JPH0752370B2 - Current detection circuit for semiconductor devices - Google Patents
Current detection circuit for semiconductor devicesInfo
- Publication number
- JPH0752370B2 JPH0752370B2 JP32602788A JP32602788A JPH0752370B2 JP H0752370 B2 JPH0752370 B2 JP H0752370B2 JP 32602788 A JP32602788 A JP 32602788A JP 32602788 A JP32602788 A JP 32602788A JP H0752370 B2 JPH0752370 B2 JP H0752370B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- voltage
- semiconductor element
- resistor
- current detection
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、トランジスタなどの半導体素子を用いたスイ
ツチング回路における電流検出回路に係り、特に内燃機
関の点火装置用のスイツチング回路に好適な電流検出回
路に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a current detection circuit in a switching circuit using a semiconductor element such as a transistor, and particularly to a current detection circuit suitable for a switching circuit for an ignition device of an internal combustion engine. Regarding the circuit.
[従来の技術] 内燃機関の点火装置では、点火コイルの通電制御により
点火用高電圧を所定のタイミングで発生させるようにな
つているが、近年は、このような点火装置として、点火
コイルの通電制御に半導体スイツチング素子を用いた、
いわゆる電子点火装置が広く採用されるようになつてき
た。[Prior Art] In an internal combustion engine ignition device, a high voltage for ignition is generated at a predetermined timing by controlling the energization of an ignition coil. In recent years, such an ignition device has been energized. Using a semiconductor switching element for control,
So-called electronic ignition devices have become widely adopted.
ところで、このような電子点火装置では、その点火エネ
ルギー制御と半導体スイツチング素子の保護のため、こ
の半導体スイツチング素子に流れる電流を検出し、この
検出結果に応じて電流を所定値に制御する方式となつて
いるのが通例であり、この結果、電流検出機能を必要と
する。By the way, in such an electronic ignition device, in order to control the ignition energy and protect the semiconductor switching element, the current flowing through the semiconductor switching element is detected, and the current is controlled to a predetermined value according to the detection result. As a result, which requires a current detection function.
このため、初期の頃は、この電流制御用の半導体スイツ
チング素子の電流通路に検出用の抵抗を直列に接続し、
これによる電圧降下を取り込むようにしていた。Therefore, in the early days, a resistor for detection was connected in series to the current path of the semiconductor switching element for current control,
The voltage drop due to this was taken in.
しかしながら、この方式では、検出用の抵抗での損失が
かなり大きくなり、発熱や電力損失の問題を生じる。However, in this method, the loss in the resistance for detection becomes considerably large, which causes problems of heat generation and power loss.
そこで、米国特許第4319181号明細書や、同じく第45530
84号の明細書によれば、電流検出すべき半導体素子(こ
れを主素子とする)に対して所定の関係にある別の半導
体素子(これは副素子とする)を設け、この別の半導体
素子の電流を検出することで、本来の半導体素子の電流
を推定するようにした電流検出回路について提案してお
り、以下、この提案されている電流検出回路について説
明すると、この従来技術では、例えば、MOSFET(MOS電
界効果形トランジスタ)による半導体スイツチング回路
の電流検出は、主素子のソース部の面積を1とした場
合、 1/N (N≫1) のソース面積を有する副素子を設け、この副素子に流れ
る電流を検出し、この検出結果と上記のNから演算によ
り主素子の電流を検出するもので、第2図に示すよう
に、MOSFETからなる主素子1に対して副素子2を設け、
この副素子2と直列に電流検出用の抵抗31を接続し、こ
の抵抗31に発生する電圧降下を測定して、上記の関係か
ら主素子1に流れている電流を検出するのである。すな
わち、主素子1と副素子2のソース面積の関係を上記の
式のように設定しておくと、制御端子Aにオン信号が印
加されて両素子1,2が導通し、負荷電流ILが流れたと
き、この負荷電流ILは両素子に分流するが、このときの
分流比はソース面積に比例し、主素子1の電流の1/Nの
電流ISNが副素子2に流れることになり、この副素子2
の電流値を抵抗31の電圧降下により検出してやれば、そ
の検出値と上記の数値Nとから主素子1の電流を演算し
検出することができるのである。Therefore, the specification of U.S. Pat.
According to the specification of No. 84, another semiconductor element (this is a sub-element) having a predetermined relationship with a semiconductor element (which is a main element) to be subjected to current detection is provided. We have proposed a current detection circuit that estimates the current of the original semiconductor element by detecting the current of the element. Hereinafter, the proposed current detection circuit will be described. , The current detection of the semiconductor switching circuit by MOSFET (MOS field effect transistor), when the area of the source part of the main element is set to 1, the sub-element having the source area of 1 / N (N >> 1) is provided. The current flowing through the sub-element is detected, and the current of the main element is detected by calculation from this detection result and the above N. As shown in FIG. 2, the sub-element 2 is connected to the main element 1 composed of a MOSFET. Provided,
A resistor 31 for current detection is connected in series with the sub-element 2, and the voltage drop generated in the resistor 31 is measured to detect the current flowing in the main element 1 from the above relationship. That is, if the relationship between the source areas of the main element 1 and the sub-element 2 is set as in the above equation, an ON signal is applied to the control terminal A to bring both elements 1 and 2 into conduction, and the load current I L When the current flows, the load current I L is shunted to both elements, but the shunt ratio at this time is proportional to the source area, and the current I SN that is 1 / N of the current of the main element 1 flows to the sub element 2. And this sub-element 2
If the current value is detected by the voltage drop of the resistor 31, the current of the main element 1 can be calculated and detected from the detected value and the numerical value N.
そして、この方法によれば、電流検出用の抵抗31に流れ
る電流は、負荷電流ILの約1/Nにしかすぎないから、上
記した(N≫1)という設定から、抵抗31での損失や発
熱の問題を無くすことができるのである。According to this method, the current flowing through the resistor 31 for current detection is only about 1 / N of the load current I L. Therefore, the loss at the resistor 31 is set from the above setting (N >> 1). The problem of heat generation can be eliminated.
[発明が解決しようとする課題] 上記従来技術は、電流検出用の抵抗による電圧降下の影
響について配慮がされておらず、電流検出精度に限度が
あるという問題があつた。すなわち、上記した電流検出
用の抵抗による電圧降下は、主素子と副素子とで、それ
らの間での制御電圧の相違をもたらし、このため上記し
た分流比が、厳密には、ソース面積だけに依存しなくな
るからである。[Problems to be Solved by the Invention] The above-mentioned conventional technology has a problem in that there is a limit to the accuracy of current detection because no consideration is given to the influence of voltage drop due to the resistance for current detection. That is, the voltage drop due to the resistance for current detection described above causes a difference in control voltage between the main element and the sub element, so that the above-described shunt ratio is strictly limited to the source area. Because it will not depend on it.
本発明の目的は、上記した電圧降下の影響を無くし、副
素子により電流検出を行つても充分な検出精度が得られ
るようにした半導体素子用電流検出回路の提供にある。An object of the present invention is to provide a current detection circuit for a semiconductor device, which eliminates the above-mentioned influence of the voltage drop and can obtain sufficient detection accuracy even when the current is detected by the sub-device.
[課題を解決するための手段] 上記目的は、電流検出用の抵抗に現われる電圧降下に等
しい電圧を発生する電圧源を設け、これによる電圧を、
主半導体素子の制御信号に反対の極性で重畳させること
により、或いは、副半導体素子の制御信号に同一の極性
で重畳されることにより、達成される。[Means for Solving the Problems] The above object is to provide a voltage source that generates a voltage equal to a voltage drop appearing in a resistor for current detection, and
This is achieved by superimposing the control signal of the main semiconductor element with the opposite polarity or superimposing the control signal of the sub semiconductor element with the same polarity.
[作用] 電流検出用の抵抗による電圧降下は、副半導体素子の制
御電圧にだけ影響し、主半導体素子の制御電圧には影響
しない。[Operation] The voltage drop due to the current detection resistor affects only the control voltage of the sub semiconductor element, and does not affect the control voltage of the main semiconductor element.
そこで、この電流検出用の抵抗に現われる電圧降下と同
じ電圧を発生する電圧源を設け、この電圧を、主半導体
素子の制御信号に反対の極性で重畳させてやれば、或い
は、副半導体素子の制御信号に同一の極性で重畳してや
れば、電流検出用の抵抗による電圧降下の影響を打ち消
すことができ、検出精度の低下を抑え、高精度を得るこ
とができる。Therefore, by providing a voltage source that generates the same voltage as the voltage drop that appears in the current detecting resistor and superposing this voltage on the control signal of the main semiconductor element in the opposite polarity, or in the sub semiconductor element, If they are superimposed on the control signal with the same polarity, it is possible to cancel the influence of the voltage drop due to the resistance for current detection, suppress a decrease in detection accuracy, and obtain high accuracy.
これを、第3図の原理図により、さらに詳しく説明する
と、本発明では、この第3図に示すように、抵抗31の電
圧降下を検出し、信号変換回路10で信号変換して浮動電
位状態の電圧を作り出す。つまり、抵抗31に発生する電
圧は、グランド電位(共通点電位)であるから、このま
までは具合が悪いので、信号変換回路10でレベルシフト
させるのである。こうして作り出した電圧を、電圧源12
或いは13に印加して等価電圧を作り、これをMOSFET1又
は2のゲートへの信号路に直列に挿入する。このとき、
信号変換回路10の出力インピーダンスが充分に低くなる
ようにし、これにより電圧源12,13の挿入による影響が
極力現われないようにするのである。This will be described in more detail with reference to the principle diagram of FIG. 3. In the present invention, as shown in FIG. 3, the voltage drop of the resistor 31 is detected, and the signal conversion circuit 10 converts the signal to a floating potential state. Produce the voltage of. That is, since the voltage generated in the resistor 31 is the ground potential (common point potential), the condition is not good as it is, and the signal conversion circuit 10 shifts the level. The voltage generated in this way is used by the voltage source 12
Alternatively, it is applied to 13 to create an equivalent voltage, which is inserted in series in the signal path to the gate of MOSFET 1 or 2. At this time,
The output impedance of the signal conversion circuit 10 is made sufficiently low so that the influence of the insertion of the voltage sources 12 and 13 does not appear as much as possible.
この結果、電流制御用の主素子1と電流検出用の副素子
2の真のゲート・ソース間電圧VGS1,VGS2を等しくする
ことができ、これら素子間でのソース電流の比の直線性
を大きく改善することができる。As a result, the true gate-source voltages V GS1 and V GS2 of the main element 1 for current control and the sub-element 2 for current detection can be made equal, and the linearity of the ratio of the source currents between these elements can be made. Can be greatly improved.
[実施例] 以下、本発明による半導体素子用電流検出回路につい
て、図示の実施例により詳細に説明する。[Embodiment] A semiconductor element current detection circuit according to the present invention will be described in detail below with reference to the illustrated embodiment.
第1図は、本発明の一実施例で、第2図で説明した従来
技術と同じく、電流制御用の主素子と電流検出用の副素
子としてMOSFETを用いたものである。なお、本発明は、
使用する半導体素子がMOSFETに限定されるものではない
ことは、いうまでもなく、例えばバイポーラトランジス
タを用いても実施可能である。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention in which MOSFETs are used as a main element for current control and a sub element for current detection, as in the prior art described in FIG. The present invention is
Needless to say, the semiconductor element used is not limited to the MOSFET, and it can be implemented by using, for example, a bipolar transistor.
第1図において、11はオペアンプ、21は増幅素子となる
NPNバイポーラトランジスタ、32,33は抵抗で電流検出用
抵抗31と同一の抵抗値Rを有するものである。なお、主
素子及び副素子となるMOSFET(以下、MOSという)1,2
と、電流検出用抵抗31は第2図の従来技術と同じであ
る。In FIG. 1, 11 is an operational amplifier and 21 is an amplifying element.
NPN bipolar transistors 32 and 33 are resistors having the same resistance value R as the current detection resistor 31. It should be noted that MOSFETs (hereinafter referred to as MOS) 1 and 2 to be the main element and the sub element
The current detecting resistor 31 is the same as that of the conventional technique shown in FIG.
まず、上記したように、MOS1,2のゲート・ソース間電圧
をそれぞれVGS1,VGS2とし、さらにMOS2のゲート電圧、
つまり制御入力端子の電圧をVGとする。なお、上記した
ように抵抗31,32,33の抵抗値はRである。First, as described above, the gate-source voltages of MOS1 and V2 are set to V GS1 and V GS2 , respectively, and the gate voltage of MOS2,
That is, the voltage at the control input terminal is V G. The resistance value of the resistors 31, 32, 33 is R as described above.
いま、所定の制御信号が入力され、この結果、或る検出
電流ISNが流れたとする。Now, it is assumed that a predetermined control signal is input and, as a result, a certain detection current I SN flows.
そうすると、電流検出用抵抗31には、 V31=R・ISN という電圧降下が現われ、これの電圧V31がオペアンプ1
1の正入力端子に入力されることになる。Then, a voltage drop of V 31 = R · I SN appears in the current detection resistor 31, and the voltage V 31 of this appears in the operational amplifier 1
It will be input to the positive input terminal of 1.
ところで、このオペアンプ11の出力にはトランジスタ21
のベースが接続され、さらにこのトランジスタ21のエミ
ツタはオペアンプ11の負入力端子に接続されている。ま
た、この負入力端子は抵抗32を介して供給電位点に接続
されている。By the way, the output of this operational amplifier 11 is a transistor 21
Is connected to the base of the operational amplifier 11, and the emitter of the transistor 21 is connected to the negative input terminal of the operational amplifier 11. Further, this negative input terminal is connected to the supply potential point via the resistor 32.
この結果、オペアンプ11は、その2個の入力端子が同電
位になるように働き、抵抗32には、検出用抵抗31に流れ
ている電流ISNに等しい値の電流が流れる。As a result, the operational amplifier 11 works so that its two input terminals have the same potential, and a current having a value equal to the current I SN flowing through the detection resistor 31 flows through the resistor 32.
ここで、トランジスタ21のエミツタ電流をIE、コレクタ
電流をICとすれば、これら間には、 IE≒IC の関係があるから、結局、 IC≒ISN の関係が与えられていることになる。Here, if the emitter current of the transistor 21 is I E and the collector current is I C , there is a relation of I E ≈I C between them, so that a relation of I C ≈I SN is eventually given. Will be there.
そして、このトランジスタ21のコレクタ電流ICは、MOS1
のゲート信号線路に直列に挿入されている抵抗33に流れ
るから、結局、この抵抗33には、 V33=R・IC=V31 という電圧降下が現われ、この電圧が図示の極性で信号
電圧VGに重畳されてMOS1のゲートに印加されることにな
る。The collector current I C of this transistor 21 is
Since it flows through the resistor 33 which is inserted in series with the gate signal line of, the voltage drop of V 33 = R · I C = V 31 appears in the resistor 33, and this voltage is the signal voltage with the polarity shown in the figure. It will be superimposed on V G and applied to the gate of MOS1.
ところで、MOS2のゲート電位(端子Cに対する電圧)は
VGであり、これから電圧V31を減算した電圧が、このMOS
2のゲート・ソース間電圧VGS2となるから、結局、 VGS2=VG−V31=VG−R・ISN となつている。By the way, the gate potential of MOS2 (voltage to terminal C) is
V G , and the voltage obtained by subtracting the voltage V 31 from this is this MOS
Since the gate-source voltage V GS2 is 2 , V GS2 = V G −V 31 = V G −R · I SN .
他方、MOS1のゲート・ソース間電圧VGS1についてみる
と、図から明らかなように、これは、端子Aの電圧VGか
ら抵抗33による電圧降下を減算したものとなつている。
すなわち、 VGS1=VG−V33=VG−R・IC となつている。On the other hand, regarding the gate-source voltage V GS1 of the MOS1, as is clear from the figure, this is the voltage V G at the terminal A minus the voltage drop due to the resistor 33.
That is, V GS1 = V G −V 33 = V G −R · I C.
そして、ここで、上記したように、 IC≒ISN ∴V33=R・IC=V31 なので、結局、この実施例によれば、 VGS1=VGS2 とすることができ、MOS1とMOS2とは、等しいゲート・ソ
ース間電圧のもとで動作されることになり、電流検出用
抵抗31の影響を全く受けることなく、主素子であるMOS1
の電流を、副素子であるMOS2に流れる電流により、これ
らのソース面積の比Nとの演算で、充分な精度を保つて
検出することができる。Then, as described above, since I C ≉I SN ∴V 33 = R · I C = V 31 , eventually, according to this embodiment, it is possible to set V GS1 = V GS2 and MOS1 MOS2 means that it operates under the same gate-source voltage, and is not affected by the current detection resistor 31 at all, and is the main element MOS1.
Can be detected with sufficient accuracy by calculation with the ratio N of these source areas by the current flowing in the subelement MOS2.
ところで、第1図の実施例では、オペアンプ11を記号で
示したが、MOS素子による実現例を示したものが、第4
図である。By the way, in the embodiment of FIG. 1, the operational amplifier 11 is shown by a symbol.
It is a figure.
MOS40,41のソースを共通にし、抵抗42を介してアース端
子43に接続し、ドレインはそれぞれ抵抗44及び抵抗45を
介して電源端子46に接続する。さらにMOS2のゲートをマ
イナス入力端子47、ドレインを出力端子48に、MOS1のゲ
ートをプラス入力端子49に接続することにより上記オペ
アンプ11を実現できる。The sources of the MOSs 40 and 41 are made common, connected to the ground terminal 43 via the resistor 42, and the drains thereof are connected to the power supply terminal 46 via the resistor 44 and the resistor 45, respectively. Further, the operational amplifier 11 can be realized by connecting the gate of MOS2 to the minus input terminal 47, the drain to the output terminal 48, and the gate of MOS1 to the plus input terminal 49.
なお、上記した第1図の実施例は回路構成が簡単なの
で、IC化しやすい効果がある。Since the circuit configuration of the embodiment shown in FIG. 1 is simple, it can be easily integrated into an IC.
第5図に本発明の他の実施例を示す。FIG. 5 shows another embodiment of the present invention.
MOS1,2及び検出用抵抗31及び抵抗33は第1図の実施例と
同じであるが、バイパス部にバイポーラトランジスタで
構成した従続電流源51,52を設けた点に特徴がある。The MOS1, 2 and the detecting resistor 31 and the resistor 33 are the same as those in the embodiment of FIG. 1, but are characterized in that the bypass current sources 51, 52 constituted by bipolar transistors are provided.
今、検出電流ISNが流れているとすると、抵抗31に生じ
る電圧降下によつて電流源51,52が動作し、電圧降下に
比例した電流ISNを発生する。Assuming that the detected current I SN is flowing now, the current sources 51 and 52 operate due to the voltage drop across the resistor 31 and generate the current I SN proportional to the voltage drop.
この結果、電流源52によりMOS2のゲート電圧は上がる
が、電流源51により電流源52の電流が吸い込まれるの
で、結局、MOS1のゲート電圧は変化しない。As a result, the gate voltage of the MOS2 is increased by the current source 52, but the current of the current source 52 is absorbed by the current source 51, so that the gate voltage of the MOS1 is not changed.
従つて、この実施例によつても、MOS1,2のVGS1,VGS2を
ほぼ等しく設定することができるので、電流検出精度の
向上を図ることができる。Therefore, according to this embodiment as well, V GS1 and V GS2 of the MOS1 and MOS2 can be set to be substantially equal to each other, so that the current detection accuracy can be improved.
第6図及び第7図は電流源51,52の実施例で、まず、電
流源52を素子で構成すると第6図のようになる。FIGS. 6 and 7 show examples of the current sources 51 and 52. First, when the current source 52 is composed of elements, it becomes as shown in FIG.
バイポーラトランジスタ61のエミツタを、抵抗62を介し
て電源端子63に、ベースを抵抗64,65に、コレクタを定
電流端子66にそれぞれ接続する。The emitter of the bipolar transistor 61 is connected to the power supply terminal 63 via the resistor 62, the base to the resistors 64 and 65, and the collector to the constant current terminal 66.
抵抗64,65はバイポーラトランジスタ67と電源端子63の
間の電圧を分圧し、バイポーラトランジスタ61のベース
に供給するために設けられている。The resistors 64 and 65 are provided to divide the voltage between the bipolar transistor 67 and the power supply terminal 63 and supply it to the base of the bipolar transistor 61.
バイポーラトランジスタ67のベースは入力端子68に、エ
ミツタはアース端子69に接続する。The base of the bipolar transistor 67 is connected to the input terminal 68, and the emitter is connected to the ground terminal 69.
以上の回路構成により前記電流源52が実現できる。The current source 52 can be realized by the above circuit configuration.
次に第7図は電流源51の実施例で、トランジスタ71のエ
ミツタを電源端子72に、ベースを抵抗73,74に、コレク
タを抵抗75にそれぞれ接続する。Next, FIG. 7 shows an embodiment of the current source 51 in which the emitter of the transistor 71 is connected to the power supply terminal 72, the base is connected to the resistors 73 and 74, and the collector is connected to the resistor 75.
抵抗73,74はトランジスタ75と電源端子72との間の電圧
を分圧し、それをトランジスタ71のベースに供給する働
きをする。The resistors 73 and 74 function to divide the voltage between the transistor 75 and the power supply terminal 72 and supply it to the base of the transistor 71.
トランジスタ76のコレクタは定電流端子77に、エミツタ
はアース端子78に、そしてベースは抵抗79,80にそれぞ
れ接続する。抵抗79,80は、トランジスタ71とアース端
子78との間の電圧を分圧してトランジスタ76のベースに
入力する働きをする。The collector of the transistor 76 is connected to the constant current terminal 77, the emitter is connected to the ground terminal 78, and the base is connected to the resistors 79 and 80. The resistors 79 and 80 function to divide the voltage between the transistor 71 and the ground terminal 78 and input it to the base of the transistor 76.
トランジスタ75のコレクタは抵抗74に、ベースは入力端
子81に、そしてエミツタはアース端子78にそれぞれ接続
する。The collector of the transistor 75 is connected to the resistor 74, the base is connected to the input terminal 81, and the emitter is connected to the ground terminal 78.
以上により電流源51を得ることができる。With the above, the current source 51 can be obtained.
第5図の実施例によれば、電流源52から抵抗33に供給し
た電流を電流源51により吸い取つているから、入力端子
A側に影響を与えることがないという効果を得ることが
できる。According to the embodiment shown in FIG. 5, the current supplied from the current source 52 to the resistor 33 is absorbed by the current source 51, so that the effect that the input terminal A side is not affected can be obtained.
第8図は本発明のさらに別の一実施例で、MOS1,2、オペ
アンプ11及び抵抗31,32は同じであるが、MOS1のゲート
に光伝導性素子85、オペアンプ11の出力端子に発光ダイ
オード86を設けてある。FIG. 8 shows still another embodiment of the present invention, in which the MOS1, 2, the operational amplifier 11 and the resistors 31, 32 are the same, but the gate of the MOS1 is the photoconductive element 85 and the output terminal of the operational amplifier 11 is the light emitting diode. 86 is provided.
今、検出電流ISNが流れているとすると、第1図の場合
と同様に抵抗31にも電流ISNが流れ、発光ダイオード86
が発光する。そうすると、光伝導性素子85がこの発光ダ
イオード86からの光を受けて電圧を発生する。この光伝
導性素子85は光に比例した電圧を発生するので、検出電
流ISNに応じて光伝導性素子85に発生する電圧を制御す
ることができる。Assuming that the detected current I SN is flowing, a current I SN also flows through the resistor 31 as in the case of FIG. 1, the light emitting diode 86
Emits light. Then, the photoconductive element 85 receives the light from the light emitting diode 86 and generates a voltage. Since this photoconductive element 85 generates a voltage proportional to light, the voltage generated in the photoconductive element 85 can be controlled according to the detected current I SN .
これによりMOS1,2のゲート・ソース間電圧を等しく設定
できるので、電流検出精度の向上を図ることができる。As a result, the gate-source voltages of the MOS1 and MOS2 can be set equal, so that the current detection accuracy can be improved.
第8図に示した光伝導性素子85はCdSe(カドミウムセレ
ン)等で実現できる。The photoconductive element 85 shown in FIG. 8 can be realized by CdSe (cadmium selenium) or the like.
本実施例では、電流検出側とゲート側とを電気的に絶縁
できる効果をもつ。The present embodiment has the effect of electrically insulating the current detection side and the gate side.
第9図に本発明の他の実施例を示す。FIG. 9 shows another embodiment of the present invention.
この第9図の実施例は、第1図の実施例に電流制限回路
を付加したもので、MOS1,2、オペアンプ11、トランジス
タ21、抵抗31,32,33は第1図の実施例と同様である。The embodiment shown in FIG. 9 is obtained by adding a current limiting circuit to the embodiment shown in FIG. 1, and MOS1,2, operational amplifier 11, transistor 21, resistors 31,32,33 are the same as those in the embodiment shown in FIG. Is.
MOS3は、抵抗34と共にMOS2のゲート・ドレイン間電圧を
抵抗32の電圧降下に応じて制御し、これにより電流制限
作用を行なう。しかして、この実施例によれば、電流制
限機能をもたせても、抵抗31,32,33には常に電流ISNが
流れるため、電流検出精度が低下することはない。The MOS3 controls the gate-drain voltage of the MOS2 together with the resistor 34 in accordance with the voltage drop of the resistor 32, thereby performing the current limiting action. Therefore, according to this embodiment, even if the current limiting function is provided, the current I SN always flows through the resistors 31, 32 and 33, so that the current detection accuracy does not deteriorate.
ところで、以上の実施例では、主素子と副素子となる半
導体素子としてMOSFETを用いているが、これらの素子は
MOSFETに限らないことはいうまでもなく、第10図にバイ
ポーラトランジスタを用いた実施例を、そして第11図に
絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ(IGBT)を用いた
実施例について、それぞれ示す。By the way, in the above embodiments, the MOSFET is used as the semiconductor element which is the main element and the sub element.
Needless to say, it is not limited to MOSFETs. FIG. 10 shows an embodiment using a bipolar transistor, and FIG. 11 shows an embodiment using an insulated gate bipolar transistor (IGBT).
まず、第10図において、201が電流制御用の主素子とな
るバイポーラトランジスタ、202は電流検出用の副素子
となるバイポーラトランジスタ、203は電流制限用のバ
イポーラトランジスタであり、その他は第9図の実施例
と同じである。First, in FIG. 10, 201 is a bipolar transistor which is a main element for current control, 202 is a bipolar transistor which is a sub element for current detection, 203 is a bipolar transistor for current limiting, and others are shown in FIG. Same as the embodiment.
次に、第11図において、101は電流制御用の主素子とな
るIGBT、102は電流検出用の副素子となるIGBT、それに1
03は電流制限用のIGBTであり、その他は第9図の実施例
と同じである。Next, in FIG. 11, 101 is an IGBT which is a main element for current control, 102 is an IGBT which is a sub element for current detection, and 1
Reference numeral 03 is an IGBT for limiting current, and the other components are the same as those in the embodiment shown in FIG.
従つて、これら第10図及び第11図の実施例によつても、
第9図の実施例と同様に各トランジスタのベース・エミ
ツタ間電圧或いはゲート・エミツタ間電圧を等しくでき
るので、高精度の電流検出を容易に得ることができるう
え、第10図の実施例では、全ての半導体素子がバイポー
ラトランジスタなので、バイポーラプロセスで全回路の
IC化が可能になり、容易に歩留まりの向上が得られると
いう効果があり、他方、第11図の実施例によれば、大電
流を対象とした制御回路への適用が容易であるという効
果がある。Therefore, according to the embodiment shown in FIGS. 10 and 11,
Since the base-emitter voltage or the gate-emitter voltage of each transistor can be made equal as in the embodiment of FIG. 9, high-precision current detection can be easily obtained, and in the embodiment of FIG. Since all semiconductor devices are bipolar transistors, all circuits in the bipolar process
There is an effect that the IC can be realized and the yield can be easily improved. On the other hand, according to the embodiment of FIG. 11, there is an effect that it is easy to apply to a control circuit for a large current. is there.
第12図は、さらに本発明の一実施例で、この実施例が特
徴とする点は、副素子と直列に接続される電流検出用の
抵抗に代えて、バイポーラトランジスタの導通抵抗を使
用した点にあり、図において、205がこのためのトラン
ジスタである。FIG. 12 is a further embodiment of the present invention, which is characterized in that a conduction resistance of a bipolar transistor is used in place of the current detection resistance connected in series with the sub-element. In the figure, 205 is a transistor for this purpose.
そして、このトランジスタ205で電流ISNを検出し、これ
と同じ電流ISをトランジスタ206のコレクタに流し、こ
の電流を検出電流として利用するのである。Then, the current I SN is detected by this transistor 205, the same current I S is made to flow in the collector of the transistor 206, and this current is used as the detection current.
トランジスタ205のコレクタ・エミツタ間電圧降下は、
常に抵抗32の電圧降下と等しくされるから、抵抗32と33
の抵抗値を同じ値にすることにより、この抵抗33の両端
に、トランジスタ205のコレクタ・エミツタ間電圧降下
に等しい電圧を発生させることができ、トランジスタ20
1と202のベース・エミツタ間電圧の差を無くし、高精度
の電流検出を容易に得ることができる。The voltage drop between the collector and the emitter of the transistor 205 is
Since it is always equal to the voltage drop across resistor 32, resistors 32 and 33
By setting the resistance value of the transistor 33 to the same value, a voltage equal to the collector-emitter voltage drop of the transistor 205 can be generated across the resistor 33.
By eliminating the difference between the base and emitter voltages of 1 and 202, it is possible to easily obtain highly accurate current detection.
そして、この実施例によれば、電流検出に抵抗を用いな
いで済むので、温度特性が改善され、さらに精度の向上
を得ることができる。Further, according to this embodiment, since it is not necessary to use a resistor for current detection, the temperature characteristic is improved and the accuracy can be further improved.
[発明の効果] 本発明によれば、電流制御用の主半導体素子と、電流検
出用の副半導体素子との動作条件を充分に等しくするこ
とができるから、高精度の電流検出を容易に得ることが
できる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, the operating conditions of the main semiconductor element for current control and the sub-semiconductor element for current detection can be made sufficiently equal, so that highly accurate current detection can be easily obtained. be able to.
第1図は本発明による半導体素子用電流検出回路の一実
施例を示す回路図、第2図は従来例を示す回路図、第3
図は本発明の原理を説明する回路図、第4図はオペアン
プの一例を示す回路図、第5図は本発明の他の一実施例
を示す回路図、第6図及び第7図はそれぞれ電流源の一
実施例を示す回路図、第8図は光結合素子を用いた本発
明の一実施例を示す回路図、第9図は電流制限機能を付
加した本発明の一実施例を示す回路図、第10図はバイポ
ーラトランジスタによる本発明の一実施例を示す回路
図、第11図は絶縁ゲート形バイポーラトランジスタによ
る本発明の一実施例を示す回路図、第12図は電流検出用
の抵抗としてトランジスタのオン抵抗を用いた本発明の
一実施例を示す回路図である。 1……MOSFETからなる電流制御用の主半導体素子、2…
…MOSFETからなる電流検出用の副半導体素子、11……オ
ペアンプ、21……増幅素子となるNPNトランジスタ、31
……電流検出用抵抗、32,33……抵抗。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a semiconductor element current detection circuit according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional example, and FIG.
FIG. 4 is a circuit diagram for explaining the principle of the present invention, FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of an operational amplifier, FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention, and FIGS. 6 and 7 are respectively. FIG. 8 is a circuit diagram showing an embodiment of a current source, FIG. 8 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention using an optical coupling element, and FIG. 9 is an embodiment of the present invention to which a current limiting function is added. Circuit diagram, FIG. 10 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention using a bipolar transistor, FIG. 11 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention using an insulated gate bipolar transistor, and FIG. 12 is a current detection circuit. It is a circuit diagram which shows one Example of this invention which used ON resistance of a transistor as resistance. 1 ... Main semiconductor element for current control composed of MOSFET, 2 ...
… Sub-semiconductor element consisting of MOSFET for current detection, 11 …… operational amplifier, 21 …… NPN transistor serving as amplification element, 31
...... Current detection resistors, 32,33 ...... Resistors.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 政善 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所佐和工場内 (56)参考文献 特開 昭58−18715(JP,A) 実開 昭53−132635(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masayoshi Suzuki 2520 Takaba, Katsuta City, Ibaraki Prefecture Sawa Factory, Hitachi, Ltd. (56) References JP 58-18715 (JP, A) -132635 (JP, U)
Claims (3)
の半導体素子に並列接続され、同一の制御信号入力端子
から制御信号が供給される電流検出用半導体素子に直列
に接続した電流検出用抵抗器の電圧降下により検出する
方式の電圧検出回路において、 上記電流検出用抵抗器の電圧降下に追従して、それに等
しい電圧を発生する可変電圧源を設け、 上記可変電圧源が発生する電圧を、 上記電流制御用半導体素子の制御信号に反対の極性で重
畳させるように構成したことを特徴とする半導体素子用
電流検出回路。1. A current detecting resistor in which a current flowing through a current controlling semiconductor element is connected in parallel to this semiconductor element and is connected in series to a current detecting semiconductor element to which a control signal is supplied from the same control signal input terminal. In the voltage detection circuit of the method of detecting by the voltage drop of the voltage detector, a variable voltage source that generates a voltage equal to the voltage drop of the current detection resistor is provided, and the voltage generated by the variable voltage source is A current detecting circuit for a semiconductor element, wherein the current detecting circuit is configured to be superimposed on a control signal of the current controlling semiconductor element with an opposite polarity.
の半導体素子に並列接続され、同一の制御信号入力端子
から制御信号が供給される電流検出用半導体素子に直列
に接続した電流検出用抵抗器の電圧降下により検出する
方式の電圧検出回路において、 上記電流検出用抵抗器の電圧降下に追従して、それに等
しい電圧を発生する可変電圧源を設け、 上記可変電圧源が発生する電圧を、 上記電流検出用半導体素子の制御信号に同一の極性で重
畳させるように構成したことを特徴とする半導体素子用
電流検出回路。2. A current detecting resistor in which a current flowing through a current controlling semiconductor element is connected in parallel to this semiconductor element and is connected in series to a current detecting semiconductor element to which a control signal is supplied from the same control signal input terminal. In the voltage detection circuit of the method of detecting by the voltage drop of the voltage detector, a variable voltage source that generates a voltage equal to the voltage drop of the current detection resistor is provided, and the voltage generated by the variable voltage source is A current detecting circuit for a semiconductor element, wherein the current detecting circuit is configured to be superimposed on the control signal of the current detecting semiconductor element with the same polarity.
子の一方の制御信号経路に直列に接続した抵抗器と、 この抵抗器に流れる電流を上記電流検出用抵抗器の電圧
降下に応じて接続する演算増幅回路とで構成されている
ことを特徴とする半導体素子用電流検出回路。3. The invention according to claim 1 or 2, wherein the variable voltage source is connected in series to one control signal path of the current control semiconductor element or the current detection semiconductor element, A current detection circuit for a semiconductor device, comprising: an operational amplifier circuit for connecting a current flowing through the resistor according to a voltage drop of the current detection resistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32602788A JPH0752370B2 (en) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | Current detection circuit for semiconductor devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32602788A JPH0752370B2 (en) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | Current detection circuit for semiconductor devices |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02171904A JPH02171904A (en) | 1990-07-03 |
| JPH0752370B2 true JPH0752370B2 (en) | 1995-06-05 |
Family
ID=18183279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32602788A Expired - Fee Related JPH0752370B2 (en) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | Current detection circuit for semiconductor devices |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0752370B2 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19633367A1 (en) * | 1996-08-19 | 1998-03-26 | Siemens Ag | Drive circuit for a field effect controlled semiconductor component |
| JP3514641B2 (en) | 1998-10-30 | 2004-03-31 | 株式会社日立製作所 | Ignition device and ignition control system for internal combustion engine |
| JP5668400B2 (en) * | 2010-10-08 | 2015-02-12 | 株式会社デンソー | Semiconductor device |
| JP5724281B2 (en) * | 2010-10-08 | 2015-05-27 | 富士電機株式会社 | Current detection circuit for power semiconductor devices |
| JP6160545B2 (en) * | 2014-04-07 | 2017-07-12 | 株式会社デンソー | Overcurrent protection circuit |
| JP7391720B2 (en) * | 2020-03-05 | 2023-12-05 | 株式会社東芝 | Semiconductor integrated circuit devices and current detection circuits |
-
1988
- 1988-12-26 JP JP32602788A patent/JPH0752370B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02171904A (en) | 1990-07-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR930007482B1 (en) | Current detecting circuit | |
| US3845405A (en) | Composite transistor device with over current protection | |
| JPH075225A (en) | Circuit structure for monitoring drain current of metal / oxide / semiconductor field effect transistor | |
| JPS6144360B2 (en) | ||
| US5313114A (en) | Comparator circuit with precision hysteresis and high input impedance | |
| US5585746A (en) | Current sensing circuit | |
| EP0430354B1 (en) | Detection circuit of the current in an MOS type power transistor | |
| JPH0752370B2 (en) | Current detection circuit for semiconductor devices | |
| KR20000075637A (en) | Current-limit circuit | |
| US5485123A (en) | Circuit configuration for adjusting the quadrature-axis current component of a push-pull output stage | |
| JPH02266614A (en) | Doad transient voltage protective circuit of solid rilay circuit | |
| JPH0350762A (en) | Current detecting circuit | |
| JPH032868Y2 (en) | ||
| US4859966A (en) | Current amplifier circuit and a current amplifying type differential current converter circuit | |
| JPH087831Y2 (en) | Overcurrent protection circuit | |
| JP2891386B2 (en) | Driver circuit | |
| JPS59215121A (en) | Buffer circuit | |
| RU2006060C1 (en) | Current source | |
| SU1084961A1 (en) | Current amplifier | |
| JPS6123815Y2 (en) | ||
| JPH0216293Y2 (en) | ||
| JP2590977B2 (en) | Overcurrent detection circuit | |
| JPH06105070B2 (en) | Semiconductor switching circuit | |
| KR100344762B1 (en) | Low voltage level detection circuit of power supply voltage | |
| KR950000978Y1 (en) | Noise filter for semiconductor integrated circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |