JP2917318B2 - 電流検出機能付トランジスタ - Google Patents
電流検出機能付トランジスタInfo
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
-
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- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 主電流を流すメイントランジスタと該メイントランジ
スタに流れる電流を検出するためのセンストランジスタ
を備えた電流検出機能付トランジスタに関し、 主電流とセンス電流の配分の比が温度変化によって変
化しなくなるようにし、センス電圧が温度の変化に関わ
りなく正しく主電流の大きさに対応し確実に過電流を検
出できる電流検出機能付トランジスタを提供することを
目的とし、 そのために、主電流とセンス電流の比が温度変化に対
し一定となるのに適する温度係数を持った抵抗と該抵抗
に直列に接続される適宜の温度特性を持った抵抗をセン
ストランジスタのエミッタに設けた電流検出機能付トラ
ンジスタを構成する。
スタに流れる電流を検出するためのセンストランジスタ
を備えた電流検出機能付トランジスタに関し、 主電流とセンス電流の配分の比が温度変化によって変
化しなくなるようにし、センス電圧が温度の変化に関わ
りなく正しく主電流の大きさに対応し確実に過電流を検
出できる電流検出機能付トランジスタを提供することを
目的とし、 そのために、主電流とセンス電流の比が温度変化に対
し一定となるのに適する温度係数を持った抵抗と該抵抗
に直列に接続される適宜の温度特性を持った抵抗をセン
ストランジスタのエミッタに設けた電流検出機能付トラ
ンジスタを構成する。
本発明は主電流を流すメイントランジスタと該メイン
トランジスタに流れる電流を検出するためのセンストラ
ンジスタを備えた電流検出機能付トランジスタに関し、
特に温度変化の影響を受けずに安定したセンス電圧が得
られるようにした電流検出機能付トランジスタに係る。
トランジスタに流れる電流を検出するためのセンストラ
ンジスタを備えた電流検出機能付トランジスタに関し、
特に温度変化の影響を受けずに安定したセンス電圧が得
られるようにした電流検出機能付トランジスタに係る。
大電流を流す必要のある電力用トランジスタでは、過
大電流が流れた際、いちはやく、これを検出し、それに
基づいて前記電力用トランジスタを保護できるよう電力
用トランジスタ自体に電流検出用のセンストランジスタ
を備え電流検出用のエミッタ端子を設けたものが提案さ
れ、実用に供されている。
大電流が流れた際、いちはやく、これを検出し、それに
基づいて前記電力用トランジスタを保護できるよう電力
用トランジスタ自体に電流検出用のセンストランジスタ
を備え電流検出用のエミッタ端子を設けたものが提案さ
れ、実用に供されている。
そうした電流検出機能付トランジスタにあっては、前
記センストランジスタに流れる電流に基づきセンス電圧
としての電圧降下を得るための抵抗（以下センス抵抗と
いう）を必要とする。そして、このセンス抵抗は温度変
化に伴ってその抵抗値が変わってしまうようでは、よし
んば、前記抵抗に流れる電流が一定であっても、検出結
果としてのセンス電圧がまちまちなものとなり、過電流
の基準が正しく定まらないことになる。そうした理由か
ら、前記センス抵抗を温度補償して結果的に温度の変化
に関わらず一定の抵抗値を呈するセンス抵抗を有する電
流検出機能付トランジスタを本発明の発明者は別途提案
している。しかしながら、トランジスタのコレクターエ
ミッタ間順方向抵抗（以下オン抵抗という）はそれ自体
温度変化に伴ってその抵抗値が変化する性質があるた
め、前述の温度係数が零のセンス抵抗を設けると、メイ
ントランジスタとセンストランジスタに流れる電流の
比、即ち、主電流とセンス電流の配分の比が温度変化に
伴って変化してしまいその結果、温度変化に従ってセン
ス電圧が変動してしまうと云った問題があることが分か
った。
記センストランジスタに流れる電流に基づきセンス電圧
としての電圧降下を得るための抵抗（以下センス抵抗と
いう）を必要とする。そして、このセンス抵抗は温度変
化に伴ってその抵抗値が変わってしまうようでは、よし
んば、前記抵抗に流れる電流が一定であっても、検出結
果としてのセンス電圧がまちまちなものとなり、過電流
の基準が正しく定まらないことになる。そうした理由か
ら、前記センス抵抗を温度補償して結果的に温度の変化
に関わらず一定の抵抗値を呈するセンス抵抗を有する電
流検出機能付トランジスタを本発明の発明者は別途提案
している。しかしながら、トランジスタのコレクターエ
ミッタ間順方向抵抗（以下オン抵抗という）はそれ自体
温度変化に伴ってその抵抗値が変化する性質があるた
め、前述の温度係数が零のセンス抵抗を設けると、メイ
ントランジスタとセンストランジスタに流れる電流の
比、即ち、主電流とセンス電流の配分の比が温度変化に
伴って変化してしまいその結果、温度変化に従ってセン
ス電圧が変動してしまうと云った問題があることが分か
った。
そこで、本発明は、前述の如き問題点に鑑み、主電流
とセンス電流の配分の比が温度変化によって変化しなく
なるようにし、センス電圧が温度の変化に関わりなく正
しく主電流の大きさに対応し確実に過電流を検出できる
電流検出機能付トランジスタを提供することを目的とす
る。
とセンス電流の配分の比が温度変化によって変化しなく
なるようにし、センス電圧が温度の変化に関わりなく正
しく主電流の大きさに対応し確実に過電流を検出できる
電流検出機能付トランジスタを提供することを目的とす
る。
本発明は前記目的を達成するために、主電流とセンス
電流の比が温度変化に対し一定となるのに適する温度係
数を持った抵抗と該抵抗に直列に接続される適宜の温度
特性を持った抵抗をセンストランジスタのエミッタに設
けて電流検出機能付トランジスタを構成する。
電流の比が温度変化に対し一定となるのに適する温度係
数を持った抵抗と該抵抗に直列に接続される適宜の温度
特性を持った抵抗をセンストランジスタのエミッタに設
けて電流検出機能付トランジスタを構成する。
トランジスタのコレクターエミッタ間オン抵抗の温度
特性に対し適宜の温度特性を持った抵抗をセンストラン
ジスタのエミッタに設けてあるので温度変化に伴い、本
来、主電流とセンスの電流との比が変化するところを前
記抵抗の作用により主電流とセンス電流との比を一定に
保持することができるようになる。
特性に対し適宜の温度特性を持った抵抗をセンストラン
ジスタのエミッタに設けてあるので温度変化に伴い、本
来、主電流とセンスの電流との比が変化するところを前
記抵抗の作用により主電流とセンス電流との比を一定に
保持することができるようになる。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら
詳述する。
詳述する。
第１図は本発明の電流検出機能付トランジスタの構成
を示す模式図である。
を示す模式図である。
同図において、電流検出機能付トランジスタTrは主電
流を流すメイントランジスタ部と該メイントランジスタ
部に流れる電流を検出するためのセンストランジスタ部
を有している。両トランジスタ部のコレクタとベースは
それぞれ共通に結線し別個に、点線を以て示している容
体の外部に引き出してある（記号Ｃおよび記号Ｂ）。メ
イントランジスタ部のエミッタ、即ち、メインエミッタ
も前記コレクタや前記ベースと同様に前記容体の外部に
引き出している（記号Ｅ）。
流を流すメイントランジスタ部と該メイントランジスタ
部に流れる電流を検出するためのセンストランジスタ部
を有している。両トランジスタ部のコレクタとベースは
それぞれ共通に結線し別個に、点線を以て示している容
体の外部に引き出してある（記号Ｃおよび記号Ｂ）。メ
イントランジスタ部のエミッタ、即ち、メインエミッタ
も前記コレクタや前記ベースと同様に前記容体の外部に
引き出している（記号Ｅ）。
センストランジスタ部のエミッタ、即ち、センスエミ
ッタは温度係数が零になるよう温度補償してあるセンス
抵抗RSと、動作時、主電流とセンス電流（センストラン
ジスタ部に流れる電流）の比が温度変化に対し一定とな
るのに適する温度係数を持った抵抗RTを介して前記メイ
ンエミッタに接続してある。また、前記センスエミッタ
と前記センス抵抗RSとの接部は前記容体の外部に一方の
センス電圧検出端子（S1）として引き出してあり、更
に、前記センス抵抗RSと前記抵抗RTとの接部は前記容体
の外部に他方のセンス電圧検出端子（S2）として引き出
してある。
ッタは温度係数が零になるよう温度補償してあるセンス
抵抗RSと、動作時、主電流とセンス電流（センストラン
ジスタ部に流れる電流）の比が温度変化に対し一定とな
るのに適する温度係数を持った抵抗RTを介して前記メイ
ンエミッタに接続してある。また、前記センスエミッタ
と前記センス抵抗RSとの接部は前記容体の外部に一方の
センス電圧検出端子（S1）として引き出してあり、更
に、前記センス抵抗RSと前記抵抗RTとの接部は前記容体
の外部に他方のセンス電圧検出端子（S2）として引き出
してある。
なお、本実施例では、前記センス抵抗RSや前記抵抗RT
はシリコン基板上にトランジスタ部と共に形成するアル
ミニウム電極の抵抗（正の温度係数を有する）や拡散法
で形成するポリシリコン（負の温度係数を有する）の拡
散抵抗を組み合わせて形成してある。
はシリコン基板上にトランジスタ部と共に形成するアル
ミニウム電極の抵抗（正の温度係数を有する）や拡散法
で形成するポリシリコン（負の温度係数を有する）の拡
散抵抗を組み合わせて形成してある。
以下、主電流とセンス電流の比が温度変化に関わらず
一定となるための条件につき説明する。
一定となるための条件につき説明する。
第２図は前記電流検出機能付トランジスタTrの等価回
路を示す構成図である。
路を示す構成図である。
同図において、メイントランジスタ部のコレクターエ
ミッタ間オン抵抗はRCE/mで示してあり、センストラン
ジスタ部のコレクターセンスエミッタ間オン抵抗はRCE/
nで示してある。該コレクターセンスエミッタ間オン抵
抗には前記抵抗RTと前記センス抵抗RSが直列に繋がりメ
インエミッタに接続されている。ここで、センストラン
ジスタ部に流れる電流をISとし、メイントランジスタ部
に流れる電流をIEとすると、電流ISと電流IEの比は、 で表すことができる。ここで、αｋは前記電流検出機能
付トランジスタTrを形成する半導体のオン抵抗RCEの温
度係数、αＴは前記抵抗RTの温度係数、ΔＴは温度の変
化分、ｍとｎは正の整数である。
ミッタ間オン抵抗はRCE/mで示してあり、センストラン
ジスタ部のコレクターセンスエミッタ間オン抵抗はRCE/
nで示してある。該コレクターセンスエミッタ間オン抵
抗には前記抵抗RTと前記センス抵抗RSが直列に繋がりメ
インエミッタに接続されている。ここで、センストラン
ジスタ部に流れる電流をISとし、メイントランジスタ部
に流れる電流をIEとすると、電流ISと電流IEの比は、 で表すことができる。ここで、αｋは前記電流検出機能
付トランジスタTrを形成する半導体のオン抵抗RCEの温
度係数、αＴは前記抵抗RTの温度係数、ΔＴは温度の変
化分、ｍとｎは正の整数である。
もし、温度変化の影響を受けないとすれば、前記ΔＴ
は零であるから、前記（１）式にΔＴ＝０を代入する
と、 となる。
は零であるから、前記（１）式にΔＴ＝０を代入する
と、 となる。
前記（１）式及び前記（２）式より温度変化の影響を
受けずに電流ISと電流IEの比が一定となる条件は、 （３）式から、 となる。
受けずに電流ISと電流IEの比が一定となる条件は、 （３）式から、 となる。
前記（４）式が電流ISと電流IEの比が一定となるため
の条件となる。従って前記（４）式を満たす温度補償抵
抗RTを前記センスエミッタに付加すれば電流ISと電流IE
の比が一定とり、その結果、センス電圧VSの温度ドリフ
トを解消することができる。
の条件となる。従って前記（４）式を満たす温度補償抵
抗RTを前記センスエミッタに付加すれば電流ISと電流IE
の比が一定とり、その結果、センス電圧VSの温度ドリフ
トを解消することができる。
第３図は本発明の電流検出機能付トランジスタの他の
実施例を示す構成図である。
実施例を示す構成図である。
同図において、電流検出機能付トランジスタＴRのコ
レクタＣ、ベースＢ及びメインエミッタＥは第１図に示
したものと同様に構成してある。センスエミッタは主電
流とセンス電流の比が温度変化に対し一定となるのに適
する温度係数を持った抵抗RTを介して容体の外部にセン
ス電圧検出端子Ｓとして引き出してある。そして、該セ
ンス電圧検出端子ＳとメインエミッタＥとの間に零の温
度係数を有するセンス抵抗RSを外付けできるようにして
いる。このように構成した電流検出機能付トランジスタ
においても第１図に示したものと全く同様に前記センス
抵抗RSの両端より温度ドリフトの殆どないセンス電圧VS
を得ることができる。なお、実施例では通常のトランジ
スタに本発明を適用した場合について説明したが、本発
明はFET、静電誘導トランジスタ（SIT）等にも当然適用
できるものであり、その場合には、コレクタがドレイン
に、エミッタがソースに、ベースがゲートにそれぞれ対
応して呼称されているのは周知のとおりである。
レクタＣ、ベースＢ及びメインエミッタＥは第１図に示
したものと同様に構成してある。センスエミッタは主電
流とセンス電流の比が温度変化に対し一定となるのに適
する温度係数を持った抵抗RTを介して容体の外部にセン
ス電圧検出端子Ｓとして引き出してある。そして、該セ
ンス電圧検出端子ＳとメインエミッタＥとの間に零の温
度係数を有するセンス抵抗RSを外付けできるようにして
いる。このように構成した電流検出機能付トランジスタ
においても第１図に示したものと全く同様に前記センス
抵抗RSの両端より温度ドリフトの殆どないセンス電圧VS
を得ることができる。なお、実施例では通常のトランジ
スタに本発明を適用した場合について説明したが、本発
明はFET、静電誘導トランジスタ（SIT）等にも当然適用
できるものであり、その場合には、コレクタがドレイン
に、エミッタがソースに、ベースがゲートにそれぞれ対
応して呼称されているのは周知のとおりである。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、主電流
とセンス電流の比が温度変化によって殆ど変化しなくな
るようになり、センス電圧が温度の変化に関わりなく正
しく主電流の大きさを反映するようになって確実に過電
流を検出できる。
とセンス電流の比が温度変化によって殆ど変化しなくな
るようになり、センス電圧が温度の変化に関わりなく正
しく主電流の大きさを反映するようになって確実に過電
流を検出できる。
第１図は本発明の電流検出機能付トランジスタの構成を
示す模式図、 第２図は電流検出機能付トランジスタの等価回路を示す
構成図、 第３図は本発明の電流検出機能付トランジスタの他の実
施例を示す構成図である。 Tr……トランジスタ、 RT……抵抗、 RS……センス抵抗．
示す模式図、 第２図は電流検出機能付トランジスタの等価回路を示す
構成図、 第３図は本発明の電流検出機能付トランジスタの他の実
施例を示す構成図である。 Tr……トランジスタ、 RT……抵抗、 RS……センス抵抗．
Claims (1)
- 【請求項１】主電流とセンス電流の比が温度変化に対し
一定となるのに適する温度係数を持った抵抗と該抵抗に
直列に接続される適宜の温度特性を持った抵抗をセンス
トランジスタのエミッタに設けたことを特徴とする電流
検出機能付トランジスタ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1268720A JP2917318B2 (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | 電流検出機能付トランジスタ |
| US07/523,215 US5061863A (en) | 1989-05-16 | 1990-05-14 | Transistor provided with a current detecting function |
| DE4015625A DE4015625C2 (de) | 1989-05-16 | 1990-05-15 | Transistor mit Stromerfassungsfunktion, wobei der Stromerfassungswiderstand temperaturkompensiert ist |
| KR1019900006971A KR930010102B1 (ko) | 1989-05-16 | 1990-05-16 | 전류 검출 기능 부착 트랜지스터 |
| CA002016918A CA2016918A1 (en) | 1989-05-16 | 1990-05-16 | Transistor provided with a current detecting function |
| KR1019930013751A KR930010114B1 (ko) | 1989-10-16 | 1993-07-21 | 전류 검출 기능 부착 트랜지스터 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1268720A JP2917318B2 (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | 電流検出機能付トランジスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03129849A JPH03129849A (ja) | 1991-06-03 |
| JP2917318B2 true JP2917318B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=17462412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1268720A Expired - Lifetime JP2917318B2 (ja) | 1989-05-16 | 1989-10-16 | 電流検出機能付トランジスタ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2917318B2 (ja) |
| KR (1) | KR930010114B1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006302546A (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Hitachi High-Technologies Corp | 組合せ抵抗体、組合せ抵抗体を用いた増幅回路、荷電粒子線装置、及び、組合せ抵抗体の製造方法 |
| JP5136144B2 (ja) * | 2008-03-21 | 2013-02-06 | 株式会社デンソー | 負荷電流供給回路 |
-
1989
- 1989-10-16 JP JP1268720A patent/JP2917318B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-07-21 KR KR1019930013751A patent/KR930010114B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03129849A (ja) | 1991-06-03 |
| KR930010114B1 (ko) | 1993-10-14 |
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