JPS60259005A - 出力トランジスタの保護回路 - Google Patents
出力トランジスタの保護回路Info
- Publication number
- JPS60259005A JPS60259005A JP59117195A JP11719584A JPS60259005A JP S60259005 A JPS60259005 A JP S60259005A JP 59117195 A JP59117195 A JP 59117195A JP 11719584 A JP11719584 A JP 11719584A JP S60259005 A JPS60259005 A JP S60259005A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- output
- output transistor
- heat
- emitter
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/52—Circuit arrangements for protecting such amplifiers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は半導体集積回路における出力トランジスタの
保護回路に関し、特に出力トランジスタを熱破壊から保
護するための熱遮断回路に関するものである。
保護回路に関し、特に出力トランジスタを熱破壊から保
護するための熱遮断回路に関するものである。
従来この種の熱遮断回路としては第１図に示すものがあ
った。図において、ＩＩ、Ｉ２は定電流源、Ｒ１はバイ
アス用抵抗、Ｑｌは熱検出トランジスタ、Ｑ２は電流増
幅用トランジスタ、Ｑ３は出力パワートランジスタであ
り、上記３つのトランジスタＱ１〜Ｑ３は同極性のもの
である。またＲ２は保護抵抗、ＲＬは負荷である。
った。図において、ＩＩ、Ｉ２は定電流源、Ｒ１はバイ
アス用抵抗、Ｑｌは熱検出トランジスタ、Ｑ２は電流増
幅用トランジスタ、Ｑ３は出力パワートランジスタであ
り、上記３つのトランジスタＱ１〜Ｑ３は同極性のもの
である。またＲ２は保護抵抗、ＲＬは負荷である。
次に動作について説明する。出力端子Ｖｏと接地間の負
荷ＲＬが大きくなり、出力端子Ｖｏがらの淀ヨ゛電宝Ｊ
Ｑυ丁が増大した場合、該雪疲ｌ０ＵＴは出力トランジ
スタＱ３のコレクターエミッタ間を流れるため、該コレ
クターエミッタ間電圧をＶＣＥとすると、トランジスタ
Ｑ３において、Ｐ＝ＶＣＥＸ １０１ＪＴなる電力が消
費され、その接合部分が発熱する。集積回路中トランジ
スタＱ３の近くに位置するトランジスタＱ１は常温にお
いて、ＶＡ＝ＩＩＸＲ１なるベース電位（トランジスタ
Ｑ１のＯＮ時のベース・エミッタ電圧ＶＢＥよりも低い
値）でバイアスされているため、該トランジスタＱ１は
ＯＦＴ”している。一般にトランジスタのＶＢＥは約−
２ｍ■／°Ｃという負の温度係数をもっているため、出
力パワートランジスタＱ３の発熱の影響で熱検出トラン
ジスタＱ１のベース・エミッタ電圧ＶＢＥが減少し、そ
の値が前記ＶＡ （−１１ｘＲ１）以下になると該トラ
ンジスタＱ１がＯＮＬ、始め、ダーリントン接続されて
いるトランジスタＱ２のベース電流であるＩ２を引っ張
るため、トランジスタＱ２．Ｑ３ばＯＦＦし始め、出力
電流１０ＵＴが減少する。
荷ＲＬが大きくなり、出力端子Ｖｏがらの淀ヨ゛電宝Ｊ
Ｑυ丁が増大した場合、該雪疲ｌ０ＵＴは出力トランジ
スタＱ３のコレクターエミッタ間を流れるため、該コレ
クターエミッタ間電圧をＶＣＥとすると、トランジスタ
Ｑ３において、Ｐ＝ＶＣＥＸ １０１ＪＴなる電力が消
費され、その接合部分が発熱する。集積回路中トランジ
スタＱ３の近くに位置するトランジスタＱ１は常温にお
いて、ＶＡ＝ＩＩＸＲ１なるベース電位（トランジスタ
Ｑ１のＯＮ時のベース・エミッタ電圧ＶＢＥよりも低い
値）でバイアスされているため、該トランジスタＱ１は
ＯＦＴ”している。一般にトランジスタのＶＢＥは約−
２ｍ■／°Ｃという負の温度係数をもっているため、出
力パワートランジスタＱ３の発熱の影響で熱検出トラン
ジスタＱ１のベース・エミッタ電圧ＶＢＥが減少し、そ
の値が前記ＶＡ （−１１ｘＲ１）以下になると該トラ
ンジスタＱ１がＯＮＬ、始め、ダーリントン接続されて
いるトランジスタＱ２のベース電流であるＩ２を引っ張
るため、トランジスタＱ２．Ｑ３ばＯＦＦし始め、出力
電流１０ＵＴが減少する。
従来の熱遮断回路は、以上のように構成されており、熱
検出トランジスタと出力トランジスタが別の半導体領域
（別の島）に位置するため、直接出力トランジスタの発
熱量が検出できないという欠点があった。つまり、熱検
出トランジスタと出力トランジスタとの間に半導体基板
が存在するため、基板の熱伝導率が大きく関与し、両ト
ランジスタの距離、発熱による熱伝導率の変化、過渡熱
抵抗の変化等により、検出温度の誤差がかなりあり、出
力トランジスタの適切な保護ができないという欠点があ
った。
検出トランジスタと出力トランジスタが別の半導体領域
（別の島）に位置するため、直接出力トランジスタの発
熱量が検出できないという欠点があった。つまり、熱検
出トランジスタと出力トランジスタとの間に半導体基板
が存在するため、基板の熱伝導率が大きく関与し、両ト
ランジスタの距離、発熱による熱伝導率の変化、過渡熱
抵抗の変化等により、検出温度の誤差がかなりあり、出
力トランジスタの適切な保護ができないという欠点があ
った。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、熱検出トランジスタと出力トラ
ンジスタとを相互に近接して形成することにより、出力
トランジスタの発熱を正確に検出し、時間遅延なしに出
力トランジスタを遮断できる出力トランジスタの保護回
路を提供することを目的としている。
ためになされたもので、熱検出トランジスタと出力トラ
ンジスタとを相互に近接して形成することにより、出力
トランジスタの発熱を正確に検出し、時間遅延なしに出
力トランジスタを遮断できる出力トランジスタの保護回
路を提供することを目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第２
図は本発明の一実施例を示し、図におし１で、Ｉ］、、
Ｉ２は第１．第２の定電流源、Ｑｌは電流増幅用トラン
ジスタ（第１のトランジスタ）、Ｑ２は出力トランジス
タ、Ｑ３は熱検出トランジスタ（第２のトランジスタ）
、Ｑ４は遮断用トラ□□−乙 る。
図は本発明の一実施例を示し、図におし１で、Ｉ］、、
Ｉ２は第１．第２の定電流源、Ｑｌは電流増幅用トラン
ジスタ（第１のトランジスタ）、Ｑ２は出力トランジス
タ、Ｑ３は熱検出トランジスタ（第２のトランジスタ）
、Ｑ４は遮断用トラ□□−乙 る。
上記トランジスタＱｌ、Ｑ３のコレクタおよび定電流源
１１の正側は電源端子Ｖｃｃに接続され、定電流源■１
の負側はトランジスタＱ１のベースに接続され、かつ該
負側はトランジスタＱ４のコレクタにも接続される。上
記トランジスタＱ１のエミッタはトランジスタＱ２．Ｑ
３のベースに接続され、トランジスタＱ２のエミッタは
抵抗Ｒ１を介して出力端子■０に接続される。またトラ
ンジスタＱ３のコレクタはトランジスタＱ２のコレクタ
とともに電源端子Ｖｃｃに接続され、トランジスタＱ３
のベース・エミッタ間には抵抗Ｒ２が接続され、そのエ
ミッタは定電流源■２の正側に接続され、かつトランジ
スタＱ４のベースにも接続される。このトランジスタＱ
４のエミ・ツタは出力端子ｖＯに接続され、定電流源Ｉ
２の負側ば接地されている。なお上記４つのトランジス
タＱ１〜Ｑ４は同極性のものである。
１１の正側は電源端子Ｖｃｃに接続され、定電流源■１
の負側はトランジスタＱ１のベースに接続され、かつ該
負側はトランジスタＱ４のコレクタにも接続される。上
記トランジスタＱ１のエミッタはトランジスタＱ２．Ｑ
３のベースに接続され、トランジスタＱ２のエミッタは
抵抗Ｒ１を介して出力端子■０に接続される。またトラ
ンジスタＱ３のコレクタはトランジスタＱ２のコレクタ
とともに電源端子Ｖｃｃに接続され、トランジスタＱ３
のベース・エミッタ間には抵抗Ｒ２が接続され、そのエ
ミッタは定電流源■２の正側に接続され、かつトランジ
スタＱ４のベースにも接続される。このトランジスタＱ
４のエミ・ツタは出力端子ｖＯに接続され、定電流源Ｉ
２の負側ば接地されている。なお上記４つのトランジス
タＱ１〜Ｑ４は同極性のものである。
また出力トランジスタＱ２と熱検出トランジスタＱ３と
はそのコレクタ、ベースがそれぞれ共通となっており、
同一半導体領域内に又は一体化されて相互に近接して形
成されている。
はそのコレクタ、ベースがそれぞれ共通となっており、
同一半導体領域内に又は一体化されて相互に近接して形
成されている。
次に動作について説明する。
熱検出トランジスタＱ３のベース−エミッタ間電位は抵
抗Ｒ２，定電流源工２によって該トランジスタＱ３がＯ
ＦＦする様な定数に設定しておく。
抗Ｒ２，定電流源工２によって該トランジスタＱ３がＯ
ＦＦする様な定数に設定しておく。
負荷ＲＬが増大して負荷電流が増大し、出力トランジス
タＱ２のコレクターエミッタ間を流れる電流が増大する
と、これに伴って該トランジスタＱ２が発熱する。これ
とともにトランジスタＱ３はそのＶＢＥが一２ｍｖ／℃
という温度特性を有するため、設定温度を越えると、上
記の抵抗Ｒ２と定電流源工２により設定されたバイアス
電圧よりもＶＢＥが低くなり、該１〜ランジスクＱ３は
ＯＮし始める。ここで、出力１ヘランジスタＱ２のエミ
ッタ電流（負荷電流）をＩＥとし、該電流ＩＥが ＶＢＥ （Ｑ２） →−ＴＥ−Ｒ１≧ＶＢＥ （Ｑ３）
＋ＶＢＥ （Ｑ４）という条件を満足すると、遮断用
！・ランジスタＱ４もＯＮＬ始め、定電流源１１を引っ
張るためトランジスタＱ１．Ｑ２は０ＦＦＬ始め、熱遮
断がかかることになる。
タＱ２のコレクターエミッタ間を流れる電流が増大する
と、これに伴って該トランジスタＱ２が発熱する。これ
とともにトランジスタＱ３はそのＶＢＥが一２ｍｖ／℃
という温度特性を有するため、設定温度を越えると、上
記の抵抗Ｒ２と定電流源工２により設定されたバイアス
電圧よりもＶＢＥが低くなり、該１〜ランジスクＱ３は
ＯＮし始める。ここで、出力１ヘランジスタＱ２のエミ
ッタ電流（負荷電流）をＩＥとし、該電流ＩＥが ＶＢＥ （Ｑ２） →−ＴＥ−Ｒ１≧ＶＢＥ （Ｑ３）
＋ＶＢＥ （Ｑ４）という条件を満足すると、遮断用
！・ランジスタＱ４もＯＮＬ始め、定電流源１１を引っ
張るためトランジスタＱ１．Ｑ２は０ＦＦＬ始め、熱遮
断がかかることになる。
内に、あるいはさらに一体化して形成されているため、
両者の間に半導体基板の杯な介在物が無く、熱検出トラ
ンジスタＱ＋は出力トランジスタＱ２の発熱を瞬時に検
出し、遮断トランジスタＱ４を作動させることができる
。そのため、遮断温度の設定が簡単であり、従来の様に
各トランジスタのレイアウトや、半導体の濃度、比抵抗
を考慮する必要が無い。
両者の間に半導体基板の杯な介在物が無く、熱検出トラ
ンジスタＱ＋は出力トランジスタＱ２の発熱を瞬時に検
出し、遮断トランジスタＱ４を作動させることができる
。そのため、遮断温度の設定が簡単であり、従来の様に
各トランジスタのレイアウトや、半導体の濃度、比抵抗
を考慮する必要が無い。
また、本保護回路には、電流制限機能も含まれている。
以下、この機能について説明すると、パフケージに放熱
処理が施されていることにより、トランジスタの熱的な
破壊の問題が無い場合には、過電流によるトランジスタ
の破壊が問題となる。
処理が施されていることにより、トランジスタの熱的な
破壊の問題が無い場合には、過電流によるトランジスタ
の破壊が問題となる。
しかるに本保護回路では、前述のようにトランジスタＱ
２のエミソク電流ＩＥが増大し７ＶＢＥ （Ｑ２＞ ＋
ＩＥ −Ｒ１≧１２・Ｒ２＋ ＶＢＥ （０４）なる
条件になると、遮断トランジスタＱ４がＯＮし、定電流
源■１を引っ張るため、トランジスタＱｌ、Ｑ２が○Ｆ
ＦＬ始め、過電流がトランジスタＱ２を流れることはな
くなり、該１−ランジスタＱ２の破壊を防止できる。
２のエミソク電流ＩＥが増大し７ＶＢＥ （Ｑ２＞ ＋
ＩＥ −Ｒ１≧１２・Ｒ２＋ ＶＢＥ （０４）なる
条件になると、遮断トランジスタＱ４がＯＮし、定電流
源■１を引っ張るため、トランジスタＱｌ、Ｑ２が○Ｆ
ＦＬ始め、過電流がトランジスタＱ２を流れることはな
くなり、該１−ランジスタＱ２の破壊を防止できる。
この様に本実施例の構成によれば、熱遮断特性と電流制
御限特性を併せ持つ、優れた出力トランジスタの保護回
路を提供できるものである。
御限特性を併せ持つ、優れた出力トランジスタの保護回
路を提供できるものである。
なお、上記実施例では、ＮＰＮ型トランジスタを用いた
ものについて述べたが、ＰＮＰ型を用いてもよく、また
その他の半導体材料による素子を用いても良い。
ものについて述べたが、ＰＮＰ型を用いてもよく、また
その他の半導体材料による素子を用いても良い。
また、上記実施例では出力トランジスタの保護について
述べたが、本発明は一般に微小な熱変動を検出する場合
にこれを応用することができる。
述べたが、本発明は一般に微小な熱変動を検出する場合
にこれを応用することができる。
以上の様に、この発明によれば、熱検出トランジスタと
被保護トランジスタとを相互に近接して形成するように
したので、被保護トランジスタの発熱を瞬時に検知して
熱遮断をかけることができ、さらに電流制限もかけられ
る効果がある。
被保護トランジスタとを相互に近接して形成するように
したので、被保護トランジスタの発熱を瞬時に検知して
熱遮断をかけることができ、さらに電流制限もかけられ
る効果がある。
第１図は従来の熱遮断回路を示す回路図、第２図はこの
発明の一実施例による出力ｌ・ランジヌタの保護回路を
示す回路図である。 増幅用トランジスタ（第１のトランジスタ）、Ｑ２・・
・出力トランジスタ、Ｑ３・・・熱検出トランジスタ（
第２のトランジスタ）、Ｑ４・・・遮断トランジスタ（
第３のトランジスタ）。 代理人 大 岩 増 雄 第１図 第２図
発明の一実施例による出力ｌ・ランジヌタの保護回路を
示す回路図である。 増幅用トランジスタ（第１のトランジスタ）、Ｑ２・・
・出力トランジスタ、Ｑ３・・・熱検出トランジスタ（
第２のトランジスタ）、Ｑ４・・・遮断トランジスタ（
第３のトランジスタ）。 代理人 大 岩 増 雄 第１図 第２図
Claims (1)
- （１） エミッタ抵抗を介して負荷をドライブする出力
トランジスタの保護回路において、上記出力トランジス
タと同極性の第１、第２のトランジスタのコレクタおよ
び第１の定電流源の正側が電源端子に接続され、該第１
の定電流源の負側は上記第１のトランジスタのベースに
接続されるとともに該第１．第２のトランジスタと同極
性の第３のトランジスタのコレクタに接続され、上記第
１のトランジスタのエミッタは上記第２のトランジスタ
および出力トランジスタのベースに接続され、上記第２
のトランジスタのベース・エミッタ間には第２の抵抗が
接続され、上記第２のトランジスタのコレクタは上記出
力トランジスタのコレクタに接続され、該第３のトラン
ジスタのエミッタは上記負荷に接続され、上記第２の定
電流源の負側は接地されてなり、上記出力トランジスタ
と第２のトランジスタとは相互に近接して形成されてい
ることを特徴とする出力トランジスタの保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59117195A JPS60259005A (ja) | 1984-06-05 | 1984-06-05 | 出力トランジスタの保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59117195A JPS60259005A (ja) | 1984-06-05 | 1984-06-05 | 出力トランジスタの保護回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60259005A true JPS60259005A (ja) | 1985-12-21 |
Family
ID=14705747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59117195A Pending JPS60259005A (ja) | 1984-06-05 | 1984-06-05 | 出力トランジスタの保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60259005A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02135809A (ja) * | 1988-11-16 | 1990-05-24 | Sanyo Electric Co Ltd | ドライバー回路 |
-
1984
- 1984-06-05 JP JP59117195A patent/JPS60259005A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02135809A (ja) * | 1988-11-16 | 1990-05-24 | Sanyo Electric Co Ltd | ドライバー回路 |
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