場合に到達する値に達す
ることを可能にし、RDSONはそれ故、もし増幅器Aを用
いずにM1のゲートが充電ポンプにより直接に供給され
た時になるであろう値と同じになる。
非制限状態下では、MOSパワートランジスタのRDSON
に逆に影響を与えない。動作時、相互コンダクタンス増
幅器は、充電ポンプCPよりのいかなる電流をも厳しく
吸収し、M1のゲート電圧が、負荷に供給される最大電
流を制御するための回路がない場合に到達する値に達す
ることを可能にし、RDSONはそれ故、もし増幅器Aを用
いずにM1のゲートが充電ポンプにより直接に供給され
た時になるであろう値と同じになる。
【0043】当然、制限しない実例により単に開示し図
示した内容に対して、実施例の形態および構成の詳細が
幅広く変えても、本発明の範囲から逸脱せず、本発明の
原理は、以前として残る。
示した内容に対して、実施例の形態および構成の詳細が
幅広く変えても、本発明の範囲から逸脱せず、本発明の
原理は、以前として残る。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、相互コ
ンダクタンス増幅器の出力でもって負荷制御用のトラン
ジスタのゲートを直接駆動するようにしたので、負荷電
流を極めて正確に制御できる。
ンダクタンス増幅器の出力でもって負荷制御用のトラン
ジスタのゲートを直接駆動するようにしたので、負荷電
流を極めて正確に制御できる。
【図1】 アースに接続された負荷を駆動するためのパ
ワートランジスタを含む、公知回路を示した図
ワートランジスタを含む、公知回路を示した図
【図2】 アースに接続された負荷を駆動するためのM
OSパワートランジスタに流れる最大電流を制御するた
めに公知技術に対する解決法を示した図
OSパワートランジスタに流れる最大電流を制御するた
めに公知技術に対する解決法を示した図
【図3】 アースに接続された負荷を駆動するためのM
OSパワートランジスタに流れる最大電流を制御するた
めに公知技術に対する解決法を示した図
OSパワートランジスタに流れる最大電流を制御するた
めに公知技術に対する解決法を示した図
【図4】 本発明による制御回路のブロック図
【図5】 図4の回路の1実施例を示した詳細図
【図6】 図4の回路の1実施例を示した詳細図
CP 充電ポンプ回路 M1 MOSパワートランジスタ A 演算増幅器 Rs 抵抗 VR 基準電圧発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591054901 マレリ・オートロニカ・ソシエタ・ペル・ アチオニ MARELLI AUTRONICA S OCIETA PER AZIONI イタリア20145ミラノ、ビア・グリツィオ ッティ4番 (72)発明者 アルベルト・ポーマ イタリア27100パビア、ビア・アンジェリ ーニ64/ビ番 (72)発明者 バンニ・ポレット イタリア15033カサレ・モンフェルラート (アレッサンドリア)、ビア・モンテベル ロ5番 (72)発明者 マルコ・モレリ イタリア57100リボルノ、ビア・テミスト クレ・グエラッツィ71番
Claims (4)
- 【請求項1】 アース(GND)に接続された負荷(L)を
駆動するために使用されるMOSパワートランジスタ
(M1)の最大電流(Imax)を制御するための回路であっ
て、 MOSトランジスタ(M1)のドレインが接続される直流
電源(Vs)と、 MOSトランジスタ(M1)のドレイン・ソース経路に直
列の抵抗(Rs)と、 電源(Vs)よりも高い電圧に充電されるために、MOS
トランジスタ(M1)のゲートキャパシタンスをイネーブ
ルするための充電ポンプ回路(CP)と、 MOSトランジスタ(M1)に流れる最大電流(Imax)を
基準電圧(VR)に比例した値に制限するために、出力部
がMOSトランジスタのゲートに接続され、入力部
(+,−)が前記抵抗(Rs)に接続された相互コンダクタ
ンス演算増幅器(A)とを備え、 充電ポンプ回路(CP)が相互コンダクタンス演算増幅器
(A)の給電端子(J)に接続されることを特徴とする制御
回路。 - 【請求項2】 相互コンダクタンス演算増幅器(VR)外
にあり、抵抗(Rs)の端子と増幅器(A)の(+)入力部と
の間に接続された基準電圧発生器(VR)を備える請求項
1記載の制御回路。 - 【請求項3】 相互コンダクタンス演算増幅器(A)は、
カレントミラー回路(図5)を含み、該回路は、 充電ポンプ回路(CP)と抵抗(Rs)との間に二つのコン
プリメンタリトランジスタ(Q1,Q3)を含む第1の分
岐回路と、 充電ポンプ回路(CP)と基準電圧発生器(VR)との間に
二つのコンプリメンタリトランジスタ(Q2,Q4)を含
む第2の分岐回路と、 を備える請求項2記載の制御回路。 - 【請求項4】 相互コンダクタンス演算増幅器(A)は、
ンレントミラー回路(図6)を含み、該回路は、充電ポン
プ回路(CP)の出力部と、抵抗(Rs)の対応する端子と
の間に配置された、第1および第2の分岐回路(Q1,
Q3;Q2,Q4)を含み、その各々は二つのコンプリ
メンタリトランジスタ(Q1,Q3;Q2,Q4)を含
み、その一方(Q3;Q2)は、本質的にダイオードとし
て機能するよう、そのベースがそのコレクタ(ドレイン)
に接続され、又、トランジスタ(Q3;Q2)の少なくと
も一方は、カレントミラー回路をなす他のトランジスタ
(Q1;Q4)のエミッター(ソース)領域よりも大きい領
域を持ち、ダイオードとして機能できる請求項3に記載
の制御回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB92830308-0 | 1992-06-16 | ||
| EP92830308A EP0574646B1 (en) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | A circuit for controlling the maximum current in a power-MOS transistor used for driving a load connected to ground |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0677741A true JPH0677741A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=8212122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5143430A Pending JPH0677741A (ja) | 1992-06-16 | 1993-06-15 | Mosパワートランジスタの最大電流を制御するための回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5404053A (ja) |
| EP (1) | EP0574646B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0677741A (ja) |
| DE (1) | DE69223775T2 (ja) |
| ES (1) | ES2112895T3 (ja) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69428782T2 (de) * | 1994-05-25 | 2002-05-08 | Co.Ri.M.Me. Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelettronica Nel Mezzogiorno, Catania | Anstiegszeitsteuerung und Optimierung des Leistungsverbrauchs in einer Leistungsstufe |
| US5504448A (en) * | 1994-08-01 | 1996-04-02 | Motorola, Inc. | Current limit sense circuit and method for controlling a transistor |
| US5519341A (en) * | 1994-12-02 | 1996-05-21 | Texas Instruments Incorporated | Cross coupled quad comparator for current sensing independent of temperature |
| US5672992A (en) * | 1995-04-11 | 1997-09-30 | International Rectifier Corporation | Charge pump circuit for high side switch |
| EP0772283B1 (en) * | 1995-10-31 | 2000-01-12 | STMicroelectronics S.r.l. | Linearly regulated voltage multiplier |
| DE19548612B4 (de) * | 1995-12-23 | 2005-10-06 | Robert Bosch Gmbh | Mehrkreisiges Fahrzeugbordnetz mit einem elektronischen Analogschalter |
| GB2315176A (en) * | 1996-07-10 | 1998-01-21 | Motorola Inc | Current sense arrangement for an FET using a transistor as a sensing element |
| US5828245A (en) * | 1996-10-24 | 1998-10-27 | Stmicroelectronics, Inc. | Driver circuit including amplifier operated in a switching mode |
| JP3195256B2 (ja) * | 1996-10-24 | 2001-08-06 | 株式会社東芝 | 半導体集積回路 |
| ES2194091T3 (es) * | 1996-12-05 | 2003-11-16 | St Microelectronics Srl | Circuito de control de un transistor de potencia para un regulador de voltaje. |
| US5886512A (en) * | 1996-12-20 | 1999-03-23 | General Electric Company | Low power and wide input voltage range DC to DC switching converter |
| US6084439A (en) * | 1997-07-02 | 2000-07-04 | Cypress Semiconductor Corp. | Peak detector circuit with extended input voltage range |
| US6054874A (en) * | 1997-07-02 | 2000-04-25 | Cypress Semiconductor Corp. | Output driver circuit with switched current source |
| US6469564B1 (en) | 1998-04-14 | 2002-10-22 | Minebea Co., Ltd. | Circuit simulating a diode |
| US6452441B1 (en) * | 1999-10-01 | 2002-09-17 | Advanced Micro Devices, Inc. | Low threshold voltage device with charge pump for reducing standby current in an integrated circuit having reduced supply voltage |
| US6603358B2 (en) | 2000-08-23 | 2003-08-05 | Intersil Americas Inc. | Integrated circuit with current-limited power output and associated method |
| EP1388208B1 (en) * | 2001-03-28 | 2007-01-10 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Synchronous rectifiers |
| DE10154642C1 (de) | 2001-11-07 | 2003-07-17 | Siemens Ag | Auswerteschaltung für einen induktiven Sensor |
| DE10252827B3 (de) * | 2002-11-13 | 2004-08-05 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zur schnellen Ansteuerung insbesondere induktiver Lasten |
| US6919651B2 (en) | 2002-11-26 | 2005-07-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Circuit arrangement for high-speed switching of inductive loads |
| CN102201196B (zh) * | 2003-06-06 | 2014-03-26 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体装置 |
| US7119606B2 (en) * | 2003-07-10 | 2006-10-10 | Qualcomm, Incorporated | Low-power, low-area power headswitch |
| EP1757174B1 (en) * | 2004-05-17 | 2011-03-16 | International Rectifier Corporation | High current charge pump for intelligent power switch driver |
| WO2006102927A1 (en) * | 2005-04-01 | 2006-10-05 | Freescale Semiconductor, Inc. | Charge pump and control scheme |
| SG135975A1 (en) * | 2006-03-07 | 2007-10-29 | St Microelectronics Asia | Circuit and method for fast switching of a current mirror with large mosfet size |
| US8222927B2 (en) * | 2009-04-09 | 2012-07-17 | Mediatek Inc. | Reference buffer circuit |
| EP2280468B1 (en) * | 2009-07-28 | 2015-09-09 | STMicroelectronics Srl | Driving circuit for an electric load and system comprising the circuit |
| TWI404341B (zh) * | 2009-12-31 | 2013-08-01 | Realtek Semiconductor Corp | 記憶控制電壓並鎖定頻率訊號之電路、鎖相迴路裝置與其控制方法 |
| EP2426820B1 (en) | 2010-09-07 | 2013-09-04 | Dialog Semiconductor GmbH | Circuit controlling HS-NMOS power switches with slew-rate limitation |
| US10175271B2 (en) * | 2012-12-31 | 2019-01-08 | Silicon Laboratories Inc. | Apparatus for differencing comparator and associated methods |
| US9958891B1 (en) * | 2015-05-26 | 2018-05-01 | Arrowhead Center, Inc. | High-voltage micro-ampere current regulator |
| US10965254B2 (en) * | 2018-06-04 | 2021-03-30 | Stmicroelectronics S.R.L. | Low noise amplifier circuit for a thermal varying resistance |
| CN109618466B (zh) * | 2019-01-21 | 2024-02-20 | 广东基地灯饰有限公司 | 一种基于功率管安全防护的led驱动电路 |
| CN114935959B (zh) * | 2022-06-09 | 2025-08-15 | 红壹佰照明有限公司 | 一种过温降频保护电路 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4514648A (en) * | 1982-08-27 | 1985-04-30 | Motorola, Inc. | Current sense circuit for a bubble memory voltage booster |
| DE3536447C2 (de) * | 1985-10-12 | 1993-10-21 | Licentia Gmbh | Kurzschluß- und überlastfeste Transistorausgangsstufe |
| US4654545A (en) * | 1986-02-28 | 1987-03-31 | Rca Corporation | Overvoltage comparator |
| GB2228384A (en) * | 1989-02-17 | 1990-08-22 | Philips Electronic Associated | Current conveyor circuit |
| US5021682A (en) * | 1989-05-11 | 1991-06-04 | National Semiconductor Corporation | Instantaneous power limiting circuit |
| US5017816A (en) * | 1989-11-08 | 1991-05-21 | National Semiconductor Corp. | Adaptive gate discharge circuit for power FETS |
| US5023474A (en) * | 1989-11-08 | 1991-06-11 | National Semiconductor Corp. | Adaptive gate charge circuit for power FETs |
| US5245526A (en) * | 1992-02-07 | 1993-09-14 | Power Integrations, Inc. | Below ground current sensing with current input to control threshold |
-
1992
- 1992-06-16 ES ES92830308T patent/ES2112895T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-16 EP EP92830308A patent/EP0574646B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-16 DE DE69223775T patent/DE69223775T2/de not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-06-09 US US08/075,056 patent/US5404053A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-06-15 JP JP5143430A patent/JPH0677741A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2112895T3 (es) | 1998-04-16 |
| EP0574646B1 (en) | 1997-12-29 |
| US5404053A (en) | 1995-04-04 |
| DE69223775D1 (de) | 1998-02-05 |
| EP0574646A1 (en) | 1993-12-22 |
| DE69223775T2 (de) | 1998-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0677741A (ja) | Mosパワートランジスタの最大電流を制御するための回路 | |
| JP4212767B2 (ja) | 高速電流スイッチ回路および高周波電流源 | |
| EP0499921B1 (en) | Current control device, particularly for power circuits in MOS technology | |
| US4879524A (en) | Constant current drive circuit with reduced transient recovery time | |
| US4574233A (en) | High impedance current source | |
| JPH03185916A (ja) | パワーfet用適応ゲート充電回路 | |
| US7245165B2 (en) | Turn-on bus transmitter with controlled slew rate | |
| US5397978A (en) | Current limit circuit for IGBT spark drive applications | |
| US4688001A (en) | High Efficiency, low distortion amplifier | |
| US6323723B1 (en) | Current mirror circuit | |
| US4194166A (en) | Differential amplifier with a current mirror circuit | |
| EP0209334A1 (en) | Current mirror circuit | |
| US6292057B1 (en) | Output stage of an operational amplifier and method having a latchup-free sourcing current booster for driving low impedance loads | |
| EP0196131A1 (en) | Amplifier arrangement | |
| US6433636B2 (en) | Operational amplifier designed to have increased output range | |
| JPH04307804A (ja) | 単位利得最終段 | |
| US6177827B1 (en) | Current mirror circuit and charge pump circuit | |
| US5939907A (en) | Low power, high speed driving circuit for driving switching elements | |
| US5973565A (en) | DC bias feedback circuit for MESFET bias stability | |
| JP2666601B2 (ja) | ピークホールド回路 | |
| JPH0413692Y2 (ja) | ||
| JP2596163Y2 (ja) | チョッパ回路 | |
| JP2605181B2 (ja) | パワーmosfetドライバー回路 | |
| JPH0537289Y2 (ja) | ||
| EP0891651A2 (en) | Amplifier with improved output voltage swing |