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JPH05241671A - Reference voltage generator and semiconductor with function preventing excess current - Google Patents

Reference voltage generator and semiconductor with function preventing excess current

Info

Publication number
JPH05241671A
JPH05241671A JP4360492A JP4360492A JPH05241671A JP H05241671 A JPH05241671 A JP H05241671A JP 4360492 A JP4360492 A JP 4360492A JP 4360492 A JP4360492 A JP 4360492A JP H05241671 A JPH05241671 A JP H05241671A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reference voltage
monitor
overcurrent
voltage
resistance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4360492A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoto Fujishima
直人 藤島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP4360492A priority Critical patent/JPH05241671A/en
Publication of JPH05241671A publication Critical patent/JPH05241671A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インテリジェントパワースイッチなどに搭載
されている過電流防止回路において、過電流判定のため
の抵抗は拡散などにより製造されているため、その抵抗
値に温度依存性、製造上のばらつきがある。そこで、温
度依存性、製造上のばらつきによる変動を補償して過電
流か否かを精度良く判定し、過電流を防止しながらスイ
ッチの能力を十分に発揮可能な半導体装置を実現する。 【構成】 正の温度依存性を有するツェナダイオード3
02および負の温度依存性を有するダイオードのPN接
合303〜305を用い、これらの基準電圧への寄与を
抵抗306、307の抵抗値の比率により制御すること
により、温度依存性を制御可能な基準電圧Vref0を
発生でき、この基準電圧を用いてモニタ用抵抗の温度に
よる抵抗値の変動を補償して精度良い電流値の判定が可
能となる。
(57) [Abstract] [Purpose] In the overcurrent prevention circuit mounted on intelligent power switches, etc., the resistance for overcurrent judgment is manufactured by diffusion, so its resistance value depends on temperature and manufacturing. There is variation above. Therefore, it is possible to realize a semiconductor device capable of accurately demonstrating whether or not an overcurrent is present by compensating for variations due to temperature dependence and manufacturing variations, and preventing the overcurrent while sufficiently exhibiting the ability of the switch. [Configuration] Zener diode 3 having positive temperature dependence
02 and a diode PN junction 303 to 305 having a negative temperature dependence, and controlling their contribution to the reference voltage by the ratio of the resistance values of the resistors 306 and 307. The voltage Vref0 can be generated, and by using this reference voltage, it is possible to accurately determine the current value by compensating the variation in the resistance value due to the temperature of the monitor resistor.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、温度依存性の有る抵抗
により電圧、電流などを判定する際に参照する基準電圧
を供給する基準電圧発生装置、およびこの基準電圧発生
装置を用いて過電流を防止する機能を有する半導体装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reference voltage generator for supplying a reference voltage to be referred to when judging voltage, current, etc. by a resistance having temperature dependency, and an overcurrent using this reference voltage generator. The present invention relates to a semiconductor device having a function of preventing the above.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、パワーMOSFETと論理・アナ
ログ回路をワンチップ化し、低オン抵抗出力でありなが
ら、負荷の状態検出、異常の検知、素子の保護制御など
を行うことができるインテリジェントパワースイッチ
(IPS)の開発が進んでいる。
2. Description of the Related Art In recent years, a power MOSFET and a logic / analog circuit have been integrated into a single chip, and an intelligent power switch capable of performing load state detection, abnormality detection, element protection control, etc. while having a low on-resistance output ( IPS) is under development.

【0003】このような保護機能を有する半導体装置
は、主に自動車用や、電源用として用いられており、保
護機能の1つとして、過電流に対する保護機能がある。
Semiconductor devices having such a protection function are mainly used for automobiles and power supplies. One of the protection functions is a protection function against overcurrent.

【0004】図5に、出力用パワーMOSFET101
を含む、従来のIPSないの過電流保護回路を示してあ
る。本回路によりIPSの出力端子の電源への短絡故障
時、あるいは、負荷異常による過電流の流入からパワー
MOSFETなどのスイッチング素子を保護することが
できる。なお、ここで考えられる負荷としては、インダ
クタンスはじめ、抵抗、キャパシタなどがある。
FIG. 5 shows an output power MOSFET 101.
A conventional overcurrent protection circuit without IPS is shown, including This circuit can protect the switching element such as the power MOSFET from a short-circuit failure to the power supply of the output terminal of the IPS or from the inflow of an overcurrent due to a load abnormality. The loads considered here include inductance, resistance, and capacitor.

【0005】図5のIPSにおいては、出力パワーMO
SFET101がゲートドライブ回路105により駆動
される。そして、この出力パワーMOSFET101を
流れる出力電流は、同じくゲートドライブ回路105に
より駆動される電流モニタ用のMOSFET102でモ
ニタされている。このモニタ用MOSFET102は、
パワーMOSFET101と全く同一の製造方法で形成
されており、構造も同一である。しかし、オン抵抗を数
万〜数10万倍とするために、チャネル幅を小さくして
いる。さらに、このモニタ用MOSFET102は、パ
ワーMOSFET101が接続されている負荷端子P
1、P2に接続されている。従って、このモニタ用MO
SFET102を用いて、微小電流を検出することによ
り、パワーMOSFET101の主経路に流れる電流を
モニタできるようにしている。
In the IPS of FIG. 5, the output power MO
The SFET 101 is driven by the gate drive circuit 105. The output current flowing through the output power MOSFET 101 is monitored by the current monitoring MOSFET 102 which is also driven by the gate drive circuit 105. This monitor MOSFET 102 is
It is formed by the same manufacturing method as the power MOSFET 101, and has the same structure. However, the channel width is reduced in order to increase the on-resistance by several tens to several hundreds of thousands. Further, the monitor MOSFET 102 has a load terminal P to which the power MOSFET 101 is connected.
1 and P2. Therefore, this monitor MO
The SFET 102 is used to detect a minute current so that the current flowing through the main path of the power MOSFET 101 can be monitored.

【0006】このモニタ用MOSFET102には、過
電流測定用のモニタ用抵抗103が直列に接続されてい
る。このモニタ用抵抗103における電圧降下N1は、
ディプレッション形の負荷用MOSFET107、およ
び検出用MOSFET108により構成されているイン
バータに印加される。MOSFET107および108
により構成されているインバータの出力結果は、増幅用
のインパータ106を介して電流制限用MOSFET1
09のゲート電極に印加される。この電流制限用MOS
FET109は、ゲートドライブ回路105からパワー
MOSFET101、およびモニタ用MOSFET10
2の間に、各ゲート電極に印加されている駆動用の信号
電位N2を低下可能なように接続されている。従って、
この回路においては、先ず、主経路であるパワーMOS
FET101を流れる電流が増加すると、モニタ用MO
SFET102を流れる電流も増加し、モニタ用抵抗1
03における電圧降下N1も増加する。そして、主経路
を流れる電流が一定値を越えると、電圧降下N1がMO
SFET107および108で構成されるインバータの
閾値電位を越え、その結果、インバータ106を介して
MOSFET109が導通状態となる。このため、ゲー
トドライブ回路105からの駆動信号のレベルN2が低
下し、主経路を流れる電流を制限し、過電流が流れるこ
と防止することができる。
A monitor resistor 103 for measuring overcurrent is connected in series to the monitor MOSFET 102. The voltage drop N1 in the monitor resistor 103 is
It is applied to an inverter composed of a depletion type load MOSFET 107 and a detection MOSFET 108. MOSFET 107 and 108
The output result of the inverter constituted by the
09 gate electrode. This current limiting MOS
The FET 109 includes the gate drive circuit 105, the power MOSFET 101, and the monitor MOSFET 10.
2 is connected so that the driving signal potential N2 applied to each gate electrode can be lowered. Therefore,
In this circuit, first, the power MOS which is the main path
When the current flowing through the FET 101 increases, the monitor MO
The current flowing through the SFET 102 also increases, and the monitor resistor 1
The voltage drop N1 at 03 also increases. When the current flowing through the main path exceeds a certain value, the voltage drop N1 becomes MO
The threshold potential of the inverter constituted by the SFETs 107 and 108 is exceeded, and as a result, the MOSFET 109 becomes conductive via the inverter 106. For this reason, the level N2 of the drive signal from the gate drive circuit 105 is lowered, the current flowing through the main path is limited, and the overcurrent can be prevented from flowing.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなI
PSにおいて、過電流を検出するために、モニタ用抵抗
103は、半導体基板上に拡散抵抗として作り込まれる
ため、抵抗値にかなり大きな温度依存性がある。これは
MOSFET107および108により構成されるイン
バータの閾値においても同様であるが、抵抗値の場合
は、2000ppm/°C以上のかなり大きな温度依存
性を示す。このため、モニタ用MOSFET102を流
れ、モニタ用抵抗103の電圧降下N2により判定する
制限電流値の温度依存性もかなり大きくなってしまい、
温度によってパワーMOSFET101を過電流から防
止する機能が低下するという問題点がある。
However, such an I
In PS, the monitor resistor 103 is formed as a diffused resistor on the semiconductor substrate in order to detect an overcurrent, so that the resistance value has a considerably large temperature dependency. The same applies to the threshold value of the inverter formed by the MOSFETs 107 and 108, but the resistance value shows a considerably large temperature dependence of 2000 ppm / ° C or more. For this reason, the temperature dependence of the limiting current value, which flows through the monitoring MOSFET 102 and is determined by the voltage drop N2 of the monitoring resistor 103, becomes considerably large.
There is a problem in that the function of preventing the power MOSFET 101 from overcurrent is degraded due to temperature.

【0008】また、モニタ用抵抗103が半導体基板上
に拡散抵抗して作り込まれているため、製造ばらつきが
あり、抵抗値もばらついてしまう。このため、モニタ用
抵抗103における電圧降下量にもばらつきがあり、パ
ワーMOSFET101を過電流から保護する制限電流
値にもばらつきが生じてしまう。これは、モニタ用抵抗
103の電圧降下が印加される検出用MOSFET10
8においても同様であり、このMOSFET108にお
いては、製造ばらつきのため、閾値電圧がばらつくとい
う問題がある。
Further, since the monitor resistor 103 is formed as a diffusion resistance on the semiconductor substrate, there is a manufacturing variation and the resistance value also varies. Therefore, the amount of voltage drop in the monitor resistor 103 also varies, and the limiting current value that protects the power MOSFET 101 from overcurrent also varies. This is the detection MOSFET 10 to which the voltage drop of the monitor resistor 103 is applied.
The same applies to No. 8 and there is a problem that the threshold voltage of the MOSFET 108 varies due to manufacturing variations.

【0009】そこで、本発明においては、上記の温度、
あるいは製造ばらつきに起因する制限電流の変動を防止
し、より精度の良い過電流保護機能を有する半導体装置
を実現することを目的としている。
Therefore, in the present invention, the above temperature,
Alternatively, another object of the present invention is to realize a semiconductor device having a more accurate overcurrent protection function by preventing fluctuations in the limiting current due to manufacturing variations.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明においては、温度補償機能を有する基準電
圧発生装置を用いて、制限電流の温度依存性を排除し、
さらに、モニタ抵抗などと同様の製造プロセスにより作
られた回路により基準電圧を設定し、製造ばらつきの影
響を抑制するようにしている。すなわち、本発明に係る
定電圧発生手段に直列に接続された少なくとも1つの定
電圧降下手段と、2以上の抵抗手段とを備え、これらの
抵抗手段により分割された電圧値を基準電圧として参照
可能な基準電圧発生部を有する基準電圧発生装置におい
ては、定電圧発生手段として、発生電圧の温度依存性が
単調な温度依存形定電圧発生手段を用い、定電圧降下手
段として、降下電圧の温度依存性が定電圧発生手段と逆
傾向で単調な温度依存形定電圧降下手段を用い、さら
に、記抵抗手段としては、これら2以上の抵抗手段の抵
抗値の比率を設定可能な比抵抗手段を用いることを特徴
としている。この温度依存形定電圧発生手段としては、
電源電位に接続された定電流機能を備えた負荷素子と、
この負荷素子と直列に接続されたツェナダイオードとか
らなり、ツェナダイオードのアノードが接地電位に接続
された回路を採用することが望ましい。
In order to solve the above problems, in the present invention, a reference voltage generator having a temperature compensation function is used to eliminate the temperature dependence of the limited current,
Further, the reference voltage is set by a circuit made by the same manufacturing process as the monitor resistor and the like, so that the influence of manufacturing variations is suppressed. That is, at least one constant voltage drop means and two or more resistance means connected in series to the constant voltage generation means according to the present invention are provided, and the voltage value divided by these resistance means can be referred to as a reference voltage. In a reference voltage generator having a simple reference voltage generator, a temperature-dependent constant voltage generating means having a monotonic temperature dependence of the generated voltage is used as the constant voltage generating means, and a temperature dependence of the falling voltage is used as the constant voltage lowering means. The temperature-dependent constant voltage drop means, which has the opposite tendency to the constant voltage generation means and is monotonous, is used, and the resistance means is a specific resistance means capable of setting the ratio of the resistance values of these two or more resistance means. It is characterized by As the temperature-dependent constant voltage generating means,
A load element having a constant current function connected to the power supply potential,
It is desirable to employ a circuit composed of this load element and a Zener diode connected in series, and the anode of the Zener diode is connected to the ground potential.

【0011】また、温度依存形定電圧降下手段として
は、バイボーラトランジスタのベース・エミッタ間の電
圧降下、およびダイオードの順電圧降下の少なくともい
ずれかを用いることが有効である。
As the temperature-dependent constant voltage drop means, it is effective to use at least one of the voltage drop between the base and emitter of the bipolar transistor and the forward voltage drop of the diode.

【0012】さらに、所定の電流値を具備する基準電流
を発生する基準電流制御用MISFETと、この基準電
流による電圧降下を基準電圧として参照可能な基準抵抗
手段とを有する基準電圧発生装置においては、基準電流
制御用MISFETのゲート電位に上記の基準電圧発生
部からの基準電圧を印加することが有効である。
Further, in a reference voltage generator having a reference current control MISFET for generating a reference current having a predetermined current value and a reference resistance means capable of referring to a voltage drop due to this reference current as a reference voltage, It is effective to apply the reference voltage from the reference voltage generating unit to the gate potential of the reference current control MISFET.

【0013】また、スッチング素子を通過する過電流を
検出するモニタ用MISFETと、このモニタ用MIS
FETと直列に接続されたモニタ用抵抗手段と、このモ
ニタ用抵抗手段における電圧降下値と参照電圧とを比較
して過電流を検出する判定手段とを有する過電流防止機
能付半導体装置においては、上記の基準電圧発生装置を
有し、参照電圧としてその基準電圧発生装置からの基準
電圧を用いることが有効である。
Further, a monitor MISFET for detecting an overcurrent passing through the switching element and the monitor MISFET.
In a semiconductor device with an overcurrent prevention function, which has a monitoring resistance means connected in series with an FET and a determination means for comparing a voltage drop value in the monitoring resistance means with a reference voltage to detect an overcurrent, It is effective to have the above-mentioned reference voltage generator and use the reference voltage from the reference voltage generator as the reference voltage.

【0014】また、基準電流制御用MISFETと、基
準抵抗手段とを有する基準電圧発生装置を用いる場合
は、基準電流制御用MISFETとしてはモニタ用MI
SFETと同じプロセスにより半導体基板上に形成され
た同プロセスMISFETを、また、基準抵抗手段とし
てはモニタ用抵抗手段と同じプロセスにより半導体基板
上に形成された同プロセス抵抗手段を用いることが望ま
しい。そして、基準電流制御用MISFETとモニタ用
MISFETとを並列に接続することが有効である。
When a reference voltage generator having a reference current control MISFET and a reference resistance means is used, the reference current control MISFET is a monitor MISFET.
It is desirable to use the same process MISFET formed on the semiconductor substrate by the same process as the SFET and the same process MISFET formed on the semiconductor substrate by the same process as the monitor resistance unit as the reference resistance unit. Then, it is effective to connect the reference current control MISFET and the monitor MISFET in parallel.

【0015】[0015]

【作用】このような発生電圧の温度依存性が単調な温度
依存形定電圧発生手段と、降下電圧の温度依存性が定電
圧発生手段と逆傾向で単調な温度依存形定電圧降下手段
と、抵抗値の比率を設定可能な比抵抗手段を用いた基準
電圧発生手段において、抵抗値の比率を調整することに
より、所定の温度依存性を備えた基準電圧を発生させる
ことができる。従って、比較対象となる電圧が温度依存
性を有する場合であっても、その比較対象の温度依存性
に合わせた基準電圧を発生することが可能である。この
ため、温度による誤差などを除去して電圧を判定する場
合における基準電圧を発生させることが可能である。正
の温度依存性を備えた精度の良い温度依存形定電圧発生
手段としては、負荷素子により一定の電流が印加される
ツェナダイオードを用いることができ、また、負の温度
依存性を備えた精度の良い温度依存形定電圧降下手段と
しては、バイボーラトランジスタのベース・エミッタ間
の電圧降下、ダイオードの順電圧降下を採用することが
できる。
The temperature-dependent constant voltage generating means having such a monotonic temperature dependency of the generated voltage, and the temperature-dependent constant voltage lowering means having a monotonous temperature dependency of the voltage drop as opposed to the constant voltage generating means, In the reference voltage generation means using the specific resistance means capable of setting the resistance value ratio, the reference voltage having a predetermined temperature dependency can be generated by adjusting the resistance value ratio. Therefore, even if the voltage to be compared has temperature dependence, it is possible to generate the reference voltage that matches the temperature dependence of the comparison target. Therefore, it is possible to generate the reference voltage when the voltage is determined by removing the error due to the temperature. A Zener diode to which a constant current is applied by a load element can be used as a highly accurate temperature-dependent constant voltage generating means with a positive temperature dependence, and an accuracy with a negative temperature dependence. As a good temperature-dependent constant voltage drop means, a voltage drop between the base and emitter of a bipolar transistor and a forward voltage drop of a diode can be adopted.

【0016】従って、このような温度依存性を制御可能
な基準電圧と、モニタ用抵抗手段からの過電流監視用の
電圧降下値とを比較することにより、モニタ用抵抗手段
における抵抗値が温度に依存して変動しても、その変動
を補償して精度良く過電流を監視することが可能とな
る。
Therefore, by comparing the reference voltage whose temperature dependence can be controlled with the overcurrent monitoring voltage drop value from the monitoring resistance means, the resistance value in the monitoring resistance means changes to the temperature. Even if it fluctuates dependently, the fluctuation can be compensated and the overcurrent can be accurately monitored.

【0017】さらに、このような温度依存性を備えた基
準電圧により基準電流制御用MISFETを制御するこ
とにより、この基準電流制御用MISFETの電流制御
における温度依存性を排除することも可能である。従っ
て、この基準電流制御用MISFETから温度に依存し
ない一定の電流を基準抵抗手段に供給でき、この基準抵
抗手段における電圧降下を基準電圧として用いることが
可能となる。そして、基準抵抗手段と、モニタ用抵抗手
段とを同じプロセスにより形成した場合は、双方の抵抗
手段は同じ温度依存性を有することとなるので、モニタ
用抵抗手段から発生する過電流監視用の電圧降下値を基
準電圧に基づき判定することにより、温度による誤差な
どの発生を防止でき、過電流の制限値と実際に流れてい
る電流値とを精度良く比較することが可能となる。従っ
て、このような構成の過電流防止機能付半導体装置にお
いては、温度偏差、製造ばらつきの影響を除いて過電流
を判定可能であり、過電流から本回路を確実に保護する
ことができる。さらに、基準電流制御用MISFETと
モニタ用MISFETも同一プロセスにより製造し、こ
れらを並列に接続することにより、そして、基準電圧を
発生する回路と、過電流を監視する電圧降下値を発生す
る回路との同一性を高めることが可能となり、さらに精
度の良い過電流の判定が可能となる。
Further, by controlling the reference current controlling MISFET with the reference voltage having such temperature dependency, it is possible to eliminate the temperature dependency in the current control of the reference current controlling MISFET. Therefore, a constant current that does not depend on temperature can be supplied from the reference current control MISFET to the reference resistance means, and the voltage drop in the reference resistance means can be used as the reference voltage. When the reference resistance means and the monitor resistance means are formed by the same process, both resistance means have the same temperature dependence, so that the overcurrent monitoring voltage generated from the monitor resistance means is generated. By determining the drop value based on the reference voltage, it is possible to prevent the occurrence of an error due to temperature, and it is possible to accurately compare the overcurrent limit value and the current value that is actually flowing. Therefore, in the semiconductor device with an overcurrent prevention function having such a configuration, the overcurrent can be determined by excluding the influence of temperature deviation and manufacturing variations, and this circuit can be reliably protected from the overcurrent. Further, a reference current control MISFET and a monitor MISFET are manufactured by the same process, and by connecting them in parallel, a circuit for generating a reference voltage and a circuit for generating a voltage drop value for monitoring overcurrent are provided. It is possible to improve the identity of the overcurrent, and more accurate overcurrent determination can be performed.

【0018】[0018]

【実施例】以下に図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】〔実施例1〕図1に、本実施例に係る過電
流防止機能付半導体装置の構成を示してある。本例の装
置は、先に説明した従来の装置と略同様に、出力パワー
MOSFET206がゲートドライブ回路205により
駆動される半導体装置である。そして、この出力パワー
MOSFET206を流れる出力電流は、同じくゲート
ドライブ回路205により駆動される電流モニタ用のM
OSFET207でモニタされている。このモニタ用M
OSFET207は、パワーMOSFET206と全く
同一の製造方法で形成されており、構造も同一である。
しかし、オン抵抗は、パワーMOSFET206が50
mΩ程度と非常に低く、10A程度の電流を駆動するの
に対し、モニタ用MOSFET207は、チャネル幅を
小さくして、数万〜数10万倍のオン抵抗を有してい
る。従って、このモニタ用MOSFET207を用いて
微小電流を流し、モニタ用MOSFET207と直列に
接続されているモニタ用抵抗204の電圧降下から、パ
ワーMOSFET206に流れる電流を判定し、過電流
を検出できるようになっている。
[Embodiment 1] FIG. 1 shows the configuration of a semiconductor device with an overcurrent prevention function according to the present embodiment. The device of this example is a semiconductor device in which the output power MOSFET 206 is driven by the gate drive circuit 205, similar to the conventional device described above. The output current flowing through the output power MOSFET 206 is M for current monitoring, which is also driven by the gate drive circuit 205.
It is monitored by the OSFET 207. M for this monitor
The OSFET 207 is formed by the same manufacturing method as the power MOSFET 206, and has the same structure.
However, the on resistance of the power MOSFET 206 is 50
It is very low, about mΩ, and drives a current of about 10 A. On the other hand, the monitoring MOSFET 207 has a channel width reduced and has an ON resistance of several ten thousand to several hundred thousand times. Therefore, a minute current is caused to flow by using this monitor MOSFET 207, and the current flowing through the power MOSFET 206 is judged from the voltage drop of the monitor resistor 204 connected in series with the monitor MOSFET 207, and the overcurrent can be detected. ing.

【0020】本例の装置は、このモニタ用抵抗204に
おける電圧降下を判定するために、差動型オペアンプ2
02を用いている。すなわち、直列に接続されたモニタ
用MOSFET207とモニタ用抵抗204との接続点
N21が抵抗R24を介してオペアンプ202の非反転
入力N25に接続されており、一方、オペアンプ202
の反転入力N23には、基準電圧発生回路201からの
基準電圧が印加されている。そして、オペアンプ202
の出力N24は、電流制限用MOSFET203のゲー
ト電極に接続されている。この電流制限用MOSFET
203は、従来の電流制限用MOSFET109と同様
に、ゲートドライブ回路105からパワーMOSFET
206およびモニタ用MOSFET207の各ゲート電
極へ分岐する接続点N22を持つ信号線に接続されてお
り、電流制限用MOSFET203のゲート電位が高く
なるとこの接続点N22を持つ信号線の電位が低下する
ようになっている。従って、主経路であるパワーMOS
FET206に流れる電流の増加と共に、モニタ用MO
SFET207を介して接続点N21の電位が上昇し、
接続点N23の基準電位を越えるとオペアンプ202の
出力N24の電位が反転する。このため、オペアンプ2
02の出力N24にゲート電極が接続されている電流制
限用MOSFET203のインピータンスは低下し、信
号線N22の電位を低下させる。このため、パワーMO
SFET206は電流制限動作に入り、モニタ用MOS
FET207を流れる電流も低減する。従って、接続点
N21の電位も低下し、オペアンプ202に入力される
接続点N25と基準電位N23との電位が等しくなると
ころでパワーMOSFET206を流れる電流が安定し
過電流を防止することができる。
The apparatus of this embodiment uses the differential operational amplifier 2 in order to determine the voltage drop in the monitor resistor 204.
02 is used. That is, the connection point N21 between the monitor MOSFET 207 and the monitor resistor 204 connected in series is connected to the non-inverting input N25 of the operational amplifier 202 via the resistor R24, while the operational amplifier 202 is connected.
The reference voltage from the reference voltage generation circuit 201 is applied to the inverting input N23. Then, the operational amplifier 202
Output N24 is connected to the gate electrode of the current limiting MOSFET 203. This current limiting MOSFET
Reference numeral 203 denotes a gate drive circuit 105 to a power MOSFET, similarly to the conventional current limiting MOSFET 109.
206 is connected to a signal line having a connection point N22 branching to the respective gate electrodes of 206 and the monitor MOSFET 207. When the gate potential of the current limiting MOSFET 203 becomes high, the potential of the signal line having this connection point N22 decreases. Is becoming Therefore, the power MOS which is the main path
As the current flowing through the FET 206 increases, the MO for monitoring
The potential of the connection point N21 rises via the SFET 207,
When the reference potential of the connection point N23 is exceeded, the potential of the output N24 of the operational amplifier 202 is inverted. Therefore, the operational amplifier 2
02, the impedance of the current limiting MOSFET 203, whose gate electrode is connected to the output N24, is lowered, and the potential of the signal line N22 is lowered. Therefore, the power MO
The SFET 206 enters the current limiting operation, and the monitor MOS
The current flowing through the FET 207 is also reduced. Therefore, the potential of the connection point N21 also decreases, and the current flowing through the power MOSFET 206 is stabilized at the place where the connection point N25 input to the operational amplifier 202 and the reference potential N23 become equal in potential, and an overcurrent can be prevented.

【0021】本例の装置において、ゲートドライブ回路
205から電流制限用MOSFET203の接続点N2
6の間に挿入された抵抗R21、接続点N26と接続点
N22の間に挿入された抵抗R22、接続点N22と接
続点N25との間に挿入された抵抗R23、接続点N2
5と接続点N21との間に挿入された抵抗R24は、そ
れぞれ、3kΩ、2kΩ、500kΩ、1kΩ程度であ
る。そして、モニタ用抵抗204の抵抗値Rse2は4
00Ω程度である。従って、接続点N21と、接続点N
25との電位は略等しく、オペアンプ22の接続点N2
5には、抵抗値Rse2における電圧降下値が入力され
ていることになる。このモニタ用抵抗204は、半導体
装置上に拡散により形成された抵抗を用いており、その
抵抗値Rse2は、役2000ppm/°C程度の負の
温度依存性を示す。従って、本例の装置においては、基
準電圧発生回路201に温度補償機能を有する基準電圧
発生回路を用いて、本例の装置の全動作温度範囲で、一
定の過電流を判定できるようにしている。すなわち、モ
ニタ用抵抗204の抵抗値Rse2が温度により変動す
るため、一定の過電流がこの抵抗204が流れても、電
圧降下値は抵抗値Rse2に比例して温度により変動す
る。従って、オペアンプ202においてこの電圧降下値
と比較する基準電圧が温度によらず一定であると、過電
流の判定結果が温度により変動し、過剰の電流がながれ
たり、あるいは、主経路の能力を発揮できないなどの不
具合が生ずる。このような不具合を防止するためには、
モニタ用抵抗204における電圧降下値と同様の温度依
存性を示す基準電圧をオペアンプ202に印加すれば良
い。従って、本例の装置においては、このような温度依
存性を備えた基準電圧を発生できる温度補償機能付の基
準電圧発生回路201を採用しているのである。
In the device of this example, the connection point N2 of the gate drive circuit 205 to the current limiting MOSFET 203 is connected.
A resistor R21 inserted between 6 and a resistor R22 inserted between the connection points N26 and N22, a resistor R23 inserted between the connection points N22 and N25, and a connection point N2.
The resistances R24 inserted between 5 and the connection point N21 are about 3 kΩ, 2 kΩ, 500 kΩ, and 1 kΩ, respectively. The resistance value Rse2 of the monitor resistor 204 is 4
It is about 00Ω. Therefore, the connection point N21 and the connection point N
The potential of the operational amplifier 22 is almost equal to that of the connection point N2 of the operational amplifier 22.
5, the voltage drop value at the resistance value Rse2 is input. This monitor resistor 204 uses a resistor formed by diffusion on a semiconductor device, and its resistance value Rse2 exhibits a negative temperature dependency of about 2000 ppm / ° C. Therefore, in the apparatus of this example, a reference voltage generating circuit having a temperature compensation function is used for the reference voltage generating circuit 201 so that a constant overcurrent can be determined in the entire operating temperature range of the apparatus of this example. .. That is, since the resistance value Rse2 of the monitor resistor 204 changes with temperature, even if a constant overcurrent flows through the resistor 204, the voltage drop value changes with temperature in proportion to the resistance value Rse2. Therefore, if the reference voltage to be compared with this voltage drop value in the operational amplifier 202 is constant irrespective of temperature, the determination result of overcurrent fluctuates depending on temperature, excessive current flows, or the ability of the main path is exerted. Problems such as not being possible occur. To prevent such problems,
A reference voltage having the same temperature dependency as the voltage drop value in the monitor resistor 204 may be applied to the operational amplifier 202. Therefore, the apparatus of this example employs the reference voltage generation circuit 201 with a temperature compensation function that can generate the reference voltage having such temperature dependence.

【0022】図2に、本例の温度補償機能付基準電圧発
生回路201の構成を示してある。
FIG. 2 shows the configuration of the reference voltage generating circuit 201 with a temperature compensation function of this example.

【0023】本例の基準電圧発生回路201は、一定の
電圧を発生する定電圧発生部10と、一定の電圧降下を
生ずる定電圧降下部20、および定電圧発生部10およ
び定電圧降下部20の基準電圧への寄与を調整可能な比
抵抗部30から構成されている。本例の定電圧発生部1
0は、アノード側が接地されたツェナダイオード302
が用いられており、カソード側N31は、ディプレッシ
ョン型の電流調整用MOSFET301を介して電源電
位Vccに接続されている。この電流調整用MOSFE
T301のゲート電極は、ツェナダイオード302のカ
ソード側N31に接続されており、ツェナダイオード3
02により制御された定電圧が印加され、所定の電流が
流れるように調整されている。これは、ツェナダイオー
ド302により発生される定電圧は、多少の電流依存性
があるため、電流調整用MOSFET301を用いてツ
ェナダイオード302に所定の電流を流し、精度の良い
定電圧を発生させるためである。
The reference voltage generating circuit 201 of the present example has a constant voltage generating section 10 for generating a constant voltage, a constant voltage lowering section 20 for generating a constant voltage drop, a constant voltage generating section 10 and a constant voltage lowering section 20. Is composed of a specific resistance portion 30 whose contribution to the reference voltage can be adjusted. Constant voltage generator 1 of this example
0 is a Zener diode 302 whose anode side is grounded
Is used, and the cathode side N31 is connected to the power supply potential Vcc via the depletion type current adjusting MOSFET 301. This current adjustment MOSFE
The gate electrode of T301 is connected to the cathode side N31 of the Zener diode 302, and
The constant voltage controlled by 02 is applied, and it is adjusted so that a predetermined current flows. This is because the constant voltage generated by the Zener diode 302 has some current dependency, so that a predetermined current is made to flow through the Zener diode 302 by using the current adjusting MOSFET 301 to generate an accurate constant voltage. is there.

【0024】また、本例の装置の定電圧降下部20は、
比抵抗部30を挟んで直列に接続された2つのダイオー
ド304、305およびNPNトランジスタ303から
構成されている。NPNトランジスタ303のベースは
ツェナダイオード302のカソード側N31に接続され
ており、エミッタ側はダイオード304のアノード側N
32に接続されている。また、コレクタ側には電源電位
Vccが印加されている。ダイオード304のカソード
側N33は、比抵抗部30を構成する直列に接続された
抵抗306および307を介して、他方のダイオード3
05のアノード側N35に接続されており、このダイオ
ード305のカソード側は、接地されている。そして、
比抵抗部30を構成する抵抗値R1の抵抗306、およ
び抵抗値R2の抵抗307との接続点N34の電位が基
準電位Vref0として、オペアンプ202との接続点
N23に供給される。
The constant voltage drop unit 20 of the apparatus of this example is
It is composed of two diodes 304 and 305 and an NPN transistor 303 which are connected in series with the specific resistance portion 30 interposed therebetween. The base of the NPN transistor 303 is connected to the cathode side N31 of the Zener diode 302, and the emitter side is the anode side N31 of the diode 304.
Connected to 32. The power supply potential Vcc is applied to the collector side. The cathode side N33 of the diode 304 is connected to the other diode 3 via the resistors 306 and 307 which are connected in series and which form the specific resistance section 30.
05 is connected to the anode side N35, and the cathode side of this diode 305 is grounded. And
The potential at the connection point N34 with the resistance 306 having the resistance value R1 and the resistance 307 having the resistance value R2 that form the specific resistance unit 30 is supplied to the connection point N23 with the operational amplifier 202 as the reference potential Vref0.

【0025】このような回路構成により発生される基準
電位Vref0は、以下の式で表される。
The reference potential Vref0 generated by such a circuit configuration is expressed by the following equation.

【0026】[0026]

【数1】 [Equation 1]

【0027】ここで、Vzは、ツェナダイオード302
のツェナ電圧、Vfは、ダイオード304、305およ
びトランジスタ303のPN接合における順方向電圧を
示す。
Here, Vz is the Zener diode 302
, Vf indicates the forward voltage at the PN junction of the diodes 304 and 305 and the transistor 303.

【0028】ここで、式(1)の温度依存性を示すため
に、温度Tにより微分すると以下のようになる。
Here, in order to show the temperature dependence of the equation (1), differentiation with the temperature T is as follows.

【0029】[0029]

【数2】 [Equation 2]

【0030】ここで、ツェナ電圧Vzおよび順方向電圧
Vfの温度依存性は、各々以下の通りである。
Here, the temperature dependences of the Zener voltage Vz and the forward voltage Vf are as follows.

【0031】[0031]

【数3】 [Equation 3]

【0032】すなわち、ツェナ電圧Vzは正の温度依存
性を示し、順方向電圧Vfは負の温度依存性を示す。従
って、式(2)に示すように、抵抗値R1およびR2の
比率を変えることにより、基準電圧Vref0の温度依
存性を自由に制御することが可能である。また、Vre
f0の値自体は、式(1)に示すように、ツェナ電圧V
zにより自由に調整することができる。このため、抵抗
値R1およびR2の比率を調整することにより、基準電
圧Vref0にモニタ用抵抗204と同様の温度依存性
を持たせることが可能である。
That is, the Zener voltage Vz shows a positive temperature dependence, and the forward voltage Vf shows a negative temperature dependence. Therefore, as shown in equation (2), the temperature dependence of the reference voltage Vref0 can be freely controlled by changing the ratio of the resistance values R1 and R2. Also, Vre
The value of f0 itself is, as shown in the equation (1), the Zener voltage V
It can be freely adjusted by z. Therefore, by adjusting the ratio of the resistance values R1 and R2, it is possible to make the reference voltage Vref0 have the same temperature dependency as the monitor resistor 204.

【0033】このように、本例の基準電圧発生回路20
1は、正の温度依存性を有する定電圧発生部10、およ
び逆の温度依存性である負の温度依存性を有する定電圧
降下部20を備え、これらの温度依存性の基準電圧Vr
ef0への影響を比抵抗部30により調整し、モニタ用
抵抗204と同様の温度依存性を備えた基準電圧を発生
することができる。従って、本例の基準電圧発生回路か
らの基準電圧と、モニタ用抵抗からの電圧降下値とを比
較することにより、本装置の動作温度全範囲において正
確な過電流の判定が可能となる。このため、本例の装置
においては、全温度範囲において過電流による主経路の
破壊などを防止でき、そして、スイッチング素子である
パワーMOSFETに所定の機能を発揮させることがで
きる。
As described above, the reference voltage generating circuit 20 of the present example.
1 includes a constant voltage generator 10 having a positive temperature dependency and a constant voltage drop unit 20 having a negative temperature dependency which is an inverse temperature dependency, and a reference voltage Vr having these temperature dependencies.
The influence on ef0 can be adjusted by the specific resistance unit 30, and the reference voltage having the temperature dependency similar to that of the monitoring resistor 204 can be generated. Therefore, by comparing the reference voltage from the reference voltage generating circuit of this example with the voltage drop value from the monitor resistor, it is possible to accurately determine the overcurrent in the entire operating temperature range of the device. Therefore, in the device of this example, it is possible to prevent the main path from being destroyed due to overcurrent in the entire temperature range, and to make the power MOSFET, which is a switching element, exhibit a predetermined function.

【0034】〔実施例2〕図3に、本実施例に係る過電
流防止機能付半導体装置の基準電圧発生回路201を示
してある。基準電圧発生回路201以外は、実施例1と
同様につき図示および説明を省略する。
[Second Embodiment] FIG. 3 shows a reference voltage generating circuit 201 of a semiconductor device with an overcurrent preventing function according to the present embodiment. Except for the reference voltage generation circuit 201, it is the same as in the first embodiment, and illustration and description thereof will be omitted.

【0035】本例の基準電圧発生回路201は、電源電
位Vccにドレインが接続され、所定の基準電流Ire
fを流す基準電流制御用MOSFET408と、その基
準電流制御用MOSFET408と直列に接続された抵
抗値Rrefの基準抵抗409とからなる基準電圧発生
部50を備えた基準電圧発生回路であり、基準抵抗40
9における電圧降下値を基準電圧Vref1としてオペ
アンプ202の接続点N23に供給している。このよう
な基準電圧発生回路201においては、基準電流制御用
MOSFET408による基準電流Irefが温度依存
性を有している。そこで、本例の基準電圧発生回路20
1では、Irefから温度依存性を排除するため、基準
電流制御用MOSFET408のゲート電極に、温度補
償機能を有する温度補償制御部40からの制御電位を印
加している。この温度補償制御部40の構成は、実施例
1の基準電圧発生回路と全く同じ構成で実現することが
できる。すなわち、基準電流制御用MOSFET408
のオン抵抗は、正の温度依存性があり、ゲート電極に印
加される制御電圧Vref0と、基準電流Irefとの
間には以下の関係が成り立つ。
In the reference voltage generating circuit 201 of this example, the drain is connected to the power supply potential Vcc, and a predetermined reference current Ire is supplied.
A reference voltage generating circuit including a reference current generating MOSFET 408 for flowing f and a reference resistor 409 having a resistance value Rref connected in series with the reference current controlling MOSFET 408.
The voltage drop value at 9 is supplied to the connection point N23 of the operational amplifier 202 as the reference voltage Vref1. In such a reference voltage generation circuit 201, the reference current Iref by the reference current control MOSFET 408 has temperature dependence. Therefore, the reference voltage generation circuit 20 of the present example
In No. 1, in order to eliminate the temperature dependence from Iref, the control potential from the temperature compensation control unit 40 having the temperature compensation function is applied to the gate electrode of the reference current control MOSFET 408. The configuration of the temperature compensation control unit 40 can be realized with the same configuration as the reference voltage generation circuit of the first embodiment. That is, the reference current control MOSFET 408
The ON resistance of 1 has a positive temperature dependency, and the following relationship is established between the control voltage Vref0 applied to the gate electrode and the reference current Iref.

【0036】[0036]

【数4】 [Equation 4]

【0037】ここで、Gmは、MOSFET408の相
互コンダクタンスである。従って、温度補償制御部40
において制御電圧Vref0を制御する比抵抗部30の
抵抗値R1およびR2を、式(1)、(2)および
(4)を満たすように決定すれば、制御電圧Vref0
により、電流制御MOSFET408から温度依存性の
ない基準電流Irefを流すことができる。そして、本
例の装置の全動作温度範囲に渡って一定の基準電流Ir
efを基準抵抗409に供給でき、基準抵抗409の抵
抗値Rrefとして,モニタ用抵抗204と同じ温度依
存性を有する抵抗を用いることにより、全動作温度範囲
に渡って一定の過電流を判定可能な基準電圧Vref1
を供給することができる。
Here, Gm is the transconductance of the MOSFET 408. Therefore, the temperature compensation control unit 40
If the resistance values R1 and R2 of the specific resistance part 30 that controls the control voltage Vref0 are determined so as to satisfy the equations (1), (2) and (4), the control voltage Vref0
Thus, the reference current Iref having no temperature dependence can be passed from the current control MOSFET 408. Then, a constant reference current Ir is maintained over the entire operating temperature range of the device of this example.
ef can be supplied to the reference resistor 409, and by using a resistor having the same temperature dependency as the monitor resistor 204 as the resistance value Rref of the reference resistor 409, it is possible to determine a constant overcurrent over the entire operating temperature range. Reference voltage Vref1
Can be supplied.

【0038】さらに、本例の基準電圧発生回路201に
おいては、電流制御用MOSFET408から基準抵抗
409にかけての構成が、半導体装置のモニタ用MOS
FET207とモニタ用抵抗204の構成と同一であ
る。従って、モニタ用抵抗204と同様のプロセスによ
り同じ半導体基板上に作り込むことが容易であり、これ
により、それぞれの抵抗値RrefおよびRse2を同
じ値、同じ温度依存性とすることが可能となる。従っ
て、抵抗値RrefおよびRse2に生ずる製造上のば
らつきを除くことが可能であり、本例の基準電圧発生回
路201からの基準電圧Vref1と接続点N21との
電圧を比較することにより、基準電流Irefとモニタ
用MOSFET207を流れる過電流に係る電流を正確
に比較することができる。このように、本例の装置にお
いては、さらに精度良く電流値を判定することができ、
過電流を防止しながらパワーMOSFET206の能力
を十分に発揮させることができる。
Further, in the reference voltage generating circuit 201 of this example, the structure from the current control MOSFET 408 to the reference resistor 409 is the monitoring MOS of the semiconductor device.
The configurations of the FET 207 and the monitor resistor 204 are the same. Therefore, it is easy to form them on the same semiconductor substrate by the same process as the monitor resistor 204, and it becomes possible to make the respective resistance values Rref and Rse2 have the same value and the same temperature dependency. Therefore, it is possible to eliminate manufacturing variations that occur in the resistance values Rref and Rse2, and by comparing the reference voltage Vref1 from the reference voltage generation circuit 201 of this example with the voltage of the connection point N21, the reference current Iref is obtained. And the current related to the overcurrent flowing through the monitor MOSFET 207 can be accurately compared. As described above, in the device of this example, the current value can be determined more accurately,
The ability of the power MOSFET 206 can be fully exerted while preventing overcurrent.

【0039】なお、本例の温度補償制御部40の構成は
実施例1において説明した基準電圧発生回路と同様につ
き、同じ符号を付して説明を省略する。
The configuration of the temperature compensation control unit 40 of this example is the same as that of the reference voltage generating circuit described in the first embodiment, and therefore the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

【0040】〔実施例3〕図4に、本実施例に係る過電
流防止機能付半導体装置の基準電圧発生回路201を示
してある。基準電圧発生回路201以外は、実施例1と
同様につき図示および説明を省略する。
[Embodiment 3] FIG. 4 shows a reference voltage generating circuit 201 of a semiconductor device with an overcurrent preventing function according to this embodiment. Except for the reference voltage generation circuit 201, it is the same as in the first embodiment, and illustration and description thereof will be omitted.

【0041】本例の基準電圧発生回路201は、実施例
2において説明した基準電圧発生回路201とほぼ同様
の構成につき、共通する部分においては、同じ符号を付
して説明を省略する。本例の基準電圧発生回路201に
おいて着目すべき点は、基準電流制御用MOSFET4
08のドレインが、モニタ用MOSFET207と同様
にパワーMOSFET206の負荷端子P1に接続され
ていることである。従って、本例の基準電圧発生回路2
01においては、基準電流制御用MOSFET408か
ら基準抵抗409にかける基準電圧発生部50を、モニ
タ用MOSFET207からモニタ用抵抗204と全く
同様の構成で製造することが可能である。従って、基準
電圧発生部50をモニタ用MOSFET207およびモ
ニタ用抵抗204と同一のプロセスで、同じ半導体基板
上に形成することができ、製造上のばらつきを除いて、
モニタ用MOSFET207の電流特性と同じ電流特性
を有する基準電流制御用MOSFET408と、モニタ
用抵抗204と同じ抵抗特性を有する基準抵抗409を
実現すことが可能である。従って、基準電流制御用MO
SFET408を温度補償制御部40からの制御電圧V
ref0で制御することにより、モニタ用MOSFET
207および基準抵抗204において生ずる製造用ばら
つき、あるいは、温度変化による影響を排除して、過電
流の制限電流値と実際に主回路を流れている電流値とを
比較することができる。これにより、半導体装置を過電
流から防護できると同時にパワーMOSFETの能力を
充分発揮させることが可能となる。
The reference voltage generating circuit 201 of this example has substantially the same structure as the reference voltage generating circuit 201 described in the second embodiment, and the common portions are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. A point to be noted in the reference voltage generation circuit 201 of this example is that the reference current control MOSFET 4 is used.
That is, the drain of 08 is connected to the load terminal P1 of the power MOSFET 206 similarly to the monitor MOSFET 207. Therefore, the reference voltage generation circuit 2 of this example
In 01, the reference voltage generation unit 50 applied from the reference current control MOSFET 408 to the reference resistor 409 can be manufactured with the same configuration as the monitor MOSFET 207 and the monitor resistor 204. Therefore, the reference voltage generation unit 50 can be formed on the same semiconductor substrate in the same process as the monitor MOSFET 207 and the monitor resistor 204, and the manufacturing variation is excluded,
It is possible to realize the reference current control MOSFET 408 having the same current characteristic as the monitor MOSFET 207 and the reference resistor 409 having the same resistance characteristic as the monitor resistor 204. Therefore, the reference current control MO
The SFET 408 controls the control voltage V from the temperature compensation control unit 40.
Monitor MOSFET by controlling with ref0
It is possible to compare the limiting current value of the overcurrent and the current value actually flowing in the main circuit by eliminating the manufacturing variation generated in 207 and the reference resistor 204 or the influence of the temperature change. As a result, the semiconductor device can be protected from overcurrent, and at the same time, the capability of the power MOSFET can be fully exhibited.

【0042】なお、実施例2および3において、基準電
流制御用MOFSET408は、電源電圧の変動あるい
はパワーMOSFETの出力電圧の変動からの影響を排
除するために、飽和領域で作動させている。また、本例
の温度補償機能を有する基準電圧発生回路は、パワーM
OSFETなどを有するIPSに限らず、一般のICに
おける出力の過電流保護回路に適用可能である。
In the second and third embodiments, the reference current controlling MOFSET 408 is operated in the saturation region in order to eliminate the influence from the fluctuation of the power supply voltage or the fluctuation of the output voltage of the power MOSFET. Further, the reference voltage generating circuit having the temperature compensation function of the present example has a power M
The present invention can be applied not only to IPS having OSFET and the like, but also to an output overcurrent protection circuit in a general IC.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係る基
準電圧発生装置および過電流防止機能付半導体装置にお
いては、基準電圧発生部の比抵抗手段の抵抗比を変える
ことにより、基準電圧の温度特性を制御可能である。従
って、装置の全動作温度範囲において、モニタ用MIS
FETおよびモニタ用抵抗手段の温度依存性を補償し
て、一定の値の電流制限を行うことが可能となる。この
ため、過電流による損傷を完全に防止できると共に、ス
イッチング素子などの性能を充分に発揮可能な半導体装
置を実現することができる。
As described above, in the reference voltage generator and the semiconductor device with the overcurrent prevention function according to the present invention, the reference voltage of the reference voltage is changed by changing the resistance ratio of the specific resistance means of the reference voltage generator. The temperature characteristics can be controlled. Therefore, in the entire operating temperature range of the device, the monitor MIS
By compensating for the temperature dependence of the FET and the monitor resistance means, it becomes possible to limit the current to a constant value. Therefore, it is possible to realize a semiconductor device capable of completely preventing damage due to overcurrent and capable of sufficiently exhibiting the performance of a switching element or the like.

【0044】また、モニタ用MISFETおよびモニタ
用抵抗手段と、基準電流制御用MISFETおよび基準
抵抗手段とを同じプロセスにより半導体装置に組み込む
ことが可能であり、同一構造の素子による基準電圧発生
部を実現できる。従って、過電流の検出側と、基準電圧
の発生側との温度特性の差を抑制でき、また、製造プロ
セスによるばらつきも防止できる。このため、本発明に
係る過電流防止機能付半導体装置においては、過電流を
防止するための制限電流値との比較を安定に、精度良く
行うことができ、信頼性が高く、高性能の半導体装置を
実現することができる。
Further, the monitor MISFET and the monitor resistance means, and the reference current control MISFET and the reference resistance means can be incorporated in the semiconductor device by the same process, and the reference voltage generating section is realized by the elements having the same structure. it can. Therefore, it is possible to suppress the difference in temperature characteristics between the overcurrent detection side and the reference voltage generation side, and it is also possible to prevent variations due to the manufacturing process. Therefore, in the semiconductor device with an overcurrent prevention function according to the present invention, it is possible to perform stable and accurate comparison with the limiting current value for preventing overcurrent, a highly reliable, high-performance semiconductor device. The device can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】過電流防止機能付半導体装置の構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor device with an overcurrent prevention function.

【図2】実施例1に係る基準電圧発生回路の構成を示す
回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a reference voltage generation circuit according to the first embodiment.

【図3】実施例2に係る基準電圧発生回路の構成を示す
回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a reference voltage generation circuit according to a second embodiment.

【図4】実施例3に係る基準電圧発生回路の構成を示す
回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a reference voltage generation circuit according to a third embodiment.

【図5】従来の過電流防止機能付半導体装置の構成を示
すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional semiconductor device with an overcurrent prevention function.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10・・・定電圧発生部 20・・・定電圧降下部 30・・・比抵抗部 40・・・温度補償制御部 50・・・基準電圧発生部 101、206・・・パワーMOSFET 102、207・・・モニタ用MOSFET 103、204・・・モニタ用抵抗 104、208・・・レギュレータ 105、205・・・ゲートドライブ回路 106・・・インバータ 107、108・・・MOSFET 109、203・・・電流制限用MOSFET 301・・・電流調整用MOSFET 302・・・ツェナダイオード 303・・・NPNトランジスタ 304、305・・・ダイオード 306、307・・・抵抗 408・・・基準電流調整用MOSFET 409・・・基準抵抗 10 ... Constant voltage generation unit 20 ... Constant voltage drop unit 30 ... Specific resistance unit 40 ... Temperature compensation control unit 50 ... Reference voltage generation unit 101, 206 ... Power MOSFET 102, 207 ... Monitoring MOSFETs 103, 204 ... Monitoring resistors 104, 208 ... Regulators 105, 205 ... Gate drive circuits 106 ... Inverters 107, 108 ... MOSFETs 109, 203 ... Currents Limiting MOSFET 301 ... Current adjusting MOSFET 302 ... Zener diode 303 ... NPN transistor 304, 305 ... Diode 306, 307 ... Resistor 408 ... Reference current adjusting MOSFET 409 ... Reference resistance

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 定電圧発生手段に直列に接続された少な
くとも1つの定電圧降下手段と、2以上の抵抗手段とを
備え、これらの抵抗手段により分割された電圧値を基準
電圧として参照可能な基準電圧発生部を有する基準電圧
発生装置において、前記定電圧発生手段は、発生電圧の
温度依存性が単調な温度依存形定電圧発生手段であり、
前記定電圧降下手段は、降下電圧の温度依存性が前記定
電圧発生手段と逆傾向で単調な温度依存形定電圧降下手
段であり、前記抵抗手段はこれら2以上の抵抗手段の抵
抗値の比率を設定可能な比抵抗手段であることを特徴と
する基準電圧発生装置。
1. At least one constant voltage drop means connected in series to the constant voltage generation means and two or more resistance means, and a voltage value divided by these resistance means can be referred to as a reference voltage. In a reference voltage generator having a reference voltage generator, the constant voltage generator is a temperature-dependent constant voltage generator whose temperature dependence of the generated voltage is monotonous.
The constant voltage drop means is a temperature dependent type constant voltage drop means in which the temperature dependence of the drop voltage is opposite to that of the constant voltage generation means and is monotonic, and the resistance means is a ratio of resistance values of these two or more resistance means. A reference voltage generator characterized in that it is a specific resistance means capable of setting.
【請求項2】 請求項1において、前記温度依存形定電
圧発生手段は、電源電位に接続された定電流機能を備え
た負荷素子と、この負荷素子と直列に接続されたツェナ
ダイオードとからなり、このツェナダイオードのアノー
ドが接地電位に接続されていることを特徴とする基準電
圧発生装置。
2. The temperature-dependent constant voltage generating means according to claim 1, comprising a load element connected to a power supply potential and having a constant current function, and a zener diode connected in series with the load element. A reference voltage generator characterized in that the anode of the Zener diode is connected to the ground potential.
【請求項3】 請求項1または2において、前記温度依
存形定電圧降下手段は、バイボーラトランジスタのベー
ス・エミッタ間の電圧降下、およびダイオードの順電圧
降下の少なくともいずれかであることを特徴とする基準
電圧発生装置。
3. The temperature dependent constant voltage drop means according to claim 1 or 2, wherein at least one of a base-emitter voltage drop of a bipolar transistor and a diode forward voltage drop is used. A reference voltage generator.
【請求項4】 所定の電流値を具備する基準電流を発生
する基準電流制御用MISFETと、この基準電流によ
る電圧降下を基準電圧として参照可能な基準抵抗手段と
を有する基準電圧発生装置であって、前記基準電流制御
用MISFETのゲート電位に請求項1ないし3のいず
れかに記載の基準電圧発生部からの基準電圧が印加され
ていることを特徴とする基準電圧発生装置。
4. A reference voltage generator having a reference current control MISFET for generating a reference current having a predetermined current value, and reference resistance means capable of referring to a voltage drop due to this reference current as a reference voltage. A reference voltage generating device according to any one of claims 1 to 3, wherein a reference voltage is applied to the gate potential of the reference current controlling MISFET.
【請求項5】 スイッチング素子を通過する過電流を検
出するモニタ用MISFETと、このモニタ用MISF
ETと直列に接続されたモニタ用抵抗手段と、このモニ
タ用抵抗手段における電圧降下値と参照電圧とを比較し
て過電流を検出する判定手段とを有する過電流防止機能
付半導体装置であって、請求項1ないし4のいずれかに
記載の基準電圧発生装置を有し、前記参照電圧としてそ
の基準電圧発生装置の基準電圧が用いられることを特徴
とする過電流防止機能付半導体装置。
5. A monitor MISFET for detecting an overcurrent passing through a switching element, and this monitor MISF.
What is claimed is: 1. A semiconductor device with an overcurrent prevention function, comprising: a monitor resistance means connected in series with ET; and a judgment means for comparing a voltage drop value in the monitor resistance means with a reference voltage to detect an overcurrent. 5. A semiconductor device with an overcurrent prevention function, comprising the reference voltage generator according to claim 1, wherein the reference voltage of the reference voltage generator is used as the reference voltage.
【請求項6】 スイッチング素子を通過する過電流を検
出するモニタ用MISFETと、このモニタ用MISF
ETと直列に接続されたモニタ用抵抗手段と、このモニ
タ用抵抗手段における電圧降下値と参照電圧とを比較し
て過電流を検出する判定手段とを有する過電流防止機能
付半導体装置であって、請求項4に記載の基準電圧発生
装置を有し、前記参照電圧としてその基準電圧発生装置
の基準電圧が用いられ、前記基準電流制御用MISFE
Tは前記モニタ用MISFETと同じプロセスにより半
導体基板上に形成された同プロセスMISFETであ
り、前記基準抵抗手段は前記モニタ用抵抗手段と同じプ
ロセスにより半導体基板上に形成された同プロセス抵抗
手段であることを特徴とする過電流防止機能付半導体装
置。
6. A monitor MISFET for detecting an overcurrent passing through a switching element, and this monitor MISF.
What is claimed is: 1. A semiconductor device with an overcurrent prevention function, comprising: a monitor resistance means connected in series with ET; and a judgment means for comparing a voltage drop value in the monitor resistance means with a reference voltage to detect an overcurrent. 5. The reference voltage generator according to claim 4, wherein the reference voltage of the reference voltage generator is used as the reference voltage, and the reference current control MISFE is used.
T is the same process MISFET formed on the semiconductor substrate by the same process as the monitor MISFET, and the reference resistance means is the same process resistance means formed on the semiconductor substrate by the same process as the monitor resistance means. A semiconductor device with an overcurrent prevention function, characterized in that
【請求項7】 請求項6において、前記基準電流制御用
MISFETと前記モニタ用MISFETが並列に接続
されていることを特徴とする過電流防止機能付半導体装
置。
7. The semiconductor device with an overcurrent prevention function according to claim 6, wherein the reference current control MISFET and the monitor MISFET are connected in parallel.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7688055B2 (en) 2006-02-25 2010-03-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Reference voltage generator with less dependence on temperature
JP2010220394A (en) * 2009-03-17 2010-09-30 Ricoh Co Ltd Overcurrent protective device
CN102253253A (en) * 2011-02-11 2011-11-23 钰创科技股份有限公司 Circuit with external test voltage
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JP2016057962A (en) * 2014-09-11 2016-04-21 株式会社デンソー Reference voltage circuit and power supply circuit

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