JPS6235268A - Current detecting circuit - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To detect a specified current flowing in a load independently of temperatures, by applying a voltage to the base of one side of transistors that form a differential circuit from a temperature independent bias circuit. CONSTITUTION:Transistors 4, 9 connecting equal resistors to the collector form a differential circuit, and to the base of the transistor 9 is impressed a voltage VREF which is independent of temperature from a bias circuit. The base of the transistor 4 is connected to a constant current source 8 supplying a current IO, and between the base and the emitter are connected a resistor 7 of resistance value R2, and an external resistor 6 of resistance value R1 connected in series with a load 2 flowing a current IX. Thus, the condition for the current IX to be a specified value and the transistor 4 to be turned on is given by a value which satisfies an inequality having no temperature dependent terms. Therefore, a specified current flowing in a laod can be detected from the output of the detection signal output terminal 5 independently of temperatures, even with use of a temperature dependent transistors.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電源及び負荷により構成された回路の電流
検出に関し、特に温度変化に対して影響を受けない電流
検出回路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to current detection in a circuit constituted by a power supply and a load, and particularly to a current detection circuit that is not affected by temperature changes.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第２図は、従来の電流検出回路を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a conventional current detection circuit.

図において、１は電源、２は負荷、３は負荷２に対して
十分小さな値をもつ外付けの抵抗、４はＮＰＮＩ−ラン
ジスタ、５は検出信号出力端子である。In the figure, 1 is a power supply, 2 is a load, 3 is an external resistor having a value sufficiently small for the load 2, 4 is an NPNI transistor, and 5 is a detection signal output terminal.

電源１の電圧値をＶｃｃ、抵抗３の抵抗値をＲ，Ｘ、負
荷２の抵抗値をＲＬ、負荷２に流れる電流をＩＸとした
とき、トランジスタ４のベース電位はＲＸ−ＩＸとなる
。ここでトランジスタ４のベース・エミッタ間電圧をＶ
ＢＥ（常温で約０．７ｖである）とすると、 トランジスタ４がオンする条件は、 ＶＢＥ＜ＲＸ・ＩＸ　　　　　　　　　　・・・（１）
である。従ってこの回路で例えば１０（ｍＡ）の電流が
負荷２に流れたことを検出しようとする場合、式（１）
から、外付は抵抗３の抵抗値ＲＸはＲＸ＝７０（Ω）と
定まる。つまりこの回路に１０（ｍＡ）以下の電流が流
れても、０．７＞７０・ＩＸでトランジスタ４はオンせ
ず端子５はハイのままであるが、１０（ｍＡ）以上の電
流が流れると、０．７＜７０・ＩＸでトランジスタ４が
オンとなり、端子５はロウとなる。このようにして、こ
の回路に設定値以上の電流が流れていることが検出でき
るわけである０以上は負荷２が抵抗３に比べ十分大きく
、負荷の両端に電源電圧ＶＣＣにほぼ等しい電圧が現わ
れるとした場合である。When the voltage value of the power supply 1 is Vcc, the resistance value of the resistor 3 is R,X, the resistance value of the load 2 is RL, and the current flowing through the load 2 is IX, the base potential of the transistor 4 becomes RX-IX. Here, the base-emitter voltage of transistor 4 is V
Assuming BE (approximately 0.7V at room temperature), the conditions for transistor 4 to turn on are: VBE<RX・IX...(1)
It is. Therefore, when trying to detect that a current of, for example, 10 (mA) has flowed into load 2 with this circuit, formula (1) is used.
Therefore, the resistance value RX of the external resistor 3 is determined as RX=70 (Ω). In other words, even if a current of 10 (mA) or less flows through this circuit, transistor 4 will not turn on and terminal 5 will remain high because 0.7>70・IX, but if a current of 10 (mA) or more flows, , 0.7<70·IX, the transistor 4 is turned on and the terminal 5 becomes low. In this way, it is possible to detect that a current exceeding the set value is flowing through this circuit.If the current is greater than 0, the load 2 is sufficiently large compared to the resistor 3, and a voltage approximately equal to the power supply voltage VCC appears across the load. This is the case.

次に抵抗３の値が負荷２に対し無視できないくらい大き
いとき、つまり負荷の両端電圧が電源電圧とは異なって
しまう場合を考える。これは検出しようとする電流値Ｉ
Ｘが小さい場合に考えられることである。Next, consider a case where the value of the resistor 3 is too large to be ignored relative to the load 2, that is, a case where the voltage across the load is different from the power supply voltage. This is the current value I to detect
This is possible when X is small.

第３図は上述のような電流値ＩＸの値が小さい場合の電
流検出に用いられる他の従来回路を示し、これは第２図
の抵抗３の代わりに、抵抗値Ｒ１の外付は抵抗６と、抵
抗値Ｒ２の抵抗７とをそれぞれ図のように接続し、電流
源８をトランジスタ４のベースに接続するようにしたも
のである。FIG. 3 shows another conventional circuit used for current detection when the current value IX is small as described above, and in this case, instead of the resistor 3 in FIG. and a resistor 7 having a resistance value R2 are connected as shown in the figure, and a current source 8 is connected to the base of the transistor 4.

この回路においてトランジスタ４がオンする条件は、負
荷２を流れる電流をｒｘ、電流源８の供給する電流をＩ
Ｏとすると、 ＶＢＥ＜Ｒ１（ＩＸ＋ＩＯ）＋Ｒ２−ｌ０つまり ＶＢＥ＜Ｒ１・　ＩＸ＋ＩＯ・　（Ｒ１＋Ｒ２）・・・
　（ＩＩ） であり、式（ＩＩ）で抵抗６の抵抗値Ｒ１を負荷２の抵
抗値ＲＬに比べ十分小さくとったとしても、抵抗７の抵
抗値Ｒ２を大きくしておくことによって検出できる電流
ＩＸ値は小さな値をとることができる。ここで式（ｎ）
の右辺第２項のＶＯ＝１０・　（Ｒ１＋Ｒ２）の値は、
温度に依存せず一定の値となるように、電流源８が構成
されているものとする。In this circuit, the conditions for turning on the transistor 4 are that the current flowing through the load 2 is rx, and the current supplied by the current source 8 is I
If O, then VBE<R1(IX+IO)+R2-l0, that is, VBE<R1・IX+IO・(R1+R2)...
(II), and even if the resistance value R1 of the resistor 6 is set sufficiently smaller than the resistance value RL of the load 2 in equation (II), the current IX that can be detected by increasing the resistance value R2 of the resistor 7 is The value can be small. where formula (n)
The value of VO=10・(R1+R2) of the second term on the right side is,
It is assumed that the current source 8 is configured to have a constant value regardless of temperature.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ここまでは常温（２５℃）での話であるが、今度は、温
度が変化した場合について考える。まず第２図の場合で
考える。トランジスタのベース・エミッタ間電圧ｖＢＥ
は、−２ｍＶ／’Ｃの温度依存性をもっている。従って
例えば、温度が一５０℃変化したとき、ＶＢＥ−０，７
＋　（−２ｍＶ／’ＣＸ−５０℃）−０，８（Ｖ）とな
り、式（Ｉ）から０．８〈ＩＸ−ＲＸとなる。ここでＲ
Ｘは外付は抵抗なので温度に対して影響を受けないから
、ＩＸ＝１１．４（ｍＡ）となり、このことからも分力
ζるように温度が変化すると、検出される電流値がこれ
に伴って変化することとなる。Up to this point, we have been talking about room temperature (25°C), but now we will consider the case where the temperature changes. First, consider the case shown in Figure 2. Transistor base-emitter voltage vBE
has a temperature dependence of -2 mV/'C. Therefore, for example, when the temperature changes by 150°C, VBE-0.7
+ (-2mV/'CX-50°C)-0.8(V), and from formula (I), it becomes 0.8<IX-RX. Here R
Since X is an external resistor, it is not affected by temperature, so IX = 11.4 (mA), and from this, if the temperature changes so that the component force ζ increases, the detected current value will change to this value. It will change accordingly.

また第３図の場合も、式（ｎ）から ＶＢＢ−ＶＯ＜！Ｘ−ＲＸ となり、ｖＯの項は温度に依存しないが、ＶＢＥが変化
するのでやはりｒｘは温度依存性を持つ。このように、
第２図、第３図で示した電流検出回路では、温度が変化
すると検出される電流値が変化してしまうという欠点が
あった。Also in the case of FIG. 3, from equation (n), VBB-VO<! X-RX, and although the vO term does not depend on temperature, since VBE changes, rx also has temperature dependence. in this way,
The current detection circuits shown in FIGS. 2 and 3 have a drawback that the detected current value changes when the temperature changes.

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、負荷に流れる電流を温度に依らず一定値で検
出することができる電流検出回路を得ることを目的とす
る。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a current detection circuit that can detect a current flowing through a load at a constant value regardless of temperature.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る電流検出回路は、電流源からの電流が流
れる抵抗と、該電流源及び負荷からの電流が流れる外付
は抵抗とを第２トランジスタのベース・エミッタ間に直
列接続し、この第２トランジスタとともに差動回路を構
成する第１のトランジスタを設け、そのベースに温度に
依存しないバイアス回路から電圧を印加するようにした
ものである。A current detection circuit according to the present invention connects in series between the base and emitter of a second transistor a resistor through which a current from a current source flows and an external resistor through which current flows from the current source and a load. A first transistor is provided which together with two transistors constitute a differential circuit, and a voltage is applied to its base from a temperature-independent bias circuit.

〔作用〕[Effect]

この発明においては、上記外付は抵抗及び抵抗により決
まる第２トランジスタのベース電位と温度に依存しない
バイアス回路からの電圧との大小により第２トランジス
タがオンあるいはオフするから、検出信号が温度に依存
しない。In this invention, since the second transistor is turned on or off depending on the magnitude of the base potential of the second transistor determined by the resistor and the voltage from the temperature-independent bias circuit, the detection signal is temperature-dependent. do not.

〔実施例〕〔Example〕

第１図はこの発明の一実施例による電流検出回路の回路
図であり、図において、１〜８は上記従来装置と全く同
一のものである。９は第２トランジスタ４とともに差動
回路３０を構成する第１トランジスタであり、該トラン
ジスタ９のベース１２には温度依存性のないバイアス回
路により電圧Ｖ　ＲＥＦが供給される。また１０．１１
はトランジスタ４，９のコレクタと電源１のプラス側と
の間に接続された抵抗である。FIG. 1 is a circuit diagram of a current detection circuit according to an embodiment of the present invention, and in the figure, numerals 1 to 8 are exactly the same as the conventional device described above. Reference numeral 9 denotes a first transistor that constitutes the differential circuit 30 together with the second transistor 4, and a voltage V REF is supplied to the base 12 of the transistor 9 by a bias circuit having no temperature dependence. Also 10.11
is a resistor connected between the collectors of the transistors 4 and 9 and the positive side of the power supply 1.

次の動作について説明する。この回路で抵抗１０及び１
１の値を等しくしておけば、トランジスタ９のベース電
位Ｖ　ｌ？ＥＦと電位点１３の電位ＴＸ・Ｒ１＋ＩＯ・
　（Ｒ１＋Ｒ２）との大小によってトランジスタ９とト
ランジスタ４のオン・オフが決まる。つまり、 ＶＲＥＦ　＞　Ｉ　Ｘ　−Ｒ１＋　Ｉ　Ｏ・　（Ｒ１＋
Ｒ２）ではトランジスタ４がオフ、トランジスタ９がオ
ン ＶＲＥＦ　＜　Ｉ　Ｘ　−Ｒ１＋　Ｉ　Ｏ・　（Ｒ１＋
Ｒ２）ではトランジスタ４がオン、トランジスタ９がオ
フ となる。従ってトランジスタ４がオンする条件は下の式
から ＶＲＥＦ−ＶＯ＜ＩＸ−Ｒ１ （Ｖ　Ｏ−０・　（Ｒ１＋Ｒ２）） となる、ここで上の式の左辺はどちらも温度に対して一
定であり、検出される電流値Ｉｘも温度依存性を示さな
い。The following operation will be explained. In this circuit, resistors 10 and 1
If the values of 1 are made equal, the base potential of transistor 9 V l? EF and potential TX of potential point 13・R1+IO・
The on/off status of transistor 9 and transistor 4 is determined by the magnitude of (R1+R2). In other words, VREF > IX-R1+IO・(R1+
In R2), transistor 4 is off and transistor 9 is on. VREF < I
In R2), transistor 4 is turned on and transistor 9 is turned off. Therefore, the condition for transistor 4 to turn on is VREF-VO<IX-R1 (V O-0・(R1+R2)) from the equation below, where both the left-hand sides of the above equation are constant with respect to temperature, The detected current value Ix also shows no temperature dependence.

このようにして、温度が変化した場合でも一定の電流値
ｒｘが検出できる。In this way, a constant current value rx can be detected even when the temperature changes.

なお、上記実施例ではトランジスタ４及びトランジスタ
９にＮＰＮ型を用い、抵抗６を電源のマイナス側に接続
して流れる電流を検出するようにしたが、トランジスタ
４及びトランジスタ９をＰＮＰ型として、抵抗６を電源
１のプラス側に接続するようにしてもよく上記実施例と
同様の効果を奏するものである。In the above embodiment, transistors 4 and 9 are of the NPN type, and the resistor 6 is connected to the negative side of the power supply to detect the flowing current. may be connected to the positive side of the power source 1, and the same effect as in the above embodiment can be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、本発明に係る電流検出回路によれば、温
度に依存しない第１トランジスタのベース電圧と温度依
存性のないバイアス回路の電圧とを差動回路で比較し、
これにより検出信号を得るようにしたので、回路に流れ
る電流を温度に依らず一定値で検出できる効果がある。As described above, according to the current detection circuit according to the present invention, the base voltage of the first transistor, which is independent of temperature, and the voltage of the bias circuit, which is independent of temperature, are compared by the differential circuit,
Since the detection signal is obtained in this way, there is an effect that the current flowing through the circuit can be detected at a constant value regardless of the temperature.

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

第１図はこの発明の一実施例による電流検出回路を示す
回路図、第２図は従来の電流検出回路を示す回路図、第
３図は他の従来例の場合の回路図である。 図において、１は電源、２は負荷、３，６は外付けの抵
抗、４．９はＮＰＮ　）ランジスタ（第２゜第１トラン
ジスタ）、３０は差動回路、５は検出信号出力端子、７
，１０．１１は抵抗、８は電流源、１２．１３はそれぞ
れトランジスタ９．４のベースである。FIG. 1 is a circuit diagram showing a current detection circuit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional current detection circuit, and FIG. 3 is a circuit diagram of another conventional example. In the figure, 1 is a power supply, 2 is a load, 3 and 6 are external resistors, 4.9 is an NPN transistor (2nd degree, 1st transistor), 30 is a differential circuit, 5 is a detection signal output terminal, 7
, 10.11 are resistors, 8 is a current source, and 12.13 are the bases of transistors 9.4, respectively.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）半導体集積回路に内蔵され該集積回路内部の負荷
に所定値以上の電流が流れたことを検出する電流検出回
路において、 電源のマイナス側と上記負荷の一端との間に接続され上
記負荷に対して十分小さな抵抗値を有する外付け抵抗と
、 温度依存性のない電圧発生回路からベース電圧が供給さ
れる第１トランジスタと、 該第１トランジスタとともに差動回路を構成する該トラ
ンジスタと同一導電型の第２トランジスタと、 上記電源のプラス側と上記第２トランジスタのベース間
に接続された電流源と、 上記負荷と外付け抵抗との接続点と上記第２トランジス
タのベース間に接続された抵抗と、上記第２トランジス
タのコレクタより取出された検出信号出力端子とを備え
たことを特徴とする電流検出回路。(1) In a current detection circuit that is built into a semiconductor integrated circuit and detects that a current exceeding a predetermined value has flowed through a load inside the integrated circuit, the load is connected between the negative side of the power supply and one end of the load. an external resistor having a sufficiently small resistance value, a first transistor to which a base voltage is supplied from a temperature-independent voltage generating circuit, and a transistor having the same conductivity as the transistor constituting a differential circuit together with the first transistor. a current source connected between the positive side of the power supply and the base of the second transistor; a current source connected between the connection point between the load and the external resistor and the base of the second transistor; A current detection circuit comprising a resistor and a detection signal output terminal taken out from the collector of the second transistor. （２）上記第１トランジスタと上記第２トランジスタの
コレクタは、それぞれ互いに同一の抵抗値を持つ抵抗を
介して上記電源のプラス側に接続され、上記第１トラン
ジスタと上記第２トランジスタの共通エミッタは抵抗を
介して上記電源のマイナス側に接続されていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の電流検出回路。(2) The collectors of the first transistor and the second transistor are connected to the positive side of the power supply through resistors having the same resistance value, and the common emitter of the first transistor and the second transistor is connected to the positive side of the power supply. 2. The current detection circuit according to claim 1, wherein the current detection circuit is connected to the negative side of the power source via a resistor. （３）上記電流源は上記第２トランジスタのベース電位
が温度に対して一定となるような回路で構成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
載の電流検出回路。(3) Current detection according to claim 1 or 2, wherein the current source is configured with a circuit such that the base potential of the second transistor is constant with respect to temperature. circuit.