[发明专利]电流限制电路以及电源电路

说明书

技术领域

本发明涉及电流限制电路以及具有该电流限制电路的电源电路，所述电流限制电路具有检测与输出电压对应的检测电压的检测电路、生成与所述检测电压对应的控制电流的控制电流生成电路，并根据所述控制电流限制输出电流。

背景技术

图3表示现有的电源电路的一例。电源电路10包含基准电压生成电路11、偏置电路12、检测电路13、控制电路14、电流限制电路15、电流控制晶体管Q1。

基准电压生成电路11和偏置电路12连接在输入端子Tin和接地端子Tgnd之间。检测电路13由电阻R5、R6构成，连接在输出端子Tout和接地端子Tgnd之间，对输出端子Tout和接地端子Tgnd之间的输出电压Vout进行分压。通过电阻R5、R6分压而得的电压是与输出电压Vout对应的电压。该电压作为检测电压Vs被提供给控制电路14。

控制电路14由差动放大电路21、晶体管Q2构成。在差动放大电路21的同相输入端子上从基准电压生成电路11施加基准电压Vref，在反相输入端子上从检测电路13施加检测电压Vs。

差动放大电路21输出对应于基准电压Vref和检测电压Vs的差的电流。差动放大电路21的输出电流被提供给晶体管Q2的基极。晶体管Q2由NPN晶体管构成。

对晶体管Q2的基极提供差动放大电路21以及电流限制电路15的输出。另外，晶体管Q2的集电极与电流控制晶体管Q1以及构成电流限制电路15的晶体管Q3的基极连接，发射极与接地端子Tgnd连接，将晶体管Q2的集电极电流变换为电压(I-V变换)。

晶体管Q2根据差动放大电路21以及电流限制电路15的输出，控制电流控制晶体管Q1以及构成电流限制电路14的晶体管Q3的基极电位。电流控制晶体管Q1由PNP晶体管构成。电流控制晶体管Q1发射极与输入端子Tin连接，集电极与输出端子Tout连接，基极与晶体管Q2的集电极连接。电流控制晶体管Q1将与晶体管Q2的集电极电位对应的电流从输入端子Tin提供给输出端子Tout。

电流限制电路15包含晶体管Q3～Q6、电阻R1～R4。电阻R3、R4串联连接在输出端子Tout和接地端子Tgnd之间，对输出电压Vout进行分压。将分压后的电压提供给晶体管Q4的基极。

晶体管Q4由PNP晶体管构成。晶体管Q4的基极与电阻R3和电阻R4的连接点连接，发射极经由电阻R2与晶体管Q3的集电极连接，集电极与晶体管Q5的集电极以及基极连接。

晶体管Q5由NPN晶体管构成。晶体管Q5的集电极与晶体管Q4的集电极连接，发射极与接地端子Tgnd连接，基极与晶体管Q4的集电极以及晶体管Q6的基极连接。

晶体管Q6由NPN晶体管构成。晶体管Q6的集电极与晶体管Q2的基极连接，发射极与接地端子Tgnd连接，基极与晶体管Q5的基极以及集电极连接。晶体管Q5、Q6构成了电流镜电路，从晶体管Q2的基极引入与晶体管Q4的集电极电流对应的电流。

电阻R1连接在晶体管Q3的集电极与接地端子Tgnd之间。晶体管Q3由PNP晶体管构成。晶体管Q3的发射极与输入端子Tin连接，集电极与电阻R1、R2连接，基极与晶体管Q2的集电极连接。晶体管Q3将与晶体管Q2的集电极电位对应的电流提供给电阻R1以及电阻R2。此外，晶体管Q1、Q3设定了元件的面积，以便当将晶体管Q1的集电极电流设为Io时，晶体管Q3的集电极电流成为(Io/n)。

在电源电路10中，当对晶体管Q3的集电极电流进行I-V变换所得的电压上升到电流限制电路15的阈值电压Vt＝(R4/(R3+R4))×Vout+Vbe4时，晶体管Q4导通，实施电流限制。此外，Vbe4是晶体管Q4的基极-发射极电压。

当实施电流限制时，输出电压Vout降低，对晶体管Q4的基极施加的电阻R3和电阻R4的连接点的电压(R4×(R3+R4))×Vout降低，因此，期待得到图4所示的电流-电压特性。图4是表示现有的电源电路的电流-电压特性的图。

例如在专利文献1中记载了具有期待这种图4所示的电流-电压特性的电流限制电路的电源电路。

在上述现有的电源电路中，当输出电压Vout降低到GND电位时，晶体管Q4的基极电位大致成为GND电位，晶体管Q4进入饱和区域。当晶体管Q4进入饱和区域时，图5所示那样的寄生元件Q7导通。图5表示包含寄生元件的现有的电源电路的一例。

通过导通该寄生元件Q7，电源电路10的电流-电压特性成为图6所示那样，无法得到图4所示那样的希望的特性。图6表示包含寄生元件的现有的电源电路的电流-电压特性。