JPH04239814A - Current detection circuit for mosfet - Google Patents

Current detection circuit for mosfet

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JPH04239814A
JPH04239814A JP2283091A JP2283091A JPH04239814A JP H04239814 A JPH04239814 A JP H04239814A JP 2283091 A JP2283091 A JP 2283091A JP 2283091 A JP2283091 A JP 2283091A JP H04239814 A JPH04239814 A JP H04239814A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mosfet
current
current detection
transistor
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP2283091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Manabu Nakago
中郷 学
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Abstract

PURPOSE:To detect a current at other part than a main current path in a current detection circuit of a MOSFET. CONSTITUTION:The series connection of a limit resistor 2, a transistor(TR) 3 and a current sensing resistor 4 is connected in parallel between a drain D and a source S of a MOSFET 1. In this case, the limit resistor 2 is connected to a collector of the TR, the sense resistor 4 is connected to the emitter, and a gate G of the MOSFET1 is connected to the base G1 respectively and the operation of the MOSFET1 is made stable to detect a current by eliminating a current sensing component from the main current path.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、MOSFETのスイッ
チング回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a MOSFET switching circuit.

【0002】0002

【従来の技術】従来のMOSFETの電流検出回路は、
図3に示すように、MOSFET1のスイッチング回路
において、カレント・トランス8と制限抵抗9a,9b
とダイオード10及び電解コンデンサ11とを有してい
る(例えば、μPC1094C,1094Gアプリケー
ション・ノート・NEC・IEA−631A,1990
.4)。
[Prior Art] A conventional MOSFET current detection circuit is
As shown in FIG. 3, in the switching circuit of MOSFET 1, a current transformer 8 and limiting resistors 9a and 9b are connected.
, a diode 10, and an electrolytic capacitor 11 (for example, μPC1094C, 1094G Application Note, NEC, IEA-631A, 1990).
.. 4).

【0003】まずスイッチング素子のMOSFET1が
オンし主電流が流れると、前記電流はカレント・トラン
ス8の1次側を流れる。この場合、前記電流の変化分に
応じカレント・トランス8の2次側に電圧が発生する。
First, when the switching element MOSFET 1 is turned on and a main current flows, the current flows through the primary side of the current transformer 8. In this case, a voltage is generated on the secondary side of the current transformer 8 in accordance with the amount of change in the current.

【0004】前記カレント・トランス8の2次側に発生
した電圧を平滑用ダイオード10及び制限抵抗9aによ
り、半波整流波形とし、さらに平滑用電解コンデンサ1
1により直流電圧化する。制限抵抗9bは、前記直流電
圧のレベル調整用の制限抵抗である。本回路の場合、主
電流の変化分に応じセンスに発生する電圧も大きくなり
電流検出ができる。
The voltage generated on the secondary side of the current transformer 8 is converted into a half-wave rectified waveform by a smoothing diode 10 and a limiting resistor 9a, and further by a smoothing electrolytic capacitor 1.
1 to convert it into a DC voltage. The limiting resistor 9b is a limiting resistor for adjusting the level of the DC voltage. In the case of this circuit, the voltage generated in the sense increases according to the change in the main current, allowing current detection.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この従来のMOSFE
Tの電流検出回路においては、負荷がトランスの場合は
有効だが、抵抗性負荷或いは容量性負荷の場合は、使用
できない。またカレント・トランス8を使うために、電
流検出部が大きく、経済性やスペース性上問題であった
[Problem to be solved by the invention] This conventional MOSFE
The T current detection circuit is effective when the load is a transformer, but cannot be used when the load is a resistive load or a capacitive load. Furthermore, since the current transformer 8 is used, the current detection section is large, which poses problems in terms of economy and space.

【0006】これらの問題を解決するために図4に示す
ようにスイッチング素子としてのMOSFET1のソー
スS−GND間にセンス抵抗4を挿入し、直接電圧(電
流を抵抗により電圧に変換)をセンスするという方法が
あった(例えば、μPC1099C×1GSアプリケー
ション・ノート・NEC・IEA−647A,1990
/4)。この電流検出回路の場合、MOSFET1のソ
ースSがGNDより浮いてしまうため、動作安定性が悪
くなり、ゲートGの印加電圧も通常より大きくしなけれ
ばならない。さらに主電流ルート上にセンス抵抗がある
ために、ノイズ電圧が乗り易く、正確な電流検出ができ
ないという問題点があった。
In order to solve these problems, as shown in FIG. 4, a sense resistor 4 is inserted between the source S and GND of MOSFET 1 as a switching element, and the voltage (current is converted into voltage by the resistor) is sensed directly. There was a method called (for example, μPC1099C×1GS Application Note NEC IEA-647A, 1990
/4). In the case of this current detection circuit, the source S of MOSFET 1 floats above GND, resulting in poor operational stability and the voltage applied to the gate G must also be higher than usual. Furthermore, since there is a sense resistor on the main current route, there is a problem in that noise voltage is easily generated and accurate current detection cannot be performed.

【0007】本発明の目的は、MOSFETのオン電圧
によりMOSFETの電流を検出するMOSFETの電
流検出回路を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a MOSFET current detection circuit that detects the current of the MOSFET based on the on-voltage of the MOSFET.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明に係るMOSFETの電流検出回路においては
、MOSFETと、制限抵抗と、第2のトランジスタと
、電流検出用センス抵抗とを有するMOSFETの電流
検出回路であって、MOSFETは、ICの出力等によ
りスイッチングするものであり、第2のトランジスタは
、MOSFETと同一の入力信号によりオン・オフする
ものであり、制限抵抗と、第2のトランジスタと、電流
検出用センス抵抗とは、直列接続して、MOSFETの
ドレインとソースとの間に並列接続されたものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, a MOSFET current detection circuit according to the present invention includes a MOSFET, a limiting resistor, a second transistor, and a current detecting sense resistor. In this current detection circuit, the MOSFET is switched by the output of an IC, the second transistor is turned on and off by the same input signal as the MOSFET, and the limiting resistor and the second transistor are switched on and off by the same input signal as the MOSFET. The transistor and the current detection sense resistor are connected in series and in parallel between the drain and source of the MOSFET.

【0009】また、前記電流検出用センス抵抗を取り除
き、制限抵抗と電流検出用センス抵抗とは、直列接続し
て、MOSFETのドレインとソースとの間に並列に接
続されたものである。
Furthermore, the current detection sense resistor is removed, and the limiting resistor and the current detection sense resistor are connected in series and in parallel between the drain and source of the MOSFET.

【0010】0010

【作用】スイッチング素子としてのMOSFET1のド
レインD−ソースS間に並列にドレイン側から制限抵抗
2と第2のスイッチング素子としてのトランジスタ3(
制限抵抗2側にコレクタCを、センス抵抗側にエミッタ
Eを、MOSFET1のゲートGにベースG1をそれぞ
れ接続する。)と、センス抵抗4とを直列接続したもの
を備え、MOSFET1のオン電圧によりMOSFET
の電流を検出するものである。
[Operation] A limiting resistor 2 and a transistor 3 (as a second switching element) are connected in parallel between the drain D and source S of MOSFET 1 as a switching element from the drain side.
A collector C is connected to the limiting resistor 2 side, an emitter E is connected to the sense resistor side, and a base G1 is connected to the gate G of the MOSFET 1. ) and a sense resistor 4 are connected in series, and the on-voltage of MOSFET 1 turns on the MOSFET.
It detects the current.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例を図により説明する。[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained with reference to the drawings.

【0012】(実施例1)本発明の実施例1を示す回路
図である。図において、第1のスイッチング素子として
のMOSFET1のドレインDとソースS間には、直列
接続された制限抵抗2,第2のスイッチング素子として
のトランジスタ3,センス抵抗4が設けられている。ト
ランジスタ3は、そのゲートG1がMOSFET1のゲ
ートGに接続されてMOSFET1と同一の入力信号に
よりオン・オフするもので、そのエミッタEにセンス抵
抗4が接続され、そのコレクタCに制限抵抗2が接続さ
れている。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a circuit diagram showing Embodiment 1 of the present invention. In the figure, a limiting resistor 2, a transistor 3 as a second switching element, and a sense resistor 4 are provided between the drain D and source S of a MOSFET 1 as a first switching element, which are connected in series. Transistor 3 has its gate G1 connected to the gate G of MOSFET 1 and is turned on and off by the same input signal as MOSFET 1. A sense resistor 4 is connected to its emitter E, and a limiting resistor 2 is connected to its collector C. has been done.

【0013】第1のスイッチング素子としてのMOSF
ET1は、ICの出力等でオン・オフするものであり、
前記ICの出力等は、同時に第2のスイッチング素子と
してのトランジスタ3を連動させてオン・オフする。た
だし、この場合MOSFET1とトランジスタ3のスイ
ッチング時間は、MOSFET1《トランジスタ3なの
で、MOSFET1のオン→トランジスタ3のオンとな
り、さらにMOSFET1のオフ→トランジスタ3のオ
フとなる。まず、ICの出力により、MOSFET1が
オンとなると、MOSFET1のドレインD・ソースS
間電圧は急激に低下し、オン電圧(通常数V)となる。 オン電圧(MOSFET1がオンして、しばらくして)
となった段階で第2のスイッチング素子としてのトラン
ジスタ3がオンし、オン電圧を、制限抵抗2,トランジ
スタ3のコレクタ飽和電圧,センス抵抗4にて分割する
。この場合、センス抵抗4とトランジスタ3のエミッタ
E間にセンス端子5を設ければ、MOSFET1のオン
電圧に比例した電圧がセンスできる。
MOSF as the first switching element
ET1 is turned on and off by IC output, etc.
The output of the IC and the like are simultaneously turned on and off by interlocking the transistor 3 as a second switching element. However, in this case, the switching time of MOSFET 1 and transistor 3 is MOSFET 1<<transistor 3, so MOSFET 1 is turned on → transistor 3 is turned on, and MOSFET 1 is turned off → transistor 3 is turned off. First, when MOSFET1 is turned on by the output of the IC, the drain D and source S of MOSFET1 are
The voltage between the two terminals suddenly decreases to an on-voltage (usually several volts). On voltage (after a while after MOSFET1 turns on)
At this stage, the transistor 3 as the second switching element turns on, and the on-voltage is divided by the limiting resistor 2, the collector saturation voltage of the transistor 3, and the sense resistor 4. In this case, if a sense terminal 5 is provided between the sense resistor 4 and the emitter E of the transistor 3, a voltage proportional to the ON voltage of the MOSFET 1 can be sensed.

【0014】MOSFET1は、ゲート電圧(ICの出
力電圧)によってほぼ一定のオン抵抗を有する半導体で
あるので、電流が大きくなければ、MOSFETのオン
電圧も大きくなり、従ってセンス電圧も大きくなる。
Since MOSFET 1 is a semiconductor having an on-resistance that is approximately constant depending on the gate voltage (output voltage of the IC), if the current is not large, the on-state voltage of the MOSFET will also be large, and therefore the sense voltage will also be large.

【0015】ICの出力がオフとなり、MOSFET1
がオフとなると、ドレイン電圧はVCC(回路電圧)ま
で上昇する。この場合、トランジスタ3がオフとなるま
での間センス電圧も上昇してしまう。通常のMOSFE
Tの電流検出を行う場合は、何らかの異常により一定以
上の電流が流れた場合に第1のスイッチング素子として
のMOSFET1をオフとするような保護回路として使
用するので、通常は負荷の状態に応じMOSFET1を
オン・オフさせる。従って、MOSFET1がオンの状
態でセンス電圧が上昇した場合は、IC出力がオフとな
るが、MOSFET1がオフ状態でのセンス電圧の上昇
は、何ら意味を持たない。つまり、MOSFET1に対
して遅れてトランジスタ3がオフとなるのは、実際使用
上問題とならない。
[0015] The output of the IC is turned off, and MOSFET1
When turned off, the drain voltage rises to VCC (circuit voltage). In this case, the sense voltage also increases until the transistor 3 is turned off. normal MOSFE
When detecting the current of T, it is used as a protection circuit that turns off MOSFET1, which is the first switching element, if a current exceeding a certain level flows due to some abnormality. Turn on and off. Therefore, if the sense voltage increases while MOSFET 1 is on, the IC output is turned off, but the increase in the sense voltage when MOSFET 1 is off has no meaning. In other words, the fact that transistor 3 turns off later than MOSFET 1 does not pose a problem in actual use.

【0016】(実施例2)図2は本発明の実施例2を示
す図であり、(a)は回路図、(b)は(a)の回路を
1つの半導体として構成した場合のペレット断面図であ
る。
(Example 2) FIG. 2 is a diagram showing Example 2 of the present invention, in which (a) is a circuit diagram and (b) is a cross section of a pellet when the circuit in (a) is configured as one semiconductor. It is a diagram.

【0017】本実施例は、実施例1におけるセンス抵抗
4のみを取除いたものであり、その他の接続構成は実施
例と同じである。
In this embodiment, only the sense resistor 4 in Embodiment 1 is removed, and the other connection configurations are the same as in the embodiment.

【0018】次に(a)に示す回路を1つの半導体とし
て製作する場合について説明する。まず、N型基板にリ
ン等の不純物を部分拡散することによりMOSFET1
,トランジスタ3を形成する(これは従来の製造方法と
同様である。)。次にMOSFET1のゲートとトラン
ジスタ3のベースとをペレット表面のアルミ配線で接続
する。7はSiO2である。MOSFET1のドレイン
とトランジスタ3のコレクタは、共通基板なので自動的
に接続されることとなる。トランジスタ3の制限抵抗2
の製造方法は、■エピの比抵抗による方法、■N基板の
裏面不純物濃度を下げ、抵抗を持たせる方法(図2(b
))、■トランジスタの有効エミッタ面積を小さくし、
抵抗を持たせる方法等がある。図2の動作については、
図1と同様である。なお、センス抵抗をペレット表面上
にポリシリ抵抗として拡散形成することも可能であるが
、MOSFETを使用する設計上の自由度を高めるため
に外付とした。
Next, the case where the circuit shown in (a) is manufactured as one semiconductor will be explained. First, by partially diffusing impurities such as phosphorus into the N-type substrate, MOSFET1
, the transistor 3 is formed (this is similar to the conventional manufacturing method). Next, the gate of MOSFET 1 and the base of transistor 3 are connected with aluminum wiring on the surface of the pellet. 7 is SiO2. Since the drain of MOSFET 1 and the collector of transistor 3 are on a common substrate, they are automatically connected. Limiting resistance 2 of transistor 3
The manufacturing methods are: ■ method using epitaxial resistivity, and ■ method of lowering the back surface impurity concentration of the N substrate to provide resistance (Fig. 2(b)
)), ■Reducing the effective emitter area of the transistor,
There are ways to create resistance. Regarding the operation in Figure 2,
This is similar to FIG. Note that although it is possible to form the sense resistor by diffusing it as a polysilicon resistor on the pellet surface, it is provided externally in order to increase the degree of freedom in design using a MOSFET.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、MOSF
ETのオン電圧によりMOSFETの電流を検出するの
で、負荷によらず、電流検出が可能であり、トランスを
使用しないので、スペース性,経済性も改善できるとい
う効果を有する。また主電流通路にスイッチング素子の
MOSFETのみが存在するので、動作安定性に優れ、
ICの出力電圧も高くする必要がないという効果がある
。また請求項2の発明では、1ペレット上に2つのスイ
ッチング素子があり、外付部品は、センス抵抗のみとな
るので、請求項1の発明に比べさらに省スペースが実現
できる効果がある。
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention provides a MOSFET
Since the current of the MOSFET is detected based on the ON voltage of the ET, the current can be detected regardless of the load, and since no transformer is used, space efficiency and economy can be improved. In addition, since only the switching element MOSFET is present in the main current path, it has excellent operational stability.
This has the effect that there is no need to increase the output voltage of the IC. Further, in the invention of claim 2, there are two switching elements on one pellet, and the only external component is the sense resistor, so there is an effect that space can be further saved compared to the invention of claim 1.

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

【図1】本発明の実施例1を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例2を示す図であり、(a)は実
施例2の回路図、(b)は、(a)の回路を半導体化し
た場合のペレット断面図である。
FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, in which (a) is a circuit diagram of the second embodiment, and (b) is a cross-sectional view of a pellet when the circuit in (a) is made into a semiconductor.

【図3】従来例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional example.

【図4】従来例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  MOSFET 2  制限抵抗 3  トランジスタ 4  センス抵抗 5  センス端子 6  アルミ電極 1 MOSFET 2 Limiting resistance 3 Transistor 4 Sense resistance 5 Sense terminal 6 Aluminum electrode

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  MOSFETと、制限抵抗と、第2の
トランジスタと、電流検出用センス抵抗とを有するMO
SFETの電流検出回路であって、MOSFETは、I
Cの出力等によりスイッチングするものであり、第2の
トランジスタは、MOSFETと同一の入力信号により
オン・オフするものであり、制限抵抗と、第2のトラン
ジスタと、電流検出用センス抵抗とは、直列接続して、
MOSFETのドレインとソースとの間に並列接続され
たものであることを特徴とするMOSFETの電流検出
回路。
[Claim 1] MO comprising a MOSFET, a limiting resistor, a second transistor, and a current detection sense resistor.
SFET current detection circuit, MOSFET is I
The second transistor is turned on and off by the same input signal as the MOSFET, and the limiting resistor, the second transistor, and the sense resistor for current detection are: Connect in series,
A MOSFET current detection circuit, characterized in that the MOSFET is connected in parallel between its drain and source.
【請求項2】  前記電流検出用センス抵抗を取り除き
、制限抵抗と電流検出用センス抵抗とは、直列接続して
、MOSFETのドレインとソースとの間に並列に接続
されたものであることを特徴とする請求項1に記載のM
OSFETの電流検出回路。
2. The current detection sense resistor is removed, and the limiting resistor and the current detection sense resistor are connected in series and connected in parallel between the drain and source of the MOSFET. M according to claim 1,
OSFET current detection circuit.
JP2283091A 1991-01-23 1991-01-23 Current detection circuit for mosfet Pending JPH04239814A (en)

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