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JP2005165792A - Low-input-voltage malfunction prevention circuit with overvoltage protection function - Google Patents

Low-input-voltage malfunction prevention circuit with overvoltage protection function Download PDF

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JP2005165792A JP2003405279A JP2003405279A JP2005165792A JP 2005165792 A JP2005165792 A JP 2005165792A JP 2003405279 A JP2003405279 A JP 2003405279A JP 2003405279 A JP2003405279 A JP 2003405279A JP 2005165792 A JP2005165792 A JP 2005165792A
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low
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Masaaki Koto
正章 古東
Kazuto Kimura
一人 木村
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-input-voltage malfunction prevention circuit with an overvoltage protection function, enabling reduction of the number of semiconductor integrated circuit and a chip area. <P>SOLUTION: A first current source CF, having dependency to an input voltage 1, is connected to one end of a current mirror circuit CM having second and third transistors 4, 5 of reverse polarity. The other end of the current mirror circuit CM is connected to one end of a resistor 6. The other end of the resistor 6 is connected to the source of a fourth transistor 7 of reverse polarity, of which drain is connected to the input voltage 1. A second constant current source 8 is connected between the gate of the fourth transistor 7 of reverse polarity and the input voltage 1, while a zener diode 9 is connected between the gate of the fourth transistor 7 and the ground. A drain voltage VA of the third transistor 5 of reverse polarity, and a voltage VB corresponding to a low input voltage detection threshold and an overvoltage detection threshold are supplied to the comparator 11, as input voltages thereto. A signal VCOUT detecting low input voltage and overvoltage is obtained, as an output of the comparator 11. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体集積回路において、入力電圧が低入力時および高入力時の誤動作防止および周辺部品の保護のための回路に関するものである。   The present invention relates to a circuit for preventing malfunction and protecting peripheral components when a input voltage is low or high in a semiconductor integrated circuit.

以下、上記回路として、図5に従来の入力電圧の低入力電圧検出回路と過電圧検出回路を示し、これについて説明する。
図4において、1は入力電圧、14はこの入力電圧1による制御信号発生回路、29は入力電圧1の低入力電圧検出回路、30は入力電圧1の過電圧検出回路であり、前記制御信号発生回路14に、電流を供給する電流源12がスイッチ13を介して接続されている。
Hereinafter, as the above circuit, FIG. 5 shows a conventional low input voltage detection circuit and overvoltage detection circuit for an input voltage, which will be described.
In FIG. 4, 1 is an input voltage, 14 is a control signal generation circuit based on this input voltage 1, 29 is a low input voltage detection circuit for input voltage 1, 30 is an overvoltage detection circuit for input voltage 1, and the control signal generation circuit 14 is connected to a current source 12 for supplying a current via a switch 13.

前記低入力電圧検出回路29では、入力電圧1を抵抗21,22によって抵抗分割した電圧Vaと定電圧23の電圧VLをコンパレータ24で比較して、図6に示すように、入力電圧1が低入力電圧検出閾値VLより低い時、および高い時でそれぞれ、ロウ、ハイレベルの信号を出力信号cとして出力している。   In the low input voltage detection circuit 29, the voltage Va obtained by dividing the input voltage 1 by the resistors 21 and 22 and the voltage VL of the constant voltage 23 are compared by the comparator 24, and as shown in FIG. When the input voltage detection threshold is lower than and higher than the input voltage detection threshold VL, low and high level signals are output as the output signal c, respectively.

また前記過電圧検出回路30では、入力電圧1を抵抗25,26によって抵抗分割した電圧dと定電圧27の電圧VHをコンパレータ28で比較して、図6に示すように、入力電圧1が過電圧検出閾値VHより低い時、および高い時でそれぞれ、ハイ、ロウレベルの信号を出力信号fとして出力している。   Further, in the overvoltage detection circuit 30, the voltage d obtained by dividing the input voltage 1 by the resistors 25 and 26 and the voltage VH of the constant voltage 27 are compared by the comparator 28, and as shown in FIG. High and low level signals are output as the output signal f when it is lower and higher than the threshold value VH, respectively.

上記低入力電圧検出回路29の出力信号cと過電圧検出回路30の出力信号fを、図5に示すようにAND回路31に入力して、図6に示すように、検出信号VCOUTを出力している。そして、この検出信号VCOUTによりスイッチ13をオフとして電流源12の電流I2を遮断して制御信号発生回路14の動作制御を行い、また検出信号VCOUTをAND回路15に入力して制御信号発生回路14の出力信号のオン/オフを行い、誤動作防止および周辺部品の保護のためのオン/オフの制御を行っている。VOUTはAND回路15の出力信号である。   The output signal c of the low input voltage detection circuit 29 and the output signal f of the overvoltage detection circuit 30 are input to the AND circuit 31 as shown in FIG. 5, and the detection signal VCOUT is output as shown in FIG. Yes. Then, the switch 13 is turned off by this detection signal VCOUT to cut off the current I2 of the current source 12 to control the operation of the control signal generation circuit 14, and the detection signal VCOUT is input to the AND circuit 15 to control the control signal generation circuit 14. The output signal is turned on / off, and on / off control is performed to prevent malfunction and protect peripheral components. VOUT is an output signal of the AND circuit 15.

このように、従来、低入力電圧誤動作防止および過電圧保護を実現するためには、図5に示すように、低入力電圧検出回路29及び過電圧検出回路30を別々に構成する必要があった。   Thus, conventionally, in order to realize low input voltage malfunction prevention and overvoltage protection, it is necessary to separately configure the low input voltage detection circuit 29 and the overvoltage detection circuit 30 as shown in FIG.

しかしながら、従来の構成では、低入力電圧検出回路29及び過電圧検出回路30を別々に構成するために、構成素子数が多くなり、チップ面積が大きくなるという問題があった。   However, in the conventional configuration, since the low input voltage detection circuit 29 and the overvoltage detection circuit 30 are separately configured, there is a problem that the number of constituent elements increases and the chip area increases.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、低入力電圧検出回路と過電圧検出回路を同一回路で実現して付加機能を高めると共に、半導体集積回路素子数を削減し、チップ面積を縮小することができる過電圧保護機能付き低入力電圧誤動作防止回路を提供することを目的としたものである。   The present invention solves the above-described conventional problems, and realizes a low input voltage detection circuit and an overvoltage detection circuit in the same circuit to enhance additional functions, reduce the number of semiconductor integrated circuit elements, and reduce the chip area. It is an object of the present invention to provide a low input voltage malfunction prevention circuit with an overvoltage protection function.

前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項1に記載の発明は、入力電圧に、一極性の第一のトランジスタにより構成され前記入力電圧に対して依存性を有する第一の電流源を接続し、この第一の電流源に、逆極性の第二、第三のトランジスタからなるカレントミラー回路の一端を接続し、前記カレントミラー回路の他端に、抵抗の一端を接続し、前記抵抗の他端に、ドレインを前記入力電圧と接続した逆極性の第四のトランジスタのソースを接続し、前記逆極性の第四のトランジスタのゲートと前記入力電圧の間に第二の電流源を接続し、前記第二の電流源とグラウンドとの間にツェナーダイオードを接続し、前記カレントミラー回路の他端を、一方の入力側電圧としてコンパレータに接続し、前記コンパレータの他方の入力側電圧として、低入力電圧検出閾値と過電圧検出閾値に相当する定電圧を与え、前記コンパレータの出力を検出信号として使用すること特徴とするものである。この構成によれば、低入力電圧検出回路と過電圧検出回路を同一回路で実現することができ、低入力電圧誤動作防止と過電圧保護を、半導体集積回路素子数を削減し、チップ面積を縮小して実現できる。   In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 of the present invention is a first current which is constituted by a first transistor having a single polarity and has a dependency on the input voltage. Connected to one end of a current mirror circuit composed of second and third transistors of opposite polarity to the first current source, and connected to one end of a resistor to the other end of the current mirror circuit, The other end of the resistor is connected to the source of a fourth transistor of reverse polarity with a drain connected to the input voltage, and a second current source is connected between the gate of the fourth transistor of reverse polarity and the input voltage. A zener diode is connected between the second current source and ground, the other end of the current mirror circuit is connected to a comparator as one input side voltage, and the other input side power of the comparator is connected. As one in which gives a constant voltage corresponding to a low input voltage detection threshold and overvoltage detection threshold, and wherein the use of the output of the comparator as the detection signal. According to this configuration, the low input voltage detection circuit and the overvoltage detection circuit can be realized by the same circuit, the low input voltage malfunction prevention and the overvoltage protection are achieved by reducing the number of semiconductor integrated circuit elements and reducing the chip area. realizable.

また請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明であって、前記第一の電流源を、ソースに前記入力電圧が接続され、ゲート・ソース間に所定電圧が与えられた一極性の第一のトランジスタによって構成し、前記入力電圧の変動をこの第一のトランジスタの出力電流の変動として捕えることを特徴とするものである。   The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the first current source is connected to the source with the input voltage, and a predetermined voltage is applied between the gate and the source. The first transistor has a polarity, and the variation in the input voltage is captured as the variation in the output current of the first transistor.

また請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明であって、前記コンパレータ出力の検出信号を使用して、制御信号発生回路の動作制御を行うことを特徴とするものである。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the operation control of the control signal generation circuit is performed using the detection signal of the comparator output. Is.

また請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の発明であって、前記コンパレータ出力の検出信号を使用して、制御信号発生回路の出力信号の制御を行うことを特徴とするものである。   The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the output signal of the control signal generation circuit is controlled using the detection signal of the comparator output. It is characterized by performing.

また請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の発明であって、前記第一〜第四のトランジスタに、それぞれ同一極性のMOSトランジスタまたはバイポーラトランジスタを使用することを特徴とするものである。   The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein a MOS transistor or a bipolar transistor having the same polarity is provided in each of the first to fourth transistors. It is characterized by being used.

本発明は、上記構成を有し、入力電圧に対する依存性を有する電流源を使用して、低入力電圧誤動作防止回路のコンパレータの入力側電圧を制御することによって、過電圧保護回路機能も併せ持たせた、過電圧保護回路機能つき低入力電圧誤動作防止回路を構成することができ、半導体集積回路素子数を削減し、チップ面積を縮小することができる。   The present invention has an overvoltage protection circuit function by controlling the input side voltage of the comparator of the low input voltage malfunction prevention circuit using the current source having the above-described configuration and dependency on the input voltage. In addition, a low input voltage malfunction prevention circuit with an overvoltage protection circuit function can be configured, the number of semiconductor integrated circuit elements can be reduced, and the chip area can be reduced.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、従来の図5に示す構成と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
[実施の形態1]
図1は本発明の実施の形態1における過電圧保護機能付き低入力電圧誤動作防止回路の回路図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the structure shown in the conventional FIG. 5, and description is abbreviate | omitted.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a circuit diagram of a low input voltage malfunction prevention circuit with an overvoltage protection function according to Embodiment 1 of the present invention.

図1において、CFは入力電圧1に対する依存性を有する第一の電流源であり、この第一の電流源CFは、ソースが入力電圧1が接続され、ゲート・ソース間に所定電圧2が与えられるPchのC−MOSトランジスタからなる一極性の第一のトランジスタ3によって構成されている。この第一の電流源CFの出力端である、一極性の第一のトランジスタ3のドレインに、カレントミラー回路CMの一端が接続されている。   In FIG. 1, CF is a first current source having a dependency on an input voltage 1, and the first current source CF has a source connected to the input voltage 1 and a predetermined voltage 2 applied between the gate and the source. The unipolar first transistor 3 is formed of a Pch C-MOS transistor. One end of the current mirror circuit CM is connected to the drain of the unipolar first transistor 3 which is the output end of the first current source CF.

カレントミラー回路CMは、NchのC−MOSトランジスタからなる逆極性の第二、第三のトランジスタ4,5からなり、第一の電流源3の出力端に、カレントミラー回路CMの一端として第二のトランジスタ4のドレインおよびゲートと第三のトランジスタ5のゲートが接続され、第二、第三のトランジスタ4,5のソースがグラウンドに接続されている。このカレントミラー回路CMの他端、すなわち第三のトランジスタ5のドレインに抵抗6の一端が接続されている。   The current mirror circuit CM is composed of second and third transistors 4 and 5 having opposite polarities made of Nch C-MOS transistors, and is connected to the output terminal of the first current source 3 as one end of the current mirror circuit CM. The drain and gate of the transistor 4 and the gate of the third transistor 5 are connected, and the sources of the second and third transistors 4 and 5 are connected to the ground. One end of the resistor 6 is connected to the other end of the current mirror circuit CM, that is, the drain of the third transistor 5.

この抵抗6の他端に、ドレインを入力電圧1と接続したNchのC−MOSトランジスタからなる逆極性の第四のトランジスタ7のソースが接続され、この逆極性の第四のトランジスタ7のゲートと入力電圧1の間に第二の電流源8が接続され、またこの第二の電流源8とグラウンドとの間にツェナーダイオード9が接続されている。   The other end of the resistor 6 is connected to the source of a fourth transistor 7 of reverse polarity composed of an Nch C-MOS transistor whose drain is connected to the input voltage 1, and the gate of the fourth transistor 7 of reverse polarity is connected to the source. A second current source 8 is connected between the input voltage 1 and a zener diode 9 is connected between the second current source 8 and ground.

また前記カレントミラー回路CMの他端である第三のトランジスタ5のドレインを、一方の入力側電圧としてコンパレータ11の一方の入力に接続し、このコンパレータ11の他方の入力側電圧として定電圧10の電圧VB を与えている。この定電圧10の電圧VB は、低入力電圧検出閾値VLと過電圧検出閾値VHに相当する。   Further, the drain of the third transistor 5 which is the other end of the current mirror circuit CM is connected to one input of the comparator 11 as one input side voltage, and the constant voltage 10 of the other input side voltage of the comparator 11 is connected. A voltage VB is applied. The voltage VB of the constant voltage 10 corresponds to the low input voltage detection threshold VL and the overvoltage detection threshold VH.

そして、前記コンパレータ11の出力として、低入力電圧および過電圧の検出信号VCOUTを得ている。
またこの検出信号VCOUTを、従来と同様に、スイッチ13の駆動信号、AND回路15の入力信号としている。
As an output of the comparator 11, a low input voltage and overvoltage detection signal VCOUT is obtained.
The detection signal VCOUT is used as a drive signal for the switch 13 and an input signal for the AND circuit 15 as in the prior art.

以上のように構成された過電圧保護機能付き低入力電圧誤動作防止回路の動作を、図1と併せて図3、図4の動作説明図に基づいて説明する。
一極性のトランジスタ3によって構成される第一の電流源CFにはゲート・ソース間に電圧2が与えられており、第一の電流源CFは、入力電圧1(電圧値をV1とする)が変動すると、一極性のトランジスタ3のゲート・ドレイン間電圧が変動するので、チャネル変調効果により、入力電圧1に依存性を持つ、すなわち入力電圧1の電圧値V1が上昇すると出力電流I3が上昇する電流源となる。そして、逆極性の第二、第三のトランジスタ4,5によって構成されるカレントミラー回路CMによって、逆極性の第四のトランジスタ7にも電流I3が流れる。
The operation of the low input voltage malfunction prevention circuit with an overvoltage protection function configured as described above will be described based on the operation explanatory diagrams of FIGS. 3 and 4 together with FIG.
A voltage 2 is applied between the gate and the source of the first current source CF constituted by the unipolar transistor 3, and the first current source CF has an input voltage 1 (voltage value is V1). If the voltage fluctuates, the voltage between the gate and drain of the unipolar transistor 3 fluctuates. Therefore, the channel modulation effect has a dependency on the input voltage 1, that is, when the voltage value V1 of the input voltage 1 increases, the output current I3 increases. It becomes a current source. The current I3 also flows through the fourth transistor 7 having the reverse polarity by the current mirror circuit CM including the second and third transistors 4 and 5 having the reverse polarity.

ここで、逆極性の第四のトランジスタ7のゲート電圧をV(M7/G)、ツェナーダイオード9の順方向電圧をVZDとすると、
V1<VZDの時 V(M7/G)=V1 …(1)
V1≧VZDの時 V(M7/G)=VZD …(2)
となる。ただし、ここではV1<VZDの時は、第二の電流源8は両端で電圧の降下を生じない理想電流源としている。ここで、逆極性の第四のトランジスタ7のゲート・ソース間電圧をVGS、抵抗6の抵抗値をR6とすると、式(1)(2)より、第三のトランジスタ5のドレインの電圧、すなわちコンパレータ11の一方の入力の電圧VAは、
V1<VZDの時 VA =V1 −VGS−I3・R6 …(3)
V1≧VZDの時 VA =VZD−VGS−I3・R6 …(4)
となる。このため、式(3)より、低電圧時(V1<VZD)には、図3に示すように、VAはV1上昇に伴い上昇する。これにより、V1が低入力電圧誤動作回路閾値VL(図3)より低い時、高い時にそれぞれ検出信号VCOUTはロウレベル、ハイレベルを出力する。また、式(4)より、過電圧時(V1≧VZD)には、図3に示すように、I3はV1上昇に伴い上昇するので、VAはV1上昇に伴い下降する。これにより、V1が過電圧保護回路閾値VH(図3)より低い時、高い時に検出信号VCOUTはハイレベル、ロウレベルを出力する。したがって、コンパレータ11に入力される電圧VA,VBと入力電圧V1の関係、そしてコンパレータ11の出力、すなわちVCOUTとV1の関係は図3に示すものとなる。図3に示すように、電圧VB は、上述した如く、低入力電圧検出閾値VLと過電圧検出閾値VHに相当し、コンパレータ11の出力として、低入力電圧および過電圧の検出信号VCOUTが得られる。
Here, if the gate voltage of the fourth transistor 7 of reverse polarity is V (M7 / G) and the forward voltage of the Zener diode 9 is VZD,
When V1 <VZD V (M7 / G) = V1 (1)
When V1 ≧ VZD V (M7 / G) = VZD (2)
It becomes. However, here, when V1 <VZD, the second current source 8 is an ideal current source that does not cause a voltage drop at both ends. Here, assuming that the gate-source voltage of the fourth transistor 7 of reverse polarity is VGS and the resistance value of the resistor 6 is R6, the voltage of the drain of the third transistor 5 from the equations (1) and (2), that is, The voltage VA at one input of the comparator 11 is
When V1 <VZD VA = V1-VGS-I3 · R6 (3)
When V1 ≥ VZD VA = VZD-VGS-I3 · R6 (4)
It becomes. Therefore, from the equation (3), when the voltage is low (V1 <VZD), as shown in FIG. 3, VA rises as V1 rises. Thereby, when V1 is lower than the low input voltage malfunction circuit threshold VL (FIG. 3), the detection signal VCOUT outputs a low level and a high level, respectively, when it is high. Further, from the equation (4), at the time of overvoltage (V1 ≧ VZD), as shown in FIG. 3, I3 increases as V1 increases, so VA decreases as V1 increases. Thus, when V1 is lower than the overvoltage protection circuit threshold value VH (FIG. 3), the detection signal VCOUT outputs a high level and a low level when it is high. Therefore, the relationship between the voltages VA and VB input to the comparator 11 and the input voltage V1, and the output of the comparator 11, that is, the relationship between VCOUT and V1, is as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the voltage VB corresponds to the low input voltage detection threshold VL and the overvoltage detection threshold VH as described above, and the low input voltage and overvoltage detection signal VCOUT is obtained as the output of the comparator 11.

そして、この検出信号VCOUTを使用して、制御信号発生回路14に電流I2を供給するスイッチ13をオン/オフすることで、制御信号発生回路14をオン/オフし、すなわち制御信号発生回路14の動作制御を行い、また検出信号VCOUTを、制御信号発生回路14の出力信号と共にAND回路15に入力することでも出力信号をオン/オフし、制御信号発生回路14の出力信号の制御を行っている。   Then, by using this detection signal VCOUT, the control signal generation circuit 14 is turned on / off by turning on / off the switch 13 for supplying the current I2 to the control signal generation circuit 14, that is, the control signal generation circuit 14 Operation control is performed, and the detection signal VCOUT is input to the AND circuit 15 together with the output signal of the control signal generation circuit 14 to turn on / off the output signal and control the output signal of the control signal generation circuit 14. .

以上のように、本実施の形態1によれば、入力電圧1に対する依存性を有する第一の電流源CFを使用して、コンパレータ11の入力側電圧を制御することによって、過電圧保護回路機能も併せ持たせた、過電圧保護回路機能つき低入力電圧誤動作防止回路を構成することができ、このように低入力電圧検出回路と過電圧検出回路を同一回路で実現することにより、半導体集積回路素子数を削減し、チップ面積を縮小することができる。
[実施の形態2]
実施の形態1に記載した回路の一部または全てのMOSトランジスタを同一極性のバイポーラトランジスタに置き換えても同じ機能と作用効果を得ることができる。実施の形態2では、図2に一例として示すように、すべてのMOSトランジスタを同一極性のバイポーラトランジスタに置き換えている。
As described above, according to the first embodiment, by using the first current source CF having dependency on the input voltage 1 to control the input side voltage of the comparator 11, the overvoltage protection circuit function is also achieved. In addition, a low input voltage malfunction prevention circuit with an overvoltage protection circuit function can be configured. By realizing the low input voltage detection circuit and the overvoltage detection circuit in the same circuit in this way, the number of semiconductor integrated circuit elements can be reduced. It is possible to reduce the chip area.
[Embodiment 2]
Even if a part or all of the MOS transistors in the circuit described in the first embodiment are replaced with bipolar transistors having the same polarity, the same functions and effects can be obtained. In the second embodiment, as shown as an example in FIG. 2, all MOS transistors are replaced with bipolar transistors having the same polarity.

図2においては、PchのC−MOSトランジスタからなる一極性の第一のトランジスタ3に代えて、P型のバイポーラトランジスタからなる一極性の第一のトランジスタ17を設け、NchのC−MOSトランジスタからなる逆極性の第二、第三のトランジスタ4,5に代えて、N型のバイポーラトランジスタからなる逆極性の第二、第三のトランジスタ18,19を設け、さらにNchのC−MOSトランジスタからなる逆極性の第四のトランジスタ7に代えて、N型のバイポーラトランジスタからなる逆極性の第四のトランジスタ20を設けている。   In FIG. 2, a unipolar first transistor 17 composed of a P-type bipolar transistor is provided in place of the unipolar first transistor 3 composed of a Pch C-MOS transistor. In place of the second and third transistors 4 and 5 having opposite polarities, second and third transistors 18 and 19 having opposite polarities made of N-type bipolar transistors are provided, and further comprising N-channel C-MOS transistors. Instead of the fourth transistor 7 having the reverse polarity, a fourth transistor 20 having the reverse polarity made of an N-type bipolar transistor is provided.

また一極性のトランジスタ16によって構成される第一の電流源CFは、一極性のトランジスタ16のベース・エミッタ間に電圧16が与えられており、入力電圧1により、実施の形態1と同様、アーリー効果で入力電圧1に依存性を持つ、すなわち入力電圧1が上昇すると出力電流が上昇する電流源となる。以下、実施の形態1に記載した同様の動作で過電圧保護回路機能つき低入力電圧誤動作防止回路として動作する。   Further, the first current source CF constituted by the unipolar transistor 16 is supplied with a voltage 16 between the base and the emitter of the unipolar transistor 16. The effect is dependent on the input voltage 1, that is, a current source in which the output current increases as the input voltage 1 increases. Thereafter, the same operation as described in the first embodiment operates as a low input voltage malfunction prevention circuit with an overvoltage protection circuit function.

本発明にかかる過電圧保護回路機能つき低入力電圧誤動作防止回路は、低入力電圧検出回路と過電圧検出回路を同一回路で実現することにより、半導体集積回路素子数を削減し、チップ面積を縮小することができるという効果を有し、半導体集積回路において、電源電圧が低入力時および高入力時の誤動作や周辺部品への保護に関する技術として有用である。   The low input voltage malfunction prevention circuit with an overvoltage protection circuit function according to the present invention reduces the number of semiconductor integrated circuit elements and the chip area by realizing the low input voltage detection circuit and the overvoltage detection circuit in the same circuit. In a semiconductor integrated circuit, the semiconductor integrated circuit is useful as a technique related to malfunction and protection of peripheral components when the power supply voltage is low and high.

本発明の実施の形態1による過電圧保護機能付き低入力電圧誤動作防止回路の回路図である。1 is a circuit diagram of a low input voltage malfunction prevention circuit with an overvoltage protection function according to a first embodiment of the present invention. FIG. 本発明の実施の形態2による過電圧保護機能付き低入力電圧誤動作防止回路の回路図である。It is a circuit diagram of the low input voltage malfunction prevention circuit with an overvoltage protection function by Embodiment 2 of this invention. 本発明の過電圧保護機能付き低入力電圧誤動作防止回路における過電圧および低電圧検出の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the overvoltage and undervoltage detection in the low input voltage malfunction prevention circuit with an overvoltage protection function of this invention. 本発明の過電圧保護機能付き低入力電圧誤動作防止回路における検出信号を使用した出力制御動作説明図である。It is output control operation explanatory drawing using the detection signal in the low input voltage malfunction prevention circuit with an overvoltage protection function of this invention. 従来の低入力電圧検出回路及び過電圧検出回路を別々に構成した、入力電圧に関する低入力電圧誤動作防止および過電圧保護回路の回路図である。It is a circuit diagram of the low input voltage malfunction prevention and overvoltage protection circuit regarding the input voltage which comprised the conventional low input voltage detection circuit and the overvoltage detection circuit separately. 従来の低電圧誤動作防止回路及び過電圧保護回路を別々に構成した、入力電圧に関する低入力電圧誤動作防止および過電圧保護の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the low input voltage malfunction prevention regarding an input voltage, and the overvoltage protection which comprised the conventional low voltage malfunction prevention circuit and the overvoltage protection circuit separately.

符号の説明Explanation of symbols

1 入力電圧
2,16 所定電圧
3,17 一極性の第一のトランジスタ
4,5,18,19 逆極性の第二、第三のトランジスタ
6 抵抗
7,20 逆極性の第四のトランジスタ
8 第二の電流源
9 ツェナーダイオード
10 定電圧
11 コンパレータ
12 制御信号発生回路の電流源
13 制御信号発生回路の動作を制御するスイッチ
14 制御信号発生回路
15 AND回路
CF 第一の電流源
CM カレントミラー回路
VA,VB コンパレータの入力側入力電圧
VZD ツェナーダイオードによる順方向電圧
VL 低入力電圧検出閾値
VH 過電圧検出閾値
VCOUT 検出信号
VOUT 出力信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input voltage 2,16 Predetermined voltage 3,17 Unipolar 1st transistor 4,5,18,19 Reverse polarity 2nd, 3rd transistor 6 Resistance 7,20 Reverse polarity 4th transistor 8 2nd Current source 9 Zener diode 10 Constant voltage 11 Comparator 12 Current source of control signal generation circuit 13 Switch for controlling operation of control signal generation circuit 14 Control signal generation circuit 15 AND circuit CF First current source CM Current mirror circuit VA, VB Comparator input side input voltage VZD Zener diode forward voltage VL Low input voltage detection threshold VH Overvoltage detection threshold VCOUT detection signal VOUT output signal

Claims (5)

入力電圧に、一極性の第一のトランジスタにより構成され前記入力電圧に対して依存性を有する第一の電流源を接続し、
この第一の電流源に、逆極性の第二、第三のトランジスタからなるカレントミラー回路の一端を接続し、
前記カレントミラー回路の他端に、抵抗の一端を接続し、
前記抵抗の他端に、ドレインを前記入力電圧と接続した逆極性の第四のトランジスタのソースを接続し、
前記逆極性の第四のトランジスタのゲートと前記入力電圧の間に第二の電流源を接続し、
前記第二の電流源とグラウンドとの間にツェナーダイオードを接続し、
前記カレントミラー回路の他端を、一方の入力側電圧としてコンパレータに接続し、
前記コンパレータの他方の入力側電圧として、低入力電圧検出閾値と過電圧検出閾値に相当する定電圧を与え、前記コンパレータの出力を検出信号として使用すること
を特徴とする過電圧保護機能付き低入力電圧誤動作防止回路。
A first current source configured by a unipolar first transistor having dependency on the input voltage is connected to the input voltage;
One end of a current mirror circuit composed of second and third transistors of opposite polarity is connected to the first current source,
One end of a resistor is connected to the other end of the current mirror circuit,
The other end of the resistor is connected to the source of a fourth transistor of reverse polarity with the drain connected to the input voltage,
A second current source is connected between the gate of the fourth transistor of reverse polarity and the input voltage;
A zener diode is connected between the second current source and ground;
The other end of the current mirror circuit is connected to the comparator as one input side voltage,
A low input voltage malfunction with an overvoltage protection function, wherein a constant voltage corresponding to a low input voltage detection threshold and an overvoltage detection threshold is given as the other input side voltage of the comparator, and the output of the comparator is used as a detection signal Prevention circuit.
前記第一の電流源を、ソースに前記入力電圧が接続され、ゲート・ソース間に所定電圧が与えられた一極性の第一のトランジスタによって構成し、前記入力電圧の変動をこの第一のトランジスタの出力電流の変動として捕えること
を特徴とする請求項1に記載の過電圧保護機能付き低入力電圧誤動作防止回路。
The first current source is constituted by a first transistor having one polarity, the input voltage of which is connected to the source and a predetermined voltage is applied between the gate and the source, and the fluctuation of the input voltage is detected by the first transistor. The low input voltage malfunction prevention circuit with an overvoltage protection function according to claim 1, wherein the low input voltage malfunction prevention circuit according to claim 1 is captured.
前記コンパレータ出力の検出信号を使用して、制御信号発生回路の動作制御を行うこと
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の過電圧保護機能付き低入力電圧誤動作防止回路。
3. The low input voltage malfunction prevention circuit with an overvoltage protection function according to claim 1, wherein operation control of the control signal generation circuit is performed using the detection signal of the comparator output.
前記コンパレータ出力の検出信号を使用して、制御信号発生回路の出力信号の制御を行うこと
を特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の過電圧保護機能付き低入力電圧誤動作防止回路。
The low input voltage malfunction with an overvoltage protection function according to any one of claims 1 to 3, wherein the output signal of the control signal generation circuit is controlled using the detection signal of the comparator output. Prevention circuit.
前記第一〜第四のトランジスタに、それぞれ同一極性のMOSトランジスタまたはバイポーラトランジスタを使用すること
を特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の過電圧保護機能付き低入力電圧誤動作防止回路。
5. The low input voltage malfunction with an overvoltage protection function according to claim 1, wherein a MOS transistor or a bipolar transistor having the same polarity is used for each of the first to fourth transistors. Prevention circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015176229A (en) * 2014-03-13 2015-10-05 セイコーインスツル株式会社 voltage detection circuit

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