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JPH088704A - High side switch circuit - Google Patents

High side switch circuit

Info

Publication number
JPH088704A
JPH088704A JP6164679A JP16467994A JPH088704A JP H088704 A JPH088704 A JP H088704A JP 6164679 A JP6164679 A JP 6164679A JP 16467994 A JP16467994 A JP 16467994A JP H088704 A JPH088704 A JP H088704A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
voltage
gate
side switch
power supply
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.)
Withdrawn
Application number
JP6164679A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Shimoida
良雄 下井田
Masakatsu Hoshi
星  正勝
Teruyoshi Mihara
輝儀 三原
Toronnamuchiyai Kuraison
トロンナムチャイ クライソン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP6164679A priority Critical patent/JPH088704A/en
Publication of JPH088704A publication Critical patent/JPH088704A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

PURPOSE:To keep a surge voltage protecting function and also to reduce the ON resistance of a MOS transistor Tr for a high side switch in order to reduce the power loss of a high side switch circuit. CONSTITUTION:A high side switch circuit contains a high side switch MOS Tr1 and surge input detection circuit 10 which detects the surge voltage of levels higher higher than the maximum rated power voltage. In such a constitution, the voltage boosted by a booster circuit 20 is fed back to the gate of a MOS Tr2 which protects the surge voltage higher than the maximum rated power voltage. Thus the voltage of the Tr2. can be reduced and the voltage supplied to the circuit 20 can be increased up to a level approximately to the power voltage. As a result, the voltage boosted effectively to the power voltage is supplied to the Tr1. Thus it is possible to keep a surge voltage protecting function, to reduce the ON resistance of the Tr1, and also to reduce the power loss of the switch circuit.

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、ブリッジ回路等の電源
電圧側であるハイ側に置かれるハイサイドスイッチとそ
の駆動回路を含むハイサイドスイッチ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high side switch circuit including a high side switch placed on the high side which is a power supply voltage side of a bridge circuit and the like and a drive circuit for the high side switch.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、高速スイッチング素子としてM0
Sトランジスタは広く使用され、Hブリッジ回路等のブ
リッジ回路においてもM0Sトランジスタの使用が定着
している。ブリッジ回路には異極性のコンプリメンタリ
素子を用いれば回路構成は簡単になるが、Pチャンネル
素子は高価でしかも性能が劣ることからNチャンネル素
子のみを用いたブリッジ回路が主流になりつつある。す
べてNチャンネルを用いて構成されたブリッジ回路の場
合、ハイ側のM0Sトランジスタのソースは出力の状態
で電位が変化する、いわゆるフローティングドライブに
なるため、ゲートに印加する電圧を電源電圧+M0Sト
ランジスタのしきい値以上に昇圧する必要がある。
2. Description of the Related Art Recently, M0 has been used as a high speed switching element.
S-transistors are widely used, and the use of M0S transistors is well established in bridge circuits such as H-bridge circuits. The circuit configuration is simplified by using complementary elements of different polarities in the bridge circuit, but since the P-channel element is expensive and the performance is inferior, the bridge circuit using only the N-channel element is becoming mainstream. In the case of a bridge circuit configured using all N-channels, the source of the high-side M0S transistor is a so-called floating drive in which the potential changes in the output state, so the voltage applied to the gate is equal to the power supply voltage + M0S transistor. It is necessary to boost the voltage above the threshold value.

【0003】さらにM0Sトランジスタのオン抵抗が大
きいとM0Sトランジスタで消費される電力が大きくな
るためオン抵抗は可能な限り小さいことが望ましい。オ
ン抵抗はゲートに印加する電圧を高くするほど低下する
ため、オン抵抗を低くするためになるべく高い電圧を印
加することが望まれる。これらのために、ハイサイドス
イッチ回路では、このハイ側のM0Sトランジスタすな
わちハイサイドスイッチを駆動するために電源電圧を昇
圧する昇圧回路が設けられる。またこの昇圧回路を最大
定格電源電圧以上のサージ電圧から保護するための保護
回路も必要とされる。
Further, if the ON resistance of the M0S transistor is large, the power consumed by the M0S transistor is large, and therefore it is desirable that the ON resistance is as small as possible. Since the on-resistance decreases as the voltage applied to the gate increases, it is desirable to apply a voltage as high as possible to reduce the on-resistance. For these reasons, the high-side switch circuit is provided with a booster circuit that boosts the power supply voltage to drive the high-side M0S transistor, that is, the high-side switch. Further, a protection circuit for protecting this booster circuit from a surge voltage higher than the maximum rated power supply voltage is also required.

【0004】図4はこの種の従来のハイサイドスイッチ
回路の1例を示す。M0SトランジスタTr1はハイサ
イドスイッチであり、ソース・ドレイン間にはソース・
ドレイン間のサージに対する保護用のツエナダイオード
ZD1が接続されている。M0SトランジスタTr1の
ゲートには昇圧回路21の出力が接続されている。昇圧
回路21は発振器2、コンデンサC2、および電源端子
からコンデンサC2に電荷を移送するラインに設けたダ
イオードD4とコンデンサC2からM0Sトランジスタ
Tr1のゲートに電荷を移送するラインに設けたダイオ
ードD5から構成される。
FIG. 4 shows an example of a conventional high side switch circuit of this type. The M0S transistor Tr1 is a high side switch, and the source
A zener diode ZD1 for protection against a surge between the drains is connected. The output of the booster circuit 21 is connected to the gate of the M0S transistor Tr1. The booster circuit 21 includes an oscillator 2, a capacitor C2, and a diode D4 provided in a line for transferring charges from a power supply terminal to the capacitor C2 and a diode D5 provided in a line for transferring charges from the capacitor C2 to the gate of the M0S transistor Tr1. It

【0005】電源端子VDDと昇圧回路21の間には最大
定格電源電圧以上のサージ電圧保護用のM0Sトランジ
スタTr4が接続されている。電源端子VDDとM0Sト
ランジスタTr4のゲートの間にはサージ電流を十分に
制限できる抵抗値を有する抵抗R2が接続されている。
またM0SトランジスタTr4のゲートとグランドの間
にはサージ電圧保護のためのスイッチ用のM0Sトラン
ジスタTr5が接続されている。
Between the power supply terminal VDD and the booster circuit 21, a surge voltage protection M0S transistor Tr4 having a voltage higher than the maximum rated power supply voltage is connected. A resistor R2 having a resistance value capable of sufficiently limiting surge current is connected between the power supply terminal VDD and the gate of the MOS transistor Tr4.
Further, a switching M0S transistor Tr5 for surge voltage protection is connected between the gate of the M0S transistor Tr4 and the ground.

【0006】M0SトランジスタTr5のゲートには最
大定格電源電圧以上のサージ電圧を検出するサージ入力
検出回路10の出力が接続されている。このようなサー
ジ入力検出回路10は例えば既出願の特願平5ー550
84において開示されたものと同様のものである。電源
端子VDDとグラウンドの間にツエナダイオードZD6、
抵抗3および抵抗4が直列に接続され、抵抗3と抵抗4
の接続点に比較器3の正入力端子が接続される。比較器
3の負入力端子は基準電圧回路4に接続される。
The gate of the M0S transistor Tr5 is connected to the output of the surge input detection circuit 10 for detecting a surge voltage higher than the maximum rated power supply voltage. Such a surge input detection circuit 10 is disclosed, for example, in Japanese Patent Application No. 5-550, which has already been filed.
Similar to that disclosed at 84. Zener diode ZD6 between power supply terminal VDD and ground,
The resistor 3 and the resistor 4 are connected in series, and the resistor 3 and the resistor 4 are connected.
The positive input terminal of the comparator 3 is connected to the connection point of. The negative input terminal of the comparator 3 is connected to the reference voltage circuit 4.

【0007】つぎにこの従来例における動作について説
明する。昇圧回路21において電源端子VDDからM0S
トランジスタTr4およびダイオードD4を介してコン
デンサC2に供給された電荷を、発振器2によりダイオ
ードD5を介して連続的に一方向へ送り出すことによ
り、M0SトランジスタTr1のゲート電位を昇圧して
いる。
Next, the operation of this conventional example will be described. In the booster circuit 21, from the power supply terminal VDD to M0S
The electric charge supplied to the capacitor C2 via the transistor Tr4 and the diode D4 is continuously sent out in one direction by the oscillator 2 via the diode D5, thereby boosting the gate potential of the M0S transistor Tr1.

【0008】サージ入力検出回路10においては、抵抗
3および抵抗4で分割された電源端子VDDからの入力電
圧と基準電圧回路2から与えられた基準電圧とが比較器
3で比較される。基準電圧値以上の電圧が比較器3に入
力したときに、電源端子VDDに最大定格電源電圧以上の
サージ電圧が入力したと判断され、検出信号が出力され
る。この検出信号によりM0SトランジスタTr5がオ
ンし、したがって、M0SトランジスタTr4がオフに
なり、サージ電圧から昇圧回路21は保護される。
In the surge input detection circuit 10, the comparator 3 compares the input voltage from the power supply terminal VDD divided by the resistors 3 and 4 with the reference voltage supplied from the reference voltage circuit 2. When a voltage above the reference voltage value is input to the comparator 3, it is determined that a surge voltage above the maximum rated power supply voltage is input to the power supply terminal VDD, and a detection signal is output. This detection signal turns on the M0S transistor Tr5, thus turning off the M0S transistor Tr4, and the booster circuit 21 is protected from the surge voltage.

【0009】M0SトランジスタTr4がオフしたとき
には、サージ電流はM0SトランジスタTr5を通って
グランドへ流れる。抵抗R2はこのサージ電流によって
M0SトランジスタTr5が破壊されない程度にサージ
電流を制限する働きをしている。したがって、サージ電
流を十分に制限できる抵抗値を有するものであれば、M
0Sトランジスタを用いた抵抗等でも差し支えない。
When the M0S transistor Tr4 is turned off, the surge current flows through the M0S transistor Tr5 to the ground. The resistor R2 functions to limit the surge current to the extent that the MOS transistor Tr5 is not destroyed by this surge current. Therefore, if the resistance value can sufficiently limit the surge current, M
A resistor using a 0S transistor may be used.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のハイサイドスイッチ回路においては、昇圧回
路21のコンデンサC2に電荷を供給するラインで、M
0SトランジスタTr4のしきい値分の電圧降下が起き
る。したがって、実質的に昇圧回路21のコンデンサC
2に電荷を供給する電源電圧が低下するために、電源端
子VDDに与えられた電源電圧に対して効率的な昇圧が行
えず、M0SトランジスタTr1のゲートに、十分に高
い電圧を印加することができないために、M0Sトラン
ジスタTr1のオン抵抗を所望の値まで低減できないと
いう問題があった。したがって本発明は、上記従来の問
題点に鑑み、サージ電圧保護機能を維持するとともに、
ハイサイドスイッチ用のM0Sトランジスタのオン抵抗
を低減し、電力損失を減少させたハイサイドスイッチ回
路を提供することを目的とする。
However, in such a conventional high side switch circuit, in the line for supplying the electric charge to the capacitor C2 of the booster circuit 21, M
A voltage drop corresponding to the threshold value of the 0S transistor Tr4 occurs. Therefore, the capacitor C of the booster circuit 21 is substantially
Since the power supply voltage for supplying the electric charge to 2 decreases, the power supply voltage applied to the power supply terminal VDD cannot be efficiently boosted, and a sufficiently high voltage may be applied to the gate of the M0S transistor Tr1. Therefore, there is a problem that the ON resistance of the M0S transistor Tr1 cannot be reduced to a desired value. Therefore, the present invention, in view of the above conventional problems, while maintaining the surge voltage protection function,
An object of the present invention is to provide a high-side switch circuit in which the on resistance of a M0S transistor for a high-side switch is reduced and power loss is reduced.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ハイサイドスイッチ用の第1のM0Sト
ランジスタと、該第1のM0Sトランジスタに電源電圧
を昇圧したゲート電圧を供給する昇圧手段と、最大定格
電源電圧以上のサージ電圧を検出するサージ入力検出手
段と、前記昇圧手段と電源端子の間に設けられ、前記サ
ージ入力検出手段の出力に基づいてオフされる第2のM
OSトランジスタとを備えたハイサイドスイッチ回路に
おいて、前記第2のMOSトランジスタのゲートと電源
端子との間には抵抗が設けられるとともに、第2のMO
Sトランジスタのゲートとグランドの間には第3のMO
Sトランジスタが設けられ、前記昇圧手段で昇圧された
電圧が第1のダイオードを介して前記第2のMOSトラ
ンジスタのゲートにフィードバックされ、前記第3のM
OSトランジスタのゲートに前記サージ入力検出手段の
出力が接続され、該第3のMOSトランジスタをオンさ
せることにより前記第2のMOSトランジスタがオフさ
れるように構成するものとした。
In order to achieve the above object, the present invention supplies a first M0S transistor for a high side switch and a gate voltage obtained by boosting a power supply voltage to the first M0S transistor. Booster means, surge input detection means for detecting a surge voltage higher than the maximum rated power supply voltage, and a second M provided between the booster means and the power supply terminal and turned off based on the output of the surge input detection means.
In a high-side switch circuit including an OS transistor, a resistor is provided between the gate of the second MOS transistor and a power supply terminal, and the second MO transistor is provided.
A third MO is provided between the gate of the S transistor and the ground.
An S transistor is provided, and the voltage boosted by the boosting means is fed back to the gate of the second MOS transistor via the first diode, and the third M
The output of the surge input detecting means is connected to the gate of the OS transistor, and the second MOS transistor is turned off by turning on the third MOS transistor.

【0012】[0012]

【作用】ハイサイドスイッチ用の第1のM0Sトランジ
スタおよび最大定格電源電圧以上のサージ電圧を検出す
るサージ入力検出手段を備えたハイサイドスイッチ回路
において、昇圧手段で昇圧された電圧を最大定格電源電
圧以上のサージ電圧保護用の第2のM0Sトランジスタ
のゲートにフィードバックすることにより、第2のM0
Sトランジスタにおける電圧降下を減少させ、昇圧手段
に供給される電圧を電源電圧に近い値まで増加させる。
この結果、電源電圧に対し効率的に昇圧された電圧を第
1のM0Sトランジスタに供給できる。また、ひとつの
昇圧手段で、第1のM0Sトランジスタのゲート電位と
第2のM0Sトランジスタのゲート電位とを昇圧してい
るので、別の昇圧手段を設ける必要がない。
In the high side switch circuit having the first M0S transistor for the high side switch and the surge input detecting means for detecting the surge voltage higher than the maximum rated power supply voltage, the voltage boosted by the boosting means is the maximum rated power supply voltage. By feeding back to the gate of the second M0S transistor for surge voltage protection described above, the second M0S transistor is fed back.
It reduces the voltage drop in the S-transistor and increases the voltage supplied to the boosting means to a value close to the power supply voltage.
As a result, the voltage efficiently boosted with respect to the power supply voltage can be supplied to the first M0S transistor. Further, since one boosting means boosts the gate potential of the first M0S transistor and the gate potential of the second M0S transistor, it is not necessary to provide another boosting means.

【0013】[0013]

【実施例】図1は本発明の第1の実施例を示す回路図で
ある。M0SトランジスタTr1は図4に示したものと
同じハイサイドスイッチであり、ドレイン・ソース間に
はゲート保護用のツエナダイオードZD1が接続されて
いる。M0SトランジスタTr1のゲートには昇圧回路
20の出力が接続されている。昇圧回路20は発振器
1、コンデンサC1および電源端子からコンデンサC1
に電荷を移送するラインに設けたダイオードD2、コン
デンサC1からM0SトランジスタTr1のゲートに電
荷を移送するラインに設けたダイオードD3から構成さ
れる。電源端子VDDと昇圧回路20の間には最大定格電
源電圧以上のサージ電圧保護用のM0SトランジスタT
r2が接続され、M0SトランジスタTr2は製造時
に、M0SトランジスタTr1と同一の工程で製造され
る。
1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. The M0S transistor Tr1 is the same high-side switch as shown in FIG. 4, and a Zener diode ZD1 for gate protection is connected between the drain and source. The output of the booster circuit 20 is connected to the gate of the M0S transistor Tr1. The booster circuit 20 includes an oscillator 1, a capacitor C1 and a power supply terminal, and a capacitor C1.
And a diode D3 provided on the line for transferring charges from the capacitor C1 to the gate of the MOS transistor Tr1. Between the power supply terminal VDD and the booster circuit 20, a M0S transistor T for protection against surge voltage exceeding the maximum rated power supply voltage is provided.
r2 is connected, and the M0S transistor Tr2 is manufactured in the same process as the M0S transistor Tr1 at the time of manufacturing.

【0014】電源端子VDDとM0SトランジスタTr2
のゲートの間には抵抗R1が接続されている。昇圧回路
20の出力はダイオードD3の後ろから取り出され、M
0SトランジスタTr2のゲートにダイオード1を介し
てフィードバックされている。またM0Sトランジスタ
Tr2のゲートとグランドの間にはサージ電圧保護のた
めのスイッチ用のM0SトランジスタTr3が接続され
ている。M0SトランジスタTr3のゲートには最大定
格電源電圧以上のサージ電圧を検出するサージ入力検出
回路10の出力が接続されている。サージ入力検出回路
10は図4に示したものと同じである。
Power supply terminal VDD and MOS transistor Tr2
A resistor R1 is connected between the gates of the. The output of the booster circuit 20 is taken out from behind the diode D3, and M
It is fed back to the gate of the 0S transistor Tr2 via the diode 1. Further, a switch M0S transistor Tr3 for protecting the surge voltage is connected between the gate of the M0S transistor Tr2 and the ground. The output of the surge input detection circuit 10 that detects a surge voltage equal to or higher than the maximum rated power supply voltage is connected to the gate of the M0S transistor Tr3. The surge input detection circuit 10 is the same as that shown in FIG.

【0015】また、抵抗R1はサージ電流を十分に制限
できる抵抗値を有し、サージ電流によってM0Sトラン
ジスタTr3が破壊されない程度にサージ電流を制限す
る働きをしている。さらに、昇圧回路20の出力は抵抗
R1を介して電源端子VDDと接続されるので、昇圧回路
20の出力によって抵抗R1を駆動することになる。抵
抗R1が昇圧回路20と接続される点をA点とすると
き、抵抗R1の抵抗値をr1とし、A点における電位を
V(A)とすると、抵抗R1の他端が電源電圧と接続さ
れているので、V(A)は、 V(A)=電源電圧+I・r1 (1) と表される。
Further, the resistor R1 has a resistance value capable of sufficiently limiting the surge current, and has a function of limiting the surge current to the extent that the M0S transistor Tr3 is not destroyed by the surge current. Further, since the output of the booster circuit 20 is connected to the power supply terminal VDD through the resistor R1, the resistor R1 is driven by the output of the booster circuit 20. When the point where the resistor R1 is connected to the booster circuit 20 is point A, and the resistance value of the resistor R1 is r1 and the potential at point A is V (A), the other end of the resistor R1 is connected to the power supply voltage. Therefore, V (A) is expressed as V (A) = power supply voltage + I · r1 (1).

【0016】昇圧回路20から抵抗R1に流れる電流を
I、コンデンサC1によって移送される電荷量をQ、発
振器1の発振周期をtとするとき、M0Sトランジスタ
のゲートに流れる電流は微少であるので,省略すると、
電流Iは I=Q/t (2) で表される。ここで、式(2)の両辺にr1をかけると I・r1=Q・r1/t (3) と表される。、このとき、コンデンサC1の端子間電圧
をV(C)、容量をc1とすると Q=c1・V(C) (4) となる。式(4)を式(3)に代入すると I・r1=c1・V(C)・r1/t (5) ここで式(1)に式(5)を代入すると V(A)=電源電圧+(c1・r1/t)・V(C) (6) と表される。
When the current flowing from the booster circuit 20 to the resistor R1 is I, the amount of charge transferred by the capacitor C1 is Q, and the oscillation cycle of the oscillator 1 is t, the current flowing to the gate of the M0S transistor is very small. If omitted,
The current I is represented by I = Q / t (2). Here, when r1 is multiplied on both sides of the equation (2), it is expressed as I · r1 = Q · r1 / t (3). At this time, if the voltage between the terminals of the capacitor C1 is V (C) and the capacitance is c1, then Q = c1 · V (C) (4) Substituting equation (4) into equation (3), I · r1 = c1 · V (C) · r1 / t (5) Substituting equation (5) into equation (1), V (A) = power supply voltage It is expressed as + (c1 · r1 / t) · V (C) (6).

【0017】ここで抵抗R1とコンデンサC1の直列回
路における時定数をτとすると、τは、 τ=c1・r1 (7) と表される。式(7)を式(6)に代入すると V(A)=電源電圧+(τ/t)・V(C) (8) となる。式(8)より昇圧回路20内の発振器1の周期
tが時定数τよりも十分に小さければ電位V(A)は昇
圧される。本実施例においては発振周期t=1.43μ
sec 、抵抗R1の抵抗値r1=50kΩおよびのコンデ
ンサC1の容量c1=60pFを用いたところ、支障な
く昇圧動作が行われた。
Assuming that the time constant in the series circuit of the resistor R1 and the capacitor C1 is τ, τ is expressed as τ = c1 · r1 (7). Substituting equation (7) into equation (6) gives V (A) = power supply voltage + (τ / t) · V (C) (8). From the equation (8), if the period t of the oscillator 1 in the booster circuit 20 is sufficiently smaller than the time constant τ, the potential V (A) is boosted. In this embodiment, the oscillation cycle t = 1.43 μ
Using the resistance value r1 of the resistor R1 = 50 kΩ and the capacitance c1 = 60 pF of the capacitor C1 for sec, the boosting operation was performed without any trouble.

【0018】つぎに動作について説明する。サージ入力
検出回路10において、電源端子VDDに最大定格電源電
圧以上のサージ電圧が入力したと判断され、検出信号が
出力されると、この検出信号によりM0Sトランジスタ
Tr3がオンし、したがって、M0SトランジスタTr
2がオフになる。これにより、サージ電圧から昇圧回路
20が保護される
Next, the operation will be described. In the surge input detection circuit 10, when it is determined that a surge voltage equal to or higher than the maximum rated power supply voltage is input to the power supply terminal VDD and a detection signal is output, this detection signal turns on the M0S transistor Tr3, and thus the M0S transistor Tr3 is turned on.
2 is off. This protects the booster circuit 20 from the surge voltage.

【0019】昇圧回路20において電源端子VDDからM
0SトランジスタTr2およびダイオードD2を介して
コンデンサC1に供給された電荷を、発振器1によりダ
イオードD3を介して連続的に一方向へ送り出すことに
より、M0SトランジスタTr1のゲート電位とM0S
トランジスタTr2のゲート電位を昇圧している。M0
SトランジスタTr2に対してもM0SトランジスタT
r1と同様に昇圧回路2により昇圧された高い電位が印
加されているため、M0SトランジスタTr2のしきい
値分の電圧降下は低減する。M0SトランジスタTr2
は製造時に、M0SトランジスタTr1と同一の工程で
製造されるため、M0SトランジスタTr2のゲート酸
化膜の厚さは、M0SトランジスタTr1のゲート酸化
膜の厚さと同じなので、昇圧回路20で昇圧された高い
電圧が印加されても、破壊されることはない。昇圧回路
20には、ほとんど電源電圧に等しい電圧が供給され
る。昇圧回路20で昇圧された電圧はM0Sトランジス
タTr1のゲートに印加される。
In the booster circuit 20, from the power supply terminal VDD to M
The electric charge supplied to the capacitor C1 via the 0S transistor Tr2 and the diode D2 is continuously sent out in one direction by the oscillator 1 via the diode D3, so that the gate potential of the M0S transistor Tr1 and the M0S transistor Tr1 are increased.
The gate potential of the transistor Tr2 is boosted. M0
Also for the S transistor Tr2, the M0S transistor T
Since the high potential boosted by the booster circuit 2 is applied similarly to r1, the voltage drop corresponding to the threshold value of the M0S transistor Tr2 is reduced. M0S transistor Tr2
Is manufactured in the same step as the M0S transistor Tr1 at the time of manufacturing, the thickness of the gate oxide film of the M0S transistor Tr2 is the same as the thickness of the gate oxide film of the M0S transistor Tr1. It is not destroyed even when a voltage is applied. The booster circuit 20 is supplied with a voltage almost equal to the power supply voltage. The voltage boosted by the booster circuit 20 is applied to the gate of the M0S transistor Tr1.

【0020】これにより、電源端子VDDと昇圧回路20
の間に設置されたM0SトランジスタTr2におけるし
きい値分の電圧降下を減少させ、昇圧回路20に供給さ
れる電圧を電源電圧に近い値まで増加させる。この結
果、電源電圧に対し効率的に昇圧された電圧をハイサイ
ドスイッチ用のM0SトランジスタTr1に供給でき
る。また、ひとつの昇圧回路20でM0Sトランジスタ
Tr1のゲート電位とM0SトランジスタTr2のゲー
ト電位とを昇圧しているので、別の昇圧回路を設ける必
要がない。
As a result, the power supply terminal VDD and the booster circuit 20
The voltage drop corresponding to the threshold value in the M0S transistor Tr2 installed between the two is reduced, and the voltage supplied to the booster circuit 20 is increased to a value close to the power supply voltage. As a result, the voltage efficiently boosted with respect to the power supply voltage can be supplied to the M0S transistor Tr1 for the high side switch. Further, since one boosting circuit 20 boosts the gate potential of the M0S transistor Tr1 and the gate potential of the M0S transistor Tr2, it is not necessary to provide another boosting circuit.

【0021】この実施例は以上のように構成されている
ので、回路を増大することなく、サージ電圧保護機能を
維持するとともに、ハイサイドスイッチ用のM0Sトラ
ンジスタのオン抵抗を低減し、電力損失を減少させるこ
とができる。
Since this embodiment is constructed as described above, the surge voltage protection function is maintained and the ON resistance of the M0S transistor for the high side switch is reduced without increasing the circuit to reduce power loss. Can be reduced.

【0022】次に図2は本発明の第2の実施例を示す。
M0SトランジスタTr1、ツエナダイオードZD1、
昇圧回路20、M0SランジスタTr2、抵抗R1およ
びサージ検出回路10は実施例1と同様に構成され、動
作する。ここで、本実施例においては、昇圧回路20の
昇圧出力はダイオードD3の手前から取り出され、M0
SトランジスタTr2のゲートにダイオード1を介して
フィードバックされている。
Next, FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
M0S transistor Tr1, Zener diode ZD1,
The booster circuit 20, the M0S transistor Tr2, the resistor R1, and the surge detection circuit 10 are configured and operate in the same manner as in the first embodiment. Here, in the present embodiment, the boosted output of the booster circuit 20 is taken out from before the diode D3, and M0
It is fed back to the gate of the S transistor Tr2 via the diode 1.

【0023】昇圧出力をダイオードD3の手前から取り
出すことにより、M0SトランジスタTr2のゲートに
印加される昇圧出力を、ダイオードD3の順方向電圧降
下の分だけ増加させることができ、M0Sトランジスタ
Tr2のしきい値分の電圧降下を低減することができ
る。特にダイオードD3における順方向電圧降下が大き
い場合に有効である。
By extracting the boosted output from the front side of the diode D3, the boosted output applied to the gate of the M0S transistor Tr2 can be increased by the amount of the forward voltage drop of the diode D3, and the threshold of the M0S transistor Tr2 can be increased. The voltage drop corresponding to the value can be reduced. This is particularly effective when the forward voltage drop in the diode D3 is large.

【0024】これにより、電源端子VDDと昇圧回路20
の間に設置されたM0SトランジスタTr2におけるし
きい値分の電圧降下を低減させ、昇圧回路20に供給さ
れる電圧を電源電圧に近い値まで増加させ、電源電圧に
対し効率的に昇圧された電圧をハイサイドスイッチ用の
M0SトランジスタTr1に供給できる。
As a result, the power supply terminal VDD and the booster circuit 20
The voltage drop corresponding to the threshold value in the M0S transistor Tr2 installed between the two is increased, the voltage supplied to the booster circuit 20 is increased to a value close to the power supply voltage, and the voltage efficiently boosted with respect to the power supply voltage. Can be supplied to the MOS transistor Tr1 for the high side switch.

【0025】この実施例は以上のように構成されている
ので、サージ電圧保護機能を維持するとともに、ハイサ
イドスイッチ用のM0Sトランジスタのオン抵抗を低減
し、電力損失を減少させることができる。
Since this embodiment is configured as described above, it is possible to maintain the surge voltage protection function, reduce the ON resistance of the M0S transistor for the high side switch, and reduce the power loss.

【0026】次に図3は本発明の第3の実施例を示す。
M0SトランジスタTr4およびM0SトランジスタT
r5はゲートを共通として直列に接続されたサージ保護
用のM0Sトランジスタである。他の構成および動作は
第1実施例と同じである。なお、第2実施例と同様に昇
圧された電圧をダイオードD3の手前から取り出すこと
もできる。M0Sトランジスタのドレイン・ソース間耐
圧は直列に接続することにより増加するので、サージ電
圧が高いときにも、M0SトランジスタTr4およびM
0SトランジスタTr5が破壊されることがない。
Next, FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention.
M0S transistor Tr4 and M0S transistor T
r5 is a surge protection M0S transistor connected in series with a common gate. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment. The boosted voltage can be taken out from before the diode D3 as in the second embodiment. Since the drain-source breakdown voltage of the M0S transistor is increased by connecting in series, even when the surge voltage is high, the M0S transistors Tr4 and M4
The 0S transistor Tr5 is not destroyed.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上のとおり、本発明は、ハイサイドス
イッチ用の第1のM0Sトランジスタおよび最大定格電
源電圧以上のサージ電圧を検出するサージ入力検出手段
を備えたハイサイドスイッチ回路において、昇圧手段で
昇圧された電圧を最大定格電源電圧以上のサージ電圧保
護用の第2のM0Sトランジスタのゲートにフィードバ
ックすることにより、第2のM0Sトランジスタにおけ
る、電圧降下を減少させ、昇圧手段に供給される電圧を
電源電圧に近い値まで増加させる。この結果、電源電圧
に対し効率的に昇圧された電圧を第1のM0Sトランジ
スタに供給できる。また、ひとつの昇圧手段で、第1の
M0Sトランジスタのゲート電位と第2のM0Sトラン
ジスタのゲート電位とを昇圧しているので、別の昇圧手
段を設ける必要がない。これにより、回路を増大するこ
となく、サージ電圧保護機能を維持するとともに、ハイ
サイドスイッチ用のM0Sトランジスタのオン抵抗を低
減し、電力損失を減少させることができる。
As described above, according to the present invention, in the high side switch circuit including the first M0S transistor for the high side switch and the surge input detecting means for detecting the surge voltage higher than the maximum rated power supply voltage, the boosting means is provided. By feeding back the voltage boosted by the above to the gate of the second M0S transistor for surge voltage protection which is equal to or higher than the maximum rated power supply voltage, the voltage drop in the second M0S transistor is reduced and the voltage supplied to the boosting means. Is increased to a value close to the power supply voltage. As a result, the voltage efficiently boosted with respect to the power supply voltage can be supplied to the first M0S transistor. Further, since one boosting means boosts the gate potential of the first M0S transistor and the gate potential of the second M0S transistor, it is not necessary to provide another boosting means. This makes it possible to maintain the surge voltage protection function, reduce the on-resistance of the M0S transistor for the high-side switch, and reduce the power loss without increasing the number of circuits.

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

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

【図2】第2の実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment.

【図3】第3の実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment.

【図4】従来のハイサイドスイッチ回路を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a conventional high side switch circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2 発振器 3 比較器 4 基準電圧回路 10 サージ入力検出回路 20、21 昇圧回路 C1、C2 コンデンサ D1、D2、D3、D4、D5 ダイオー
ド R1、R2、R3、R4 抵抗 Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5 M0Sトラ
ンジスタ ZD1、ZD6 ツエナダイ
オード VDD 電源端子
1, 2 Oscillator 3 Comparator 4 Reference voltage circuit 10 Surge input detection circuit 20, 21 Booster circuit C1, C2 Capacitors D1, D2, D3, D4, D5 Diodes R1, R2, R3, R4 Resistors Tr1, Tr2, Tr3, Tr4 , Tr5 M0S transistor ZD1, ZD6 Zener diode VDD Power supply terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クライソン トロンナムチャイ 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Claison Tronnamchai 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハイサイドスイッチ用の第1のM0Sト
ランジスタと、該第1のM0Sトランジスタに電源電圧
を昇圧したゲート電圧を供給する昇圧手段と、最大定格
電源電圧以上のサージ電圧を検出するサージ入力検出手
段と、前記昇圧手段と電源端子の間に設けられ、前記サ
ージ入力検出手段の出力に基づいてオフされる第2のM
OSトランジスタとを備えたハイサイドスイッチ回路に
おいて、前記第2のMOSトランジスタのゲートと電源
端子との間には抵抗が設けられるとともに、第2のMO
Sトランジスタのゲートとグランドの間には第3のMO
Sトランジスタが設けられ、前記昇圧手段で昇圧された
電圧が第1のダイオードを介して前記第2のMOSトラ
ンジスタのゲートにフィードバックされ、前記第3のM
OSトランジスタのゲートに前記サージ入力検出手段の
出力が接続され、該第3のMOSトランジスタをオンさ
せることにより前記第2のMOSトランジスタがオフさ
れるように構成されていることを特徴とするハイサイド
スイッチ回路。
1. A first M0S transistor for a high-side switch, boosting means for supplying a gate voltage obtained by boosting the power supply voltage to the first M0S transistor, and surge for detecting a surge voltage higher than a maximum rated power supply voltage. A second M provided between the input detection means and the boosting means and the power supply terminal and turned off based on the output of the surge input detection means.
In a high-side switch circuit including an OS transistor, a resistor is provided between the gate of the second MOS transistor and a power supply terminal, and the second MO transistor is provided.
A third MO is provided between the gate of the S transistor and the ground.
An S transistor is provided, and the voltage boosted by the boosting means is fed back to the gate of the second MOS transistor via the first diode, and the third M
The output of the surge input detection means is connected to the gate of the OS transistor, and the second MOS transistor is turned off by turning on the third MOS transistor. Switch circuit.
【請求項2】 前記第2のM0Sトランジスタは前記第
1のM0Sトランジスタと同一の工程で製造されること
を特徴とする請求項1記載のハイサイドスイッチ回路。
2. The high-side switch circuit according to claim 1, wherein the second M0S transistor is manufactured in the same process as the first M0S transistor.
【請求項3】 前記昇圧手段は、発振器と、コンデンサ
と、前記電源端子から該コンデンサに電荷を移送するラ
インに設けた第2のダイオードと、前記コンデンサから
前記第1のM0Sトランジスタのゲートに電荷を移送す
るラインに設けた第3のダイオードとから構成され、前
記昇圧手段で昇圧された電圧が前記第3のダイオードの
後ろで取り出され、前記第1のダイオードを介して前記
第2のM0Sトランジスタのゲートにフィードバックさ
れることを特徴とする請求項1または2記載のハイサイ
ドスイッチ回路。
3. The boosting means includes an oscillator, a capacitor, a second diode provided in a line for transferring charge from the power supply terminal to the capacitor, and a charge from the capacitor to a gate of the first M0S transistor. And a third diode provided on a line for transferring the voltage, the voltage boosted by the voltage boosting means is taken out after the third diode, and the second M0S transistor is output via the first diode. 3. The high side switch circuit according to claim 1, wherein the high side switch circuit is fed back to the gate of.
【請求項4】 前記昇圧手段は、発振器と、コンデンサ
と、前記電源端子から該コンデンサに電荷を移送するラ
インに設けた第2のダイオードと、前記コンデンサから
前記第1のM0Sトランジスタのゲートに電荷を移送す
るラインに設けた第3のダイオードとから構成され、前
記昇圧手段で昇圧された電圧が前記第3のダイオードの
手前で取り出され、前記第1のダイオードを介して前記
第2のM0Sトランジスタのゲートにフィードバックさ
れることを特徴とする請求項1または2記載のハイサイ
ドスイッチ回路。
4. The boosting means includes an oscillator, a capacitor, a second diode provided in a line for transferring charge from the power supply terminal to the capacitor, and a charge from the capacitor to the gate of the first M0S transistor. And a third diode provided in a line for transferring the voltage, the voltage boosted by the voltage boosting means is taken out before the third diode, and the second M0S transistor is passed through the first diode. 3. The high side switch circuit according to claim 1, wherein the high side switch circuit is fed back to the gate of.
【請求項5】 前記第2のM0Sトランジスタがゲート
を共通として直列に接続された2つのM0Sトランジス
タにより形成されることを特徴とする請求項1、2、3
または4記載のハイサイドスイッチ回路。
5. The second M0S transistor is formed by two M0S transistors connected in series with a common gate.
Alternatively, the high side switch circuit described in 4.
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