JP2003324338A - Current clamp circuit - Google Patents
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- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、出力用MOSFE
Tに流れる電流をクランプする電流クランプ回路に関
し、特に当該出力用MOSFETと並列に接続された検
出用MOSFETにより電流検出を行う電流クランプ回
路に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an output MOSFE.
The present invention relates to a current clamp circuit that clamps a current flowing in T, and particularly to a current clamp circuit that detects a current by a detection MOSFET connected in parallel with the output MOSFET.
【0002】[0002]
【発明が解決しようとする課題】図7は、特開平10−
32475号公報に開示されている負荷駆動回路の電気
的構成を示している。この図7に示す負荷駆動回路1
は、負荷2に電流を供給する出力用のMOSFET3
と、このMOSFET3と並列接続された検出用のMO
SFET4を備えている。これらMOSFET3と4の
ドレイン同士は接続されており、MOSFET3と4の
ゲート間には図示極性のダイオード5が接続されてい
る。FIG. 7 is a schematic view of Japanese Patent Laid-Open No. 10-
The electrical configuration of the load drive circuit disclosed in Japanese Patent No. 32475 is shown. The load drive circuit 1 shown in FIG.
Is an output MOSFET 3 that supplies current to the load 2.
And a detection MO connected in parallel with the MOSFET 3.
The SFET 4 is provided. The drains of these MOSFETs 3 and 4 are connected to each other, and the diode 5 of the illustrated polarity is connected between the gates of the MOSFETs 3 and 4.
【0003】MOSFET4のソースとグランドとの間
およびMOSFET3のゲートとグランドとの間には、
それぞれカレントミラー回路8を構成するトランジスタ
6および7が接続されている。定電流回路9は、負荷駆
動指令時にMOSFET3と4のゲート容量を充電する
ように動作する。この構成によれば、トランジスタ6と
7の温度特性が相殺されるため、当該負荷駆動回路1よ
りも前に用いられていた負荷駆動回路と比較して電流制
限値(クランプ電流)の温度依存性が小さくなるという
特徴を有している。Between the source of the MOSFET 4 and the ground and between the gate of the MOSFET 3 and the ground,
Transistors 6 and 7 forming the current mirror circuit 8 are connected to each other. The constant current circuit 9 operates so as to charge the gate capacitances of the MOSFETs 3 and 4 when a load drive command is issued. According to this configuration, since the temperature characteristics of the transistors 6 and 7 cancel each other out, the temperature dependence of the current limit value (clamp current) is higher than that of the load drive circuit used before the load drive circuit 1. Has a characteristic that becomes smaller.
【0004】しかしながら、MOSFET3、4のオン
抵抗の温度係数が正であるのに対し、トランジスタ6の
ベース・エミッタ間電圧Vfの温度係数が負であるた
め、MOSFET3に流れる電流と、MOSFET4と
トランジスタ6の直列回路に流れる電流との比(分流
比)が温度によって変化する。このため、クランプ電流
の温度依存性をより小さくすることができなかった。However, while the temperature coefficient of the on-resistance of the MOSFETs 3 and 4 is positive, the temperature coefficient of the base-emitter voltage Vf of the transistor 6 is negative, so that the current flowing through the MOSFET 3 and the MOSFET 4 and the transistor 6 are negative. The ratio of the current flowing in the series circuit (shunt ratio) changes depending on the temperature. Therefore, it was not possible to further reduce the temperature dependence of the clamp current.
【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、クランプ電流の温度依存性を一層低減
した電流クランプ回路を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a current clamp circuit in which the temperature dependence of the clamp current is further reduced.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載した手段
によれば、検出用MOSFETには、出力用MOSFE
Tに流れる負荷電流に対しセル比に応じて決まる電流が
流れる。この電流により、検出用抵抗回路には、出力用
MOSFETに流れる電流に応じた検出電圧が生成され
る。一方、参照用抵抗回路には、参照電流出力回路から
供給される参照電流によって参照電圧が生成される。ゲ
ート電圧制限回路は、検出電圧と参照電圧とに基づいて
出力用MOSFETおよび検出用MOSFETのゲート
電圧を制限するので、例えば負荷が短絡したような場合
において、出力用MOSFETに流れる電流は参照電圧
(参照電流)に対応したクランプ電流に制限される。According to the means described in claim 1, the detection MOSFET is provided with the output MOSFE.
A current that depends on the cell ratio flows with respect to the load current flowing through T. With this current, a detection voltage corresponding to the current flowing through the output MOSFET is generated in the detection resistance circuit. On the other hand, a reference voltage is generated in the reference resistance circuit by the reference current supplied from the reference current output circuit. Since the gate voltage limiting circuit limits the gate voltage of the output MOSFET and the detection MOSFET based on the detection voltage and the reference voltage, for example, when the load is short-circuited, the current flowing through the output MOSFET is equal to the reference voltage ( It is limited to the clamp current corresponding to the reference current).
【0007】このクランプ電流ID(CL) は、検出用MO
SFETのオン抵抗値をRon(s) 、検出用抵抗回路の抵
抗値をRs、参照用抵抗回路の抵抗値をRr、セル比N
より定まる分流比をM、参照電流をIrとすれば、(R
r/Rs)・Ir・Mとなる。このクランプ電流ID(C
L) の温度Tによる微分は、検出用抵抗回路と参照用抵
抗回路の温度特性が近似すること、および参照電流の温
度変動が小さいことから、分流比Mの温度微分項が支配
的となる。分流比MはN・(1+Rs/Ron(s))であ
るため、dM/dT=0の条件により(dRs/dT)
・Ron(s) =(dRon(s) /dT)・Rsなる関係式が
導出される。この関係式を満足するように抵抗値Rsと
Rrを設定することにより、従来の電流制限回路に比べ
クランプ電流の温度依存性をより低減することができ
る。This clamp current ID (CL) is the MO for detection.
The ON resistance value of the SFET is Ron (s), the resistance value of the detection resistance circuit is Rs, the resistance value of the reference resistance circuit is Rr, and the cell ratio N
If the shunt ratio determined more is M and the reference current is Ir, (R
r / Rs) · Ir · M. This clamp current ID (C
The differential of L) with the temperature T is dominated by the temperature differential term of the shunt ratio M because the temperature characteristics of the detection resistance circuit and the reference resistance circuit are close to each other and the temperature fluctuation of the reference current is small. Since the diversion ratio M is N · (1 + Rs / Ron (s)), the condition of dM / dT = 0 (dRs / dT)
Ron (s) = (dRon (s) / dT) .Rs. By setting the resistance values Rs and Rr so as to satisfy this relational expression, the temperature dependence of the clamp current can be further reduced as compared with the conventional current limiting circuit.
【0008】請求項2に記載した手段によれば、ゲート
電圧制限回路に用いるオペアンプの電圧増幅回路を1段
構成とし、開ループゲインを汎用オペアンプに比べて低
く設定している。これにより、一次極をオペアンプの出
力に接続される回路とし、ゲート容量を積極的に位相補
償に用いることによりクランプ動作の安定化が図られ
る。また、オペアンプに位相補償用コンデンサが不要と
なり、チップ面積を低減でき低コスト化が図られる。According to the second aspect of the invention, the voltage amplifier circuit of the operational amplifier used in the gate voltage limiting circuit has a one-stage configuration, and the open loop gain is set lower than that of the general-purpose operational amplifier. Accordingly, the primary pole is used as a circuit connected to the output of the operational amplifier, and the gate capacitance is positively used for phase compensation, whereby the clamp operation is stabilized. Further, a phase compensating capacitor is not required for the operational amplifier, and the chip area can be reduced and the cost can be reduced.
【0009】請求項3に記載した手段によれば、負荷駆
動指令時において出力用MOSFETに流れる電流がク
ランプ電流以下である場合、出力用MOSFETおよび
検出用MOSFETのゲート容量は所定の充電電流によ
り充電され、これらMOSFETはオン状態となる。一
方、負荷駆動指令時において出力用MOSFETに流れ
る電流がクランプ電流を超えた場合、その電流偏差に応
じてゲート電圧制限回路が放電電流を制御するので、出
力用MOSFETに流れる電流がクランプ電流に一致す
るように制御される。According to the means described in claim 3, when the current flowing through the output MOSFET is equal to or less than the clamp current when the load drive command is issued, the gate capacitances of the output MOSFET and the detection MOSFET are charged by a predetermined charging current. Then, these MOSFETs are turned on. On the other hand, when the current flowing through the output MOSFET exceeds the clamp current when the load drive command is issued, the gate voltage limiting circuit controls the discharge current according to the current deviation, so the current flowing through the output MOSFET matches the clamp current. To be controlled.
【0010】請求項4に記載した手段によれば、検出用
MOSFETのゲートと出力用MOSFETのゲートと
の間に検出電圧に等しい電圧降下を生じさせる電圧降下
回路を設けたので、検出用MOSFETと出力用MOS
FETのドレイン・ソース間電圧が等しくなり動作点が
一致する。これにより、分流比Mの誤差ひいてはクラン
プ電流の誤差を低減することができる。According to the means described in claim 4, since the voltage drop circuit for causing a voltage drop equal to the detection voltage is provided between the gate of the detection MOSFET and the gate of the output MOSFET, the detection MOSFET and Output MOS
The drain-source voltages of the FETs become equal and the operating points coincide. As a result, it is possible to reduce the error in the shunt ratio M and thus the error in the clamp current.
【0011】請求項5に記載した手段によれば、検出用
抵抗回路および参照用抵抗回路はともにMOSFETに
より構成されているので、両回路はほぼ等しい温度係数
を持つことになり、クランプ電流の温度変動を一層低減
することができる。According to the means described in claim 5, since both the detection resistance circuit and the reference resistance circuit are composed of MOSFETs, both circuits have substantially equal temperature coefficients, and the temperature of the clamp current is substantially the same. The fluctuation can be further reduced.
【0012】請求項6に記載した手段によれば、参照用
抵抗回路は縦続接続された複数のMOSFETにより構
成されているので、参照用抵抗回路の抵抗値を高めるこ
とができ、参照電流出力回路が出力する参照電流を小さ
くすることができる。According to the means described in claim 6, since the reference resistance circuit is composed of a plurality of cascade-connected MOSFETs, the resistance value of the reference resistance circuit can be increased, and the reference current output circuit. The reference current output by can be reduced.
【0013】請求項7に記載した手段によれば、参照電
流出力回路はバンドギャップ基準電圧に基づいて参照電
流を生成するように構成されているので、参照電流の温
度依存性が小さく、クランプ電流の温度変動を一層低減
することができる。According to the means described in claim 7, since the reference current output circuit is configured to generate the reference current based on the bandgap reference voltage, the temperature dependence of the reference current is small and the clamp current is small. The temperature fluctuation can be further reduced.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)以下、本発明
の第1の実施形態について図1ないし図4を参照しなが
ら説明する。図1は、電流クランプ回路を具備した負荷
駆動回路の電気的構成を示している。この図1に示す負
荷駆動回路11は、車両(自動車)用ECU(Electroni
c Control Unit )に搭載されたIC12に内蔵されてお
り、車両に設けられているリレーコイルやLEDなどの
負荷13を駆動するものである。実際のIC12内に
は、駆動する負荷13の数に応じた複数チャンネルの負
荷駆動回路11が形成されている。IC12の電源端子
12aおよびグランド端子12bにはそれぞれバッテリ
14の正極端子および負極端子が接続され、IC12の
電源端子12aと出力端子12cとの間には上記負荷1
3が接続されるようになっている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows an electrical configuration of a load drive circuit including a current clamp circuit. The load drive circuit 11 shown in FIG. 1 is a vehicle (automobile) ECU (Electronic).
It is built in an IC 12 mounted in a c Control Unit) and drives a load 13 such as a relay coil or an LED provided in the vehicle. In the actual IC 12, a plurality of channels of load drive circuits 11 corresponding to the number of loads 13 to be driven are formed. The positive terminal and the negative terminal of the battery 14 are connected to the power terminal 12a and the ground terminal 12b of the IC 12, respectively, and the load 1 is provided between the power terminal 12a and the output terminal 12c of the IC 12.
3 is connected.
【0015】IC12内の負荷駆動回路11は以下のよ
うに構成されている。出力端子12cとグランド端子1
2bとの間にはNチャネル型MOSFET15(出力用
MOSFETに相当)が接続されており、負荷13に対
するロウサイドスイッチを構成している。さらに、これ
ら端子12c、12bの間には、Nチャネル型MOSF
ET16(検出用MOSFETに相当)と抵抗17(検
出用抵抗回路に相当)との直列回路からなる電流検出手
段が接続されている。MOSFET15と16のゲート
同士は接続されており、MOSFET15と16は並列
の接続形態となっている。なお、MOSFET15、1
6のゲートとグランド端子12bとの間には、ツェナー
ダイオード18、19を逆極性に直列接続したゲート保
護回路20が接続されている。The load drive circuit 11 in the IC 12 is constructed as follows. Output terminal 12c and ground terminal 1
An N-channel MOSFET 15 (corresponding to an output MOSFET) is connected between 2b and 2b and constitutes a low side switch for the load 13. Further, an N channel type MOSF is provided between these terminals 12c and 12b.
A current detection means composed of a series circuit of an ET 16 (corresponding to a detection MOSFET) and a resistor 17 (corresponding to a detection resistance circuit) is connected. The gates of the MOSFETs 15 and 16 are connected to each other, and the MOSFETs 15 and 16 are connected in parallel. The MOSFETs 15 and 1
A gate protection circuit 20 in which zener diodes 18 and 19 are connected in series with opposite polarities is connected between the gate of 6 and the ground terminal 12b.
【0016】MOSFET15と16のドレイン面積お
よびソース面積を示すセル数は、MOSFET16のセ
ル数がMOSFET15のセル数の例えば1/100
(=1/N、N:セル比)に設定されている。これによ
り、MOSFET16のドレイン電流は、MOSFET
15のドレイン電流ID のほぼ1/100となる。ま
た、抵抗17の両端電圧はドレイン電流ID が定格負荷
電流の時に0.1V程度になるように設計されているた
め、FET15と16のドレイン・ソース間電圧の差異
による分流比のずれは小さくなっている。Regarding the number of cells indicating the drain area and the source area of the MOSFETs 15 and 16, the number of cells of the MOSFET 16 is, for example, 1/100 of the number of cells of the MOSFET 15.
(= 1 / N, N: cell ratio). As a result, the drain current of the MOSFET 16 is
It is almost 1/100 of the drain current ID of 15. Since the voltage across the resistor 17 is designed to be about 0.1 V when the drain current ID is the rated load current, the deviation of the shunt ratio due to the difference between the drain-source voltages of the FETs 15 and 16 is small. ing.
【0017】電源端子12aとMOSFET15、16
のゲートとの間には、MOSFET15、16のゲート
容量に対し充電電流Igを出力する定電流回路21と、
駆動指令信号SaがHレベルの時にオンとなるスイッチ
回路22とが直列に接続されている。また、電源端子1
2aとグランド端子12bとの間には、参照電流Irを
出力する定電流回路23(参照電流出力回路に相当)
と、駆動指令信号SaがHレベルの時にオンとなるスイ
ッチ回路24と、抵抗25(参照用抵抗回路に相当)と
が直列に接続されている。ここで、抵抗17と25は同
一種類の抵抗素子で構成されており、定電流回路23
は、バンドギャップ基準電圧に基づいた温度係数の小さ
い参照電流Irを生成するようになっている。Power supply terminal 12a and MOSFETs 15 and 16
A constant current circuit 21 that outputs a charging current Ig to the gate capacitances of the MOSFETs 15 and 16, and
A switch circuit 22 that is turned on when the drive command signal Sa is at H level is connected in series. Also, power supply terminal 1
A constant current circuit 23 that outputs a reference current Ir (corresponding to a reference current output circuit) is provided between 2a and the ground terminal 12b.
A switch circuit 24 that is turned on when the drive command signal Sa is at H level and a resistor 25 (corresponding to a reference resistance circuit) are connected in series. Here, the resistors 17 and 25 are composed of the same type of resistive elements, and the constant current circuit 23
Generates a reference current Ir having a small temperature coefficient based on the bandgap reference voltage.
【0018】MOSFET15、16のゲートとグラン
ド端子12bとの間には、ゲート電荷を放電させるた
に、抵抗26とスイッチ回路27とが直列に接続されて
いる。スイッチ回路27は、駆動指令信号Saをインバ
ータ28で反転した駆動禁止信号SbがHレベルの時に
オンするようになっている。A resistor 26 and a switch circuit 27 are connected in series between the gates of the MOSFETs 15 and 16 and the ground terminal 12b in order to discharge the gate charge. The switch circuit 27 is turned on when the drive prohibition signal Sb obtained by inverting the drive command signal Sa by the inverter 28 is at the H level.
【0019】IC12には、端子12aの電圧VB(バ
ッテリ電圧)から制御用の電源電圧Vcc(例えば5V)
を生成する電源回路(図示せず)が内蔵されており、オ
ペアンプ29(ゲート電圧制限回路に相当)はこの電源
電圧Vccの供給を受けて動作するようになっている。オ
ペアンプ29の非反転入力端子はスイッチ24と抵抗2
5との共通接続点に接続され、反転入力端子はMOSF
ET16のソースと抵抗17との共通接続点に接続され
ている。また、オペアンプ29の出力端子は、MOSF
ET15、16のゲートに接続されている。電流クラン
プ回路30は、以上説明したMOSFET16、抵抗1
7、定電流回路23、スイッチ回路24、抵抗25およ
びオペアンプ29から構成されている。In the IC 12, from the voltage VB (battery voltage) at the terminal 12a to the control power supply voltage Vcc (for example, 5V).
A power supply circuit (not shown) for generating is generated, and the operational amplifier 29 (corresponding to a gate voltage limiting circuit) is operated by receiving the supply of the power supply voltage Vcc. The non-inverting input terminal of the operational amplifier 29 has a switch 24 and a resistor 2
It is connected to the common connection point with 5, and the inverting input terminal is MOSF
It is connected to a common connection point between the source of the ET 16 and the resistor 17. The output terminal of the operational amplifier 29 is a MOSF.
It is connected to the gates of ET15 and ET16. The current clamp circuit 30 includes the MOSFET 16 and the resistor 1 described above.
7, a constant current circuit 23, a switch circuit 24, a resistor 25, and an operational amplifier 29.
【0020】図2は、オペアンプ29の詳細な電気的構
成を示している。電源電圧Vccを供給する電源線31と
グランド線32との間には、トランジスタ33〜36と
定電流回路37とからなる差動増幅回路38が構成され
ている。差動入力トランジスタ33と非反転入力端子と
の間および差動入力トランジスタ34と反転入力端子と
の間には、それぞれレベルシフト用のトランジスタ39
および40が接続されており、電源線31とトランジス
タ39、40の各エミッタとの間には、それぞれ定電流
回路41、42が接続されている。FIG. 2 shows a detailed electrical configuration of the operational amplifier 29. A differential amplifier circuit 38 including transistors 33 to 36 and a constant current circuit 37 is formed between the power supply line 31 that supplies the power supply voltage Vcc and the ground line 32. A level shift transistor 39 is provided between the differential input transistor 33 and the non-inverting input terminal and between the differential input transistor 34 and the inverting input terminal, respectively.
And 40 are connected, and constant current circuits 41 and 42 are connected between the power supply line 31 and the emitters of the transistors 39 and 40, respectively.
【0021】グランド線32に接地されたトランジスタ
35と43、トランジスタ46と47、および電源線3
1に接地されたトランジスタ44と45は、それぞれカ
レントミラー回路48、50、49を構成している。最
終段のトランジスタ47のコレクタは出力端子に接続さ
れており、カレントミラー回路49、50はそれぞれn
倍、m倍の電流増幅を行うようになっている。差動増幅
回路38がバランスしている時、定電流回路37の出力
電流Isはトランジスタ33、34に等分されて流れ、
次の(1)式が成立するようになっている。
m・n・Is/2=Ig …(1)Transistors 35 and 43, transistors 46 and 47, and power supply line 3 which are grounded to the ground line 32.
Transistors 44 and 45, which are grounded to 1, constitute current mirror circuits 48, 50 and 49, respectively. The collector of the transistor 47 at the final stage is connected to the output terminal, and the current mirror circuits 49 and 50 have n transistors, respectively.
Double and m-fold current amplification is performed. When the differential amplifier circuit 38 is balanced, the output current Is of the constant current circuit 37 flows equally divided into the transistors 33 and 34,
The following equation (1) is established. m · n · Is / 2 = Ig (1)
【0022】このように本実施形態で用いるオペアンプ
29は、電圧増幅段が差動増幅回路38の1段のみで構
成されており、回路内に位相補償用コンデンサを有して
いない。そして、その開ループゲインが汎用的に用いら
れる通常のオペアンプに比べて低く抑えられており(例
えばデシベルで1/2程度)、周波数特性(カットオフ
周波数)が高くなるような構成となっている。このよう
なオペアンプ29を用いる理由は以下の通りである。As described above, in the operational amplifier 29 used in this embodiment, the voltage amplifying stage is composed of only one stage of the differential amplifying circuit 38, and there is no phase compensating capacitor in the circuit. The open loop gain is suppressed to be lower than that of a general-purpose ordinary operational amplifier (for example, about 1/2 in decibel), and the frequency characteristic (cutoff frequency) is increased. . The reason for using such an operational amplifier 29 is as follows.
【0023】すなわち、汎用的に用いられる通常のオペ
アンプは例えば2段の電圧増幅段を有し、このゲインと
位相補償用コンデンサにより差動対の一次極の時定数を
大きく設定して位相補償を行っている。しかし、このオ
ペアンプを本実施形態で用いると、MOSFET15、
16のゲート容量を負荷とするため、二次極の時定数が
極分離の思想に反して一次極に近づき位相余裕が減少し
てしまう。そこで、上記構成を持つオペアンプ29を採
用して一次極を当該オペアンプ29の出力に接続される
回路(トランジスタ47のコレクタ回路、つまりMOS
FET15、16のゲート)とし、ゲート容量を積極的
に位相補償に用いることによりクランプ動作の安定化を
図っている。That is, a general-purpose ordinary operational amplifier has, for example, two voltage amplifying stages, and the gain and the phase compensating capacitor set a large time constant of the primary pole of the differential pair for phase compensation. Is going. However, when this operational amplifier is used in this embodiment, the MOSFET 15
Since the gate capacitance of 16 is used as a load, the time constant of the secondary pole approaches the primary pole, contrary to the idea of pole separation, and the phase margin decreases. Therefore, a circuit in which the primary pole is connected to the output of the operational amplifier 29 by adopting the operational amplifier 29 having the above configuration (collector circuit of the transistor 47, that is, MOS circuit)
FETs 15 and 16 are used as gates), and the gate capacitance is positively used for phase compensation to stabilize the clamp operation.
【0024】次に、本実施形態の動作について説明す
る。駆動指令信号SaがLレベル(オフ指令)の時、ス
イッチ回路22、24がオフ、スイッチ回路27がオン
となってゲート電圧VGSが0Vとなるため、MOSFE
T15、16はオフ状態となる。この状態から駆動指令
信号SaがHレベル(オン指令)に変化すると、スイッ
チ回路22、24がオン、スイッチ回路27がオフとな
って、定電流回路21からゲート容量に充電電流Igが
流れる。その結果、ゲート電圧VGSがゲート保護回路2
0の保護電圧にまで上昇し、MOSFET15、16は
線形領域でオン動作状態となる。また、抵抗25の両端
に参照電圧Vrが生成される。Next, the operation of this embodiment will be described. When the drive command signal Sa is at the L level (OFF command), the switch circuits 22 and 24 are turned off, the switch circuit 27 is turned on, and the gate voltage VGS becomes 0V.
T15 and T16 are turned off. When the drive command signal Sa changes to the H level (ON command) from this state, the switch circuits 22 and 24 are turned on, the switch circuit 27 is turned off, and the charging current Ig flows from the constant current circuit 21 to the gate capacitance. As a result, the gate voltage VGS changes to the gate protection circuit 2
The protection voltage rises to 0, and the MOSFETs 15 and 16 are turned on in the linear region. Further, the reference voltage Vr is generated across the resistor 25.
【0025】この負荷駆動中において、負荷13の短絡
や電圧VBの上昇などが生じると、MOSFET15の
ドレイン電流ID が増大する。そして、抵抗17の両端
電圧(以下、検出電圧Vaと称す)が抵抗25の両端電
圧(参照電圧Vr)を超えると、オペアンプ29が(V
a−Vr)の電圧に応じた電流Idを出力する(吸い込
む)ようになる。オペアンプ29によるフィードバック
制御により、ゲート容量は(Ig−Id)の電流によっ
て充電され、検出電圧Vaと参照電圧Vrとが一致する
ように、換言すればMOSFET15のドレイン電流I
D が参照電流Irに相当するクランプ電流ID(CL) にク
ランプされるようにゲート電圧VGSが制御される。な
お、この時MOSFET15、16は飽和領域でオン動
作状態となる。When the load 13 is short-circuited or the voltage VB rises during the driving of the load, the drain current ID of the MOSFET 15 increases. When the voltage across the resistor 17 (hereinafter, referred to as the detection voltage Va) exceeds the voltage across the resistor 25 (reference voltage Vr), the operational amplifier 29 outputs (V
The current Id corresponding to the voltage of a-Vr) is output (sucked). By the feedback control by the operational amplifier 29, the gate capacitance is charged by the current (Ig-Id), so that the detection voltage Va and the reference voltage Vr match, in other words, the drain current I of the MOSFET 15.
The gate voltage VGS is controlled so that D is clamped to the clamp current ID (CL) corresponding to the reference current Ir. At this time, the MOSFETs 15 and 16 are turned on in the saturation region.
【0026】続いて、MOSFET15のクランプ電流
ID(CL) の温度特性について図3および図4を用いて説
明する。図3は、MOSFET15、16と抵抗17と
からなる回路部分の等価回路を示している。この等価回
路および以下の説明において用いる記号は以下の通りで
ある。
Ron(m) …MOSFET15のオン抵抗値
Ron(s) …MOSFET16のオン抵抗値
Rs …抵抗17の抵抗値
Rr …抵抗25の抵抗値
M …分流比(=ID(MOSFET15) /ID(MOSFET16) )Next, the temperature characteristics of the clamp current ID (CL) of the MOSFET 15 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 shows an equivalent circuit of a circuit portion including the MOSFETs 15 and 16 and the resistor 17. The symbols used in this equivalent circuit and in the following description are as follows. Ron (m) ... ON resistance value of MOSFET 15 Ron (s) ... ON resistance value of MOSFET 16 Rs ... Resistance value of resistor Rr ... Resistance value of resistor 25 M ... Diversion ratio (= ID (MOSFET15) / ID (MOSFET16))
【0027】オペアンプ29によるクランプ動作が行わ
れている期間、次の(2)式が成立する。
Rs・ID(CL) /M=Rr・Ir …(2)
この(2)式からクランプ電流ID(CL) は次の(3)式
のように導出される。
ID(CL) =(Rr/Rs)・Ir・M …(3)While the clamp operation by the operational amplifier 29 is being performed, the following expression (2) is established. Rs · ID (CL) / M = Rr · Ir (2) From this equation (2), the clamp current ID (CL) is derived as in the following equation (3). ID (CL) = (Rr / Rs) · Ir · M (3)
【0028】同一種類の抵抗素子からなる抵抗17と2
5は同一の温度係数を持っていること、および参照電流
Irの温度係数はほぼ0であることから、温度Tの微分
について次の(4)式および(5)式が成立する。
d(Rr/Rs)/dT=0 …(4)
dIr/dT=0 …(5)Resistors 17 and 2 composed of the same type of resistive elements
Since 5 has the same temperature coefficient and the temperature coefficient of the reference current Ir is almost 0, the following expressions (4) and (5) are established for the differentiation of the temperature T. d (Rr / Rs) / dT = 0 (4) dIr / dT = 0 (5)
【0029】その結果、クランプ電流ID(CL) の温度微
分は、次の(6)式のようになる。
dID(CL) /dT=(Rr/Rs)・Ir・dM/dT …(6)
ここで、分流比Mは、図3に示す等価回路より次の
(7)式のようになる。As a result, the temperature differential of the clamp current ID (CL) is expressed by the following equation (6). dID (CL) / dT = (Rr / Rs) .Ir.dM / dT (6) Here, the diversion ratio M is expressed by the following equation (7) from the equivalent circuit shown in FIG.
【0030】
M=N・(1+Rs/Ron(s) ) …(7)
ただし、N=Ron(s) /Ron(m)
これから、分流比Mの温度微分は、次の(8)式のよう
になる。
dM/dT=N・((dRs/dT)・Ron(s)
−(dRon(s) /dT)・Rs)/Ron(s) 2 …(8)M = N · (1 + Rs / Ron (s)) (7) However, N = Ron (s) / Ron (m) From this, the temperature differential of the diversion ratio M is expressed by the following equation (8). become. dM / dT = N. ((dRs / dT) .Ron (s)-(dRon (s) / dT) .Rs) / Ron (s) 2 (8)
【0031】クランプ電流ID(CL) の温度微分を0にす
るためにはdM/dT=0とすれば良く、その結果次の
(9)式の関係式が得られる。
(dRs/dT)・Ron(s) =(dRon(s) /dT)・Rs …(9)
従って、(4)式と(5)式が成立する下で(9)式が
成立するように抵抗17の抵抗値RsとMOSFET1
6のオン抵抗値Ron(s) を設定することにより、クラン
プ電流ID(CL) の温度係数を低減することができる。In order to make the temperature differential of the clamp current ID (CL) to 0, dM / dT = 0 is set, and as a result, the following relational expression (9) is obtained. (DRs / dT) .Ron (s) = (dRon (s) / dT) .Rs (9) Therefore, if the formulas (4) and (5) are satisfied, the formula (9) is satisfied. Resistance value Rs of resistor 17 and MOSFET1
By setting the on-resistance value Ron (s) of 6, the temperature coefficient of the clamp current ID (CL) can be reduced.
【0032】図4は、抵抗17と25にCrSi抵抗
(温度係数=100ppm/℃)を用いた場合と拡散抵
抗(温度係数=2540ppm/℃)を用いた場合のク
ランプ電流ID(CL) の温度特性を示すシミュレーション
結果である。横軸は、周囲温度Ta[℃]を示してい
る。MOSFET16のオン抵抗の温度係数は4000
ppm/℃であるため、拡散抵抗を用いた場合に(9)
式を満たすRon(s) /Rsは以下のように計算される。
Ron(s) /Rs=(dRon(s) /dT)/(dRs/dT)
=4000/2540=1.6FIG. 4 shows the temperature of the clamp current ID (CL) when CrSi resistors (temperature coefficient = 100 ppm / ° C.) and diffusion resistors (temperature coefficient = 2540 ppm / ° C.) are used for the resistors 17 and 25. It is a simulation result which shows a characteristic. The horizontal axis represents the ambient temperature Ta [° C]. The temperature coefficient of the ON resistance of the MOSFET 16 is 4000.
Since it is ppm / ℃, when using diffusion resistance (9)
Ron (s) / Rs satisfying the formula is calculated as follows. Ron (s) / Rs = (dRon (s) / dT) / (dRs / dT) = 4000/2540 = 1.6
【0033】そこで、図4では上記計算結果に基づいた
以下の条件によりシミュレーションを行った。
Ron(s) /Rs=1.6
Rs=100Ω
Rr=3kΩ
Ir=100μA
N=1325Therefore, in FIG. 4, a simulation was performed under the following conditions based on the above calculation results. Ron (s) /Rs=1.6 Rs = 100Ω Rr = 3 kΩ Ir = 100 μA N = 1325
【0034】その結果、抵抗17と25に拡散抵抗を用
いた場合において、−40℃から25℃の温度変化、2
5℃から150℃の温度変化に対するクランプ電流ID
(CL)の温度係数はそれぞれ−71ppm/℃、−47p
pm/℃となり、十分な改善効果を確認できた。これに
対し、CrSi抵抗の温度係数は100ppm/℃と低
いため、抵抗17と25にCrSi抵抗を用いた場合に
おいて同じ条件でシミュレーションを行うと十分な改善
効果は現れない。しかし、CrSi抵抗に対しても
(9)式を満たすようにRon(s) /Rsを設定すれば、
同様の効果を得ることができる。As a result, when diffusion resistors are used for the resistors 17 and 25, the temperature change from -40 ° C to 25 ° C, 2
Clamp current ID for temperature change from 5 ℃ to 150 ℃
Temperature coefficient of (CL) is -71ppm / ℃, -47p
It was pm / ° C, and a sufficient improvement effect could be confirmed. On the other hand, since the temperature coefficient of CrSi resistance is as low as 100 ppm / ° C., when CrSi resistance is used for the resistors 17 and 25, a sufficient improvement effect does not appear if simulation is performed under the same conditions. However, if Ron (s) / Rs is set so as to satisfy the equation (9) for CrSi resistance,
The same effect can be obtained.
【0035】以上説明したように、本実施形態の負荷駆
動回路11によれば、例えば負荷13が短絡したような
場合に、電流クランプ回路30がMOSFET15のド
レイン電流ID をクランプ電流ID(CL) にクランプする
ので、MOSFET15および負荷13を過電流による
過熱や破壊から保護することができる。As described above, according to the load drive circuit 11 of the present embodiment, when the load 13 is short-circuited, the current clamp circuit 30 changes the drain current ID of the MOSFET 15 into the clamp current ID (CL). Since the clamp is performed, the MOSFET 15 and the load 13 can be protected from overheating or destruction due to overcurrent.
【0036】この電流クランプ回路30において、検出
用の抵抗17と参照用の抵抗25とを同一種類の抵抗素
子により構成し、定電流回路23に温度依存性の小さい
回路を採用し、さらに(9)式が満たされるように抵抗
17の抵抗値RsとMOSFET16のオン抵抗値Ron
(s) を設定したので、クランプ電流ID(CL) の温度依存
性が非常に小さくなる。このため、電流クランプ回路3
0は、温度が広範囲に変化し易い車両用ECUにおいて
用いられる負荷駆動回路11に対し好適な回路となる。In the current clamp circuit 30, the detection resistor 17 and the reference resistor 25 are composed of the same type of resistance element, and the constant current circuit 23 is a circuit having a small temperature dependence. ) So that the resistance value Rs of the resistor 17 and the on-resistance value Ron of the MOSFET 16 are
Since (s) is set, the temperature dependence of the clamp current ID (CL) becomes very small. Therefore, the current clamp circuit 3
0 is a circuit suitable for the load drive circuit 11 used in the vehicle ECU in which the temperature easily changes over a wide range.
【0037】また、電流クランプ回路30は、電圧増幅
回路を1段のみとし、開ループゲインを抑え、MOSF
ET15、16のゲート容量を積極的に位相補償に用い
る構成のオペアンプ29を用いている。これにより、オ
ペアンプ29内に位相補償用コンデンサが不要となり、
特にIC12に多チャンネルの負荷駆動回路11を形成
する場合にチップ面積の低減効果が大きくなり、それに
伴って低コスト化が図られる。Further, the current clamp circuit 30 has only one stage of voltage amplifying circuit to suppress the open loop gain, and the MOSF
An operational amplifier 29 having a configuration in which the gate capacitances of the ETs 15 and 16 are positively used for phase compensation is used. This eliminates the need for a phase compensation capacitor in the operational amplifier 29,
In particular, when the multi-channel load drive circuit 11 is formed in the IC 12, the effect of reducing the chip area becomes large, and the cost can be reduced accordingly.
【0038】さらに、抵抗17に生成される検出電圧V
aと抵抗25に生成される参照電圧Vrとは、入力部に
PNP形トランジスタ39、40からなるレベルシフト
回路を用いたオペアンプ29に入力されているので、参
照電圧Vrを0.1V程度に低く設定しても動作可能と
なる。その結果、MOSFET15と16のドレイン・
ソース間電圧がほぼ等しくなるので、分流比Mの誤差ひ
いてはクランプ電流ID(CL) の誤差を低減することがで
きる。Further, the detection voltage V generated in the resistor 17
Since a and the reference voltage Vr generated in the resistor 25 are input to the operational amplifier 29 using the level shift circuit including the PNP transistors 39 and 40 in the input section, the reference voltage Vr is lowered to about 0.1V. Even if set, it can operate. As a result, the drains of MOSFETs 15 and 16
Since the voltages between the sources are substantially equal to each other, it is possible to reduce the error of the shunt ratio M and the error of the clamp current ID (CL).
【0039】(第2の実施形態)次に、本発明の第2の
実施形態について図5および図6を参照しながら説明す
る。なお、図5および図6においてそれぞれ図1および
図2と同一構成部分には同一符号を付して示し、ここで
は異なる構成部分について説明する。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6, the same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and different components will be described here.
【0040】図5に示す負荷駆動回路51はIC52に
内蔵されており、その端子52dには、クランプ動作時
にHレベルとなるクランプ動作信号Scが出力されるよ
うになっている。電流クランプ回路53において、MO
SFET16のソースとグランド端子52bとの間に
は、検出用抵抗として機能するNチャネル型MOSFE
T54が接続されており、スイッチ回路24とグランド
端子52bとの間には、参照用抵抗として機能するNチ
ャネル型MOSFET55、56、57が縦続接続され
ている。これらMOSFET54〜57は同サイズであ
って、各ゲートは共通に接続されている。電源端子52
aと当該共通のゲートとの間には、定電流回路58と、
駆動指令信号SaがHレベルの時にオンとなるスイッチ
回路59とが直列に接続されている。The load drive circuit 51 shown in FIG. 5 is built in the IC 52, and the clamp operation signal Sc which becomes H level during the clamp operation is output to the terminal 52d thereof. In the current clamp circuit 53, MO
Between the source of the SFET 16 and the ground terminal 52b, an N-channel type MOSFE functioning as a detection resistor.
T54 is connected, and N-channel MOSFETs 55, 56, 57 functioning as reference resistors are cascade-connected between the switch circuit 24 and the ground terminal 52b. These MOSFETs 54 to 57 have the same size, and their gates are commonly connected. Power terminal 52
Between a and the common gate, a constant current circuit 58,
A switch circuit 59 that is turned on when the drive command signal Sa is at H level is connected in series.
【0041】MOSFET16のゲートとMOSFET
15のゲートとの間には抵抗60(電圧降下回路に相
当)が接続されている。この抵抗60は、MOSFET
15と16のドレイン・ソース間電圧差を補償するため
に設けられるもので、その抵抗値Rgは、MOSFET
55〜57の合成オン抵抗をRrとすれば次の(10)
式に示す値に設定されている。
Rg=Rr・Ir/Ig …(10)Gate of MOSFET 16 and MOSFET
A resistor 60 (corresponding to a voltage drop circuit) is connected to the gate of 15. This resistor 60 is a MOSFET
It is provided in order to compensate the drain-source voltage difference between 15 and 16, and the resistance value Rg is MOSFET.
If the combined ON resistance of 55 to 57 is Rr, the following (10)
It is set to the value shown in the formula. Rg = Rr · Ir / Ig (10)
【0042】オペアンプ61(ゲート電圧制限回路に相
当)は、電源電圧Vccの供給を受けて動作し、その非反
転入力端子はMOSFET55のドレインに接続され、
反転入力端子はMOSFET54のドレインに接続され
ている。また、オペアンプ61は、上述したクランプ動
作信号Scを出力するようになっており、その信号出力
端子と端子52dとの間にはバッファ回路62が接続さ
れている。The operational amplifier 61 (corresponding to a gate voltage limiting circuit) operates by receiving the power supply voltage Vcc, and its non-inverting input terminal is connected to the drain of the MOSFET 55.
The inverting input terminal is connected to the drain of the MOSFET 54. Further, the operational amplifier 61 outputs the above-mentioned clamp operation signal Sc, and the buffer circuit 62 is connected between the signal output terminal and the terminal 52d.
【0043】図6は、オペアンプ61の詳細な電気的構
成を示している。トランジスタ36と63はカレントミ
ラー回路64を構成しており、そのトランジスタ63の
コレクタは、クランプ動作信号Scの信号出力端子であ
るとともに定電流回路65を介して電源線31に接続さ
れている。トランジスタ44、45の共通のベースとグ
ランド線32との間には抵抗66とトランジスタ67と
が接続されており、これらトランジスタ44、45、6
7と抵抗66とによりカレントミラー回路68が構成さ
れている。同様に、電源線31とトランジスタ46、4
7の共通のベースとの間には抵抗69とトランジスタ7
0が接続されており、これらトランジスタ46、47、
70と抵抗69とによりカレントミラー回路71が構成
されている。FIG. 6 shows a detailed electrical configuration of the operational amplifier 61. The transistors 36 and 63 form a current mirror circuit 64, and the collector of the transistor 63 is a signal output terminal of the clamp operation signal Sc and is connected to the power supply line 31 via the constant current circuit 65. A resistor 66 and a transistor 67 are connected between the common base of the transistors 44 and 45 and the ground line 32, and these transistors 44, 45 and 6 are connected.
A current mirror circuit 68 is configured by 7 and the resistor 66. Similarly, the power line 31 and the transistors 46, 4
Resistor 69 and transistor 7 between the common base of 7
0 is connected to these transistors 46, 47,
A current mirror circuit 71 is configured by 70 and the resistor 69.
【0044】電源線31とグランド線32との間には、
トランジスタ73とダイオード接続されたトランジスタ
74、75とが直列に接続されている。トランジスタ7
3、74のコレクタとトランジスタ47のコレクタとの
間には、トランジスタ72のベース・エミッタ間が接続
されており、そのトランジスタ72のコレクタはオペア
ンプ61の出力端子に接続されている。Between the power line 31 and the ground line 32,
The transistor 73 and the diode-connected transistors 74 and 75 are connected in series. Transistor 7
The base and emitter of the transistor 72 are connected between the collectors of the transistors 3, 74 and the collector of the transistor 47, and the collector of the transistor 72 is connected to the output terminal of the operational amplifier 61.
【0045】本実施形態の電流クランプ回路53も、そ
の基本動作は第1の実施形態で説明した電流クランプ回
路30と同様であるため、第1の実施形態と同様の作
用、効果を得ることができる。そして、本実施形態では
電圧降下回路である抵抗60を設けたので、クランプ動
作時におけるMOSFET15と16のドレイン・ソー
ス間電圧が等しくなり、MOSFET15と16の動作
点が一致して分流比Mの誤差を低減することができる。Since the basic operation of the current clamp circuit 53 of this embodiment is similar to that of the current clamp circuit 30 described in the first embodiment, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained. it can. Since the resistor 60, which is the voltage drop circuit, is provided in the present embodiment, the drain-source voltages of the MOSFETs 15 and 16 become equal during the clamp operation, the operating points of the MOSFETs 15 and 16 coincide, and the error of the shunt ratio M increases. Can be reduced.
【0046】また、検出用抵抗回路と参照用抵抗回路は
共にMOSFETのオン抵抗を利用しているため、両回
路はほぼ等しい温度係数を持つことになり、クランプ電
流ID(CL) の温度変動を一層低減することができる。そ
して、MOSFET54のオン抵抗RsとMOSFET
16のオン抵抗Ron(s) とは近似する温度係数を持つた
め、上述した(9)式によればdM/dT=0とするた
めに必要とされるオン抵抗RsとRon(s) とをほぼ等し
い値に設定でき、実際に設計する上で好適となる。さら
に、MOSFET55〜57を縦続接続して参照用抵抗
の抵抗値Rrを高めているので、参照用電流Irを低減
して消費電流を減らすことができる。Further, since the detection resistance circuit and the reference resistance circuit both utilize the on resistance of the MOSFET, both circuits have substantially equal temperature coefficients, so that the clamp current ID (CL) changes with temperature. It can be further reduced. Then, the on-resistance Rs of the MOSFET 54 and the MOSFET
Since the on-resistance Ron (s) of 16 has an approximate temperature coefficient, the on-resistance Rs and Ron (s) required to set dM / dT = 0 are calculated according to the above equation (9). It can be set to almost the same value, which is suitable for actual design. Further, since the MOSFETs 55 to 57 are connected in cascade to increase the resistance value Rr of the reference resistor, the reference current Ir can be reduced and the current consumption can be reduced.
【0047】オペアンプ61がクランプ動作中を示すク
ランプ動作信号Scを出力するように構成したので、他
の制御回路はこのクランプ動作信号Scを参照すること
により負荷駆動回路51または負荷13の状態を検出す
ることが可能となる。また、オペアンプ61のカレント
ミラー回路68、71にはベース電流の供給回路が付加
されているので、電流増幅度の精度を高められる。さら
に、オペアンプ61の出力部にトランジスタ73〜75
を付加したので、トランジスタ47のアーリー効果が抑
制される。Since the operational amplifier 61 is configured to output the clamp operation signal Sc indicating that the clamp operation is in progress, other control circuits detect the state of the load drive circuit 51 or the load 13 by referring to the clamp operation signal Sc. It becomes possible to do. Further, since the base current supply circuit is added to the current mirror circuits 68 and 71 of the operational amplifier 61, the accuracy of the current amplification degree can be improved. Furthermore, the transistors 73 to 75 are provided at the output of the operational amplifier 61.
Is added, the Early effect of the transistor 47 is suppressed.
【0048】(その他の実施形態)なお、本発明は上記
し且つ図面に示す各実施形態に限定されるものではな
く、例えば以下のように変形または拡張が可能である。
第1の実施形態に対し、電源端子12aと出力端子12
cとの間にMOSFETが接続され、出力端子12cと
グランド端子12bとの間に負荷13が接続されるハイ
サイドスイッチの回路形態としても良い。第2の実施形
態についても同様である。(Other Embodiments) The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be modified or expanded as follows, for example.
Compared to the first embodiment, the power supply terminal 12a and the output terminal 12
It is also possible to adopt a circuit configuration of a high-side switch in which a MOSFET is connected between the output terminal 12c and the ground terminal 12b and a load 13 is connected between the output terminal 12c and the ground terminal 12b. The same applies to the second embodiment.
【0049】チップ面積の増大が許される場合には、オ
ペアンプ29、61に替えて位相補償用コンデンサを有
する汎用オペアンプを用いても良い。電圧降下回路は、
抵抗に替えて例えばダイオードにより構成しても良い。
MOSFET15、16のゲート駆動に定電流回路23
を用いたが、これに替えて電圧を出力する回路を用いて
も良い。If an increase in chip area is permitted, a general-purpose operational amplifier having a phase compensation capacitor may be used instead of the operational amplifiers 29 and 61. The voltage drop circuit is
A diode may be used instead of the resistor.
Constant current circuit 23 for driving the gates of MOSFETs 15 and 16
However, instead of this, a circuit that outputs a voltage may be used.
【0050】本発明は、検出用抵抗回路と参照用抵抗回
路とが近似する温度特性を有すること、および参照電流
の温度変動が小さいことを前提とした。しかし、これら
の条件を満足できない場合には、(3)式で示すクラン
プ電流ID(CL) の温度微分についてd(Rr/Rs)/
dTおよびdIr/dTまで考慮して微分結果を導出
し、その導出結果に基づいて各抵抗値を設定すれば良
い。The present invention is premised on that the detection resistance circuit and the reference resistance circuit have similar temperature characteristics and that the temperature fluctuation of the reference current is small. However, when these conditions cannot be satisfied, the temperature differential of the clamp current ID (CL) shown in the equation (3) is d (Rr / Rs) /
It suffices to derive the differentiation result in consideration of dT and dIr / dT and set each resistance value based on the derived result.
【図1】本発明の第1の実施形態を示す負荷駆動回路の
電気的構成図FIG. 1 is an electrical configuration diagram of a load drive circuit showing a first embodiment of the present invention.
【図2】オペアンプの詳細な電気的構成図FIG. 2 is a detailed electrical configuration diagram of an operational amplifier.
【図3】MOSFET15、16と抵抗17とからなる
回路部分の等価回路図FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a circuit portion including MOSFETs 15 and 16 and a resistor 17.
【図4】クランプ電流ID(CL) の温度特性を示す図FIG. 4 is a diagram showing temperature characteristics of clamp current ID (CL).
【図5】本発明の第2の実施形態を示す図1相当図FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.
【図6】図2相当図FIG. 6 is a view corresponding to FIG.
【図7】従来技術を示す図1相当図FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a conventional technique.
15はMOSFET(出力用MOSFET)、16はM
OSFET(検出用MOSFET)、17は抵抗(検出
用抵抗回路)、23は定電流回路(参照電流出力回
路)、25は抵抗(参照用抵抗回路)、29、61はオ
ペアンプ(ゲート電圧制限回路)、30、53は電流ク
ランプ回路、54はMOSFET(検出用抵抗回路)、
55、56、57はMOSFET(参照用抵抗回路)、
60は抵抗(電圧降下回路)である。15 is a MOSFET (output MOSFET), 16 is an M
OSFET (detection MOSFET), 17 is a resistance (detection resistance circuit), 23 is a constant current circuit (reference current output circuit), 25 is a resistance (reference resistance circuit), 29 and 61 are operational amplifiers (gate voltage limiting circuit) , 30 and 53 are current clamp circuits, 54 is a MOSFET (detection resistance circuit),
55, 56 and 57 are MOSFETs (reference resistance circuits),
Reference numeral 60 is a resistor (voltage drop circuit).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J030 CB07 CC03 CC06 5J055 AX15 AX34 AX64 BX16 CX13 DX13 DX22 DX54 DX55 EX01 EX10 EY01 EY13 EY21 EZ04 EZ07 EZ09 EZ11 EZ16 EZ51 FX04 FX19 FX32 GX01 GX06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 5J030 CB07 CC03 CC06 5J055 AX15 AX34 AX64 BX16 CX13 DX13 DX22 DX54 DX55 EX01 EX10 EY01 EY13 EY21 EZ04 EZ07 EZ09 EZ11 EZ16 EZ51 FX04 FX19 FX32 GX01 GX06
Claims (7)
Tに対し所定のセル比を持つとともに、その出力用MO
SFETと並列接続され且つゲート同士が接続された検
出用MOSFETと、 この検出用MOSFETと直列に接続された検出用抵抗
回路と、 この検出用抵抗回路と近似する温度特性を有する参照用
抵抗回路と、 この参照用抵抗回路に対し温度変動の小さい参照電流を
供給する参照電流出力回路と、 前記検出用抵抗回路に生成される検出電圧と前記参照用
抵抗回路に生成される参照電圧とに基づいて前記出力用
MOSFETおよび検出用MOSFETのゲート電圧を
制限するゲート電圧制限回路とを備え、 前記検出用MOSFETのオン抵抗値Ron(s) と前記検
出用抵抗回路の抵抗値Rsが、 (dRs/dT)・Ron(s)=(dRon(s) /dT)・Rs ただし、d/dTは温度による微分演算なる関係式を満
足するような値に設定されていることを特徴とする電流
クランプ回路。1. An output MOSFE for supplying a current to a load.
It has a predetermined cell ratio to T and its output MO
A detection MOSFET connected in parallel with the SFET and having gates connected to each other, a detection resistance circuit connected in series with the detection MOSFET, and a reference resistance circuit having temperature characteristics similar to those of the detection resistance circuit. A reference current output circuit for supplying a reference current having a small temperature fluctuation to the reference resistance circuit, and a detection voltage generated in the detection resistance circuit and a reference voltage generated in the reference resistance circuit. A gate voltage limiting circuit for limiting the gate voltage of the output MOSFET and the detection MOSFET, wherein the ON resistance value Ron (s) of the detection MOSFET and the resistance value Rs of the detection resistance circuit are (dRs / dT ) ・ Ron (s) = (dRon (s) / dT) ・ Rs However, d / dT must be set to a value that satisfies the relational expression of differential calculation by temperature. Current clamp circuit according to claim.
路が1段構成とされ、開ループゲインが汎用的に用いら
れるオペアンプに比べて低く設定され、且つ回路内に位
相補償用コンデンサを持たないオペアンプによって構成
されており、このオペアンプの出力端子に接続される前
記出力用MOSFETおよび検出用MOSFETのゲー
ト容量によって位相補償を実行する構成であることを特
徴とする請求項1記載の電流クランプ回路。2. The gate voltage limiting circuit, wherein the voltage amplifying circuit has a one-stage configuration, the open loop gain is set lower than that of a commonly used operational amplifier, and there is no phase compensation capacitor in the circuit. The current clamp circuit according to claim 1, wherein the current clamp circuit is configured by an operational amplifier, and the phase compensation is executed by the gate capacitances of the output MOSFET and the detection MOSFET connected to the output terminal of the operational amplifier.
Tおよび検出用MOSFETのゲート容量が所定の充電
電流によって充電されるように構成されており、 前記ゲート電圧制限回路は、前記検出電圧が前記参照電
圧を超えている場合に前記出力用MOSFETおよび検
出用MOSFETのゲート容量からの放電電流を制御す
るように構成されていることを特徴とする請求項1また
は2記載の電流クランプ回路。3. The output MOSFE when a load drive command is issued.
The gate capacitances of the T and the detection MOSFET are configured to be charged by a predetermined charging current, and the gate voltage limiting circuit includes the output MOSFET and the detection MOSFET when the detection voltage exceeds the reference voltage. The current clamp circuit according to claim 1 or 2, wherein the current clamp circuit is configured to control a discharge current from a gate capacitance of the MOSFET for use.
出力用MOSFETのゲートとの間に、前記検出電圧に
等しい電圧降下を生じさせる電圧降下回路を設けたこと
を特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の電流ク
ランプ回路。4. A voltage drop circuit for producing a voltage drop equal to the detection voltage is provided between the gate of the detection MOSFET and the gate of the output MOSFET. The current clamp circuit according to any one of claims.
抗回路は、MOSFETにより構成されていることを特
徴とする請求項1ないし4の何れかに記載の電流クラン
プ回路。5. The current clamp circuit according to claim 1, wherein the detection resistance circuit and the reference resistance circuit are configured by MOSFETs.
複数のMOSFETにより構成されていることを特徴と
する請求項5記載の電流クランプ回路。6. The current clamp circuit according to claim 5, wherein the reference resistance circuit includes a plurality of MOSFETs connected in cascade.
プ基準電圧に基づいて参照電流を生成するように構成さ
れていることを特徴とする請求項1ないし6の何れかに
記載の電流クランプ回路。7. The current clamp circuit according to claim 1, wherein the reference current output circuit is configured to generate a reference current based on a bandgap reference voltage.
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