JPS63277423A - 集積回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、集積回路の電源電圧と電源電流の特性に関
するものである。

〔従来の技術〕

第７図は、例えば三菱電機株式会社が出版した「三菱汎
用リニアＩＣユーザーズマニュアル（Ｐ２−４５）Ｊ等
に示される従来の集積回路を示す要部回路図である。図
において（１）はコレクタピンチ抵抗と呼ばれる高抵抗
で、第８図に示すような定電流特性を有するが、その値
のバラツキが大きいため回路を駆動するために用いられ
ている。（２１（３１（４１（９１ＧＯ）はＮＰＮ型の
トランジスタで、トランジスタ（２）　（３Ｉ　（９１
はそのベースとコレクタを短絡してダイオードとして使
用している。　（６１（７１［８１はＰＮＰ型のトラン
ジスタで、トランジスタ（６）はそのベースとコレクタ
とを短絡してダイオードとして使用している。（（５）
はベース抵抗と呼ばれる抵抗で、ＮＰＮ型のトランジス
タのベースと同じ拡散でつくられる。

従来の集積回路は上記のように構成され、正の電源線Ｖ
ｃｃが立ち上がると抵抗（１）、トランジスタ（２）（
３１に電流が流れ、トランジスタ（２１のベース電位は
負の電源線ＧＮＤ（＝ＯＶ）に対し約１．２Ｖになる。

これとトランジスタ（イ）のベースが接続され、トラン
ジスタ（イ）のエミッタとＧＮＤの間には抵抗（９が入
れであるので、抵抗（５）には約０．６Ｖの電圧降下が
生じるように電流が流れ、これがトランジスタ（４）の
コレクタ電流となり、さらにトランジスタ（６）にも流
れる。Ｉ・ランジスタ（７）はトランジスタ（６）とカ
レントミラー接続であるため、トランジスタ（７）には
トランジスタ（６）とほぼ同じ大きさのコレクタ電流が
流れ、これが吐き出し定電流源となる。又、トラ、ンジ
スタ（８）もトランジスタ（６）とカレントミラー接続
されており、そのコレクタ電流は定電流となりトランジ
スタ（９）に流入する。トランジスタＱＯＩはトランジ
スタ（９）とカレントミラー接続されており、トランジ
スタ（９）にはトランジスタ００）とほぼ同じコレクタ
電流が流れ、これが吸い込み定電流源となる。この定電
流源によって集積回路が動作する。この時の電源電流・
電圧特性は、第９図の様にほぼ定電流特性となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の集積回路では、　Ｖｃｃに耐電圧を
超えた電圧のノイズが飛び込むと、その電圧がそのまま
印加されて回路が破壊することがあるため、Ｖｃｃが上
記耐電圧を超えないようにＶｃｃ　・ＧＮＤ間にコンデ
ンサやツェナーダイオードを入れる等の対策をして回路
を［Ｊする必要があるという問題点があり、また、定電
流にしているとはいってもＶｃｃが変動すると素子の動
作状態も少し変動するので、集積回路の動作状態も少し
変動してしまうと、いう問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、集積回路の耐電圧を超えるノイズ等に対しては、ノ
イズ等のエネルギーを吸収してノイズ等によるνＣＣの
上昇を耐電圧以下に抑えることにより、集積回路の外に
ノイズ等の抑制対策がなくても破壊しない集積回路を得
るとともに、集積回路側々の主要な機能をなす回路は回
路電圧を安定させることにより、回路動作も安定するよ
うにした集積回路を得ることを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係わる集積回路は、所定の定電圧を発生する
定電圧回路と、使用電源電圧範囲以上で耐電圧以下に電
源を制限するリミッタ回路とを備えたものである。

〔作用〕

この発明においては、ノイズ等による集積回路の電源電
圧Ｖｃｃの上昇を所定電圧に抑え、ノイズ等のエネルギ
ーを電流として流してやることにより集積回路の破壊を
防止し、また、所定電圧回路は集積回路の主要な機能を
なす回路に定電圧を供給し、その回路動作を安定にさせ
る。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図であり、図に
おいて、（１１）はリミッタ回路、（１２）は起動回路
、（１３）は定電圧回路、（ｉ４）は定電流回路、（１
５）は集積回路の主要な機能をなすための回路、（＋６
１　＜２０）　（２１）　（２２）　（２９）　（３２
）　（３５）　（３６）　（３７）はＮＰＮ型のトラン
ジスタ、（１７）　（２８）はツェナーダイオード、（
＋８）　（２３＞　（３８）は抵抗、（１９）はコレク
タピンチ抵抗、（２４＞　（２５＞　（２６＞　（２７
）　（３０）　＜３１）　（３３）　＜３４）　（３９
）はＰＮＰ型のトランジスタである。第２図は第１図の
回路における電源電圧νＣＣに対する電源電流１ｃｃと
定電圧Ｖｃｏｎｓｔの特性を示す図で、Ｖｌ〜ｖ２は使
用電圧範囲、ｖ３は集積回路の耐電圧、ｖ４はリミッタ
回路の制限電圧、ｖ５はそれ以上で定電圧Ｖｃｏｎｓｔ
が安定する電圧である。

上記のように構成された集積回路においては、リミッタ
回路（１１）のツェナーダイオード（１７）は、そのツ
ェナー電圧を使用電圧範囲以上（第２図の■２以上）か
つ集積回路の耐電圧ｖ３以下の電圧ｖ４付近に設定して
あり、　Ｖｃｃがｖ４より低い時はリミッタ回路（１１
）は動作しない。Ｖｃｃがｖ４付近まで上がるとツェナ
ーダイオード（１７）が通電してトランジスタ（１６）
が動作し、Ｖｃｃから電流を引くのでＶｃｃはｖ４付近
より上がらない、起動回路（１２）はＶｃｃが印加され
ると、まず、抵抗（１９）　）ランジスタ（２０）（２
１）に通電し、トランジスタ（２２）のベース電位が約
１，２ｖに引上げられるので、抵抗（２３）の電圧降下
が約０．６ｖになるようにトランジスタ（２２）のユレ
ークタ電流が流れる。その電流はトランジスタ（２５）
のコレクタ電流にもなり、トランジスタ（２５）とカレ
ントミラーに接続されたトランジスタ（２４）　（２６
）　（２７）にもほぼ同大のコレクタ電流が流れる。ト
ランジスタ（２４）のコレクタ電流はトランジスタ（２
０）に流入し、その電流を増して１〜ランジスタ（２２
）のベース電圧を安定させる。トランジスタ（２６）　
（２７＞のコレクタ電流は他の回路の起動に使用される
。定電圧回路（１３）は、トランジスタ（２７）のコレ
クタ電流によりツェナーダイオード（２８）が立ち上が
る。

ツェナーダイオード（２８）のツェナー電圧は、回路（
１５）が必要とするより高く設定しておく。例えば、そ
のツェナー電圧を約７．６ｖとすると、ツェナーダイオ
ード（２８）が通電して安定すると、トランジスタ（２
９）のベース電圧は約７．６ｖになり、そのエミッタ電
圧、すなわち、この定電圧回路（１３）が作る定電圧Ｖ
ｃｏｎｓｔは約７．Ｏｖになる。トランジスタ（２９）
はトランジスタ（３０）　（３１＞で折り返してトラン
ジスタ（３２）のベース電流を供給する働きをしている
だけで、Ｖｃｏｎｓｔの負荷電流の大部分は、トランジ
スタ（３２）を通って供給される。定電圧回路（１４）
はトランジスタ（２６）のコレクタ電流を受け、かつ、
Ｖｃｏｎｓｔが立ち上がることによって動作を始める。

トランジスタ（２６）のコレクタ電流が流れてトランジ
スタ（３７）のベース電位が約１．２ｖになり、抵抗（
３８）の電圧降下が約０．６ｖになるようにトランジス
タ（３７）のコレクタ電流が流れ、それがトランジスタ
（３４）のコレクタ電流にもなり、それとカレントミラ
ー接続されたトランジスタ（３３）にもほぼ同大のコレ
クタ電流が生じてトランジスタ（３５）に流入してトラ
ンジスタのベース電位を安定させる。回路（１５）は集
積回路それぞれが持つ主たる機能を果す回路で集積回路
により異なる。トランジスタ（３９）は回路（１５）で
定電流を必要とする場合を示すものであり、トランジス
タ（３４）とカレントミラー接続してそれとほぼ同大の
コレクタ電流を吐き出す。回路（１５）が定電流を基本
にして構成されると、その回路電流は、ＶｃｏｎｓＬが
安定するとより安定し、Ｖｃｏｎｓｔが立ち上がる前で
も安定的である。また、回路（！５）が抵抗性負荷であ
ればその回路電流は、Ｖｃｏｎｓｔが安定すると安定す
るが、Ｖｃｏｎｓｔが立ち上がる前はＶｃｃの変動に比
例的に変動する。

電源電圧Ｖｃｃと電源電流１ｃｃ及び定電圧Ｖｃｏｎｓ
ｔの特性は第２図に示すように、ＶｃｏｎｓｔはＶｃｃ
＝Ｖ５で立ち上がり、それ以上で安定する。ＴｃｃはＶ
ｃｃ＝Ｖ５以下ではやや安定が悪いが、それ以上で安定
的になる。それでも少し増大傾向になるのは、起動回路
（１２）の電流が増すためである。そして、Ｖｃｃ＝Ｖ
４になるとリミッタ回路（１１）が動作して、Ｉｃｃが
急増してＶｃｃの上昇が抑制される。

なお、上記実施例ではリミッタ回路（１１）にシングル
のトランジスタを用いたが、第３図（ａ）の様にダーリ
ントン精成にしてもよく、第３図（ｂ）の様にツェナー
ダイオード（１７）だけでリミッタ回路（１１）を構成
してもよい。第３図（ａ）における（４０）はＮＰＮ型
のトランジスタで、トランジスタ（１６）とダーリント
ンを構成する。

また、起動回路（１２）の（２０）〜（２３）及び定電
流回路（１４）の（３５）〜（３８）で構成される回路
は、第４図に示す回路でもよい０図において（４２）　
（４３）はＮＰＮ型のトランジスタ、（４４）は抵抗で
あり、トランジスタ（４２）のコレクタ側に電流が来る
と、トランジスタ（４３）がバイアスされてトランジス
タ（４２）のベース側に電流を流し、抵抗（４４）の電
圧降下が約０．６ｖになるとトランジスタ（４２）がバ
イアスされてコレクタ電流が流れ、それはトランジスタ
（４３）のベース電流を減らす方向なので負帰還がかか
り、ある状態で安定する。トランジスタ（４３）のコレ
クタ電流は、抵抗（４４）が約０．６ｖになる大きさの
電流となる。

さらに、定電流回路（１３）は、第５図の様にトランジ
スタ（３２）のベースをツェナーダイオード（２８）の
カソードに接続し、トランジスタ（２９）　＜３０）　
（３１）を省略してもよい。

さらにまた、上記実施例では集積回路のＶｃｃを外部電
源Ｖｃｃ’に直接接続しているものとしているが、それ
らの間に第９図の様に集積回路の外に抵抗（４５）を接
続してもよい、これにより゛″リミツタ回路１１）の電
流容量以上のエネルギーを持ち、Ｖｃｃに直接飛び込む
集積回路が破壊するようなノイズ等でも、それがＶｃｃ
’に乗って抵抗（４５）を介して入ってきた場合、抵抗
（４５）の電圧降下によりリミッタ回路（１１）に流れ
る電流が制限されてリミッタ回路（１１）の電流容量以
下になれば、集積回路は耐えられることができるわけで
ある。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、所定の定電圧を発生す
る定電圧回路と、使用電源電圧範囲以上で耐電圧以下に
電源を制限するリミッタ回路とを備えたことにより、電
源ラインに乗ってくるノイズ等に対する破壊耐力が向上
し、リミッタ回路が許容するエネルギー以下のノイズに
対しては集積回路外部に集積回路保護用のコンデンサや
ツェナーダイオードを設ける必要がなくなる。特に、電
源電流を安定化した集積回路ではＶｃｃ等の高電圧がそ
のままＶｃｃに印加されてしまうので、それに対しリミ
ッタ回路を設ける効果は大きい。さらに、集積回路の主
要な機能を成す回路の電源は、必要最小限の定電圧を作
って供給することにより、その回路については電源電圧
の変動やノイズ等の飛び込みの影響をより抑制すること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は第
１図における電源電圧に対する電源電流と定電圧特性を
示す図、第３図（ａ　Ｈｂ　＞はこの発明の他の実施例
におけるリミッタ回路を示す回路図、第４図はこの発明
のさらに他の実施例を示す回路図、第５図はこの発明の
さらにまた他の実施例を示す回路図、第６図はこの発明
のさらにまた他の実施例を示す回路図、第７図は従来の
集積回路を示す回路図、第８図は第７図における高抵抗
（１）の定電流特性を示す図、第９図は第７図における
電流・電圧特性を示す図である。 図中、（１１）はリミッタ回路、（１３）は定電圧回路
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定の定電圧を発生する定電圧回路と、使用電源電圧範
   囲以上で耐電圧以下に電源を制限するリミッタ回路とを
   備えた集積回路。