DE2460422A1 - Overload protection for current source - has FET as current limiter coupled as diode with gate to drain between source and load - Google Patents

Abstract

The overload protection circuit for a current source has a field-effect transistor connected as a diode and acting as a current limiter between the source and load. To this end the field-effect transistor (3) gate is connected to its drain. The field-effect transistor may alternatively be connected across the base/collector junction of a bipolar transistor whose collector/emitter path lies between the source and load. The field-effect transistor characteristics ensure that this protection circuit has a more pronounced limiting effect than a bipolar transistor with a collector/base limiting resistor.

Description

"Schaltungsanordnung zum Schutz z einer Stromquelle vor Uberlastung" Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Schutz einer Stromquelle vor Uberlastung durch Strombegrenzung mittels einer im Stromkreis angeordneten Transistorschaltung. "Circuit arrangement for protecting a power source from overload" The invention relates to a circuit arrangement for protecting a power source Overload due to current limitation by means of a transistor circuit arranged in the circuit.

Eine bekannte Schaltungsanordnung dieser Art ist dem Prinzipschaltbild der Fig. 1 entnehmbar. Diess Schaltungsanordnung besteht aus einem bipolaren Transistor 1, vorzugsweise einem Leistungstransistor, mit einem ohmschen Widerstand 2 in seiner Basiszuleitung, Die Flussrichtung-des Laststromes ILast ist in Fig. 1 durch einen Pfeil eingetragen.A known circuit arrangement of this type is the basic circuit diagram 1 can be seen in FIG. This circuit arrangement consists of a bipolar transistor 1, preferably a power transistor, with an ohmic resistor 2 in its Base supply line, the direction of flow of the load current Iload is shown in FIG. 1 by a Arrow entered.

Die strombegrenzende Wirkung des Widerstandes 2 wird über die Stromverstärkung des Transistors heraufgesetzt.The current-limiting effect of the resistor 2 is via the current gain of the transistor increased.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsan ordnung der einleitend genannten Art gegenüber dem Stand der Technik mit dem Ziel zu verbessern, die Strombegrenzungswirkung stärker auszuprägen.The invention is based on the object of a Schaltungsan order of the type mentioned in the introduction compared to the state of the art with the aim of improving the current limiting effect is more pronounced.

Erfindungsgemäß besteht die Transistorschaltung aus eina Feldeffektdiode oder einem als Diode geschalteten Feldeffekt-Uransistor.According to the invention, the transistor circuit consists of a field effect diode or a field effect U-transistor connected as a diode.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es bei Fehlen er Feldeffektdiode bzw. eines als Diode geschalteten Feldeffekt-Transistors mit jeweils ausreichender maximal zulässiger Strombelastung vorteilhaft, die Feldeffektdiode bzw. den als Diode geschalteten Feldeffekt-Transistor als Steuerschaltung eines bipolaren Leistungstransistors vorzusehen, dessen flitter-Kollektorstrecke im zu schützenden Stromkreis liegt.According to a further development of the invention, in the absence of it, it is a field effect diode or a field effect transistor connected as a diode, each with sufficient maximum permissible current load advantageous, the field effect diode or the as Diode-switched field effect transistor as a control circuit for a bipolar power transistor to be provided whose tinsel collector section is in the circuit to be protected.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem als Diode geschalteten Feldeffekt-Transistor 3. Mit D ist dessen Senke (Drain), mit S seine Quelle (Source) und mit G sein Gatter (Gate) bezeichnet.Fig. 2 shows an embodiment of the invention with one as a diode switched field effect transistor 3. With D is its drain (drain), with S its Source and G its gate.

In Fig. 3 ist die Kennlinie des FET 3 für den in Fig. 2 dargestellten Beispielsfall gezeigt, daß die Spannung zwischen Gatter und Senke Null ist. Man erkennt aus Fig. 3 das Sättigungs- und damit strombegrenzende Verhalten des FET 3.FIG. 3 shows the characteristic of the FET 3 for the one shown in FIG Example case shows that the voltage between gate and sink is zero. Man recognizes from Fig. 3 the saturation and thus current-limiting behavior of the FET 3.

Das Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 2 ist in einer größeren Anzahl dadurch abwandelbar, daß in den meisten Anwendungsfällen die Anschlüße der Senke und der Quelle miteinander vertauscht werden können, daß die Sperrschicht des FET' s entgegengesetzt gepolt sein kann und daß der FET auch in die Rückleitung des Lastkreises geschaltet werden kann; einschließlich der in Fig. 2 gezeigten Möglichkeit des Anschlußes des FET 3 ergeben sich somit acht unterschiedliche Anschlußmöglichkeiten, die hier nicht im einzelnen gezeigt sind, da sie bei Kenntnis der Erfindung dem Fachmann der Feldeffekttechnik zur Verfügung stehen.The embodiment of the invention according to FIG. 2 is in a larger one The number can be modified in that, in most applications, the connections of the The sink and the source can be interchanged in that the barrier layer of the FET's can be polarized opposite and that the FET also in the return line the load circuit can be switched; including the possibility shown in FIG the connection of the FET 3 thus results in eight different connection options, which are not shown here in detail, since they are known to the invention Field effect technology experts are available.

Fig. 4 zeigt das Prinzipschaltbild einer Schaltungsanordnung, bei der gemäß der einen Variante der vorerwähnten Weiterbildung der Erfindung im zu schützenden Stromkreis die Emitter-gallektorstrecke eines bipolaren Leistungstransistors 4 vorgesehen ist, dessen Steuerschaltung aus einem als Diode geschalteten Feldeffekt-Transistor 5 besteht. An diesem FET sind in Fig. 4 keine Anschlußbezeichnungen D, S und G eingetragen, da sie im Rahmen der anhand der Fig. 2 und ihrer Abänderungen erwahnten unterschiedlichen Anschlußmöglichkeiten unterschiedlich gewählt werden können. Beispielsweise ist an die Basis des Leistungstransistors 4 die Quelle S des FET 5 angeschlossen, während die Senke D und das Gatter G am Kollektor des Leistungstransistors liegen.Fig. 4 shows the basic circuit diagram of a circuit arrangement in according to the one variant of the aforementioned development of the invention in to protective circuit, the emitter-gallector path of a bipolar power transistor 4 is provided, the control circuit of which consists of a field effect transistor connected as a diode 5 exists. No connection designations D, S and G are entered on this FET in FIG. 4, since they are in the context of the different mentioned with reference to FIG. 2 and its modifications Connectivity can be chosen differently. For example, it is at the base of the power transistor 4 the source S of the FET 5 is connected, while the sink D and the gate G are connected to Collector of the power transistor lie.

Selbstverständlich ist die Dotierung des BeistungstransiStors 4 nicht auf die in Fig. 4 gezeigte beschrankt; es kann auch ein pnp-Transistor anstelle des in Fig. 4 gezeigten npn-Transistors 4 verwendet werden, wobei dann natürlich die Richtung des Laststromes umgekehrt als die in Fig. 4 gezeigte Richtung ist.It goes without saying that the additional transistor 4 is not doped limited to that shown in Fig. 4; it can also use a pnp transistor instead of the npn transistor 4 shown in Fig. 4 can be used, in which case of course the direction of the load current is opposite to that shown in FIG.

Zur Verdeutlichung der Vorteile der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 gegenüber derJenigen nach Fig. 2 ist in Fig. 3 gestrichelt ein Teil der sich ergebenden Kurvenschar eingezeichnet, deren Parameter der Stromverstärkungsfaktor des Transistors 4 ist.To illustrate the advantages of the circuit arrangement according to FIG. 4 with respect to the one according to FIG. 2, a part of the resultant is shown in dashed lines in FIG A family of curves is drawn, the parameters of which are the current amplification factor of the transistor 4 is.

Claims (2)

P a t e n t a n s p r ü c h eP a t e n t a n s p r ü c h e 1. Schaltungsanordnung zum Schutz einer Stromqnelle vor Überlastung durch Strombegrenzung mittels einer im Stromkreis angeordneten Transistorschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistorschaltung aus einer Feldeffektdiode oder einem als Diode geschalteten Feldeffekt-Transistor besteht.1. Circuit arrangement for protecting a current source from overload by current limitation by means of a transistor circuit arranged in the circuit, characterized in that the transistor circuit consists of a field effect diode or a field effect transistor connected as a diode. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistorschaltung, die aus einer Feldeffektdiode bzw. 2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the transistor circuit, which consists of a field effect diode or einem als Diode geschalteten Feldeffekt-Transistor besteht, als Steuerschaltung eines bipolaren Beistungstransistors vorgesehen ist, dessen Emitter-Eollektorstrecke im zu schützenden Stromkreis liegt. a field effect transistor connected as a diode, as a control circuit a bipolar auxiliary transistor is provided, the emitter-collector path of which is in the circuit to be protected. L e e r s e i t eL e r s e i t e