JP3334324B2 - 過電圧保護回路 - Google Patents
過電圧保護回路Info
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- JP3334324B2 JP3334324B2 JP07713194A JP7713194A JP3334324B2 JP 3334324 B2 JP3334324 B2 JP 3334324B2 JP 07713194 A JP07713194 A JP 07713194A JP 7713194 A JP7713194 A JP 7713194A JP 3334324 B2 JP3334324 B2 JP 3334324B2
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- circuit
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は集積回路(以下、ICと
記す)に用いられる過電圧保護回路(以下、保護回路と
記す)に関するものである。
記す)に用いられる過電圧保護回路(以下、保護回路と
記す)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ICの電源端子(以下、VCCと記す)
には外部の電源回路を経由してICの通常の動作電源電
圧よりも数十%以上高いパルス状のノイズが印加される
ことがあり、その結果ICの破壊などの不具合が生ずる
ことがある。このような不具合を防止するためにIC内
部の電源回路に保護回路を付加してICの電源電圧がI
Cの非破壊限度以上に上昇したときには保護回路が動作
して異常電圧がICの内部回路に印加されないようにし
ている。
には外部の電源回路を経由してICの通常の動作電源電
圧よりも数十%以上高いパルス状のノイズが印加される
ことがあり、その結果ICの破壊などの不具合が生ずる
ことがある。このような不具合を防止するためにIC内
部の電源回路に保護回路を付加してICの電源電圧がI
Cの非破壊限度以上に上昇したときには保護回路が動作
して異常電圧がICの内部回路に印加されないようにし
ている。
【0003】図5は従来の保護回路の概略図で保護回路
56は抵抗器53を介してVCC電圧の異常上昇の有無
を検知し、異常上昇が検出されたときは保護回路が導通
してVCCと接地端子(以下、GNDと記す)間に側路
電流が流れることによりVCCに接続されたICの外部
抵抗52に電圧降下が発生して内部回路57に限度以上
の電圧が印可されることを防止している。図6は図5中
の保護回路の具体的な回路例を示す。VCCに印可され
る電圧が、ツェナーダイオード58のツェナー電圧とス
イッチ素子のトランジスタ60のベースON電圧とを加
えた保護回路動作設定電圧より高くなるとトランジスタ
60が導通して保護回路として機能する。図7はノイズ
の電圧波高値と時間幅の条件が与えられたときのICの
非破壊限度特性を表すものである。IC非破壊限度aで
示す曲線(以下、曲線aと記す)は保護回路がないとき
の非破壊限度である。IC非破壊限度bで示す曲線(以
下、曲線bと記す)は従来の保護回路が付いているとき
の非破壊限度であり、この曲線bはICの保護回路のス
イッチ素子に流すことのできる電流とVCCに接続され
る外部の抵抗の値により決定される。すなわち今A1点
で示す電圧波高値と時間幅を持ったノイズがICのVC
Cに印可されると、ICの保護回路のスイッチ素子が導
通してVCCの電圧をA−1点で示す保護回路の動作設
定電圧まで下げる電流がVCCに接続された外部の抵抗
を経由してスイッチ素子に流れるが、この電流の最大許
容値と最大許容継続時間により曲線bがきまる。同様に
A2点のノイズはA−2点に、A3点のノイズはA−3
点までその電圧が低下する。
56は抵抗器53を介してVCC電圧の異常上昇の有無
を検知し、異常上昇が検出されたときは保護回路が導通
してVCCと接地端子(以下、GNDと記す)間に側路
電流が流れることによりVCCに接続されたICの外部
抵抗52に電圧降下が発生して内部回路57に限度以上
の電圧が印可されることを防止している。図6は図5中
の保護回路の具体的な回路例を示す。VCCに印可され
る電圧が、ツェナーダイオード58のツェナー電圧とス
イッチ素子のトランジスタ60のベースON電圧とを加
えた保護回路動作設定電圧より高くなるとトランジスタ
60が導通して保護回路として機能する。図7はノイズ
の電圧波高値と時間幅の条件が与えられたときのICの
非破壊限度特性を表すものである。IC非破壊限度aで
示す曲線(以下、曲線aと記す)は保護回路がないとき
の非破壊限度である。IC非破壊限度bで示す曲線(以
下、曲線bと記す)は従来の保護回路が付いているとき
の非破壊限度であり、この曲線bはICの保護回路のス
イッチ素子に流すことのできる電流とVCCに接続され
る外部の抵抗の値により決定される。すなわち今A1点
で示す電圧波高値と時間幅を持ったノイズがICのVC
Cに印可されると、ICの保護回路のスイッチ素子が導
通してVCCの電圧をA−1点で示す保護回路の動作設
定電圧まで下げる電流がVCCに接続された外部の抵抗
を経由してスイッチ素子に流れるが、この電流の最大許
容値と最大許容継続時間により曲線bがきまる。同様に
A2点のノイズはA−2点に、A3点のノイズはA−3
点までその電圧が低下する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法の保護回路ではVCCに保護回路動作設定電圧を超え
るノイズが印可されたとき、保護回路のスイッチ素子に
は常にVCCの電圧を保護回路動作設定電圧まで下げる
に相当する電流が流れるが、ICはそのVCCの電圧が
曲線aで示す電圧以下であれば破壊しないことからこの
電流は必要以上の値となる。すなわち図7においてA−
1点は保護回路動作設定電圧上でなくても曲線aの下で
ありさえすればICは破壊しない。本発明は上記問題に
対し保護回路のスイッチ素子に流れる電流を制限するこ
とによりICの非破壊限度を向上させるものである。
法の保護回路ではVCCに保護回路動作設定電圧を超え
るノイズが印可されたとき、保護回路のスイッチ素子に
は常にVCCの電圧を保護回路動作設定電圧まで下げる
に相当する電流が流れるが、ICはそのVCCの電圧が
曲線aで示す電圧以下であれば破壊しないことからこの
電流は必要以上の値となる。すなわち図7においてA−
1点は保護回路動作設定電圧上でなくても曲線aの下で
ありさえすればICは破壊しない。本発明は上記問題に
対し保護回路のスイッチ素子に流れる電流を制限するこ
とによりICの非破壊限度を向上させるものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の保護回路は、保
護回路のスイッチ素子に流れる電流をスイッチ素子が破
壊しない値に制限することにより、ICのノイズによる
破壊に対する耐力を従来の保護回路より高くするもので
ある。
護回路のスイッチ素子に流れる電流をスイッチ素子が破
壊しない値に制限することにより、ICのノイズによる
破壊に対する耐力を従来の保護回路より高くするもので
ある。
【0006】
【作用】本発明の保護回路によればノイズがICのVC
Cに印可されて保護回路が動作したとき保護回路のスイ
ッチ素子に流れる電流が制限されているためにICの非
破壊限度を向上させることができる。
Cに印可されて保護回路が動作したとき保護回路のスイ
ッチ素子に流れる電流が制限されているためにICの非
破壊限度を向上させることができる。
【0007】
(実施例1)以下、本発明の第1の実施例における過電
圧保護回路について図1、図2を参照しながら説明す
る。図1において、過電圧保護回路中のトランジスタ8
のエミッタに定電流回路1を直列に接続している。VC
C3に印可されたノイズの電圧がツェナーダイオード6
のツェナー電圧を超えるとツェナーダイオード6は導通
する。この導通電流により抵抗7の両端に発生する電圧
がトランジスタ8のベースON電圧より大きくなるとベ
ース電流が流れ、トランジスタ8が導通する。この結
果、VCCとGND間に側路電流が流れて保護回路とし
て機能する。このときトランジスタ8に流れる電流は定
電流回路1で設定された値が上限となる。従ってこの上
限電流値がトランジスタ8の最大許容電流値以下であれ
ばトランジスタ8は破壊しない。
圧保護回路について図1、図2を参照しながら説明す
る。図1において、過電圧保護回路中のトランジスタ8
のエミッタに定電流回路1を直列に接続している。VC
C3に印可されたノイズの電圧がツェナーダイオード6
のツェナー電圧を超えるとツェナーダイオード6は導通
する。この導通電流により抵抗7の両端に発生する電圧
がトランジスタ8のベースON電圧より大きくなるとベ
ース電流が流れ、トランジスタ8が導通する。この結
果、VCCとGND間に側路電流が流れて保護回路とし
て機能する。このときトランジスタ8に流れる電流は定
電流回路1で設定された値が上限となる。従ってこの上
限電流値がトランジスタ8の最大許容電流値以下であれ
ばトランジスタ8は破壊しない。
【0008】すなわち、図7においてB1点で示すノイ
ズがIC5のVCCに印可されたときVCCの電圧は保
護回路の保護素子に流れる電流が制限されているために
B−1点までしか低下しないが曲線b以下となるために
IC5は破壊しない。したがってIC5が破壊しないノ
イズ電圧の限界はIC非破壊限度cで示した曲線(以
下、曲線cと記す)となる。同様にB2点のノイズはB
−2点に、B3点のノイズはB−3点にそれぞれその電
圧が低下する。曲線cはノイズ時間幅t1における制限
電流によりVCCの電圧を曲線a以下とすることのでき
る電圧値と、ノイズ時間幅t2におけるVCCの電圧が
制限電流により保護回路動作設定電圧となる点を結んだ
ものでありt2より長いノイズ時間幅においては曲線b
と同じとなる。
ズがIC5のVCCに印可されたときVCCの電圧は保
護回路の保護素子に流れる電流が制限されているために
B−1点までしか低下しないが曲線b以下となるために
IC5は破壊しない。したがってIC5が破壊しないノ
イズ電圧の限界はIC非破壊限度cで示した曲線(以
下、曲線cと記す)となる。同様にB2点のノイズはB
−2点に、B3点のノイズはB−3点にそれぞれその電
圧が低下する。曲線cはノイズ時間幅t1における制限
電流によりVCCの電圧を曲線a以下とすることのでき
る電圧値と、ノイズ時間幅t2におけるVCCの電圧が
制限電流により保護回路動作設定電圧となる点を結んだ
ものでありt2より長いノイズ時間幅においては曲線b
と同じとなる。
【0009】図2は定電流回路の具体例を示す。トラン
ジスタ8のエミッタに接続されたトランジスタ10のコ
レクタにはトランジスタ8が導通状態のとき主としてツ
ェナダイオード13のツェナー電圧、抵抗器11の抵抗
値およびトランジスタ10の電流増幅率で決まる一定電
流値が流れるので定電流回路9として機能する。
ジスタ8のエミッタに接続されたトランジスタ10のコ
レクタにはトランジスタ8が導通状態のとき主としてツ
ェナダイオード13のツェナー電圧、抵抗器11の抵抗
値およびトランジスタ10の電流増幅率で決まる一定電
流値が流れるので定電流回路9として機能する。
【0010】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
における過電圧保護回路について図3、図4を参照しな
がら説明する。図3において、過電圧保護回路中のトラ
ンジスタ38のベースに定電流回路31を直列に接続し
ている。この保護回路においてVCC33に印可された
ノイズの電圧がツェナーダイオード36のツェナー電圧
を超えるとツェナーダイオードは導通する。この導通電
流により抵抗37の両端に発生する電圧がトランジスタ
38のベースON電圧より大きくなるとベース電流が流
れ、トランジスタ38が導通する。この結果、VCCと
GND間に側路電流が流れて保護回路として機能する。
このとき、トランジスタ38のコレクタに流れる電流は
定電流回路31で設定されたベース電流値とトランジス
タ38の電流増幅率で決まる値が上限となる。従って、
この上限電流値がトランジスタ38の最大許容電流値以
下であればトランジスタ38は破壊しない。非破壊限度
は実施例1と同様に図7の曲線cで示したものとなる。
図4は定電流回路の具体例であり、JFET39を用い
てそのドレイン飽和電流値を定電流回路の設定電流値と
したものである。
における過電圧保護回路について図3、図4を参照しな
がら説明する。図3において、過電圧保護回路中のトラ
ンジスタ38のベースに定電流回路31を直列に接続し
ている。この保護回路においてVCC33に印可された
ノイズの電圧がツェナーダイオード36のツェナー電圧
を超えるとツェナーダイオードは導通する。この導通電
流により抵抗37の両端に発生する電圧がトランジスタ
38のベースON電圧より大きくなるとベース電流が流
れ、トランジスタ38が導通する。この結果、VCCと
GND間に側路電流が流れて保護回路として機能する。
このとき、トランジスタ38のコレクタに流れる電流は
定電流回路31で設定されたベース電流値とトランジス
タ38の電流増幅率で決まる値が上限となる。従って、
この上限電流値がトランジスタ38の最大許容電流値以
下であればトランジスタ38は破壊しない。非破壊限度
は実施例1と同様に図7の曲線cで示したものとなる。
図4は定電流回路の具体例であり、JFET39を用い
てそのドレイン飽和電流値を定電流回路の設定電流値と
したものである。
【0011】
【発明の効果】以上のように本発明の過電圧保護回路に
よれば、ICのVCCからのノイズによるIC破壊を防
止する能力を向上することができる。
よれば、ICのVCCからのノイズによるIC破壊を防
止する能力を向上することができる。
【図1】本発明の第1の実施例における過電圧保護回路
の回路図
の回路図
【図2】図1に用いる定電流回路の回路図
【図3】本発明の第2の実施例における過電圧保護回路
の回路図
の回路図
【図4】図2に用いる定電流回路例の回路図
【図5】従来の過電圧保護回路の回路図
【図6】図5に用いる保護回路の回路図
【図7】ICの非破壊限度と正常動作限度と保護回路の
動作特性図
動作特性図
1、31 定電流回路 2、32 内部回路 3、33 ICのVCC(電源端子) 4、34 ICのGND(接地端子) 5、35 IC 6,13,36 ツェナーダイオード 7、11、12、37 抵抗 8、10、38 トランジスタ 9 定電流回路 39 JFET
Claims (2)
- 【請求項1】 集積回路の電源端子と接地端子との間に
側路電流を流すためのスイッチ素子を接続した過電圧保
護回路において、前記スイッチ素子の側路電流が流れる
回路に直列に定電流回路を接続し、前記定電流回路の電
流値を前記スイッチ素子の最大許容電流値以下に設定し
て前記スイッチ素子に流れる電流を制限するとともに、
前記集積回路の電源に印加されるノイズ電圧を前記集積
回路の非破壊限度値以下に低下させるようにしたことを
特徴とする過電圧保護回路。 - 【請求項2】 集積回路の電源端子と接地端子との間に
側路電流を流すためのスイッチ素子を接続した過電圧保
護回路において、前記スイッチ素子の制御電流が流れる
回路に直列に定電流回路を接続し、前記定電流回路の電
流値に前記スイッチ素子の電流増幅率を乗じた値が前記
スイッチ素子の最大許容電流値以下になるように設定し
て、前記スイッチ素子に流れる電流を制限するととも
に、前記集積回路の電源に印加されるノイズ電圧を前記
集積回路の非破壊限度値以下に低下させるようにしたこ
とを特徴とする過電圧保護回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07713194A JP3334324B2 (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 過電圧保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07713194A JP3334324B2 (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 過電圧保護回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07283367A JPH07283367A (ja) | 1995-10-27 |
JP3334324B2 true JP3334324B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=13625251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07713194A Expired - Fee Related JP3334324B2 (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 過電圧保護回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3334324B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008064357A1 (de) * | 2008-12-20 | 2010-06-24 | Saint-Gobain Sekurit Deutschland Gmbh & Co. Kg | Optisch aktive Verglasung mit Überspannungsschutz |
US8072162B2 (en) * | 2009-05-07 | 2011-12-06 | Lighting Device Technologies Corp. | Bi-direction constant current device |
JP6268404B2 (ja) * | 2013-06-20 | 2018-01-31 | 富士電機株式会社 | 半導体装置、スイッチング電源用制御icおよびスイッチング電源装置 |
-
1994
- 1994-04-15 JP JP07713194A patent/JP3334324B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07283367A (ja) | 1995-10-27 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |