JPH1154784A - Semiconductor relay - Google Patents
Semiconductor relayInfo
- Publication number
- JPH1154784A JPH1154784A JP20361697A JP20361697A JPH1154784A JP H1154784 A JPH1154784 A JP H1154784A JP 20361697 A JP20361697 A JP 20361697A JP 20361697 A JP20361697 A JP 20361697A JP H1154784 A JPH1154784 A JP H1154784A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diode
- output mosfet
- light
- source
- bipolar transistor
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 30
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 14
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 10
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、MOSFETに通
電される電流を所定電流以下に抑える半導体リレーに関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor relay for suppressing a current supplied to a MOSFET to a predetermined current or less.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の半導体リレーとして、図
4に示すものが存在する。このものは、入力信号に応じ
て発光する発光素子A と、発光素子A の光を受光して光
起電力を発生する受光素子B と、受光素子B により発生
された光起電力が印加して電荷が充電されることにより
ゲートソース間電圧がしきい値を超えるとドレインソー
ス間が高インピーダンス状態から低インピーダンス状態
に変化する出力用MOSFETC と、出力用MOSFE
TC のゲートソース間に接続され受光素子B による光起
電力の発生及び消失に連動してインピーダンス状態が変
化する制御用トランジスタD1を含み出力用MOSFET
C における電荷の充放電を制御する制御手段D と、出力
用MOSFETC のソースに接続された過電流検知用抵
抗E と、コレクタが出力用MOSFETC に接続される
とともにベースエミッタ間が過電流検知用抵抗E に並列
接続されたバイポーラトランジスタF と、を備えてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, there is a semiconductor relay of this type shown in FIG. The light-emitting element A emits light in response to an input signal, the light-receiving element B receives light from the light-emitting element A to generate photovoltaic power, and the photovoltaic power generated by the light-receiving element B is applied. An output MOSFET C that changes from a high impedance state to a low impedance state between the drain and source when the voltage between the gate and the source exceeds the threshold value due to the charge;
Output MOSFET includes a control transistor D 1 which in conjunction with the generation and disappearance of the photovoltaic by the connected light receiving element B between the gate and the source impedance state change of TC
C means for controlling the charge and discharge of the electric charge in C; an overcurrent detection resistor E connected to the source of the output MOSFET C; and a collector connected to the output MOSFET C and an overcurrent detection resistor connected between the base and the emitter. And a bipolar transistor F connected in parallel with E.
【0003】次に、動作を説明する。発光素子A が入力
信号に応じて発光すると、受光素子B が発光素子A の光
を受光して光起電力を発生する。そうすると、出力用M
OSFETC は、そのゲートとソースとの間に光起電力
が印加されて充電され、ドレインとソースとの間が高イ
ンピーダンス状態から低インピーダンス状態に変化し
て、ドレイン電流が流れる。Next, the operation will be described. When the light emitting element A emits light according to the input signal, the light receiving element B receives the light of the light emitting element A and generates a photovoltaic voltage. Then, output M
OSFETC is charged by the application of photovoltaic voltage between its gate and source, the state between the drain and source changes from a high impedance state to a low impedance state, and a drain current flows.
【0004】このドレイン電流が所定電流を超えて流れ
ると、出力用MOSFETC のソースに接続された過電
流検知用抵抗E の両端電圧が大きくなり、その過電流検
知用抵抗E にベースエミッタ間が接続されたバイポーラ
トランジスタF のベース電流が流れて、バイポーラトラ
ンジスタF のコレクタ電流が流れるようになる。こうし
て、バイポーラトランジスタF のコレクタ電流が流れる
と、出力用MOSFETC に充電された電荷が放電され
て、出力用MOSFETC のドレイン電流が所定電流に
抑えられる。When the drain current exceeds a predetermined current, the voltage across the overcurrent detecting resistor E connected to the source of the output MOSFET C increases, and the base E is connected to the overcurrent detecting resistor E. The base current of the bipolar transistor F flows, and the collector current of the bipolar transistor F flows. When the collector current of the bipolar transistor F flows in this way, the charge charged in the output MOSFET C is discharged, and the drain current of the output MOSFET C is suppressed to a predetermined current.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の半導体
リレーにあっては、出力用MOSFETC のドレイン電
流が所定電流を超えて流れると、前述したように、出力
用MOSFETC のドレイン電流が所定電流に抑えられ
るから、出力用MOSFETC に所定電流を超えたドレ
イン電流が流れ続けるのを防止することができる。In the above-described conventional semiconductor relay, when the drain current of the output MOSFET C exceeds a predetermined current, as described above, the drain current of the output MOSFET C becomes the predetermined current. Therefore, it is possible to prevent the drain current exceeding the predetermined current from continuing to flow through the output MOSFET C.
【0006】しかしながら、所定電流に抑えられた出力
用MOSFETC のドレイン電流が長時間流れ続ける
と、出力用MOSFETC が損傷する恐れがある。However, if the drain current of the output MOSFET C kept at a predetermined current continues to flow for a long time, the output MOSFET C may be damaged.
【0007】本発明は、上記の点に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、出力用MOSFETが
損傷することのない半導体リレーを提供することにあ
る。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a semiconductor relay in which an output MOSFET is not damaged.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項1記載の発明は、入力信号に応じて発光
する発光素子と、発光素子の光を受光して光起電力を発
生する受光素子と、受光素子により発生された光起電力
が印加して電荷が充電されることによりゲートソース間
電圧がしきい値を超えるとドレインソース間が高インピ
ーダンス状態から低インピーダンス状態に変化する出力
用MOSFETと、出力用MOSFETのゲートソース
間に接続され受光素子による光起電力の発生及び消失に
連動してインピーダンス状態が変化する制御用トランジ
スタを含み出力用MOSFETにおける電荷の充放電を
制御する制御手段と、出力用MOSFETのソースに接
続された過電流検知用抵抗と、コレクタが出力用MOS
FETのゲートに接続されたバイポーラトランジスタ
と、過電流検知用抵抗に並列接続された接続回路をバイ
ポーラトランジスタのベースエミッタ間と共になしたダ
イオードと、を備えた構成にしてある。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to a light-emitting element which emits light in response to an input signal, and a photo-electromotive force generated by receiving light from the light-emitting element. And the drain-source changes from a high-impedance state to a low-impedance state when the voltage between the gate and the source exceeds a threshold value by applying a photoelectromotive force generated by the light-receiving element and charging the electric charge. An output MOSFET, and a control transistor connected between the gate and the source of the output MOSFET, the control state of which changes in impedance state in response to the generation and disappearance of photoelectromotive force by the light receiving element, and controls the charge and discharge of charges in the output MOSFET. Control means, an overcurrent detection resistor connected to the source of the output MOSFET, and a collector
The configuration includes a bipolar transistor connected to the gate of the FET, and a diode having a connection circuit connected in parallel with the overcurrent detection resistor between the base and the emitter of the bipolar transistor.
【0009】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記ダイオードは、そのカソードが前記バ
イポーラトランジスタのベースに接続されて前記バイポ
ーラトランジスタと共に前記接続回路をなした構成にし
てある。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the cathode of the diode is connected to a base of the bipolar transistor to form the connection circuit together with the bipolar transistor.
【0010】請求項3記載の発明は、請求項1又は2の
いずれかに記載の発明において、前記過電流検知用抵抗
及び前記ダイオードは、いずれもシリコン基板のシリコ
ン単結晶領域上に設けられたものであって、同一のシリ
コン単結晶領域上に前記過電流検知用抵抗及び前記ダイ
オードが設けられた構成にしてある。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the overcurrent detecting resistor and the diode are both provided on a silicon single crystal region of a silicon substrate. Wherein the overcurrent detecting resistor and the diode are provided on the same silicon single crystal region.
【0011】請求項4記載の発明は、請求項1乃至3の
いずれかに記載の発明において、前記過電流検知用抵抗
は、ポリシリコンからなる構成にしてある。According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the overcurrent detecting resistor is made of polysilicon.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図1乃至図
3に基づいて以下に説明する。この半導体リレーは、発
光ダイオード(発光素子)1 、フォトダイオードアレイ
(受光素子)2 、出力用MOSFET3,3 、NPNバイ
ポーラトランジスタ4,4 、過電流検知用抵抗5,5 、温度
検知用ダイオード6 、制御用MOSFET7 、制御用抵
抗8 を備えて構成され、フォトダイオードアレイ2 、N
PNバイポーラトランジスタ4,4 、過電流検知用抵抗5,
5 、制御用MOSFET7 、制御用抵抗8 及び温度検知
用ダイオード6 が、同一のシリコン基板10に設けられて
いる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. This semiconductor relay includes a light emitting diode (light emitting element) 1, a photodiode array (light receiving element) 2, an output MOSFET 3, 3, an NPN bipolar transistor 4, 4, an overcurrent detecting resistor 5, 5, a temperature detecting diode 6, A control MOSFET 7 and a control resistor 8 are provided, and the photodiode array 2
PN bipolar transistors 4,4, overcurrent detection resistor 5,
5. The control MOSFET 7, the control resistor 8, and the temperature detecting diode 6 are provided on the same silicon substrate 10.
【0013】発光ダイオード(発光素子)1 は、入力端
子20a,20b の間に入力される入力信号に応じて光信号を
発光する。フォトダイオードアレイ(受光素子)2 は、
シリコン基板10に設けられたものであって、複数個のフ
ォトダイオード2aが直列接続されてなり、発光ダイオー
ド1 からの光信号を受光して光起電力を発生する。The light emitting diode (light emitting element) 1 emits an optical signal according to an input signal input between the input terminals 20a and 20b. The photodiode array (light receiving element) 2
A plurality of photodiodes 2a are provided on a silicon substrate 10 and are connected in series. The photodiodes 2a receive an optical signal from the light emitting diode 1 and generate a photoelectromotive force.
【0014】出力用MOSFET3,3 は、いずれもnチ
ャネル・エンハンスメント型であって、それぞれのゲー
トがフォトダイオードアレイ2 のアノードに接続され、
ドレインが電源(図示せず)側の出力端子20c に接続さ
れ、ソースが過電流検知用抵抗5 を介して負荷(図示せ
ず)側の出力端子20d に接続されている。Each of the output MOSFETs 3, 3 is of an n-channel enhancement type, and has its gate connected to the anode of the photodiode array 2,
The drain is connected to the output terminal 20c on the power supply (not shown) side, and the source is connected via the overcurrent detection resistor 5 to the output terminal 20d on the load (not shown) side.
【0015】過電流検知用抵抗5,5 は、シリコン単結晶
領域上に設けられたポリシリコンからなり、いずれも一
端が出力用MOSFET3,3 のソースに接続されるとと
もに、いずれも他端が制御用MOSFET7 のソースに
接続されている。The overcurrent detecting resistors 5, 5 are made of polysilicon provided on a silicon single crystal region, and one end of each is connected to the source of the output MOSFET 3, 3, and the other end is controlled. Connected to the source of MOSFET7.
【0016】NPNバイポーラトランジスタ4,4 は、そ
れぞれのベースが温度検知用ダイオード6 を介して過電
流検知用抵抗5,5 の一端に接続されている。詳しくは、
NPNバイポーラトランジスタ4,4 のそれぞれのベース
は、温度検知用ダイオード6のカソードに接続されてい
る。また、NPNバイポーラトランジスタ4,4 は、それ
ぞれのエミッタが過電流検知用抵抗5,5 の他端に接続さ
れている。つまり、温度検知用ダイオード6 は、過電流
検知用抵抗5 に並列接続された接続回路30をNPNバイ
ポーラトランジスタ4,4 のベースエミッタ間と共になす
ことになる。また、このNPNバイポーラトランジスタ
4,4 のコレクタは、出力用MOSFET3,3 のゲートに
接続されている。The bases of the NPN bipolar transistors 4, 4 are connected to one ends of overcurrent detecting resistors 5, 5 via a temperature detecting diode 6, respectively. For more information,
The respective bases of the NPN bipolar transistors 4, 4 are connected to the cathode of the temperature detecting diode 6. The emitters of the NPN bipolar transistors 4, 4 are connected to the other ends of the overcurrent detecting resistors 5, 5, respectively. In other words, the temperature detecting diode 6 forms a connection circuit 30 connected in parallel with the overcurrent detecting resistor 5 between the base and the emitter of the NPN bipolar transistors 4,4. Also, this NPN bipolar transistor
The collectors of 4,4 are connected to the gates of output MOSFETs 3,3.
【0017】制御用MOSFET7 は、nチャネル・ノ
ーマリクローズ型であって、制御用抵抗8 と共に、MO
SFETにおける充放電を制御する制御手段40を構成す
る。この制御用MOSFET7 は、そのゲートが制御用
抵抗8 を介してソースに接続されるとともにフォトダイ
オードアレイ2 のカソードに接続され、ソースが制御用
抵抗8 を介してフォトダイオードアレイ2 のカソードに
接続され、ドレインが出力用MOSFET3,3 のゲート
に接続されている。The control MOSFET 7 is of an n-channel normally-closed type, and has an MO
The control means 40 controls charge and discharge of the SFET. The control MOSFET 7 has its gate connected to the source via the control resistor 8 and connected to the cathode of the photodiode array 2, and its source connected to the cathode of the photodiode array 2 via the control resistor 8. The drain is connected to the gates of the output MOSFETs 3,3.
【0018】温度検知用ダイオード6 は、過電流検知用
抵抗5,5 と同一のシリコン単結晶領域上に設けられてい
る。The temperature detecting diode 6 is provided on the same silicon single crystal region as the overcurrent detecting resistors 5,5.
【0019】次に、動作を説明する。発光ダイオード1
が入力信号に応じて光信号を発光すると、フォトダイオ
ードアレイ2 が発光ダイオード1 の光信号を受光して光
起電力を発生する。この光起電力によって、出力用MO
SFET3 のゲートとソースとの間に電荷が充電される
とともに、制御用MOSFET7 のドレインとソースと
の間に電流が流れる。こうして、制御用抵抗8 に電流が
流れると、制御用抵抗8 の両端に電位差が発生し、その
電位差によって制御用MOSFET7 のドレインとソー
スとの間が遮断され、出力用MOSFET3 のゲートと
ソースとの間に電荷が効率良く充電されるようになり、
出力用MOSFET3 のドレインとソースとの間が、高
インピーダンス状態から低インピーダンス状態へと移行
する。つまり、出力用MOSFET3 のドレイン電流が
流れることとなる。Next, the operation will be described. Light-emitting diode 1
Emits an optical signal according to the input signal, the photodiode array 2 receives the optical signal of the light emitting diode 1 and generates a photovoltaic voltage. With this photovoltaic power, the output MO
An electric charge is charged between the gate and the source of the SFET3, and a current flows between the drain and the source of the control MOSFET7. When a current flows through the control resistor 8 in this manner, a potential difference is generated between both ends of the control resistor 8, and the potential difference cuts off the drain and source of the control MOSFET 7 and the gate and source of the output MOSFET 3 In between the charge will be charged efficiently,
The state between the drain and the source of the output MOSFET 3 shifts from the high impedance state to the low impedance state. That is, the drain current of the output MOSFET 3 flows.
【0020】そして、発光ダイオード1 に入力信号が入
力されなくなって発光しなくなると、フォトダイオード
アレイ2 が光起電力を発生しなくなる。そうすると、制
御用抵抗8 の両端に電位差が発生しなくなって、制御用
MOSFET7 のドレインとソースとの間が導通状態へ
と変化し、出力用MOSFET3 のゲートとソースとの
間に充電された電荷が、制御用MOSFET7 のドレイ
ンとソースとの間を通って速やかに放電され、出力用M
OSFET3 のドレインとソースとの間が高インピーダ
ンス状態へと移行する。つまり、出力用MOSFET3
のドレイン電流が流れなくなる。When no input signal is input to the light emitting diode 1 and light emission stops, the photodiode array 2 stops generating photovoltaic power. Then, the potential difference does not occur at both ends of the control resistor 8, the state between the drain and the source of the control MOSFET 7 changes to a conductive state, and the charge charged between the gate and the source of the output MOSFET 3 is discharged. , Is quickly discharged through the drain and source of the control MOSFET 7 and the output M
The state between the drain and the source of OSFET3 shifts to a high impedance state. That is, the output MOSFET 3
No drain current flows.
【0021】また、出力用MOSFET3 のドレイン電
流が所定電流を越えて流れると、出力用MOSFET3
のソースに接続された過電流検知用抵抗5 の両端には、
NPNバイポーラトランジスタ4 のエミッタコレクタ間
を低インピーダンス状態に変化させてコレクタ電流を流
すに足るベース電流を流すための電位差に、過電流検知
用抵抗5 に並列接続された接続回路30をNPNバイポー
ラトランジスタ4 のベースエミッタ間と共になす温度検
知用ダイオード6 の順方向に電流を流すための電位差を
加えた電位差が発生し、NPNバイポーラトランジスタ
4 のコレクタ電流が流れるようになる。こうして、NP
Nバイポーラトランジスタ4 のコレクタ電流が流れる
と、出力用MOSFET3 のゲートとソースとの間に充
電された電荷が放電されて、出力用MOSFET3 のド
レイン電流が所定電流に抑えられる。When the drain current of the output MOSFET 3 exceeds a predetermined current, the output MOSFET 3
Both ends of the overcurrent detection resistor 5 connected to the source of
The connection circuit 30 connected in parallel to the overcurrent detecting resistor 5 is connected to the NPN bipolar transistor 4 by a potential difference for causing the base current to flow enough to allow the collector current to flow by changing the emitter-collector of the NPN bipolar transistor 4 to a low impedance state. A potential difference is generated by adding a potential difference for flowing a current in the forward direction of the temperature detecting diode 6 formed between the base and the emitter of the NPN bipolar transistor.
4 collector current starts to flow. Thus, NP
When the collector current of the N bipolar transistor 4 flows, the charge charged between the gate and the source of the output MOSFET 3 is discharged, and the drain current of the output MOSFET 3 is suppressed to a predetermined current.
【0022】かかる半導体リレーにあっては、上記した
ように、過電流検知用抵抗5 に所定電流を超えた電流が
流れると、過電流検知用抵抗5 の両端電圧が大きくなっ
て、NPNバイポーラトランジスタ4 のコレクタ電流が
流れ、出力用MOSFET3に充電された電荷が放電さ
れて、出力用MOSFET3 のドレイン電流が所定電流
に抑えられる。このとき、過電流検知用抵抗5 が発熱し
ているから、NPNバイポーラトランジスタ4 のベース
エミッタ間と共に接続回路30をなす温度検知用ダイオー
ド6 も発熱し、温度検知用ダイオード6 の順方向に電流
を流すための電位差が低下するので、過電流検知用抵抗
5 の両端電圧も低下し、その過電流検知用抵抗5 の両端
電圧の低下に連動して、ドレイン電流は、所定電流より
もさらに小さくなり、出力用MOSFET3 が損傷し難
くなる。In such a semiconductor relay, as described above, when a current exceeding a predetermined current flows through the overcurrent detection resistor 5, the voltage across the overcurrent detection resistor 5 increases, and the NPN bipolar transistor 4, the electric charge charged in the output MOSFET 3 is discharged, and the drain current of the output MOSFET 3 is suppressed to a predetermined current. At this time, since the overcurrent detection resistor 5 generates heat, the temperature detection diode 6 forming the connection circuit 30 together with the base and emitter of the NPN bipolar transistor 4 also generates heat, and a current flows in the forward direction of the temperature detection diode 6. Since the potential difference for flowing decreases, the overcurrent detection resistor
5, the drain current becomes smaller than a predetermined current in conjunction with the decrease of the voltage across the overcurrent detection resistor 5, and the output MOSFET 3 is hardly damaged.
【0023】また、温度検知用ダイオード6 は、そのカ
ソードがNPNバイポーラトランジスタ4 のベースに接
続されているのであって、そのアノードがNPNバイポ
ーラトランジスタ4 のエミッタに接続されてNPNバイ
ポーラトランジスタ4 のコレクタ電流の流れる電路を形
成しているのではないから、コレクタ電流の流れに影響
することがなく、出力用MOSFET3 のゲートソース
間に充電された電荷の放電に影響しなくなる。The temperature detecting diode 6 has its cathode connected to the base of the NPN bipolar transistor 4, its anode connected to the emitter of the NPN bipolar transistor 4, and the collector current of the NPN bipolar transistor 4. Does not affect the flow of the collector current and does not affect the discharge of the charge between the gate and the source of the output MOSFET 3.
【0024】また、温度検知用ダイオード6 は、過電流
検知用抵抗5 がその上に設けられたシリコン単結晶領域
上に設けられているから、通電により発生した過電流検
知用抵抗5 の熱が伝導し易くなり、温度検知用ダイオー
ド6 の順方向に電流を流すための第2の電位差が低下し
易くなるので、ドレイン電流が小さくなり易く、出力用
MOSFET3 が損傷し難くなるという効果を奏し易く
なる。Further, since the temperature detecting diode 6 is provided on the silicon single crystal region on which the overcurrent detecting resistor 5 is provided, the heat of the overcurrent detecting resistor 5 generated by energization is reduced. Conduction is facilitated, and the second potential difference for flowing a current in the forward direction of the temperature detecting diode 6 is easily reduced, so that the drain current is easily reduced and the output MOSFET 3 is less likely to be damaged. Become.
【0025】また、過電流検知用抵抗5 は、温度上昇と
ともに抵抗が小さくなる拡散抵抗ではなく、温度上昇と
ともに抵抗が大きくなるポリシリコンからなるので、通
電により抵抗値が大きくなると両端電圧が低下し、その
両端電圧の低下に連動して、ドレイン電流が小さくなり
易く、出力用MOSFET3 が損傷し難くなるという効
果を奏し易くなる。The overcurrent detecting resistor 5 is not a diffusion resistor whose resistance decreases with a rise in temperature, but is made of polysilicon whose resistance increases with a rise in temperature. In conjunction with the decrease in the voltage between both ends, the drain current is easily reduced, and the effect that the output MOSFET 3 is hardly damaged is easily exerted.
【0026】なお、本実施形態では、温度検知用ダイオ
ード6 は、そのカソードがバイポーラトランジスタのベ
ースに接続されているが、そのアノードがバイポーラト
ランジスタのエミッタに接続されても、出力用MOSF
ET3 が損傷し難くなるという効果を奏することができ
る。In this embodiment, the temperature detecting diode 6 has its cathode connected to the base of the bipolar transistor. However, even if its anode is connected to the emitter of the bipolar transistor, the output MOSF
This has the effect of making it difficult for the ET3 to be damaged.
【0027】また、本実施形態では、過電流検知用抵抗
5 及び温度検知用ダイオード6 は、同一のシリコン単結
晶領域上に設けられているが、例えば、過電流検知用抵
抗5で発生した熱が十分に温度検知用ダイオード6 に伝
わるときは、異なるシリコン単結晶領域上に設けられて
もよい。In this embodiment, the overcurrent detecting resistor is used.
5 and the temperature detecting diode 6 are provided on the same silicon single crystal region.For example, when the heat generated by the overcurrent detecting resistor 5 is sufficiently transmitted to the temperature detecting diode 6, a different silicon is used. It may be provided on a single crystal region.
【0028】また、本実施形態では、過電流検知用抵抗
5 は、ポリシリコンからなるが、ポリシリコンに限るも
のではない。In this embodiment, the overcurrent detecting resistor is used.
5 is made of polysilicon, but is not limited to polysilicon.
【0029】また、本実施形態では、バイポーラトラン
ジスタは、NPNバイポーラトランジスタであるが、接
続回路を適宜変更して、PNPバイポーラトランジスタ
にしてもよい。In this embodiment, the bipolar transistor is an NPN bipolar transistor. However, the connection circuit may be appropriately changed to a PNP bipolar transistor.
【0030】また、本実施形態は、出力用MOSFET
3 、NPNバイポーラトランジスタ4 及び過電流検知用
抵抗5 がいずれも2つずつ設けられた交流用の半導体リ
レーであるが、出力用MOSFET3 、NPNバイポー
ラトランジスタ4 及び過電流検知用抵抗5 が1つずつ設
けられた直流用の半導体リレーでも同様の効果を奏する
ことができる。In this embodiment, an output MOSFET is used.
3, an NPN bipolar transistor 4 and an overcurrent detection resistor 5 are two AC semiconductor relays each provided with two output MOSFETs 3, one NPN bipolar transistor 4 and one overcurrent detection resistor 5. The same effect can be achieved with the provided DC semiconductor relay.
【0031】[0031]
【発明の効果】請求項1記載の発明は、過電流検知用抵
抗に所定電流を超えた電流が流れると、過電流検知用抵
抗の両端電圧が大きくなり、過電流検知用抵抗の両端に
は、バイポーラトランジスタのエミッタコレクタ間を低
インピーダンス状態に変化させてコレクタ電流を流すに
足るベース電流を流すための電位差に、過電流検知用抵
抗に並列接続された接続回路をバイポーラトランジスタ
のベースエミッタ間と共になすダイオードの順方向に電
流を流すための電位差を加えた電位差が発生し、バイポ
ーラトランジスタのコレクタ電流が流れるようになる。
こうして、バイポーラトランジスタのコレクタ電流が流
れると、出力用MOSFETに充電された電荷が放電さ
れて、出力用MOSFETのドレイン電流が所定電流に
抑えられる。このとき、過電流検知用抵抗が発熱してい
るから、バイポーラトランジスタのベースエミッタ間と
共に接続回路をなすダイオードも発熱し、ダイオードの
順方向に電流を流すための電位差が低下するので、過電
流検知用抵抗の両端電圧も低下し、その過電流検知用抵
抗の両端電圧の低下に連動して、ドレイン電流は、所定
電流よりもさらに小さくなり、出力用MOSFETが損
傷しなくなる。According to the first aspect of the present invention, when a current exceeding a predetermined current flows through the overcurrent detection resistor, the voltage across the overcurrent detection resistor increases, and the voltage across the overcurrent detection resistor is increased. The connection circuit connected in parallel to the overcurrent detection resistor is connected to the base-emitter of the bipolar transistor with the potential difference for flowing the base current sufficient to flow the collector current by changing the emitter-collector state of the bipolar transistor to a low impedance state. A potential difference is generated by adding a potential difference for causing a current to flow in the forward direction of the diode, and the collector current of the bipolar transistor flows.
Thus, when the collector current of the bipolar transistor flows, the charge charged in the output MOSFET is discharged, and the drain current of the output MOSFET is suppressed to a predetermined current. At this time, since the overcurrent detection resistor generates heat, the diode that forms the connection circuit together with the base and emitter of the bipolar transistor also generates heat, and the potential difference for flowing the current in the forward direction of the diode decreases. The voltage across the resistor for use also decreases, and in conjunction with the decrease in the voltage across the resistor for overcurrent detection, the drain current becomes smaller than a predetermined current, so that the output MOSFET is not damaged.
【0032】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明の効果に加えて、ダイオードは、そのカソードがバイ
ポーラトランジスタのベースに接続されているのであっ
て、そのアノードがバイポーラトランジスタのエミッタ
に接続されてバイポーラトランジスタのコレクタ電流の
流れる電路を形成しているのではないから、コレクタ電
流の流れに影響することがなく、出力用MOSFETの
ゲートソース間に充電された電荷の放電に影響しなくな
る。According to a second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the diode has a cathode connected to the base of the bipolar transistor and an anode connected to the emitter of the bipolar transistor. Since it is not connected to form an electric path through which the collector current of the bipolar transistor flows, it does not affect the flow of the collector current and does not affect the discharge of the charge between the gate and the source of the output MOSFET. .
【0033】請求項3記載の発明は、ダイオードは、過
電流検知用抵抗がその上に設けられたシリコン単結晶領
域上に設けられているから、通電により発生した過電流
検知用抵抗の熱が伝導し易くなり、ダイオードの順方向
に電流を流すための第2の電位差が低下し易くなるの
で、ドレイン電流が小さくなり易く、出力用MOSFE
Tが損傷し難くなるという請求項1記載の発明の効果を
奏し易くなる。According to the third aspect of the present invention, since the diode has the overcurrent detecting resistor provided on the silicon single crystal region provided thereon, the heat of the overcurrent detecting resistor generated by energization is reduced. This facilitates conduction and decreases the second potential difference for flowing a current in the forward direction of the diode, so that the drain current tends to decrease and the output MOSFE
The effect of the invention described in claim 1 that T is hardly damaged is easily exerted.
【0034】請求項4記載の発明は、過電流検知用抵抗
は、温度上昇とともに抵抗が小さくなる拡散抵抗ではな
く、温度上昇とともに抵抗が大きくなるポリシリコンか
らなるので、通電により抵抗値が大きくなると両端電圧
が低下し、その両端電圧の低下に連動して、ドレイン電
流が小さくなり易く、出力用MOSFETが損傷し難く
なるという請求項1記載の発明の効果を奏し易くなる。According to a fourth aspect of the present invention, since the overcurrent detecting resistor is not a diffusion resistor whose resistance decreases as the temperature rises, but is made of polysilicon whose resistance increases as the temperature rises, the resistance value increases when current is applied. The voltage at both ends decreases, and in conjunction with the decrease of the voltage at both ends, the drain current is easily reduced, and the output MOSFET is less likely to be damaged, so that the effect of the invention according to claim 1 is easily exerted.
【図1】本発明の一実施形態の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of one embodiment of the present invention.
【図2】同上の誘電体分離基板上における各素子の配置
図である。FIG. 2 is a layout diagram of each element on a dielectric isolation substrate of the above.
【図3】同上の誘電体分離基板の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of the dielectric isolation substrate of the above.
【図4】従来例の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional example.
1 発光ダイオード(発光素子) 2 受光素子(フォトダイオードアレイ) 3 出力用MOSFET 4 NPNバイポーラトランジスタ 5 過電流検知用抵抗 6 温度検知用ダイオード 7 制御用MOSFET(制御用トランジスタ) 30 接続回路 40 制御手段 1 light emitting diode (light emitting element) 2 light receiving element (photodiode array) 3 output MOSFET 4 NPN bipolar transistor 5 overcurrent detection resistor 6 temperature detection diode 7 control MOSFET (control transistor) 30 connection circuit 40 control means
Claims (4)
発光素子の光を受光して光起電力を発生する受光素子
と、受光素子により発生された光起電力が印加して電荷
が充電されることによりゲートソース間電圧がしきい値
を超えるとドレインソース間が高インピーダンス状態か
ら低インピーダンス状態に変化する出力用MOSFET
と、出力用MOSFETのゲートソース間に接続され受
光素子による光起電力の発生及び消失に連動してインピ
ーダンス状態が変化する制御用トランジスタを含み出力
用MOSFETにおける電荷の充放電を制御する制御手
段と、出力用MOSFETのソースに接続された過電流
検知用抵抗と、コレクタが出力用MOSFETのゲート
に接続されたバイポーラトランジスタと、過電流検知用
抵抗に並列接続された接続回路をバイポーラトランジス
タのベースエミッタ間と共になしたダイオードと、を備
えたことを特徴とする半導体リレー。A light emitting element that emits light in response to an input signal;
A light-receiving element that receives light from the light-emitting element to generate photovoltaic power; and a photo-electromotive force generated by the light-receiving element is applied to charge the electric charge. Output MOSFET that changes from high impedance state to low impedance state between sources
A control means connected between the gate and the source of the output MOSFET for controlling charge and discharge of the electric charge in the output MOSFET, the control means including a control transistor for changing the impedance state in accordance with the generation and disappearance of the photoelectromotive force by the light receiving element; , An overcurrent detection resistor connected to the source of the output MOSFET, a bipolar transistor whose collector is connected to the gate of the output MOSFET, and a connection circuit connected in parallel to the overcurrent detection resistor. A semiconductor relay, comprising: a diode formed along with the diode.
バイポーラトランジスタのベースに接続されて前記バイ
ポーラトランジスタと共に前記接続回路をなしたことを
特徴とする請求項1記載の半導体リレー。2. The semiconductor relay according to claim 1, wherein said diode has a cathode connected to a base of said bipolar transistor to form said connection circuit together with said bipolar transistor.
ドは、いずれもシリコン基板のシリコン単結晶領域上に
設けられたものであって、同一のシリコン単結晶領域上
に前記過電流検知用抵抗及び前記ダイオードが設けられ
たことを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の
半導体リレー。3. The overcurrent detection resistor and the diode are both provided on a silicon single crystal region of a silicon substrate, and the overcurrent detection resistor and the diode are provided on the same silicon single crystal region. The semiconductor relay according to claim 1, wherein the diode is provided.
からなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに
記載の半導体リレー。4. The semiconductor relay according to claim 1, wherein said overcurrent detecting resistor is made of polysilicon.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20361697A JPH1154784A (en) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | Semiconductor relay |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20361697A JPH1154784A (en) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | Semiconductor relay |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154784A true JPH1154784A (en) | 1999-02-26 |
Family
ID=16477003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20361697A Withdrawn JPH1154784A (en) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | Semiconductor relay |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1154784A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105974993A (en) * | 2016-06-30 | 2016-09-28 | 南京国电南自美卓控制系统有限公司 | Overcurrent protection circuit and method for digital input circuit |
| CN113644902A (en) * | 2021-06-30 | 2021-11-12 | 华润微集成电路(无锡)有限公司 | Light MOS solid state relay |
-
1997
- 1997-07-29 JP JP20361697A patent/JPH1154784A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105974993A (en) * | 2016-06-30 | 2016-09-28 | 南京国电南自美卓控制系统有限公司 | Overcurrent protection circuit and method for digital input circuit |
| CN113644902A (en) * | 2021-06-30 | 2021-11-12 | 华润微集成电路(无锡)有限公司 | Light MOS solid state relay |
| WO2023273203A1 (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-05 | 华润微集成电路(无锡)有限公司 | Optical mos solid relay |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR930001442B1 (en) | Semiconductor relay circuit | |
| JP2521663B2 (en) | Semiconductor relay circuit | |
| JP2812874B2 (en) | Optical coupling device | |
| JPH06216738A (en) | Photocoupler device | |
| JP2009117528A (en) | Optical semiconductor relay device | |
| EP2161761A2 (en) | Relay circuit | |
| JP3637749B2 (en) | Semiconductor relay | |
| JP3564235B2 (en) | Semiconductor relay circuit | |
| JPH10215159A (en) | Semiconductor relay | |
| JP3395168B2 (en) | Semiconductor relay circuit | |
| JP2932782B2 (en) | Semiconductor relay circuit | |
| JPH10233669A (en) | Semiconductor relay | |
| JPH0793560B2 (en) | Non-contact relay with a latching function | |
| EP1028468A1 (en) | Biasing circuit for isolation region in integrated power circuit | |
| JP2000252514A (en) | Semiconductor relay | |
| JP2004304708A (en) | Photocurrent/voltage conversion circuit | |
| JP2743874B2 (en) | Solid state relay | |
| JPS6225511A (en) | Semiconductor relay | |
| JP2002050952A (en) | Semiconductor relay and its manufacturing method | |
| JPH05335616A (en) | High-speed photocoupler | |
| JP3086905B2 (en) | Optically coupled semiconductor relay | |
| JPH06177736A (en) | Solid-state relay | |
| JPS6110318A (en) | Semiconductor relay | |
| JPH04167617A (en) | Semiconductor relay circuit | |
| US6768145B1 (en) | Semiconductor integrated circuit device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20041202 |