專利名稱：傳感器用輸出ic以及傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括用于基于來自傳感器的檢測(cè)信號(hào)，使輸出端子之間導(dǎo)通/截止的開關(guān)元件的傳感器用輸出IC以及傳感器裝置。
背景技術(shù)：
圖6表示基于來自傳感器的檢測(cè)信號(hào)而進(jìn)行各種動(dòng)作的一般的傳感器系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)。如圖所示，傳感器系統(tǒng)100是在傳感器裝置110上連接了電源111以及負(fù)載112 的結(jié)構(gòu)。電源111與傳感器裝置110的電力供應(yīng)端子113、113連接，對(duì)傳感器裝置110提供電力。此外，負(fù)載112通過電力的供應(yīng)，進(jìn)行基于傳感器120(后述)的檢測(cè)信號(hào)的各種動(dòng)作，串聯(lián)連接的電源111和負(fù)載112與輸出端子114、114連接。另外，在圖示的例子中，電力供應(yīng)端子113和輸出端子114的-側(cè)成為公共的接地端子GND。以下，將電力供應(yīng)端子113和輸出端子114的+側(cè)分別記述為電力供應(yīng)端子Vcc 以及輸出端子OUT。傳感器裝置110是包括傳感器120以及傳感器用輸出IC (IntegratedCircuit ；集成電路)121的結(jié)構(gòu)。傳感器120用于檢測(cè)物理的或者化學(xué)的信息，例如可舉出非接觸式傳感器、光電傳感器等。傳感器120檢測(cè)出的檢測(cè)信號(hào)被輸入到傳感器用輸出IC121。傳感器用輸出IC121的輸出端子122、122分別與傳感器裝置110的輸出端子OUT、 GND連接。傳感器用輸出IC121包括基于來自傳感器120的檢測(cè)信號(hào)，使輸出端子122、122 之間導(dǎo)通/截止(on/off)的開關(guān)元件123。由此，從電源111對(duì)負(fù)載112的電力供應(yīng)被開通/斷開。從而，能夠基于傳感器120的檢測(cè)而控制負(fù)載112的動(dòng)作。在圖6所示的傳感器系統(tǒng)100中，在將負(fù)載112短路的情況下，擔(dān)心開關(guān)元件123 若成為導(dǎo)通狀態(tài)則流過過大的電流，從而發(fā)生故障。因此，以往開始，在傳感器裝置110中設(shè)置負(fù)載短路保護(hù)功能，即使將負(fù)載112短路，也會(huì)保護(hù)開關(guān)元件123免于故障。例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了如下的短路保護(hù)電路，其若檢測(cè)出開關(guān)元件123中在第1規(guī)定期間內(nèi)連續(xù)流過規(guī)定值以上的過電流的情況，則在第2規(guī)定期間內(nèi)強(qiáng)制使開關(guān)元件123截止。已知為了判斷是否經(jīng)過了第1以及第2規(guī)定時(shí)間，在該專利文獻(xiàn)中利用定時(shí)器電路，此外，利用對(duì)邏輯電路的時(shí)鐘頻率進(jìn)行分頻的技術(shù)。[專利文獻(xiàn)1]特開平2-156721號(hào)公報(bào)(1990年6月15日公開)但是，在利用上述定時(shí)器電路的情況下，由于需要將具有電容、電阻等的電路元件設(shè)置到傳感器用輸出IC121的外部，因此傳感器裝置110的電路規(guī)模以及制造成本將增大。 此外，在利用上述邏輯電路的情況下，需要將上述邏輯電路設(shè)置到傳感器用輸出IC121的內(nèi)部，因此傳感器用輸出IC121的制造工藝被限定為價(jià)格昂貴，制造成本增大。如此，以往的短路保護(hù)電路在實(shí)現(xiàn)傳感器裝置110的進(jìn)一步小型化以及低價(jià)格化上存在問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題而完成，其目的在于提供一種與以往相比抑制傳感器裝置的
3電路規(guī)模以及制造成本，并且實(shí)現(xiàn)負(fù)載短路保護(hù)功能的傳感器用輸出IC等。本發(fā)明的傳感器用輸出IC，在包括用于基于來自傳感器的檢測(cè)信號(hào)，使輸出端子之間導(dǎo)通/截止的開關(guān)元件的傳感器用輸出IC中，其特征在于，為了解決上述課題，包括 溫度限制電路，若該傳感器用輸出IC內(nèi)的溫度成為規(guī)定值以上，則將上述開關(guān)元件維持為截止?fàn)顟B(tài)。在負(fù)載被短路的情況下，開關(guān)元件若成為導(dǎo)通狀態(tài)則會(huì)流過過大的電流從而發(fā)熱，傳感器用輸出IC的溫度上升。因此，在本發(fā)明中，若上述溫度成為規(guī)定值以上，則溫度限制電路將上述開關(guān)元件維持為截止?fàn)顟B(tài)。由此，由于開關(guān)元件的發(fā)熱停止，因此能夠保護(hù)開關(guān)元件免于故障。另外，組裝到IC中的晶體管等的半導(dǎo)體元件大多具有溫度特性。從而，溫度限制電路通過利用具有溫度特性的半導(dǎo)體元件，能夠檢測(cè)出上述溫度是否為規(guī)定值以上，能夠進(jìn)行上述的動(dòng)作。由此，傳感器用輸出IC不需要為了實(shí)現(xiàn)負(fù)載短路保護(hù)功能而將零件連接到外部，或者將邏輯電路設(shè)置到內(nèi)部，因此能夠比以往更加抑制電路規(guī)模以及制造成本。另外，傳感器可以被設(shè)置在傳感器用輸出IC的外部，也可以組裝到傳感器用輸出 IC中。在本發(fā)明的傳感器用輸出IC中，可以是上述開關(guān)元件在被提供驅(qū)動(dòng)用電流時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)，另一方面，在被停止提供上述驅(qū)動(dòng)用電流時(shí)成為截止?fàn)顟B(tài)，上述傳感器用輸出 IC還包括驅(qū)動(dòng)電路，其基于上述檢測(cè)信號(hào)，對(duì)上述開關(guān)元件提供上述驅(qū)動(dòng)用電流，或者停止提供上述驅(qū)動(dòng)用電流，上述溫度限制電路控制為，在上述溫度成為規(guī)定值以上時(shí)，停止上述驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作。這時(shí)，溫度限制電路在上述溫度成為規(guī)定值以上時(shí)，停止驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作。由此， 與檢測(cè)信號(hào)無關(guān)地，不從驅(qū)動(dòng)電路對(duì)開關(guān)元件提供驅(qū)動(dòng)用電流，因此上述開關(guān)元件維持為截止?fàn)顟B(tài)，能夠起到與上述同樣的效果。另外，作為通過將負(fù)載短路而導(dǎo)致上述開關(guān)元件發(fā)生故障的原因，可舉出上述那樣的發(fā)熱和電流集中。上述發(fā)熱導(dǎo)致的故障是通過上述開關(guān)元件的溫度隨時(shí)間的經(jīng)過而上升而發(fā)生。另一方面，上述電流集中導(dǎo)致的故障是由于流過上述開關(guān)元件的電流超過最大值而瞬間發(fā)生。因此，期望設(shè)置用于限制上述開關(guān)元件中導(dǎo)通狀態(tài)的情況下流過的電流的電路， 從而保護(hù)上述開關(guān)元件免于上述電流集中導(dǎo)致的故障。具體地說，在本發(fā)明的傳感器用輸出IC中，上述開關(guān)元件在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)流過的電流，根據(jù)被施加到上述開關(guān)元件上的驅(qū)動(dòng)用電壓而決定，上述傳感器用輸出IC還包括電壓限制電路，其將上述驅(qū)動(dòng)用電壓限制為規(guī)定值以下。這時(shí)，通過電壓限制電路限制驅(qū)動(dòng)用電壓，從而能夠限制導(dǎo)通狀態(tài)的情況下流過開關(guān)元件的電流。因此，能夠可靠地保護(hù)上述開關(guān)元件免于故障。在本發(fā)明的傳感器用輸出IC中，期望上述溫度限制電路進(jìn)行控制，以便在檢測(cè)出的溫度成為比上述規(guī)定值低的另一規(guī)定值時(shí)，重新開始上述驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作。這時(shí)，上述溫度成為上述規(guī)定值以下，進(jìn)而在成為上述另一規(guī)定值以下之前，上述驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作一直停止，上述開關(guān)元件的截止?fàn)顟B(tài)被維持，因此能夠充分冷卻上述開關(guān)元件。因此，能夠可靠地保護(hù)上述開關(guān)元件免于故障。
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在本發(fā)明的傳感器用輸出IC中，期望上述溫度限制電路鄰接上述開關(guān)元件而配置。這時(shí)，由于溫度限制電路檢測(cè)的溫度接近開關(guān)元件的溫度，因此能夠縮短從開關(guān)元件中流過過大的電流的發(fā)熱開始，直到檢測(cè)出上述溫度成為規(guī)定值以上的情況為止的期間。因此，能夠可靠地保護(hù)上述開關(guān)元件免于故障。另外，作為上述開關(guān)元件的例子，可舉出晶體管。此外，若是包括傳感器和上述結(jié)構(gòu)的傳感器用輸出IC的傳感器裝置，則能夠起到與上述同樣的效果。如山所述，本發(fā)明的傳感器用輸出IC利用具有溫度特性的半導(dǎo)體元件，在傳感器用輸出IC內(nèi)的溫度成為規(guī)定值以上時(shí)，將開關(guān)元件維持為截止?fàn)顟B(tài)，從而保護(hù)開關(guān)元件免于故障，因此不需要在外部連接零件，或者在內(nèi)部設(shè)置邏輯電路，起到能夠比以往更加抑制電路規(guī)模以及制造成本的效果。


圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的傳感器用輸出IC的概略結(jié)構(gòu)的方框圖。圖2是表示在上述傳感器用輸出IC中，負(fù)載被被短路時(shí)流過輸出用晶體管的電流和上述傳感器用輸出IC的溫度的時(shí)間變化的圖形。圖3是表示上述傳感器用輸出IC中的輸出用晶體管以及溫度限制電路的位置關(guān)系的平面圖。圖4是表示上述傳感器用輸出IC的一實(shí)施例的電路圖。圖5是表示上述傳感器用輸出IC的其他實(shí)施例的電路圖。圖6是表示一般的傳感器系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的方框圖。標(biāo)號(hào)說明10傳感器用輸出IC11輸出用晶體管(開關(guān)元件)12 電阻13溫度限制電路14驅(qū)動(dòng)電路15電壓限制電路
具體實(shí)施例方式以下，參照?qǐng)D1 圖3說明本發(fā)明的一實(shí)施方式。另外，傳感器系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)與圖6所示的以往的傳感器系統(tǒng)100的概略結(jié)構(gòu)相同，因此省略其說明。圖1表示本實(shí)施方式的傳感器用輸出IClO的概略結(jié)構(gòu)。如圖所示，傳感器用輸出 IClO是包括輸出用晶體管0a)ll、電阻(Rl) 12、溫度限制電路13、驅(qū)動(dòng)電路14、以及電壓限制電路15的結(jié)構(gòu)。輸出用晶體管11是作為圖6所示的開關(guān)元件123發(fā)揮作用的元件。在圖示的例子中，輸出用晶體管11是NPN型，集電極端子與輸出端子OUT連接，基極端子與驅(qū)動(dòng)電路14 以及電壓限制電路15連接，并且，發(fā)射極端子經(jīng)由電阻12與接地端子GND連接。輸出用晶體管11根據(jù)來自驅(qū)動(dòng)電路14的電信號(hào)而進(jìn)行導(dǎo)通/截止動(dòng)作。
溫度限制電路13指示為，在輸出用晶體管11附近的溫度成為第1規(guī)定值以上時(shí)， 停止驅(qū)動(dòng)電路14的動(dòng)作。進(jìn)而，溫度限制電路13具有用于指示在上述溫度成為比第1規(guī)定值低的第2規(guī)定值以下時(shí)，重新開始驅(qū)動(dòng)電路14的動(dòng)作的磁滯(hysteresis)功能。驅(qū)動(dòng)電路14根據(jù)來自傳感器120的檢測(cè)信號(hào)，控制用于將輸出晶體管11從截止?fàn)顟B(tài)驅(qū)動(dòng)為導(dǎo)通狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)用電流的供應(yīng)。具體地說，在通過上述檢測(cè)信號(hào)將輸出用晶體管11設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路14對(duì)輸出用晶體管11的基極端子提供規(guī)定的驅(qū)動(dòng)用電流。另一方面，在通過上述檢測(cè)信號(hào)將輸出用晶體管11設(shè)為截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路14停止提供上述驅(qū)動(dòng)用電流。進(jìn)而，驅(qū)動(dòng)電路14根據(jù)來自上述溫度限制電路13的指示，停止動(dòng)作或者重新開始動(dòng)作。若驅(qū)動(dòng)電路14停止動(dòng)作，則與上述檢測(cè)信號(hào)無關(guān)地，上述驅(qū)動(dòng)用電流對(duì)輸出用晶體管11的供應(yīng)被停止，因此輸出用晶體管11成為截止?fàn)顟B(tài)。電壓限制電路15將輸出用晶體管11的基極端子的電位(基極電位)Vb限制為規(guī)定值以下。輸出用晶體管11在基極-發(fā)射極間電壓VbJQI)為低于閾值時(shí)成為截止?fàn)顟B(tài)， 在基極-發(fā)射極間電壓VbeOil)為閾值以上時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)。在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，輸出用晶體管 11的基極電位Vb以及電流I。ut滿足下式。Vb = Vbe (Ql) +Iout XRl...(式 1)。輸出用晶體管11中，即使流過的電流I。ut變化，基極-發(fā)射極間電壓Vbe (Ql)也不怎么變化。由此，流過輸出用晶體管11的電流I。ut根據(jù)基極電位Vb、即接地端子GND與輸出用晶體管11的基極端子之間的電壓(驅(qū)動(dòng)用電壓)％而決定。因此，在負(fù)載被短路的情況等，輸出用晶體管11中流過過剩的電流那樣的狀況下，通過用電壓限制電路15將基極電位Vb限制為規(guī)定值以下，能夠限制流過輸出用晶體管 11的電流I。ut。由此，能夠保護(hù)輸出用晶體管11免于電流集中導(dǎo)致的故障。在上述結(jié)構(gòu)的傳感器用輸出IClO中，在負(fù)載被短路的情況下，輸出用晶體管11若成為導(dǎo)通狀態(tài)則因流過過大的電流而發(fā)熱，傳感器用輸出ICio內(nèi)的溫度上升。這時(shí)，溫度限制電路13在上述溫度成為規(guī)定值以上時(shí)停止驅(qū)動(dòng)電路14的動(dòng)作。由此，與檢測(cè)信號(hào)無關(guān)地，不會(huì)從驅(qū)動(dòng)電路14對(duì)輸出用晶體管11提供驅(qū)動(dòng)用電流，因此輸出用晶體管11被維持為截止?fàn)顟B(tài)。由此，由于輸出用晶體管11的發(fā)熱停止，因此能夠保護(hù)輸出用晶體管11免于故障。此外，溫度限制電路13使用具有溫度特性的半導(dǎo)體元件，能夠檢測(cè)上述溫度是否為規(guī)定值以上，能夠進(jìn)行上述的動(dòng)作。由此，傳感器用輸出ICio不需要為了實(shí)現(xiàn)負(fù)載短路保護(hù)功能而將零件連接到外部，或在內(nèi)部設(shè)置邏輯電路，因此能夠比以往更加抑制電路規(guī)模以及制造成本。此外，溫度限制電路13由于具有上述的磁滯功能，因此能夠充分地冷卻輸出用晶體管11。因此，能夠可靠地保護(hù)輸出用晶體管11免于故障。圖2是表示在上述結(jié)構(gòu)的傳感器用輸出IClO中，負(fù)載被短路的情況下流過輸出用晶體管11的電流1_和傳感器用輸出ICio的溫度的時(shí)間變化的圖形。另外，在圖示的例子中，假設(shè)輸出用晶體管11成為導(dǎo)通狀態(tài)這樣的檢測(cè)信號(hào)從傳感器120輸入。如圖2所示，輸出用晶體管11成為導(dǎo)通狀態(tài)，輸出用晶體管11中流過電流I。ut，從而傳感器用輸出ICio的芯片溫度上升。這時(shí)，電流I。ut通過電壓限制電路15而被限制為限制值。然后，若上述芯片溫度達(dá)到第1規(guī)定值，則輸出用晶體管11成為截止?fàn)顟B(tài)。由此， 上述芯片溫度逐漸下降。然后，若上述芯片溫度達(dá)到第2規(guī)定值，則驅(qū)動(dòng)電路14的動(dòng)作重新開始，從而輸出用晶體管11成為導(dǎo)通狀態(tài)，并且反復(fù)上述的動(dòng)作。圖3表示傳感器用輸出IClO中的輸出用晶體管11以及溫度限制電路13的配置例。如圖所示，期望溫度限制電路13鄰接輸出用晶體管11而配置。這時(shí)，由于溫度限制電路13檢測(cè)的溫度接近輸出用晶體管11的溫度，因此能夠縮短在輸出用晶體管11中流過過大的電流而發(fā)熱開始，直到檢測(cè)出上述溫度成為規(guī)定值以上的情況為止的期間。因此，能夠可靠地保護(hù)輸出用晶體管11免于故障。另外，還期望在溫度限制電路13中，將用于上述溫度的檢測(cè)的元件(后述的晶體管Q21以及電阻R21)設(shè)置到靠近輸出用晶體管11的一側(cè)。[實(shí)施例1]圖4表示圖1所示的傳感器用輸出IClO的電路的一例。首先，說明傳感器用輸出 IClO中的驅(qū)動(dòng)電路14的電路例。如圖所示，驅(qū)動(dòng)電路14是包括恒流源CCl 1、NPN型的晶體管Qll、Q12、以及電阻Rll的結(jié)構(gòu)。晶體管Qll的集電極端子與電力供應(yīng)線Vcc連接，其基極端子上輸入來自傳感器 120的檢測(cè)信號(hào)，其發(fā)射極端子經(jīng)由電阻Rll與輸出用晶體管11的基極端子連接。此外，晶體管Q12的集電極端子與恒流源CCll以及晶體管Qll的基極端子連接，其基極端子與晶體管Qll的發(fā)射極端子連接，其發(fā)射極端子與輸出用晶體管11的基極端子連接。從而，若來自恒流源CCll的電流通過上述檢測(cè)信號(hào)被提供給晶體管Qll、Q12，則晶體管Qll成為導(dǎo)通狀態(tài)，從而輸出用晶體管11的基極端子上被提供驅(qū)動(dòng)用電流111。這時(shí)，111 = Vbe(Q12)/R110這里，Vbe(Q12)表示晶體管Q12的基極-發(fā)射極間電壓。另一方面，若來自恒流源CCll的電流沒有通過上述檢測(cè)信號(hào)提供給晶體管Q11、Q12，則晶體管Qll 成為截止?fàn)顟B(tài)，從而驅(qū)動(dòng)用電流111的供應(yīng)停止。下面，說明傳感器用輸出IClO中的溫度限制電路13的電路例。如圖4所示，溫度限制電路13是包括恒流源CC21、CC22、CC23、CC24、NPN型的晶體管Q21、Q22、Q23、Q24、電阻R21、以及二極管D21的結(jié)構(gòu)。在圖4所示的電路例中，晶體管Q21以及電阻R21用于檢測(cè)傳感器用輸出IClO內(nèi)的溫度成為規(guī)定值以上的情況。在本實(shí)施例中，假設(shè)晶體管Q21的基極-發(fā)射極間電壓Vbe 具有負(fù)的溫度特性，電阻R21具有正的溫度特性。恒流源CC21與晶體管Q21的基極端子連接，恒流源CC22與晶體管Q21的集電極端子和晶體管Q22、Q23的基極端子連接。此外，恒流源CC23與晶體管Q22的集電極端子連接，并經(jīng)由二極管D21與晶體管Q21的基極端子連接。此外，恒流源CCM與晶體管Q23的集電極端子和晶體管Q24的基極端子連接。晶體管Q21的基極端子經(jīng)由電阻R21與接地線GND連接。此外，晶體管Q24的集電極端子與驅(qū)動(dòng)電路14的晶體管Qll的基極端子連接。另外，所有的晶體管Q21 Q24的發(fā)射極端子與接地線GND連接。從而，輸出端子OUT與電力供應(yīng)端子Vcc短路，輸出用晶體管11中流過大電流時(shí)， 輸出用晶體管11發(fā)熱，傳感器用輸出ICio內(nèi)的溫度上升。這時(shí)，Vbe0^21)減小，R21增大。 另外，假設(shè)從恒流源CC21 CCM的電流幾乎不依賴溫度。
然后，若上述溫度成為第1規(guī)定值以上，則晶體管Q21成為導(dǎo)通狀態(tài)。那么，來自恒流源CC22的電流將流向晶體管Q21，因此晶體管Q22、Q23成為截止?fàn)顟B(tài)。由此，來自恒流源CCM的電流將流向晶體管Q24，因此晶體管QM成為導(dǎo)通狀態(tài)。由此，驅(qū)動(dòng)電路14的來自恒流源CCll的電流將流向晶體管Q24，因此晶體管Qll成為截止?fàn)顟B(tài)。結(jié)果，輸出用晶體管11在基極端子上不被提供驅(qū)動(dòng)用電流111，因此成為截止?fàn)顟B(tài)。此外，通過晶體管Q22成為截止?fàn)顟B(tài)，來自恒流源CC23的電流將經(jīng)由二極管D21 提供給晶體管Q21的基極端子以及電阻R21。即，提供給晶體管Q21的基極端子以及電阻 R21的電流會(huì)增加。由此，輸出用晶體管11成為截止?fàn)顟B(tài)，即使傳感器用輸出IClO內(nèi)的溫度降低而成為第1規(guī)定值以下，晶體管Q21也會(huì)因上述電流的增加而維持導(dǎo)通狀態(tài)。然后，若傳感器用輸出IClO內(nèi)的溫度進(jìn)一步降低而成為第2規(guī)定值以下，則晶體管Q21成為截止?fàn)顟B(tài)。那么，來自恒流源CC22的電流將流向晶體管Q22、Q23，因此晶體管 Q22、Q23成為導(dǎo)通狀態(tài)，由此，來自恒流源CCM的電流將流向晶體管Q23，因此晶體管QM 成為截止?fàn)顟B(tài)。由此，驅(qū)動(dòng)電路14中來自恒流源CCll的電流不會(huì)流向晶體管Q24，因此重新開始基于上述檢測(cè)信號(hào)的動(dòng)作。此外，通過晶體管Q22成為導(dǎo)通狀態(tài)，來自恒流源CC23的電流會(huì)流向晶體管Q22， 因此，提供給晶體管Q21的基極端子以及電阻R21的電流返回到原來。上述結(jié)構(gòu)的溫度限制電路13中使用通過121 = AVbe/R21來決定的電流源。這里，AVbe表示由晶體管的面積決定的Vbe的差電壓。該電流源的特征在于，溫度特性相對(duì)平坦(flat)，以及由于晶體管的Vbe是負(fù)的溫度特性因此容易檢測(cè)出溫度上升，因此作為本申請(qǐng)發(fā)明的溫度限制電路較為理想。下面，說明傳感器用輸出IClO中的電壓限制電路15的電路例。如圖4所示，電壓限制電路15是包括恒流源CC31、NPN型的晶體管Q31、Q32、Q34、PNP型的晶體管Q33、以及電阻R31、R32的結(jié)構(gòu)。晶體管Q31、Q32以及電阻R31構(gòu)成在輸出用晶體管11的基極端子和接地線GND 之間設(shè)置的電流鏡電路。此外，晶體管Q32的集電極端子與恒流源CC31以及晶體管Q33的基極端子連接。此外，晶體管Q33，其發(fā)射極端子與輸出用晶體管11的基極端子連接，其集電極端子與晶體管Q34的基極端子連接，并且經(jīng)由電阻R32與接地線GND連接。此外，晶體管Q34， 其發(fā)射極端子與輸出用晶體管11的基極端子連接，其發(fā)射極端子與接地線GND連接。從而，輸出用晶體管11成為導(dǎo)通狀態(tài)，輸出用晶體管11以及電阻12中流過的電流增大時(shí)，輸出用晶體管11的基極電位Vb增大，晶體管Q31、Q32中流過的電流增大。然后， 在輸出用晶體管11的基極電位Vb成為規(guī)定值以上時(shí)，來自恒流源CC31的電流131以上的電流將流過晶體管Q32，從而晶體管Q33成為導(dǎo)通狀態(tài)，晶體管Q34成為導(dǎo)通狀態(tài)。由此，流過驅(qū)動(dòng)電路14的晶體管Qll以及電阻Rll的電流111將流向晶體管Q34的方向。從而，由于基極電位％被限制為規(guī)定值為止，因此能夠?qū)⑤敵鲇镁w管11的集電極電流I。ut限制為由該規(guī)定值決定的電流值。此外，在晶體管Q34為導(dǎo)通狀態(tài)的情況下，滿足下式。Vbe (Q34) = { (Vb-Vbe (Q31))/R31-I31} XhFE(Q33) XR32 · · ·(式 2)。這里，hFE表示電流放大率。若設(shè)llFE與①,則輸出用晶體管11的基極電位Vb，滿足Vb = I31XR31+VBE(Q31)，保持平衡。從而，輸出用晶體管11的基極電位Vb維持一定，因此能夠?qū)⒓姌O電流I。ut維持為一定。圖5表示圖1所示的傳感器用輸出IClO的電路的其他例子。另外，圖5所示的電路例與圖4所示的電路例相比，只有電壓限制電路15的結(jié)構(gòu)不同，其他結(jié)構(gòu)相同。在上述的實(shí)施例中，基于上述的式(1)，根據(jù)輸出用晶體管11的基極電位Vb來檢測(cè)流過輸出用晶體管11的電流I。ut，但在本實(shí)施例中，根據(jù)輸出用晶體管11的發(fā)射極端子中的電位(發(fā)射極電位)^來檢測(cè)。換言之，在本實(shí)施例中，根據(jù)電阻12中的電壓Ve，檢測(cè)從輸出用晶體管11流向電阻12的電流I。ut。另外，對(duì)于具有與在上述實(shí)施方式以及實(shí)施例中說明的結(jié)構(gòu)相同的功能的結(jié)構(gòu)賦予同一標(biāo)號(hào)，并省略其說明。圖5所示的電壓限制電路15與圖4所示的電壓限制電路15相比，區(qū)別在于電阻 R31的連接處變更，并且追加了恒流源CC41以及二極管D41、D42，其他結(jié)構(gòu)相同。恒流源 CC41經(jīng)由二極管D41、D42與輸出用晶體管11的發(fā)射極端子連接。并且，在二極管D41、D42 之間的連接點(diǎn)連接了電阻R31。從而，若輸出用晶體管11以及電阻12中流過的電流增大，則輸出用晶體管11的發(fā)射極電位Ve將增大。由此，二極管D41、D42之間的連接點(diǎn)中的電位V41也將增大，流過晶體管Q31、Q32的電流增大。然后，在輸出用晶體管11的發(fā)射極電位Ve成為規(guī)定值以上的情況下，來自恒流源CC31的電流131以上的電流流過晶體管Q32，從而晶體管Q33成為導(dǎo)通狀態(tài)，晶體管Q34成為導(dǎo)通狀態(tài)。從而，與上述的實(shí)施例同樣地，基極電位Vb被限制。如上所述，電壓限制電路15的電路結(jié)構(gòu)考慮各種結(jié)構(gòu)。同樣地，溫度限制電路13 以及驅(qū)動(dòng)電路14的電路結(jié)構(gòu)也考慮各種結(jié)構(gòu)。本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式，在權(quán)利要求所示的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更。艮口， 在權(quán)利要求所示的范圍內(nèi)將適當(dāng)變更的技術(shù)手段組合所得的實(shí)施方式也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。例如，在上述實(shí)施方式以及上述實(shí)施例中，傳感器120設(shè)置在傳感器用輸出IClO 的外部，但也可以一體地設(shè)置。如上所述，本發(fā)明的傳感器用輸出IC利用具有溫度特性的半導(dǎo)體元件，在傳感器用輸出IC內(nèi)的溫度成為規(guī)定值以上時(shí)，將開關(guān)元件維持為截止?fàn)顟B(tài)，從而從故障中保護(hù)開關(guān)元件，因此能夠應(yīng)用于非接觸式傳感器、光電傳感器等的任意傳感器。
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權(quán)利要求
1.一種傳感器用輸出IC，包括用于基于來自傳感器的檢測(cè)信號(hào)，使輸出端子之間導(dǎo)通 /截止的開關(guān)元件，其特征在于，該傳感器用輸出IC包括溫度限制電路，若該傳感器用輸出IC內(nèi)的溫度成為規(guī)定值以上，則將上述開關(guān)元件維持為截止?fàn)顟B(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器用輸出IC，其特征在于，上述開關(guān)元件在被提供驅(qū)動(dòng)用電流時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)，另一方面，在被停止提供上述驅(qū)動(dòng)用電流時(shí)成為截止?fàn)顟B(tài)，上述傳感器用輸出IC還包括驅(qū)動(dòng)電路，其基于上述檢測(cè)信號(hào)，對(duì)上述開關(guān)元件提供上述驅(qū)動(dòng)用電流，或者停止提供上述驅(qū)動(dòng)用電流，上述溫度限制電路進(jìn)行控制，以便在上述溫度成為規(guī)定值以上時(shí)，停止上述驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作。
3.如權(quán)利要求2所述的傳感器用輸出IC，其特征在于，上述開關(guān)元件在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)流過的電流，根據(jù)被施加到上述開關(guān)元件上的驅(qū)動(dòng)用電壓而決定，上述傳感器用輸出IC還包括電壓限制電路，其將上述驅(qū)動(dòng)用電壓限制為規(guī)定值以下。
4.如權(quán)利要求2或3所述的傳感器用輸出IC，其特征在于，上述溫度限制電路進(jìn)行控制，以便在檢測(cè)出的溫度成為比上述規(guī)定值低的另一規(guī)定值時(shí)，重新開始上述驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作。
5.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的傳感器用輸出IC，其特征在于， 上述溫度限制電路鄰接上述開關(guān)元件而配置。
6.如權(quán)利要求4所述的傳感器用輸出IC，其特征在于， 上述溫度限制電路鄰接上述開關(guān)元件而配置。
7.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的傳感器用輸出IC，其特征在于， 上述開關(guān)元件是晶體管。
8.如權(quán)利要求4所述的傳感器用輸出IC，其特征在于， 上述開關(guān)元件是晶體管。
9.如權(quán)利要求5所述的傳感器用輸出IC，其特征在于， 上述開關(guān)元件是晶體管。
10.如權(quán)利要求6所述的傳感器用輸出IC，其特征在于， 上述開關(guān)元件是晶體管。
11.一種傳感器裝置，包括傳感器和權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的傳感器用輸出IC。
全文摘要
本發(fā)明的傳感器用輸出IC以及傳感器裝置比以往更加抑制傳感器裝置的電路規(guī)模以及制造成本，并且實(shí)現(xiàn)負(fù)載短路保護(hù)功能。傳感器用輸出IC(10)包括用于基于來自傳感器的檢測(cè)信號(hào)，使輸出端子之間導(dǎo)通/截止的輸出用晶體管(11)。傳感器用輸出IC(10)包括溫度限制電路(13)，若傳感器用輸出IC(10)內(nèi)的溫度成為規(guī)定值以上，則將輸出用晶體管(11)維持為截止?fàn)顟B(tài)；以及電壓限制電路(15)，將輸出用晶體管(11)的基極電位(VB)限制為規(guī)定值以下。
文檔編號(hào)H03K17/08GK102195624SQ20101060953
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者小西康允 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社