JPH118928A - 短絡防止回路 - Google Patents
短絡防止回路Info
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- JPH118928A JPH118928A JP10063467A JP6346798A JPH118928A JP H118928 A JPH118928 A JP H118928A JP 10063467 A JP10063467 A JP 10063467A JP 6346798 A JP6346798 A JP 6346798A JP H118928 A JPH118928 A JP H118928A
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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
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、過剰な連続電流フローを防止する
ことにより集積回路の出力段を保護し、出力トランジス
タを損傷から保護することを目的とする。 【解決手段】 出力電界効果トランジスタを流れる電流
は、出力トランジスタを流れる電流を表す検出された信
号を得る並列回路配置により検出される。並列回路配置
は、出力トランジスタを通る負荷電流を表す電流出力を
得るため一体的に接続された直列接続CMOSトランジ
スタからなる。短絡防止された出力バッファにおいて、
検出電流は基準電流と比較され、検出電流が基準電流を
上回る場合、出力トランジスタへの駆動信号の振幅は減
少させられる。
ことにより集積回路の出力段を保護し、出力トランジス
タを損傷から保護することを目的とする。 【解決手段】 出力電界効果トランジスタを流れる電流
は、出力トランジスタを流れる電流を表す検出された信
号を得る並列回路配置により検出される。並列回路配置
は、出力トランジスタを通る負荷電流を表す電流出力を
得るため一体的に接続された直列接続CMOSトランジ
スタからなる。短絡防止された出力バッファにおいて、
検出電流は基準電流と比較され、検出電流が基準電流を
上回る場合、出力トランジスタへの駆動信号の振幅は減
少させられる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、出力トランジスタ
を短絡から保護させ得る出力トランジスタを流れる電流
を検出する回路配置に関する。
を短絡から保護させ得る出力トランジスタを流れる電流
を検出する回路配置に関する。
【0002】
【従来の技術】出力トランジスタを負荷側で短絡から保
護する必要性は周知であり、短絡防止を行うため出力ト
ランジスタを流れる電流を監視する多数の異なる提案が
なされている。従来の殆どの提案は、出力トランジスタ
と直列に検出素子を挿入することを要求するが、この解
決法は充分ではなく、実質的な熱散逸が必要になる。或
いは、能動的な技術が大きいトランジスタ短絡電流の場
合に出力電流を制限すべく出力トランジスタのベースか
ら電流を分路させるため使用されている。
護する必要性は周知であり、短絡防止を行うため出力ト
ランジスタを流れる電流を監視する多数の異なる提案が
なされている。従来の殆どの提案は、出力トランジスタ
と直列に検出素子を挿入することを要求するが、この解
決法は充分ではなく、実質的な熱散逸が必要になる。或
いは、能動的な技術が大きいトランジスタ短絡電流の場
合に出力電流を制限すべく出力トランジスタのベースか
ら電流を分路させるため使用されている。
【0003】出力側の短絡状態の長期化することにより
電気的過負荷が長く続く場合、熱検出が使用さる。熱遮
断短絡保護の欠点は応答時間が遅い点である。米国特許
第5256914号には、集積回路装置の出力が短絡条
件の発生を検出するため監視される別の能動的な技術が
記載されている。この技術は、集積回路装置の入力側と
出力側の夫々の信号の条件を検出、比較することにより
実現される。入力側と出力側との間の状態外の条件の発
生は短絡条件を示す。
電気的過負荷が長く続く場合、熱検出が使用さる。熱遮
断短絡保護の欠点は応答時間が遅い点である。米国特許
第5256914号には、集積回路装置の出力が短絡条
件の発生を検出するため監視される別の能動的な技術が
記載されている。この技術は、集積回路装置の入力側と
出力側の夫々の信号の条件を検出、比較することにより
実現される。入力側と出力側との間の状態外の条件の発
生は短絡条件を示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、過剰
な連続電流フローを防止することにより集積回路の出力
段を保護し、出力トランジスタを損傷から保護すること
である。本発明の更なる目的は、出力トランジスタの速
度の低下又は“オン”抵抗を生じさせない短絡防止を提
供することである。
な連続電流フローを防止することにより集積回路の出力
段を保護し、出力トランジスタを損傷から保護すること
である。本発明の更なる目的は、出力トランジスタの速
度の低下又は“オン”抵抗を生じさせない短絡防止を提
供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、電源線路の両
端に直列接続された第1及び第2の電界効果トランジス
タにより形成され、上記第1及び第2の電界効果トラン
ジスタの間の接合は出力段の出力端子を構成する第1の
パスと、上記第1の電界効果トランジスタのゲート端子
が接続された駆動信号の信号源と、上記第1のパスと並
列し、直列接続された第3及び第4の電界効果トランジ
スタからなる監視回路又は第2のパスとにより構成さ
れ、上記第3の電界効果トランジスタのソースは上記第
1の電界効果トランジスタのソースに接続され、上記第
3の電界効果トランジスタのゲートは上記第1の電界効
果トランジスタのゲートに接続され、上記第4の電界効
果トランジスタのゲートは上記第2の電界効果トランジ
スタのゲートに接続され、上記第4のトランジスタのド
レインは上記回路からのセンサ出力を形成する集積回路
の出力段を提供する。
端に直列接続された第1及び第2の電界効果トランジス
タにより形成され、上記第1及び第2の電界効果トラン
ジスタの間の接合は出力段の出力端子を構成する第1の
パスと、上記第1の電界効果トランジスタのゲート端子
が接続された駆動信号の信号源と、上記第1のパスと並
列し、直列接続された第3及び第4の電界効果トランジ
スタからなる監視回路又は第2のパスとにより構成さ
れ、上記第3の電界効果トランジスタのソースは上記第
1の電界効果トランジスタのソースに接続され、上記第
3の電界効果トランジスタのゲートは上記第1の電界効
果トランジスタのゲートに接続され、上記第4の電界効
果トランジスタのゲートは上記第2の電界効果トランジ
スタのゲートに接続され、上記第4のトランジスタのド
レインは上記回路からのセンサ出力を形成する集積回路
の出力段を提供する。
【0006】好ましくは、全てのトランジスタは同一の
チャネルタイプであり、第2のトランジスタは第1のト
ランジスタと第2のトランジスタの間の接合の電位、即
ち、上記第1のトランジスタと第3のトランジスタとの
間の平衡点を設定するためダイオードとして接続されて
いる。更に、第3のトランジスタは第1のトランジスタ
と並べて構成してもよく、第1のトランジスタの一区画
として実現してもよいが、ドレインは別々に接続され
る。第1のトランジスタ及び第3のトランジスタは、好
ましくは同一チャネル長を有するが、第1のトランジス
タのチャネルは、望ましくは第3のトランジスタのチャ
ネルよりもかなり広い。第3のトランジスタのチャネル
の幅は、必要に応じて第1のトランジスタと第3のトラ
ンジスタの間の比率測定基準精度によって決められ、通
常、第1のトランジスタのチャネルの幅の一部分に過ぎ
ない。
チャネルタイプであり、第2のトランジスタは第1のト
ランジスタと第2のトランジスタの間の接合の電位、即
ち、上記第1のトランジスタと第3のトランジスタとの
間の平衡点を設定するためダイオードとして接続されて
いる。更に、第3のトランジスタは第1のトランジスタ
と並べて構成してもよく、第1のトランジスタの一区画
として実現してもよいが、ドレインは別々に接続され
る。第1のトランジスタ及び第3のトランジスタは、好
ましくは同一チャネル長を有するが、第1のトランジス
タのチャネルは、望ましくは第3のトランジスタのチャ
ネルよりもかなり広い。第3のトランジスタのチャネル
の幅は、必要に応じて第1のトランジスタと第3のトラ
ンジスタの間の比率測定基準精度によって決められ、通
常、第1のトランジスタのチャネルの幅の一部分に過ぎ
ない。
【0007】第5のトランジスタは、第4のトランジス
タが無限大の出力インピーダンスを有しない場合、好ま
しくは、回路配置からのセンサ出力と直列接続される。
第5のトランジスタの存在を補償するため、両方のパス
内の電流の比率が正確に分かるように、第6のトランジ
スタが第2のトランジスタと電流線路との間に直列接続
される。
タが無限大の出力インピーダンスを有しない場合、好ま
しくは、回路配置からのセンサ出力と直列接続される。
第5のトランジスタの存在を補償するため、両方のパス
内の電流の比率が正確に分かるように、第6のトランジ
スタが第2のトランジスタと電流線路との間に直列接続
される。
【0008】上記のタイプのセンサ回路は、センサ回路
の出力が比較回路への一方の入力を形成するため使用さ
れ、比較回路のもう一方の入力には第1のトランジスタ
からの最大出力電流を表す基準電流が供給される短絡防
止された出力バッファで使用され得る。センサ出力が第
1のトランジスタを流れる電流が過大であること、即
ち、短絡条件であることを示すならば、比較回路は、出
力トランジスタを指定された範囲内に保つため、駆動信
号の信号源の出力の大きさを減少させるため使用され得
る。
の出力が比較回路への一方の入力を形成するため使用さ
れ、比較回路のもう一方の入力には第1のトランジスタ
からの最大出力電流を表す基準電流が供給される短絡防
止された出力バッファで使用され得る。センサ出力が第
1のトランジスタを流れる電流が過大であること、即
ち、短絡条件であることを示すならば、比較回路は、出
力トランジスタを指定された範囲内に保つため、駆動信
号の信号源の出力の大きさを減少させるため使用され得
る。
【0009】かかる配置を用いることにより、例えば、
容量性負荷を充電するとき、大きい過渡電流が負荷に供
給され続けるが、長期間の過負荷は回避される。
容量性負荷を充電するとき、大きい過渡電流が負荷に供
給され続けるが、長期間の過負荷は回避される。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明が容易に理解できる
ように、添付図面を参照して本発明の実施例をその例に
限定されることなく説明する。本発明の動作の基本的な
原理は、出力トランジスタを流れる電流が、出力トラン
ジスタを流れる電流を表す検出電流を獲得する並列回路
配置によって検出されることである。次に、検出電流は
電流基準信号と比較され、基準信号が検出電流を上回る
場合に、出力トランジスタへの駆動信号が減少される。
ように、添付図面を参照して本発明の実施例をその例に
限定されることなく説明する。本発明の動作の基本的な
原理は、出力トランジスタを流れる電流が、出力トラン
ジスタを流れる電流を表す検出電流を獲得する並列回路
配置によって検出されることである。次に、検出電流は
電流基準信号と比較され、基準信号が検出電流を上回る
場合に、出力トランジスタへの駆動信号が減少される。
【0011】図1を参照するに、CMOS技術を用いて
構成された集積回路装置の出力トランジスタを流れる電
流を検出する配置が示されている。第1の出力トランジ
スタM1は接地されたソース端子を有し、ドレイン端子
は集積回路装置の出力端子を形成する。このドレイン端
子は第2のトランジスタM4 と別のトランジスタM5と
により形成された直列回路にも接続されている。トラン
ジスタM4 及びM5 はダイオードとして接続され、トラ
ンジスタM5 のドレインは定電流源Iinを介してVdd
線路に接続される。
構成された集積回路装置の出力トランジスタを流れる電
流を検出する配置が示されている。第1の出力トランジ
スタM1は接地されたソース端子を有し、ドレイン端子
は集積回路装置の出力端子を形成する。このドレイン端
子は第2のトランジスタM4 と別のトランジスタM5と
により形成された直列回路にも接続されている。トラン
ジスタM4 及びM5 はダイオードとして接続され、トラ
ンジスタM5 のドレインは定電流源Iinを介してVdd
線路に接続される。
【0012】第1のトランジスタM1 を流れる電流フロ
ーを検出するため、2個の別のトランジスタM2 及びM
3 は、トランジスタM2 のソースが第1のトランジスタ
M1のソースに接続され、トランジスタM2 のゲートが
第1のトランジスタM1 のゲート及び負荷に供給される
べき信号の信号源に接続され、トランジスタM3 のゲー
トが第2のトランジスタM4 のゲートに接続されるよう
にトランジスタM1 とM2 の両端間に接続される。トラ
ンジスタM2 は、好ましくは、同一基板上でトランジス
タM1 と並列に構成され、トランジスタM1 の一区画と
して実現されるが、ドレインは別個に接続される。トラ
ンジスタM1 及びトランジスタM2 は同一チャネル長を
有するが、トランジスタM1 のチャネル幅はトランジス
タM2 のチャネル幅よりも著しく広くさせることが望ま
しい。トランジスタM2 のチャネル幅は充分に広く、ト
ランジスタM1 とトランジスタM2 との間で要求される
比率の測定基準精度が実現される。
ーを検出するため、2個の別のトランジスタM2 及びM
3 は、トランジスタM2 のソースが第1のトランジスタ
M1のソースに接続され、トランジスタM2 のゲートが
第1のトランジスタM1 のゲート及び負荷に供給される
べき信号の信号源に接続され、トランジスタM3 のゲー
トが第2のトランジスタM4 のゲートに接続されるよう
にトランジスタM1 とM2 の両端間に接続される。トラ
ンジスタM2 は、好ましくは、同一基板上でトランジス
タM1 と並列に構成され、トランジスタM1 の一区画と
して実現されるが、ドレインは別個に接続される。トラ
ンジスタM1 及びトランジスタM2 は同一チャネル長を
有するが、トランジスタM1 のチャネル幅はトランジス
タM2 のチャネル幅よりも著しく広くさせることが望ま
しい。トランジスタM2 のチャネル幅は充分に広く、ト
ランジスタM1 とトランジスタM2 との間で要求される
比率の測定基準精度が実現される。
【0013】トランジスタM3 とトランジスタM4 は、
同一の短チャネル装置である。この配置を用いる場合、
通常動作において、トランジスタM1 のゲートに供給さ
れた信号は、IloadとIinの和と一致する電流フローを
発生させる。トランジスタM 1 を通過するこの電流フロ
ーは、電圧降下ΔVを生成し、電圧降下ΔVは短絡が存
在する場合に大きくなる。短絡が存在する場合に電圧降
下ΔVが増加すると共に、トランジスタM4 により形成
されるダイオードはプルアップされ、トランジスタM2
はトランジスタM3 への接続に起因してより多くの電流
を引き出す。
同一の短チャネル装置である。この配置を用いる場合、
通常動作において、トランジスタM1 のゲートに供給さ
れた信号は、IloadとIinの和と一致する電流フローを
発生させる。トランジスタM 1 を通過するこの電流フロ
ーは、電圧降下ΔVを生成し、電圧降下ΔVは短絡が存
在する場合に大きくなる。短絡が存在する場合に電圧降
下ΔVが増加すると共に、トランジスタM4 により形成
されるダイオードはプルアップされ、トランジスタM2
はトランジスタM3 への接続に起因してより多くの電流
を引き出す。
【0014】更なるトランジスタM5 及びM6 が夫々の
回路に直接接続され、トランジスタM3 は無限大の出力
インピーダンスをもたないため、トランジスタM6 はト
ランジスタM3 に対するカソードとして使用される。ト
ランジスタM5 及びM6 は、二つの電流パスの電流の比
が正確に得られることを保証するため同一である。図1
において、全てのトランジスタは同一タイプのCMOS
型である場合を想定し、この例ではNチャネルトランジ
スタである。トランジスタは、必要に応じてPチャネル
装置に変えても構わないが、その場合、線路の極性を変
える必要がある。
回路に直接接続され、トランジスタM3 は無限大の出力
インピーダンスをもたないため、トランジスタM6 はト
ランジスタM3 に対するカソードとして使用される。ト
ランジスタM5 及びM6 は、二つの電流パスの電流の比
が正確に得られることを保証するため同一である。図1
において、全てのトランジスタは同一タイプのCMOS
型である場合を想定し、この例ではNチャネルトランジ
スタである。トランジスタは、必要に応じてPチャネル
装置に変えても構わないが、その場合、線路の極性を変
える必要がある。
【0015】図2は図1に示された回路が短絡防止を備
えた完全な出力バッファに組み込まれる態様を表す図で
ある。通常動作時に、負荷に供給されるべき入力信号
は、各段で駆動信号の振幅を増大するCMOSインバー
タINV1及びINV2を通過させられる。インバータ
INV2の出力は、PチャネルトランジスタM12とNチ
ャネルトランジスタM13とにより形成されたCMOSイ
ンバータに供給され、このCMOSインバータはトラン
ジスタM1 及びM2 のゲートに給電する。トランジスタ
M12は、PチャネルトランジスタM11を介して正電源V
ddに接続される。
えた完全な出力バッファに組み込まれる態様を表す図で
ある。通常動作時に、負荷に供給されるべき入力信号
は、各段で駆動信号の振幅を増大するCMOSインバー
タINV1及びINV2を通過させられる。インバータ
INV2の出力は、PチャネルトランジスタM12とNチ
ャネルトランジスタM13とにより形成されたCMOSイ
ンバータに供給され、このCMOSインバータはトラン
ジスタM1 及びM2 のゲートに給電する。トランジスタ
M12は、PチャネルトランジスタM11を介して正電源V
ddに接続される。
【0016】出力トランジスタM1 の電流が最大許容値
を下回ると考えられる場合、トランジスタM11のゲート
はローに保たれ、ドレインは電位Vddに設定される。
図1を参照して説明したように、トランジスタM1 の電
流が上昇する場合、PチャネルトランジスタM7 及びM
8 により形成されたミラー回路によって鏡映されたトラ
ンジスタM6 の電流の電流が増加させられ、トランジス
タM11のゲートで基準電流IREF と比較される。トラン
ジスタM7 及びM8 によって鏡映された電流が基準電流
IREF を上回る場合、トランジスタM11のゲートの電位
は上昇し始め、トランジスタM11の“オン”抵抗を増加
させ、NチャネルトランジスタM14を作動する。トラン
ジスタM14のゲートは、基準電流IREF と、トランジス
タM7 及びM8 により形成されたミラー回路からの電流
出力との間の接合に接続される。抵抗R1 を介して接地
線路に接続されたソース端子を有するトランジスタM14
を作動させることにより、トランジスタM14はトランジ
スタM11のドレインへの電位を降下させるプルダウン装
置として作用するようになる。トランジスタM11は、ト
ランジスタM12及びM13によって形成されたインバータ
回路に電流を供給するので、トランジスタM11のドレイ
ン電位の減少は、インバータ回路からの出力の振幅を結
果的に減少させ、トランジスタM1 並びにトランジスタ
M2 のゲートへの駆動電流を減少させる。トランジスタ
M1 並びにトランジスタM2 のゲートへの駆動電流が減
少することにより、トランジスタM1 の電流が減少す
る。
を下回ると考えられる場合、トランジスタM11のゲート
はローに保たれ、ドレインは電位Vddに設定される。
図1を参照して説明したように、トランジスタM1 の電
流が上昇する場合、PチャネルトランジスタM7 及びM
8 により形成されたミラー回路によって鏡映されたトラ
ンジスタM6 の電流の電流が増加させられ、トランジス
タM11のゲートで基準電流IREF と比較される。トラン
ジスタM7 及びM8 によって鏡映された電流が基準電流
IREF を上回る場合、トランジスタM11のゲートの電位
は上昇し始め、トランジスタM11の“オン”抵抗を増加
させ、NチャネルトランジスタM14を作動する。トラン
ジスタM14のゲートは、基準電流IREF と、トランジス
タM7 及びM8 により形成されたミラー回路からの電流
出力との間の接合に接続される。抵抗R1 を介して接地
線路に接続されたソース端子を有するトランジスタM14
を作動させることにより、トランジスタM14はトランジ
スタM11のドレインへの電位を降下させるプルダウン装
置として作用するようになる。トランジスタM11は、ト
ランジスタM12及びM13によって形成されたインバータ
回路に電流を供給するので、トランジスタM11のドレイ
ン電位の減少は、インバータ回路からの出力の振幅を結
果的に減少させ、トランジスタM1 並びにトランジスタ
M2 のゲートへの駆動電流を減少させる。トランジスタ
M1 並びにトランジスタM2 のゲートへの駆動電流が減
少することにより、トランジスタM1 の電流が減少す
る。
【0017】トランジスタM11のゲートとソースの間に
接続されたキャパシタC1 は、ループを安定させ、電流
制限の始まりを遅延させることにより容量性負荷を駆動
する際に必要とされる一時的に高い電流駆動容量を与え
るため主極を配置する。上記の短絡防止の基本動作は、
ミラートランジスタM8 のソース回路のPチャネルトラ
ンジスタ形式のスイッチM9 と、基準信号源IREF とト
ランジスタM14のゲートとの間のNチャネルトランジス
タ形式のスイッチM15と、電圧線路Vddとトランジス
タM5のドレインとの間のPチャネルトランジスタ形式
のスイッチM16とを出力回路に含めることにより改善さ
れる。上記スイッチは、駆動が出力トランジスタM1 に
印加される間に、電流源及びフィードバック機構だけを
接続するように配置されているので、トランジスタM1
への駆動が必要とされない間に、短絡の短期“記憶”を
回路に残す。このため、電力消費が多少節約される利点
が得られる。
接続されたキャパシタC1 は、ループを安定させ、電流
制限の始まりを遅延させることにより容量性負荷を駆動
する際に必要とされる一時的に高い電流駆動容量を与え
るため主極を配置する。上記の短絡防止の基本動作は、
ミラートランジスタM8 のソース回路のPチャネルトラ
ンジスタ形式のスイッチM9 と、基準信号源IREF とト
ランジスタM14のゲートとの間のNチャネルトランジス
タ形式のスイッチM15と、電圧線路Vddとトランジス
タM5のドレインとの間のPチャネルトランジスタ形式
のスイッチM16とを出力回路に含めることにより改善さ
れる。上記スイッチは、駆動が出力トランジスタM1 に
印加される間に、電流源及びフィードバック機構だけを
接続するように配置されているので、トランジスタM1
への駆動が必要とされない間に、短絡の短期“記憶”を
回路に残す。このため、電力消費が多少節約される利点
が得られる。
【0018】更に、NチャネルトランジスタM10をPチ
ャネルトランジスタM12と並列に配置しても構わない
が、上記の場合にトランジスタM1 及びトランジスタM
2 への駆動が短絡機構によって著しく低下されるとき、
トランジスタM12がかろうじて閾値に到達することを保
証するため、NチャネルトランジスタM10のゲートはイ
ンバータINV1の出力に接続される。このような状況
が発生した場合、その影響として、制御回路内のトラン
ジスタM1 のゲート容量に関する別の極が導入され、不
安定化する危険性がある。この条件下で、トランジスタ
M10は、適切な動作を保証する低インピーダンス路を提
供する。
ャネルトランジスタM12と並列に配置しても構わない
が、上記の場合にトランジスタM1 及びトランジスタM
2 への駆動が短絡機構によって著しく低下されるとき、
トランジスタM12がかろうじて閾値に到達することを保
証するため、NチャネルトランジスタM10のゲートはイ
ンバータINV1の出力に接続される。このような状況
が発生した場合、その影響として、制御回路内のトラン
ジスタM1 のゲート容量に関する別の極が導入され、不
安定化する危険性がある。この条件下で、トランジスタ
M10は、適切な動作を保証する低インピーダンス路を提
供する。
【0019】更なる変形として、小さい漏れ“プルダウ
ン”電流をトランジスタM14のゲートに加えてもよい。
負に移るパルスの無い非常に長い期間がある場合に、そ
の後の最初の負パルスに最大限の駆動能力が与えられ
る。図3を参照するに、図2に示された回路に略一致し
た回路が示されているので、動作の詳細な説明は行わな
い。図2に示された回路と図3に示された回路のとの間
の差は、負荷が出力トランジスタM1 からフォールドバ
ック電流制限トランジスタM17を介して接続されること
である。フォールドバック電流制限トランジスタM17の
ソースはトランジスタM2 のドレインに接続され、トラ
ンジスタM17のゲートはトランジスタM1 のドレインに
接続される。トランジスタM17のドレインは電源線路V
ddから給電される。動作中、付加的なトランジスタM
17は、トランジスタM1 のドレインの電位が低いときに
トランジスタM2 から付加的な電流を引き出し、これに
より、トランジスタM1 の間の電圧降下が小さい場合に
利用可能な駆動電流を増加させ、例えば、電流線路Vd
dに短絡されたときにトランジスタM1 内の熱散逸を制
限する。
ン”電流をトランジスタM14のゲートに加えてもよい。
負に移るパルスの無い非常に長い期間がある場合に、そ
の後の最初の負パルスに最大限の駆動能力が与えられ
る。図3を参照するに、図2に示された回路に略一致し
た回路が示されているので、動作の詳細な説明は行わな
い。図2に示された回路と図3に示された回路のとの間
の差は、負荷が出力トランジスタM1 からフォールドバ
ック電流制限トランジスタM17を介して接続されること
である。フォールドバック電流制限トランジスタM17の
ソースはトランジスタM2 のドレインに接続され、トラ
ンジスタM17のゲートはトランジスタM1 のドレインに
接続される。トランジスタM17のドレインは電源線路V
ddから給電される。動作中、付加的なトランジスタM
17は、トランジスタM1 のドレインの電位が低いときに
トランジスタM2 から付加的な電流を引き出し、これに
より、トランジスタM1 の間の電圧降下が小さい場合に
利用可能な駆動電流を増加させ、例えば、電流線路Vd
dに短絡されたときにトランジスタM1 内の熱散逸を制
限する。
【0020】図3には、フォールドバック電流特徴を具
備するか否かとは無関係にバッファに組み込まれる更な
る変形が示されている。この更なる変形は、短絡防止の
動作を容易に監視する便宜、即ち、短絡防止が動作して
いるときを容易に知る便宜を与える。これはトランジス
タM14のゲートに接続された状態出力端子Tを設けるこ
とにより実現される。端子T上の電圧を監視することに
より、短絡防止が動作していることが外部機器によって
判定され、外部機器は故障検出目的のためその旨を通知
する。
備するか否かとは無関係にバッファに組み込まれる更な
る変形が示されている。この更なる変形は、短絡防止の
動作を容易に監視する便宜、即ち、短絡防止が動作して
いるときを容易に知る便宜を与える。これはトランジス
タM14のゲートに接続された状態出力端子Tを設けるこ
とにより実現される。端子T上の電圧を監視することに
より、短絡防止が動作していることが外部機器によって
判定され、外部機器は故障検出目的のためその旨を通知
する。
【0021】上記説明から分かるように、本発明は、直
列検出素子を必要とすることなく、短絡防止された出力
バッファを提供する。本発明の出力バッファは、CMO
S技術を用いて構成することができ、かつ、2Mビット
/秒以上の高速データを処理するディジタルデータ交換
機として使用することが可能である。種々の変更をなし
得ることが容易に分かる。上記では、NMOS出力段に
ついて説明しているが、図2に示されたNMOSをPM
OSに変え、PMOSをNMOSに変え、電源線路の極
性を変えることによってNMOS出力段をPMOS出力
段に変更することが可能である。
列検出素子を必要とすることなく、短絡防止された出力
バッファを提供する。本発明の出力バッファは、CMO
S技術を用いて構成することができ、かつ、2Mビット
/秒以上の高速データを処理するディジタルデータ交換
機として使用することが可能である。種々の変更をなし
得ることが容易に分かる。上記では、NMOS出力段に
ついて説明しているが、図2に示されたNMOSをPM
OSに変え、PMOSをNMOSに変え、電源線路の極
性を変えることによってNMOS出力段をPMOS出力
段に変更することが可能である。
【0022】当業者が容易に想到し得る上記の具体的な
実施例の他の変形及び変更は、全て本発明の目的とした
精神並びに範囲内に含まれる。上記の通り、具体的な実
施例に関して本発明を開示、説明したが、これらの具体
的な実施例に関する説明は例示を目的とするものであ
り、本発明はかかる具体的な実施例に限定されない。従
って、本願特許は範囲並びに効果に関して上記の開示、
説明された具体的な実施例に制限されないだけではな
く、本発明によって促進される技術レベルの進歩の程度
と決して矛盾するものではない。
実施例の他の変形及び変更は、全て本発明の目的とした
精神並びに範囲内に含まれる。上記の通り、具体的な実
施例に関して本発明を開示、説明したが、これらの具体
的な実施例に関する説明は例示を目的とするものであ
り、本発明はかかる具体的な実施例に限定されない。従
って、本願特許は範囲並びに効果に関して上記の開示、
説明された具体的な実施例に制限されないだけではな
く、本発明によって促進される技術レベルの進歩の程度
と決して矛盾するものではない。
【図1】本発明による集積回路の出力段の回路図であ
る。
る。
【図2】本発明による完全な短絡防止された駆動回路の
回路図である。
回路図である。
【図3】図2に示された短絡防止された駆動回路の変形
例の回路図である。
例の回路図である。
M1 第1のトランジスタ M4 第2のトランジスタ M2 第3のトランジスタ M3 第4のトランジスタ M5 ,M6 トランジスタ M7 ,M8 ,M11,M12 Pチャネルトランジスタ M10,M13,M14 Nチャネルトランジスタ M9 ,M15.M16 スイッチ INV1,INV2 インバータ Vdd 正電源 R1 抵抗 C1 キャパシタ
フロントページの続き (72)発明者 エドワード ジョン ウェミズ ホイテイ カー イギリス国,ハートフォードシャー,シー エム23 4イーワイ,ビショップス・スト ートフォード,ギブズ・フィールド 21
Claims (10)
- 【請求項1】 電源線路及び接地線路と、 上記電源線路と上記接地線路との間にあり、直列接続さ
れた第1の電界効果トランジスタ及び第2の電界効果ト
ランジスタを含み、上記第1の電界効果トランジスタと
上記第2の電界効果トランジスタとの間の接合が集積回
路の出力端子を構成する第1の電流パスと、 上記電源線路と上記接地線路との間にあり、直列接続さ
れた第3の電界効果トランジスタ及び第4の電界効果ト
ランジスタを含む第2の電流パスの形をした監視回路
と、 駆動信号の信号源とからなる集積回路の出力段におい
て、 上記第1の電界効果トランジスタ及び上記第3の電界効
果トランジスタは、上記駆動信号の信号源に接続された
夫々のゲート端子を有し、 上記第1の電流パスと上記第2の電流パスとの間の接続
により、上記第2の電流パスを流れる電流が駆動信号に
応答して上記第1の電流パスを流れる電流と対応する集
積回路の出力段。 - 【請求項2】 上記第3の電界効果トランジスタは、上
記第1の電界効果トランジスタを流れる電流の一部分に
対応した電流を伝導するように構成されている請求項1
記載の出力段。 - 【請求項3】 上記第2の電界効果トランジスタは、上
記第1の電界効果トランジスタと上記第2の電界効果ト
ランジスタとの間の接合に電位を設定するためダイオー
ドとして接続され、 上記第2の電界効果トランジスタのゲートは上記第4の
電界効果トランジスタのゲートに接続されている請求項
1記載の出力段。 - 【請求項4】 別のトランジスタが上記第4の電界効果
トランジスタと直列して上記第2の電流パスに含まれ、 整合トランジスタが上記第2の電界効果トランジスタと
直列して上記第1の電流パスに含まれている請求項1記
載の出力段。 - 【請求項5】 電源線路及び接地線路と、 上記電源線路と上記接地線路との間にあり、直列接続さ
れた第1の電界効果トランジスタ及び第2の電界効果ト
ランジスタを含み、上記第1の電界効果トランジスタと
上記第2の電界効果トランジスタとの間の接合が回路の
出力端子を構成する第1の電流パスと、 上記電源線路と上記接地線路との間にあり、直列接続さ
れた第3の電界効果トランジスタ及び第4の電界効果ト
ランジスタを含む第2の電流パスの形をした監視回路
と、 駆動信号の信号源とからなる短絡防止された出力バッフ
ァにおいて、 上記第1の電界効果トランジスタ及び上記第3の電界効
果トランジスタは、上記駆動信号の信号源に接続された
夫々のゲート端子を有し、 上記第1の電流パスと上記第2の電流パスとの間の接続
により、上記第2の電流パスを流れる電流が上記第1の
電流パスを流れる電流と対応し、 基準電流源と、 上記監視回路に接続された第1の入力及び上記基準電流
源に接続された第2の入力、並びに、出力端子を有する
比較手段と、 上記比較手段の出力及び上記駆動信号の信号源に接続さ
れた制御装置とを更に有し、 上記制御装置は、上記第1の電界効果トランジスタを流
れる電流を指定された限界内に保つように上記駆動信号
の信号源の出力の大きさを減少させるため上記比較手段
からの出力に応じて上記制御装置の出力を制御する短絡
防止された出力バッファ。 - 【請求項6】 上記第3の電界効果トランジスタは、上
記第1の電界効果トランジスタを流れる電流の一部分に
対応した電流を伝導するように構成されている請求項5
記載の短絡防止された出力バッファ。 - 【請求項7】 上記第2の電界効果トランジスタは、上
記第1の電界効果トランジスタと上記第2の電界効果ト
ランジスタとの間の接合に電位を設定するためダイオー
ドに接続され、 上記第2の電界効果トランジスタのゲートは上記第4の
電界効果トランジスタのゲートに接続されている請求項
5記載の短絡防止された出力バッファ。 - 【請求項8】 別のトランジスタが上記第4の電界効果
トランジスタと直列して上記第2の電流パスに含まれ、 整合トランジスタが上記第2の電界効果トランジスタと
直列して上記第1の電流パスに含まれている請求項5記
載の短絡防止された出力バッファ。 - 【請求項9】 上記比較手段は、ゲート端子が上記第2
の電流パスからの出力と上記基準電流源とに接続されて
いるトランジスタの形をなす請求項5記載の短絡防止さ
れた出力バッファ。 - 【請求項10】 上記制御装置は、ドレイン−ソース間
電流パスが上記比較手段を形成するトランジスタのドレ
イン−ソース間電流パスと直列し、ゲート端子が上記比
較手段を形成するトランジスタのゲート端子と接続さ
れ、これにより、上記駆動信号の信号源への電源を減少
させる別のトランジスタの形をなす請求項9記載の短絡
防止された出力バッファ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US820620 | 1997-03-19 | ||
| US08/820,620 US5969926A (en) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | Short circuit protection arrangement for an output buffer of an integrated circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH118928A true JPH118928A (ja) | 1999-01-12 |
Family
ID=25231314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10063467A Pending JPH118928A (ja) | 1997-03-19 | 1998-03-13 | 短絡防止回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5969926A (ja) |
| EP (1) | EP0866556B1 (ja) |
| JP (1) | JPH118928A (ja) |
| CA (1) | CA2231219A1 (ja) |
| DE (1) | DE69812755T2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001011777A1 (en) * | 1999-08-10 | 2001-02-15 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | An integrated circuit provided with a fail-safe mode |
| US6288577B1 (en) | 2001-03-02 | 2001-09-11 | Pericom Semiconductor Corp. | Active fail-safe detect circuit for differential receiver |
| US7369385B2 (en) * | 2002-07-09 | 2008-05-06 | Analog Devices, Inc. | Overload limiting circuit |
| US20070035906A1 (en) * | 2005-08-11 | 2007-02-15 | Harris Richard A | Transient blocking unit |
| US8416547B2 (en) * | 2006-11-29 | 2013-04-09 | National Semiconductor Corporation | Short circuit protection with reduced offset voltage |
| US8953292B2 (en) * | 2007-05-30 | 2015-02-10 | Infineon Technologies Ag | Bus interface and method for short-circuit detection |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2248739B (en) * | 1988-01-29 | 1992-09-02 | Hitachi Ltd | Solid state current sensing circuit |
| US4884165A (en) * | 1988-11-18 | 1989-11-28 | Advanced Micro Devices, Inc. | Differential line driver with short circuit protection |
| JPH07118947B2 (ja) * | 1988-12-05 | 1995-12-18 | 日本電気株式会社 | 半導体装置 |
| US5256914A (en) * | 1991-10-03 | 1993-10-26 | National Semiconductor Corporation | Short circuit protection circuit and method for output buffers |
| US5386336A (en) * | 1992-06-19 | 1995-01-31 | Trw Inc. | On chip current limiter |
-
1997
- 1997-03-19 US US08/820,620 patent/US5969926A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-02-16 EP EP98301104A patent/EP0866556B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-16 DE DE69812755T patent/DE69812755T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-03-05 CA CA002231219A patent/CA2231219A1/en not_active Abandoned
- 1998-03-13 JP JP10063467A patent/JPH118928A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0866556B1 (en) | 2003-04-02 |
| DE69812755T2 (de) | 2003-10-16 |
| CA2231219A1 (en) | 1998-09-19 |
| US5969926A (en) | 1999-10-19 |
| EP0866556A1 (en) | 1998-09-23 |
| DE69812755D1 (de) | 2003-05-08 |
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