专利名称：输出电路装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及输出电路装置，特别是驱动接通/断开电源装置；驱动装置等的线圈负荷的与输出电路装置相关的输出电路装置。
在这些输出电路装置中，通常包括控制供给负荷电路电压保持一定的控制电路。这个控制电路，输出终端接地或短路的情况下，增加电源供应部分给输出终端的电流供给量，为控制输出终端电压不降低，通过输出用MIS晶体管的电流变成大于设定值以上的过大电流。这成为破坏输出用MIS晶体管的主要原因。这种现象，在负荷电路的电阻变小(换句话讲是过负荷状态)；或是电源起动时输出电容的过大充电电流流动时发生的。
为此，为了确实从过大电流保护输出用MIS晶体管，在输出电路装置上附加了限制输出电流的机能。为了限制输出电流，有必要从输出电路检出输出电流，但是，作为这个输出电流的检出方法，在电流经过的途中插入电阻进行检测是一般的做法。
关于以前的这样的输出电路装置，下面用图来说明。
图11，是表示以前的输出电路装置的构成图。
如同图所示，以前的输出电路装置，包括；联接着为给这个输出电路装置供电的电源供应部分101；为外部负荷电路102供电的输出终端105；按顺序设置在电源供应部分101和输出终端105之间的第一电阻107，中间节点115，以及由P沟道型MIS晶体管构成的输出用MIS晶体管106；一端接地，另一端联接着电源供应部分101的供电流部分109；在供电流部分109和电源供应部分101之间按顺序设置了参照节点116及为产生参照电压的第二电阻108；输入部分联接着参照节点116及中间节点115的比较器110；连接在比较器10的输出部分，电源供应部分101及输出用MIS晶体管的栅极电极上的控制电路114。在此，输出用MIS晶体管106，是为了接通或者是切断供给输出终端105的晶体管。
而且，控制电路114，拥有对应于来自比较器110的输出信号的时间电路111；驱动电路112；由时间电路111的输出信号所控制的，选择电源供应部分101的电压或者是驱动电路112的输出信号之一输入给输出用MIS晶体管6的栅极电极的接通/断开电路13。
还有，输出终端105连接在包含有电阻或是电容的负荷电路102上，在输出终端105和负荷电路102之间按顺序配置了节点117和为产生电磁能的线圈103。并且，节点117被连接在输入一侧接地的二极管104的输出一侧。在此，输出电路102，是动力电路等各种电路的总称。还有，负荷电路102；线圈103及二极管104通常设置在输出电路装置的外部。
在以前的输出电路装置中，在输出用MIS晶体管106导通时为监视输出终端的输出电流设置了第一电阻107。由此，中间节点115的电位低于参照电压时切断输出用MIS晶体管的控制就成为可能，防止了过大电流流过输出用MIS晶体管106及负荷电路102。
接下来大致说明以前的输出电路装置的工作原理。
如图11所示，在输出用MIS晶体管106接通时，由供电部源分101提供的电压，经过第一电阻及输出用MIS晶体管106输出终端电压Vout从输出终端5输出。这时，在线圈103上存储了电磁能，在负荷电路102内的电容(图中未示)上存储了电荷。
相反，输出用MIS晶体管106非接通的时候，停止由输出终端105提供的电压，释放存储在线圈103上的能量。具体的讲，二极管104导通进行再生动作，而另一方面，自线圈103释放出的能量，由包含电容的负荷电路102整流后以直流电压的形式输出给直流输出端VDC。
且，输出用MIS晶体管106的接通/断开的变换是由控制电路114输出的控制电压VG控制的。控制电压VG处于低电平时为接通的形式。通常动作时的输出电路装置，如由包括PWM信号发生电路(图中未示)的驱动电路控制输出用MIS晶体管106的接通/断开。
还有，输出用MIS晶体管106处于接通状态时的输出电流，以由中间节点115所作的检出电压VM的形状检出。也就是，由第二电阻108和供电流部分109提供的电流使产生参照节点116的电压；参照电压Vref，并通过在比较器110上比较这个参照电压Vref和检出电压VM进行电流检出。
下面参照图11及图12详细说明以前的输出电路装置中的电流检出方法。
图12(a)～图12(e)，表示以前的输出电路装置中的各部分的电压或者是电流波形的时间变化图，以横轴为时间t表示各部分的动作波形。
首先，图12(a)表示从控制电路114输出的控制电压VG的波形。在这个以前的例中，因为输出用MIS晶体管106是P沟道型MIS晶体管，所以，控制电压VG在处于低电平时期，也就是相当于输出用MIS晶体管106的接通时期，控制电压VG处于高电平时期，也就是相当于输出用MIS晶体管106的非接通时期。且，在T0时刻，输出用MIS晶体管106的栅极电极连接在控制电路114中的驱动电路112上。
图12(b)中用点划线表示参照电压Vref，用实线表示中间节点115的电压的检出电压VM。在此，由于参照电压Vref，是由第二电阻108和电源供应部分109的电流值所决定，所以基本是一定的，设定为对应于作为过大电流的输出电流电平值。
还有，检出电压VM，在输出用MIS晶体管106切断时因为在第一电阻107中不再有电流，所以就变得等于电源供应部分101得电压Vcc。并且，接通输出用MIS晶体管106，就会产生第一电阻107的电压降，所以检出电压VM就低于电源电压Vcc。基于此，检出电压VM对于输出电流的大小有依赖性，它随输出电流的变大成正比的减小。
图12(c)，是流动在线圈103中的电流的波形图。且，图12(c)所显示波形，为了简单起见输出电路装置起动后很快就能达到目标值，但是，实际上电流波形的增加要稍微缓和一些，在到达目标值为止，要进行复数次输出用MIS晶体管106的接通/断开的切换。
如图12(c)所示，在这个以前的例中，因为线圈103是作为输出用MIS晶体管106的负荷进行工作的，所以，在开始接通/断开动作的T0时刻，即便是输出用MIS晶体管106完全接通，由于线圈103的逆向电力的影响，线圈103的阻抗会瞬时变得很大，线圈103上的电流不会很快增大。为此，检出电压VM几乎是从接近电源电压Vcc的电压开始的。并且，随着时间的推移，在线圈103上逐渐存储了电磁能后，线圈103的阻抗也就渐渐减小，输出电流I0渐渐增大，输出电压VM渐渐降低。伴随着检出电压的降低，线圈103中流动的电流反而增大。
接下来，到达T1时刻，切断输出用MIS晶体管106，输出电压VM就变成接近电源供应部分的电位Vcc。这时，输出用MIS晶体管106的非接通间隔(从T1到T2的时间段)二极管104导通进行再生动作，放出到那时为止存储在线圈103中的能量。在线圈103中流动的电流，从T1时刻起连续减小(参照图12(c))。
随后，在T2时刻输出用MIS晶体管106再一次接通，检出电压VM若不能全部释放出输出用MIS晶体管106的非接通间隔中存储在线圈103上的能量，如图12(b)所示的一样，检出电压VM不是从电源电压Vcc起下降，而是从稍微低于电源电压Vcc的电压开始下降。并且，再开始在线圈103上存储电磁能的动作，在时间推移的同时检出电压VM渐渐降低。如此，输出用MIS晶体管106对应于控制电压VG进行转换动作。且，关于时刻T3到时刻T5为止的工作原理在以后叙述。
图12(d)，表示比较器110的输出电压波形图。如同图所示，比较器110比较检出电压VM和参照电压Vref，当Vout＜Vref时输出高电平，相反Vout＞Vref时输出低电平。
图12(e)，是表示时间电路111的输出电压波形的图。如同图所示一样，时间电路111对应于比较器110的输出电压的上升边缘动作，由包含在电路内部的定时电路(图中未示)控制输出一定时间的高电平。
接下来，由电流检出动作防止过大电流的输出，关于从T3到T5时间段的动作在以下详细叙述。
从T2时刻起控制电压VG连续保持低电平状态，这样，检出电压VM徐徐降低，不久就低于参照电压Vref。这时，在线圈103中流动的的电流超过图12(c)所示的目标值。于是，比较器110的输出电压就变为高电平，时间电路111经过动作输出高电平。
时间电路111一旦变为高电平，就会在所定时间段内输出高电平，所以，在T3至T5的时间段中，接通/断开电路113在遮断驱动电力112的输出信号的同时切换为在输出用MIS晶体管106的栅极电极上提供电源供应部分101的电压。由此，输出用MIS晶体管106的控制电压VG被强制为高电平。其结果，输出用MIS晶体管106，在时间电路111的动作所决定的时间段内是切断的，所以，在输出用MIS晶体管106上就不消耗电力，输出用MIS晶体管106就被保护而不受过大电流的威胁。
接下来，输出用MIS晶体管106变为切断，这样，检出电压VM再一次超过参照电压，所以，比较器110的输出电压回到低电平。
在此，因为存在时间电路111上升到高电平的对应时间；时间电路111从输出高电平起到接通/断开电路113切换为高电平为止的时间；输出用MIS晶体管106切换到切断为止的对应时间等的时间段，所以，比较器110的高电平波形就会变成微分脉冲波形。也就是，通过求时间电路111的上升对应时间；接通/断开电路113的切换对应时间和输出用MIS晶体管106切换对应时间的总和，决定比较器110的高电平输出的脉冲幅宽。
在以前的输出电路装置中，通过以上的过程保护输出用MIS晶体管不受过大电流的威胁。
(发明所要解决的课题)然而，以前的输出电路装置中，因为在输出用MIS晶体管106和电源供应部分101之间插入了检出过大电流的第一电阻107，所以由于第一电阻107产生电压降，负荷电路可以利用的电压范围就变窄的不利点。电压下降的影响，特别是在使用电压较低的干电池的情况下很大。即便是使用这些以外的电源的情况，预先知道由于第一电阻107会产生电压降，就有必要设定高于驱动负荷电路必须的电压的高电压。
再加上，因为在电阻上会发生损失RI2(R是电阻值，I是电流值)部分的电能，所以，以前的输出电路装置上耗电大，需要有富裕的电力。
还有，在使用第一电阻107的以前的输出电路装置中，还有不适合集成的缺点，也就是，有问题的过大电流的电平为1A前后的电流值，必须要第一电阻107的值在1Ω以下，但是使用面电阻超过100Ω/□的材料制成第一电阻107，其面积就会过大，集成输出电路装置是困难的。
(为解决课题的方法)本发明的第一输出电路装置，包括输出节点；第一电源供应部分；设置在上述第一电源供应部分和输出节点之间，将提供给上述输出节点的上述供电接通/断开的输出用MIS晶体管；电流供应部分；连接在上述电流供应部分上的参照节点；设置在上述电源供应部分和上述参照节点之间的，起电阻功能的，有可以施加一定电压的栅极电极的参照用MIS晶体管；输入部分连接在上述参照节点和上述输出节点上的比较器；连接在上述比较器的输出部分，至少是在上述输出节点的电位低于参照节点电位时，在所定时间段内切断上述输出用MIS晶体管的控制上述输出用MIS晶体管接通/断开的控制电路。
由此，通过比较输出节点电位和参照节点电位，不需在输出用MIS晶体管和第一电源供给部分之间设置电流检出用电阻就可以检出输出电流，通过防止在输出用MIS晶体管上流过所规定值以上的电流，可以从过大电流中保护输出用MIS晶体管。还有，由于不用设置电流检出用电阻，与以前的输出电路装置相比，电阻降低也就减少了电力的消耗，所以安装了本发明的输出电路装置的机械可以做到省电。再加上，因为不再需要体积大的检出用电阻，装置的面积可以缩小，输出电路装置整体的集成化就成了可能。
在上述第一电源供给部分和上述输出用MIS晶体管之间，由于没有设置为监视上述输出节点的输出电流的电阻，如上所述的输出电路装置在降低电力损失的同时，也可使其面积减小。
上述输出用MIS晶体管和参照用MIS晶体管是由含有栅极电极的P沟道型MIS晶体管制成的，与使用N沟道型MIS晶体管的情况相比，可简化其电路结构，缩小装置面积。
上述控制电路，通过包含由上述第一电源供应部分供给的电源而动作的驱动电路；对应于上述比较器的输出信号，为切换是将上述驱动电路的输出信号输入给输出用MIS晶体管的栅极电极，还是遮断的接通/断开电路，用较为简单的构成实现控制输出用MIS晶体管的接通/断开控制。
上述接通/断开电路，在上述输出节点的电位高于上述参照节点电位时，上述驱动电路的输出信号施加在上述输出用MIS晶体管的栅极电极上，上述输出节点的电位低于上述参照节点的电位时，通过切换为在所定的期间上述第一电源供应部分的电压施加在上述输出用MIS晶体管的栅极电极上，检知输出电流，可以防止输出用MIS晶体管上流过所规定值以上的电流。
上述控制电路，包括脉冲发生器；由上述比较器的输出信号处于重设定状态，由上述脉冲发生器的输出信号使其处于设定状态的门闩电路。通过由上述门闩电路的输出信号接通/断开控制上述输出用MIS晶体管，与使用接通/断开电路的情况相比不容易受到线圈等的电磁起因的干扰影响，可以实现输出用MIS晶体管的控制。
特别是，由于上述门闩电路是是SR型触发器，由简单的构成可实现不容易接受干扰影响的输出用MIS晶体管控制。
上述输出用MIS晶体管及参照用MIS晶体管为具有栅极电极的N沟道型MIS晶体管，还通过设置为至少将高于上述第一电源供应部分的电压提供给参照用MIS晶体管的栅极电极的第二电源供应部分，可以使输出用MIS晶体管及参照用MIS晶体管完全处于接通状态，与P沟道型MIS晶体管相同由接通电阻进行电流检出，用所规定值限制输出电流成为可能。还有，因为N沟道型MIS晶体管比P沟道型MIS晶体管的电流驱动力大，所以与使用P沟道型MIS晶体管相比，可增大输出电路装置的输出电流。
由于上述第二电源供应部分具有放大电路，如因为能够将由第一电源电压提供的电压经过第二电源供应部分放大后供应给参照用MIS晶体管的栅极电极，所以，可以实现使用同样第一电源供给部分的，并使用N沟道型MIS晶体管的输出电路装置。
由于上述放大电路是自举放大电路或是电荷泵电路，很容易可以实现利用与第一电源供应部分同样的电源的，使用N沟道型MIS晶体管的输出电路装置。
上述控制电路，由于包含由上述第二电源供给部分的供电而动作的驱动电路和为对应于上述比较器的输出信号而切换上述驱动电路的输出信号是输入上述输出用MIS晶体管的栅极电极，还是遮断的接通/断开电路，可以由简单的构造实现上述输出用MIS晶体管的接通/断开控制。
上述输出节点的电位低于上述参照节点的电位的时候，在上述输出用MIS晶体管的栅极电极上施加所定时间段的接地电压，检知输出电流，可以防止所规定值以上的电流流过输出用MIS晶体管。
上述控制电路，包含脉冲发生器；由上述比较器的输出信号控制为重设定，上述脉冲发生器的输出信号控制为设定的门闩电路；通过用上述门闩电路的输出信号接通/断开控制输出用MIS晶体管，与使用时间电路的情况相比，可以实现不容易受飞来干扰影响的输出用MIS晶体管控制。
上述门闩电路，由于为SR型接触器，可以由简单的构成实现不容易受飞来干扰影响的输出用MIS晶体管控制。
上述参照用MIS晶体管，由于是由串联了复数个MIS晶体管构成的，可以用参照用MIS晶体管的个数调节参照用MIS晶体管和输出用MIS晶体管的接通电阻比，所以，对应于串联连接的MIS晶体管的个数调节检出电流的电平；削减偏电流均成为可能。还有，在确保接通电阻的相对比的同时，也可以高精度的检出输出电流来控制输出用MIS晶体管上流过的输出电流值。由此，可以保护输出用MIS晶体管。
通过在同一晶片内集成上述输出用MIS晶体管和参照用MIS晶体管，在可以缩小装置面积的同时，由共通的制造工序可以统一输出用MIS晶体管和参照用MIS晶体管的电特性。为此，如通过调节各个MIS晶体管的栅极幅宽可以调节接通电阻的相对比。其结果，精确地微调节输出电流的限制值就成为可能。还有，如通过采用将输出用MIS晶体管的栅极幅宽制作成大于参照用MIS晶体管的栅极幅宽，可以使流过参照用MIS晶体管的偏电流小于输出电流，可以更加节省电力。
本发明的第二输出电路装置，包括为供给外部负荷电路电力的输出节点；第一电源供应部分；设置在上述第一电源供应部分和上述输出节点之间，为接通或切断向上述输出节点供应上述电流的输出用MIS晶体管；电流供给部分；连接在上述电流供应部分的参照节点；设置在上述电流供应部分和上述参照节点之间，与上述输出用MIS晶体管一起集成在同一晶片中，有起电阻机能的在其上施加一定电压的栅极电极的参照用MIS晶体管；输入部分连接在上述参照节点和上述输出节点的比较器；连接在上述比较器的输出部分上，至少在上述输出节点的电位低于上述参照节点电位时在所定时间段内切断上述输出用MIS晶体管的控制上述输出用MIS晶体管接通/断开的控制电路。
由此，通过比较输出节点和参照节点的电位，不需要在输出用MIS晶体管和第一电源供应部分之间设置检出用电阻，可以防止在输出用MIS晶体管上流过所定值以上的电流，所以能够从过大的电流中保护输出用MIS晶体管。还有，由于没有设置电流检出用电阻，与以前的输出电路装置相比降低了由于电阻的电力损失，同时也防止了产生热量，所以，安装了本发明的输出电路装置的机械可以得到省电和安定操作的效果。还有，因为输出用MIS晶体管和参照用MIS晶体管集成在同一晶片中，采用共通制造工序可以统一输出用MIS晶体管和参照用MIS晶体管的电特性。其结果，高精度地进行输出电流值的限制成为可能。
由于上述输出用MIS晶体管的栅极幅宽大于上述参照用MIS晶体管的栅极幅宽，可以使流过参照用MIS晶体管的偏电流小于输出电流，可进一步省电。
由于还设置了给上述参照用MIS晶体管的栅极电极提供高于上述第一电源供应部分所提供电压的第二电源供应部分，输出用MIS晶体管和参照用MIS晶体管就可以由N沟道型MIS晶体管制成，实现大输出电流的输出电路装置就成为了可能。
图2(a)～图2(f)，是表示本实施方式的输出电路装置中各部分电压还有电流的时间变化图。
图3，是表示本发明的第二实施方式涉及的输出电路装置构成的电路图。
图4，是在第二电源供应部分使用电荷泵电路情况下表示第二实施方式涉及的输出电路装置构成的电路图。
图5，是在第二电源供应部分使用自举放大电路情况下表示第二实施方式涉及的输出电路装置构成的电路图。
图6，是表示本发明的第三实施方式涉及的输出电路装置构成的电路图。
图7，是表示本发明的第四实施方式涉及的输出电路装置构成的电路图。
图8，是表示本发明的第五实施方式涉及的输出电路装置构成的电路图。
图9，是表示在第五实施方式涉及的输出电路装置中，使用N沟道型MIS晶体管情况下的构成的电路图。
图10(a)～图10(e)，是表示第五实施方式的输出电路装置中各部分电压还有电流的时间变化图。
图11，是表示以前的输出电路装置构成的电路图。
图12(a)～图12(e)，是表示以前的输出电路装置中各部分电压还有电流的时间变化图。符号说明1 电源供应部分2 负荷电路3 线圈4；62 二极管5 输出终端6；19 输出用MIS晶体管9 供电流部分10比较器11时间电路12驱动电路13接通/断开电路
14控制电路15、26转换器16；28AND电路17逻辑电路18；20参照用MIS晶体管21第二电源供应部分22；24第二参照用MIS晶体管23、25第三参照用MIS晶体管27延迟电路29边缘检出电路30脉冲发生器31SR型FF36参照节点37第二参照节点38负荷电路一侧的节点41第二电源供应部分50电荷泵电路51、52、61电容53、54、55、56接通/断开元件57时钟脉冲发生器60触发电路VG控制电压Vref 参照电压Vout 输出终端电压VDC 直流输出电压如图1所示，本发明方式的输出电路装置，包括；联接着为给这个输出电路装置供电的电源供应部分1；连接着电源供应部分1，为外部负荷电路2供电的输出终端5；设置在电源供应部分1和输出终端5之间的由P沟道型MIS晶体管构成的输出用MIS晶体管6；一端接地，另一端联接着电源供应部分1的供电流部分9；在供电流部分9和电源供应部分1之间按顺序设置了各自相连的节点36及由P沟道型MIS晶体管构成的参考用MIS晶体管18；输入部分联接着参考节点36及输出终端5的比较器10；输入部分的一端连接在比较器10的输出部分的逻辑电路17；逻辑电路17的输出部分；电源供应部分1及输出用MIS晶体管6的栅极电极各自相连，为控制输出用MIS晶体管6的接通/断开的控制电路14；设置在控制电路14和输出用MIS晶体管6的栅极电极的栅极电极的之间第二节点37。在此，输出用MIS晶体管6，与从前的输出电路装置一样，是为了接通或者是切断供给输出终端5电源电压的部分。而且，参考用MIS晶体管18，其栅极电极被接地常处于接通状态，由于供电流部分9提供的一定的偏流和参照用MIS晶体管18的接通电阻，在节点36上产生的电压(参照电压Vref)就变成了一定。
还有，在本实施方案中，逻辑电路17，拥有输入一侧连接在第二节点37上的转相器15；在输入部分上各自被输入比较器10的输出信号及转相器15的输出信号的AND电路16。
而且，控制电路14，拥有输入AND电路16的输出信号的时间电路11；由电源供应部分1供电而动作的驱动电路12；对应于时间电路11的信号，切换驱动电路12的输出信号是输入给输出用MIS晶体管6的栅极电极；还是被遮断的接通/断开电路13。在此，时间电路11，最好是能使用检知AND电路16的输出信号开始时输出高电平的电路，计数单稳态多谐振荡器(one·shot multi vibrator)或者是一定周期的时间信号后开始计时动作的数码电路等。
还有，在本实施方式的输出电路装置中，因为输出用MIS晶体管6和参考用MIS晶体管18为同一导电类型的MIS晶体管，所以，集成在同一晶片内就成为了可能。由此，输出电路装置全部都集成在同一晶片中亦成为了可能。
还有，输出终端5连接在具有电阻；电容的负荷电路2上。在输出终端5和负荷电路2之间按负荷电路一侧节点38和为产生电磁能的线圈3的顺序配置。并且，负荷电路一侧节点38，被连接在输入一侧接地的二极管4的输出一侧。在此，所谓的输出电路2，是动力电路等；各种电路的总称，有电容，也有由电信号驱动的电路。且，负荷电路2；线圈3及二极管4通常设置在输出电路装置的外部。做为二极管4，最好是用肖脱基二极管。
如以上所说明的一样，本实施方式的输出电路装置中，因为在输出用MIS晶体管6和电源供应部分1之间没有设置电阻，与以前的输出电路装置相比，可不消耗不必要的电力。再加上也不产生由电阻而引起的电压降低，所以就可能扩大负荷电路2的电压供应范围。再有，又省掉了面积较大的检出过大电流用的电阻，在半导体晶片内集成的情况下的输出电路装置的面积就有可能大幅度缩小。
且，本实施方式的输出电路装置中，做为参考用MIS晶体管18使用与输出用晶体管6相同导电型的MIS晶体管，所以，由共通的制造工序中在同一个晶片中集成就成为了可能。还有，由于上述原因，在消除了因元件种类引起的特性上的差异的基础上，也可以消除由于制造工序的不同而引起的元件特性上的偏差。为此，输出用MIS晶体管6和参考用MIS晶体管18的接通电阻比，即使是电源供应部分1的电压发生变化；或者是温度发生变化也基本不变。并且，有相同构造的MIS晶体管的接通电阻，基本和栅幅成反比。
在本实施方式中，由供电流部分9提供的电流，从省电的角度最好尽可能使其减小，所以输出用MIS晶体管6的栅幅，大于参考用MIS晶体管18的栅幅，如100～数千倍的大小。
接下来说明本实施方式输出电路装置的工作原理。
首先，如图1所示，在输出用MIS晶体管6接通时，由电源供应部分1提供的电流，经过输出用MIS晶体管6从输出终端5输出。在此，输出终端电压定为Vout。这时，在线圈3上存储了电磁能，在负荷电路2内的电容(图中未示)上存储了电荷。
相反，输出用MIS晶体管6的非接通时候，停止输出终端5提供的电压，释放存储在线圈3上的能量。具体的讲，二极管4导通进行再生动作，而另一方面，自线圈3释放出的能量，由包含电容的负荷电路2整流后以直流电压的形式输出给直流输出端VDC。
且，输出用MIS晶体管6的接通/断开的变换是由控制电路14输出的控制电压VG控制的。控制电压VG设定为低电平时接通的形式。通常动作时的输出电路装置，如由包括PWM信号发生电路(图中未示)的驱动电路控制输出用MIS晶体管6的接通/断开。
在本实施方式的输出电路装置中，输出用MIS晶体管6处于接通状态时的输出电流，通过将输出终端5的电压和参照电压Vref进行比较后检出。也就是，由参照用MIS晶体管18的接通电阻和供电流部分9提供的电流使节点36上产生一定的参照电压Vref，并通过在比较器10比较这个参照电压Vref和输出终端电压的高低进行电流检出。在此，在输出用MIS晶体管6接通期间，在输出用MIS晶体管6中流动的电流变大的话，输出终端电压对应于输出电流的大小而降低，所以，通过检出输出端电压，便可以检出过大的电流。且，输出端子电压对应输出电流的大小变化，是因为输出用MIS晶体管的接通电阻做为电流检出用电阻而用的。
-检出电流的方法-本实施方式所涉及的输出电路装置中的电流检出方法，下面参照图1及图2详细说明。
图2(a)～图2(f)，表示本实施方式所涉及输出电路装置中的各部分的电压或者是电流波形的时间变化图，横轴表示时间t。
首先，图2(a)表示自控制电路14输出的输出用MIS晶体管6的控制电压VG。在本实施方式中，因为输出用MIS晶体管6是P沟道型MIS晶体管，所以，控制电压VG处于低电平时期也就是相当于输出用MIS晶体管6的接通时期，控制电压VG处于高电平时期也就是相当于输出用MIS晶体管6的非接通时期。且，在T0时刻，输出用MIS晶体管6的栅极电极上输入控制电路14中驱动电路12的输出信号。
其次，图2(b)和图2(c)是各自表示输出终端电压Vout和参照电压Vref的波形的图，及表示在线圈3中流动电流的波形图。图2(b)中，参照电压Vref用点划线表示，而输出终端5的输出终端电压Vout用实线表示。在此，参照电压Vref，如上述一样，是从电源电压Vcc只降低了参照用MIS晶体管18的接通电阻部分的电压。并且，输出终端电压Vout，在输出用MIS晶体管6接通的瞬间就变成接近电源电压Vcc的电位(高电位)，输出用MIS晶体管6切断就近似变成接地电位(低电平)。在输出终端电压Vout为高电平的时候，输出用MIS晶体管6在接通时的漏源极之间基本显示电阻的特性，输出终端电压Vout的下降基本和电流的增大成比例。
如图2(b)和图2(c)所示，本实施方式中，因为线圈3是输出用MIS晶体管6的负荷，所以，在开始转换动作的T0时刻，就是输出用MIS晶体管6完全接通，由于线圈3的逆向电力的影响，线圈3的阻抗会瞬时变得很大，输出用MIS晶体管6的漏极就基本不流动。也就是，输出终端电压Vout基本是从接近电源供应部分1的电压Vcc的电压开始的。并且，随着时间的推移在线圈3上逐渐存储了电磁能后，线圈3的阻抗也就渐渐减小，从输出终端5输出的输出电流I0渐渐增加，输出终端电压Vout渐渐降低。
接下来，到达T1时刻，切断输出用MIS晶体管6，输出终端电压Vout就变成接近接地电位的低电平。这时，输出用MIS晶体管6的非接通间隔(从T1到T2的时间段)二极管4导通进行再生动作，放出到那时为止存储了的能量。在线圈3中流动的电流，从T1时刻起连续减小。
随后，如图2(b)所示的一样，在T2时刻输出用MIS晶体管6再一次接通，输出终端电压Vout回复到高电平，但是若输出用MIS晶体管6的非接通间隔中存储在线圈3上的能量若未全部释放出来，输出终端电压Vout就恢复不到电源电压Vcc，只能回复到稍微低于电源电压Vcc的电位。并且，再开始在线圈3上存储电磁能的动作，伴随着时间的推移输出终端电压Vout渐渐降低。
另一方面，因为在线圈3上残留了能量，所以线圈3中的电流，在T2时刻没有降低到0mA，在接通输出用MIS晶体管6时的电流从那个值开始增加。
如此，输出用MIS晶体管6对应于控制电压VG进行转换动作。从时刻T0到时刻T3通过控制电路14中的驱动电路12控制输出用MIS晶体管6。且，关于时刻T3到时刻T5为止的动作在以后叙述。
图2(d)，表示比较器10的输出电压波形图。如同图所示比较器10，比较输出终端5的输出终端电压Vout和参照电压Vref，当Vout＜Vref时输出高电平，相反Vout＞Vref时输出低电平。
图2(e)，是表示逻辑电路17的输出电压波形的图。如同图所示一样，逻辑电路17由转换器15和AND电路16构成，在输出用MIS晶体管6的时间段内，也就是控制电压VG处于低电平时，将比较器10的输出信号传达给逻辑电路17的输出一端。并且，输出用MIS晶体管6的非接通时间段内(T1～T2之间或者是T4以后)，也就是在控制电压VG处于高电平时，禁止将输出电压设定为低电平而使比较器10的输出信号无法传达给逻辑电路17的输出一端。
如此，本实施方式中的输出电路装置与以前的输出电路装置不同，因为在输出用MIS晶体管6非接通时间段所检出的电压近似为0V，所以，逻辑电路17只在输出用MIS晶体管6处于接通状态时向输出一端传达比较器10的输出信号的构成。
图2(f)，是表示时间电路11的输出波形的图。如同图所示，时间电路11对应于逻辑电路17的输出电压开始上升的边缘动作，根据电路内部包含的时间定数电路(图中未示)的控制输出一定时间的高电平。且，在这里的时间电路表示单稳态多谐振荡器的情况，但是，用计数做为时间电路11一定周期的时钟信号的计时动作数码电路亦能做到。
接下来，由电流检出动作防止过大电流的输出，关于从T3到T5时间段的动作在以后叙述。
从T2时刻起控制电压VG连续保持低电平状态，这样，输出终端电压Vout徐徐降低，不久就低于参照电压Vref。于是，比较器10的输出电压变为高电平。在这个T3时刻，因为逻辑电路17的禁止功能没有工作，逻辑电路17对应于比较器10的输出电压输出高电平信号。那么，时间电路11工作，在所定时间段内输出高电平。在此，在时间电路11输出高电平的T3至T5的时间段中，接通/断开电路13进行切换，输出用MIS晶体管6的控制电压VG被强制为高电平。其结果，因为输出用MIS晶体管6在时间电路11的动作所决定的时间段内是切断的，所以，在输出用MIS晶体管6上就不消耗电力，在线圈3上流动的电流从稍稍超过目标值开始徐徐下降。由此，输出用MIS晶体管6就被保护不受过大电流的威胁。
接下来，在T4时刻输出用MIS晶体管6变为切断，这样，输出终端电压Vout再一次接近0V，逻辑电路17的输出电压返回到低电平。在此，逻辑电路17的高电平波形变得象微分脉冲波形，这个脉冲宽度，是由时间电路11的上升对应时间；接通/断开电路13的切换时间；及逻辑电路17的对应时间的和所决定。
象这样，在本实施方式的输出电路装置中，即便是不设置为检出输出电流的电阻，通过比较输出终端电压Vout和所定的参照电压Vref，可以做到为不使大于目标值以上的电流流通而使输出用MIS晶体管6切断。为此，在输出用MIS晶体管6被保护不受过大电流的威胁的同时，也具有预防输出用MIS晶体管6发热的机能。
接下来，详细叙述比较器10在进行检出动作时的输出终端电压Vout和参照电压Vref的相互关系。
首先，设定输出用MIS晶体管6的接通电阻为Ron1；在输出用MIS晶体管6接通时流通的输出电流为I0，那么，输出用MIS晶体管6在接通状态时间段中的输出终端电压Vout由式(1)表示。
Vout＝Vcc-I0×Ron1(1)还有，设定参照用MIS晶体管18的接通电阻为Ron18；在参照用MIS晶体管18流通的电流值为I1，于是，参照电压Vref由式(2)表示。
Vref＝Vcc-I1×Ron18(2)
在比较器10上比较上述两个电压Vref和Vout，式子(3)成立的时候，比较器10的输出为低电平，在这个时间段可以从输出用MIS晶体管6供给电流。
Vref＜Vout (3)这时，由式(1)；(2)；(3)可推出下式(4)成立。
I0＜(Ron18/Ron1)×I1(4)如式(4)所能明白的一样，输出电流I0由在参照用MIS晶体管18上流动的电流；输出用MIS晶体管6；以及参照用MIS晶体管18的接通电阻的比决定值。
由MIS晶体管的导电性，MIS晶体管的导电能力与栅幅(图中未示)成正比，接通电阻与栅幅成反比是众所周知的。为此，输出用MIS晶体管6和参照用MIS晶体管18的接通电阻比，通过调节共同制造工序(掺杂工程等)所使用的抗蚀膜的形状或大小，很容易就可以进行调节。因此，为了确保导电特性的相对比值，在输出用MIS晶体管6和参照用MIS晶体管18各自采用同样的元件构造的基础上，配置在晶片相邻的位置，最好的是它们的配置方向相同。通过这样做，提高检出输出电流精度就成为了可能。
如上，按照本实施方式的输出电路装置的做法，不需要使用电流检出电阻就可以防止在输出用MIS晶体管6上出现目标值以上的电流流动。因此，如上述的做法，可以降低电力消耗，扩大电源电压的利用范围。在此基础上，应为集成输出电路装置成为可能，所以，使用本输出电路装置就可以缩小整个装置的尺寸。
还有，在本实施方式的输出电路装置中，输出用MIS晶体管6及参照用MIS晶体管18都采用P沟道型MIS晶体管，与采用N沟道型晶体管的情况相比，具有电路设计容易的有利点。
还有，在本实施方式的输出电路装置中，逻辑电路17是由AND电路16和转换器15构成的，但是并不只限于这种构成。采用在输出用MIS晶体管6接通时且只在输出终端电压Vout低于参照电压Vref的时间段输出检出信号的构成亦可。
与此相同，控制电路14也不只限于以上所说明的构成，采用至少在输出用MIS晶体管6接通时且只在输出终端电压Vout低于参照电压Vref的时间段可能控制切断输出用MIS晶体管6的构成即可。
且，使用了本实施方式的控制电路14的接通/断开电路13，组合设置逻辑电路的情况较多，但只要有单纯的接通/断开即可。
且，在以上的说明中，电源供应部分1指的是连接在外电源上的供电线或是外电源本身。
(第二实施方式)下面，做为本发明第二实施方式涉及的输出电路装置，说明都以N沟道型MIS晶体管构成的输出用MIS晶体管和参照用MIS晶体管的例。
图3，表示本实施方式涉及的输出电路装置的构成图。
如同图所示的一样，本实施方式的输出电路装置包括，给本装置提供电压的主电源供给部分41；为提供高于主电源供给部分41所提供的电压的第二电源供给部分21；为外部负荷电路2提供电力的输出终端5；介于主电源供给部分41和输出终端5之间由N沟道型MIS晶体管制成的输出用MIS晶体管19；一端接地另一端接主电源供给部分41的供电流部分9；在供电流部分9和主电源供给部分41之间接顺序设置的参照节点36及由N沟道型MIS晶体管制成的参照用MIS晶体管20；输入部分连接于参照节点36及输出终端5的比较器10；在输入部分联接了比较器10的输出部分的逻辑电路17；与逻辑电路17的输出端，第二电源供给部分41，接地以及输出用MIS晶体管19的栅极电极各自相连的，为控制输出用MIS晶体管19的接通/断开的控制电路14；以及，设置在控制电路14和输出用MIS晶体管19的栅极电极之间的第二节点37。在此，参照用MIS晶体管20的栅极电极连接在第二电源供给部分21上常保持接通状态，通过由供电部流分9提供的一定的偏压电流和参照用MIS晶体管20的接通电阻在参照节点36上生成的电压(参照电压Vref)就成为一定。
还有，在本实施方式中，逻辑电路17包含在输入部分各自联接了比较器10的输出部分及第二节点37的AND电路16。
并且，控制电路14包含，输入来自AND电路16的输出信号的时间电路11；连接在第二电源供应部分21上的驱动电路12；对应于时间电路11的信号，为将驱动电路12的输出信号输入给输出用MIS晶体管19的栅极电极或是切断的切换接通/断开电路13。在此，时间电路11是检知AND电路16的输出信号上升后输出一定时间高电平的电路，最好是用计数单稳态多谐振荡器或者是一定周期的时钟信号进行计时动作的数码电路等。
还有，即便是在本实施方式的输出电路装置中，也与第一实施方式同样，输出用MIS晶体管19和参照用MIS晶体管20可以集成在同一晶片上。由此，整个输出电路装置也就有可能集成在同一晶片内。
还有，输出终端5连接在包括电阻；或者是电容的负荷电路2上，在输出终端5和负荷电路2之间从负荷电路一侧起按顺序配置了节点38和为发生电磁能的线圈3。并且，负荷电路一侧的节点38，连接在输入端接地的二极管4的输出端上。在此，所谓的负荷电路，是马达电路等各种电路的总称，有电容，由电信号驱动的电路。且，负荷电路2；线圈3及二极管4通常设置在输出电路装置的外部。
本实施方式的输出电路装置与第一实施方式的不同点是，输出用MIS晶体管及参照用MIS晶体管改为采用N沟道型MIS晶体管，追加了提供高于主电源供给部分41所提供的电压的第二供电源部分21。
伴随于此，本实施方式的输出电路装置的构成是，在以下方面与第一实施方式的输出电路装置不同。
(1)通过由第二供电源部分21供给驱动电路12电源使其动作，使驱动电路12的输出电压的高电平以高于主电源供给部分41的电压值输出。(2)相对于第一实施方式中由P沟道型MIS晶体管构成源接地放大器而言，第二实施方式用N沟道型MIS晶体管构成源跟踪(sourcefollower)电路。(3)为使参照用MIS晶体管20经常处于导通状态，将其栅极电极连接在供电源部分21上。(4)通过时间电路11将控制电压VG接地。
且，第二供电源部分21的必要性，是因为即使将输出用MIS晶体管19及参照用MIS晶体管20的栅极电位提高到主电源供给部分的电压也无法充分形成接通状态，所以，为将参照用MIS晶体管20完全变成接通状态，有必要在其栅极电极上施加更高的电压。
由以上的构成，本实施方式的输出电路装置中的输出用MIS晶体管19，在控制电路14的输出电压处于高电平时间段变为接通状态，低电平时间段变为非接通状态。除了这一点，对应于输出用MIS晶体管19的接通/断开，比较器10；时间电路11；及接通/断开电路13等电路都与第一实施方式一样工作。
在此，简单说明本实施方式的输出电路装置的工作原理。
本实施方式的输出电路装置也和第一实施方式一样，在输出用MIS晶体管6处于接通状态时的输出电流，通过比较输出终端5的输出终端电压Vout和参照电压Vref而检出。
首先，在输出终端5输出的输出终端电压Vout低于参照电压Vref的时间段内，从比较器10输出高电平信号。接下来，从比较器10的输出电压和施加在输出用MIS晶体管19栅极电极上的控制电压VG被输入给AND电路16，输出用MIS晶体管19处于接通状态，且只在输出终端5输出电流的电压Vout低于参照电压Vref时从时间电路11输出高电平。于是，时间电路11在一定的时间段输出高电平信号，接通/断开电路13在这个时间段中将输出用MIS晶体管19的栅极电极接地。由此，输出终端5输出的电流值减小到目标值以下。
这样，按照本实施方式的输出电路装置的做法，和第一实施方式同样，可以防止超过设定值的电流流过输出用MIS晶体管19。还有，因为没有必要在主电源供给部分41和输出用MIS晶体管19之间设置电阻，所以与以前的输出电路装置相比，可以减小电力的消耗。还有，因为输出电路装置可能集成在同一晶片内，所以，就可以缩小使用了本实施方式的输出电路装置的机械器具等的尺寸。还有，由于输出用MIS晶体管19和参照用MIS晶体管20都采用了N沟道型MIS晶体管，可以由共同的搀杂工序来制造，就可以同一相互的电特性。由此，提高了两晶体管接通电阻的相对精度，提高输出电流的检出精度就成为了可能。
可是，N沟道型MIS晶体管，一般来讲，比P沟道型MIS晶体管更有可能降低接通电阻，且也可增大电流驱动能力。为此，在本实施方式的输出电路装置中，由于使用了N沟道型MIS晶体管作输出用MIS晶体管19和参照用MIS晶体管20，与使用P沟道型MIS晶体管的情况相比，可以增大输出电流。还有，就是在IC电源电压采用低电压的情况下，最好也采用本实施方式的输出电路装置。
且，在本实施方式中，控制电压VG处于高电平时为使参照用MIS晶体管20及输出用MIS晶体管19充分处于接通状态，可将第二电源供应部分21的输出电压(在自举放大电路的情况下是高电平电压)设定为比主电源供给部分41的电压高的两MIS晶体管的阈值电压以上的电压亦可。
且，做为第二电源供应部分21，使用与主电源供给部分41不为同一个的直流电源电路亦可，或是使用放大主电源供给部分41的输出电压的电荷泵电路亦可。还有，使用为使结合在输出终端5的电容(图中未示)保持直流电压而对应于输出电压的变化来提供电源的自举放大电路亦可。
图4，是表示做为第二电源供应部分使用电荷泵电路50的情况的本实施方式的输出电路装置的图。
如同图所示，点划线所围表示的电荷泵电路50，包含电容51；52及接通/断开元件53；54；55；56，由时钟脉冲发生器57输出的正脉冲φ及它的反转脉冲Nφ来控制。
首先，在正脉冲φ时间段内接通/断开元件53；54接通，另一方面，在由于反转脉冲Nφ切断接通/断开元件55；56时，电容52连接在第一电源供应部分1的终端之间，在电容52上存储电容。
其次，由于正脉冲φ的反转接通/断开元件53；54截断，另一方面，由于反转脉冲Nφ的反转接通/断开元件55；56接通时，电容52的低电位一侧的终端连接在第一电源供应部分，另一方面，高电位一侧的终端连接在电容51上。这时，存储在电容52的电荷流入电容51，电容51的终端之间的电压上升。
将如以上所述的电路动作连续反复，使电容51的终端之间产生高于第一电源供应部分1的电压。且，图4所示的是为构成第二电源供应部分21的具体例之一，这以外的电路也可能实现同样的输出电路装置。
还有，图5，表示做为第二电源供应部分使用自举放大电路60(虚线表示的部分)的情况下的本实施方式的输出电路装置图。在此，所谓的自举放大电路，就是对应于输出终端的输出电压的变动而产生变动的电源电压的电路。
如图5所示，在这个实施方式的输出电路装置中的自举放大电路60，包含连接在第一电源供应部分1的二极管62；连接在二极管62的阴极和输出终端5之间的电容61。这个电路如下述工作。
首先，由接通/断开控制使输出用MIS晶体管19切断，在输出终端5的电位变为接地电位时，介于二极管62电流流入电容61，基本与第一电源供应部分1电压相等的电压给电容61的终端之间充电。
接下来，使输出用MIS晶体管19接通，输出终端5的电位变为高电平时，二极管62就变成了非导通，被升压后高于第一电源供应部分1的电压的电源电压提供给参照用MIS晶体管20的栅极电极及驱动电路12。
且，在这个例中，因为对应于输出终端5的电压电平第二电源供应部分21的电源电压发生变化，所以，输出用MIS晶体管19及参照用MIS晶体管20，充分接通是必要的。按照这个实施方式的做法，输出终端5的电位变为高电平时，可以提供给参照用MIS晶体管20的栅极电极极驱动电路12升压后的电源电压。还有，输出终端5的电位变为低电压(接地电压)的时候，第二电源供应部分21的电源电压变得比第一电源供应部分1的电压还低0.7V(二极管的顺向电压)，但是因为在输出用MIS晶体管19的非接通时间段内，所以对过大电流及短路状态的检出；做为本来的电源电路的电路动作等功能不会有任何障碍。
(第三实施方式)本发明的第三实施方式所涉及的输出电路装置，具有减小发生参照电压的偏电流(流动在参照用MIS晶体管中的电流)；降低电力消耗的构成。
图6，是表示本实施方式所涉及输出电路装置的构成图。如同图所表示的，本实施方式的输出电路装置，有与第一实施方式基本相同的的构成，但又有在由P沟道型MIS晶体管制成的参照用MIS晶体管18和参照节点36之间又增设了由相同的P沟道型MIS晶体管制成的第二参照用MIS晶体管22及第三参照用MIS晶体管23的不同点。
也就是，如图6所示的一样，本实施方式的输出电路装置，包括为给这个输出电路装置供电的电源供应部分1；为外部负荷电路2供电的输出终端5；设置在电源供应部分1和输出终端5之间的由P沟道型MIS晶体管构成的输出用MIS晶体管6；一端接地，另一端联接着电源供应部分1的供电流部分9；在供电流部分9和电源供应部分1之间按顺序设置了参照节点36；第三参照用MIS晶体管23；第二参照用MIS晶体管22；及参照用MIS晶体管18；输入部分联接着参考节点36及输出终端5的比较器10；输入部分的一端连接在比较器10的输出部分的逻辑电路17；逻辑电路1 7的输出部分；电源供应部分1及输出用MIS晶体管6的栅极电极各自相连，为控制输出用MIS晶体管6的接通/断开的控制电路14；设置在控制电路14和输出用MIS晶体管6的栅极电极的栅极电极的之间第二节点37。在此，参照用MIS晶体管18；第二参照用MIS晶体管22及第三参照用MIS晶体管23的栅幅和元件构成，是与第一实施方式的参照用MIS晶体管相同。还有，这些MIS晶体管，其栅极电极各自接地，常处于接通状态。
本实施方式的输出电路装置中，参照用MIS晶体管18；第二参照用MIS晶体管22及第三参照用MIS晶体管23的接通电阻分别为Ron18、Ron22、Ron23，电源供应部分9的偏电流为I1，则参照节点的电压Vref由式(5)表示。
Vref＝Vcc-I1×(Ron18+Ron22+Ron23) (5)由式(5)和上述的式(1)、(3)可推出下式。
I0＜{(Ron18+Ron22+Ron23)/Ron1}×I1(6)式子(6)中，因为参照用MIS晶体管18；第二参照用MIS晶体管22及第三参照用MIS晶体管23的接通电阻相等，所以，I0＜(3Ron18/Ron1)×I1(7)
因此，本实施方式的输出电路装置中，由式(7)，为检知与第一实施方式相同的大小的输出电流I0，只需用三分之一的偏电流就可检知输出电流，所以也就知道了可以减少操作电路所必要的消耗电流。还有，从式(5)可知，固定偏电流而调节参照电压Vref也是可行的。
且，在这里例举了使用三个参照用MIS晶体管的方式，然而，相应于实际需要可自由变更使用参照用MIS晶体管的个数。也就是，按照本实施方式的输出电路装置的做法，由使用MIS晶体管的个数比来设定检出输出电流的电平和削减偏流电流均为可能。还有，也可以在边确保接通电阻的相对比例，边高精度检出输出电流以限制输出用MIS晶体管上的流动的输出电流值。由此，就可以保护输出用MIS晶体管。
且，本实施方式的输出电路装置中，通过进一步增加参照用MIS晶体管的个数，在不使参照电压Vref发生变化的情况下降低偏电流可进一步节省电力。若使偏电流不发生变化的情况，则需降低参照电压Vref值，就可以增大检出输出电流的目标值。
还有，在本实施方式中，不使输出电流；偏电流和参照电压发生变化的情况下，可以提高晶体管的接通电阻的相对比的精度。例如，在第一实施方式中，在将输出用MIS晶体管和参照用MIS晶体管的接通电阻比设定为1∶300的情况下，设定输出用MIS晶体管的栅极幅宽为参照用MIS晶体管的栅极幅宽的300倍。然而，若栅极幅宽大幅度不同的情况与相同尺寸的晶体管的情况相比，要统一电特性就很难。在此，如本实施方式一样，用使用三个参照用MIS晶体管的方式，可以使输出用MIS晶体管与每一个参照用MIS晶体管的栅幅比为1∶100，也可以统一晶体管的电特性。由此，就有可能进一步进行高精度输出电流的限制。
且，在本实施方式的输出电路装置中，设置了相互等栅幅的复数个参照用MIS晶体管，必要的话设置复数个不同栅幅的MIS晶体管亦可。
(第四实施方式)本发明的第四实施方式所涉及的输出电路装置，是在第三实施方式所涉及的输出电路装置中用N沟道型MIS晶体管构成了输出用MIS晶体管及参照用MIS晶体管的基础上，增加了第二实施方式的输出电路装置的三个参照用MIS晶体管所形成的。
图7，是表示本实施方式所涉及的输出电路装置的构成图。在同图中，与图1和图3相同构成的的要素标以相同的符号。
如图7所示，本实施方式的输出电路装置，包括给本装置提供电压的主电源供给部分41；为提供高于主电源供给部分41所提供的电压的第二电源供给部分21；为外部负荷电路2提供电力的输出终端5；介于主电源供给部分41和输出终端5之间由N沟道型MIS晶体管制成的输出用MIS晶体管19；一端接地另一端接主电源供给部分41的供电流部分9；在供电流部分9和主电源供给部分41之间按顺序设置的参照节点36及由N沟道型MIS晶体管制成的第三参照用MIS晶体管25，第二参照用MIS晶体管24和参照用MIS晶体管20；输入部分连接于参照节点36及输出终端5的比较器10；在输入部分联接了比较器10的输出部分的逻辑电路17；与逻辑电路17的输出端，第二电源供给部分41，接地以及输出用MIS晶体管19的栅极电极各自相连的，为控制输出用MIS晶体管19的接通/断开的控制电路14；以及，设置在控制电路14和输出用MIS晶体管19的栅极电极之间的第二节点37。在此，第三参照用MIS晶体管25，第二参照用MIS晶体管24和参照用MIS晶体管20的各自的栅极电极连接在第二电源供给部分21上常保持接通状态。还有，这些参照用MIS晶体管20；24和25的栅极幅宽的元件构成，与第二实施方式的参照用MIS晶体管20互为相等。
如此，做为输出用MIS晶体管19及参照用MIS晶体管20；24和25即便是使用N沟道型MIS晶体管的情况，使输出电流I0；参照电压Vref及各参照用MIS晶体管的接通电阻与第二实施方式一样，就可降低偏电流I1，可以减小消耗电力。
还有，使输出电流I0；参照电压Vref及各参照用MIS晶体管的接通电阻与第二实施方式一样，就可降低参照电压，就可增大检出输出电流的目标值。
再有，在本实施方式中，不使输出电流I0；偏电流I1和参照电压Vref发生变化的情况下，可以提高MIS晶体管的接通电阻的相对比的精度，可以检出更精确的输出电流值。
还有，本实施方式的输出电路装置，因为做为输出用MIS晶体管19及参照用MIS晶体管20；24和25使用了N沟道型MIS晶体管，所以与第三实施方式相比，最好使用在用低电压驱动负荷电路的输出电路上成为可能。还有，也可以进一步提高检出电流的输出电流的电平。
且，在本实施方式的输出电路装置中，参照用MIS晶体管的数量也不限制为三个。还有，必要的情况下用不同栅幅的晶体管做为参照用MIS晶体管亦可。
(第五实施方式)做为本发明的第五实施方式所涉及的输出电路装置，说明在控制电路上使用了作为门闩电路的有设定/重设定机能的触发器(flip-flop)(以下称之为SR型FF)的例子。
图8，是表示本实施方式所涉及的输出电路装置的构成图。
如同图所示，本发明方式的输出电路装置，包括；联接着为给这个输出电路装置供电的电源供应部分1；为外部负荷电路2供电的输出终端5；设置在电源供应部分1和输出终端5之间的由P沟道型MIS晶体管构成的输出用MIS晶体管6；一端接地，另一端联接着电源供应部分1的供电流部分9；在供电流部分9和电源供应部分1之间按顺序设置了各自相连的参照节点36及由P沟道型MIS晶体管构成的参考用MIS晶体管18；输入部分联接着参考节点36及输出终端5的比较器10；输入部分的一端检出比较器10的输出信号的上升边的边缘检出电路29；发生一定周期的触发脉冲的脉冲发生器30；在再设定输入部分输入边缘检出电路29的信号，在设定输入部分上输入来自脉冲发生器30的触发脉冲的SR型FF31。还有，输出用MIS晶体管6，通过从SR型FF31的反转输出部分NQ输出的控制信号VG控制接通/断开。并且，参照用MIS晶体管18的栅极电极接地常处于接通状态，参照节点36上所加的参照电压Vref就变为一定。
还有，在本实施方式中，边缘检出电路29，包括包括输入部分连接在比较器10上的转换器26；将转换器26的输出信号延迟一定时间后再输出的延迟电路27；以及输入部分连接在比较器10的输出部分及迟延电路27的输出部分的AND电路28。并且，AND电路28的输出信号输入给SR型FF31的重设定输入部分。
另一方面，输入终端5，连接在包含有电阻或是电容的负荷电路2上，在输出终端5和负荷电路2之间按顺序配置了负荷电路一侧的节点38和为产生电磁能的线圈3。并且，负荷电路一侧的节点38，连接在输入端接地的二极管4的输出端上。在此，所谓的负荷电路2，是起动电路等各种电路的总称，通过电信号驱动的电路。且，负荷电路2；线圈3及二极管4通常设置在输出电路装置的外部。
本实施方式的输出电路装置的工作原理概略叙述如下。
首先，脉冲发生器30发生一定的细触发脉冲，设定SR型FF31。在SR型FF31上输入了触发脉冲信号，反转输出部分NQ变为低电压(低电平)，使输出用MIS晶体管6接通。
接下来，输出用MIS晶体管6变为接通状态后，在连接在输出终端5上的线圈3和负荷电路2上输出电流徐徐增加。输出电流增加后，输出终端电压Vout，由于输出用MIS晶体管6的源漏极之间电压降变大，所以参照用MIS晶体管18的漏极电压Vref进一步降低。
再下面，若电压变为Vout＜Vret，比较器10的输出信号就由低电平切换为高电平。这时，边缘检出电路29，检出比较器10的输出信号的上升边，将基本与上升时间相同时间的短脉冲输入给SR型FF31的重设定输入部分。由于这个脉冲的作用SR型FF31的输出(控制电压)VG变为高电平，输出用MIS晶体管6切断。
下面，参照图8及图10详细说明本输出电路装置中的电流检出方法。
图10(a)～图10(e)，是表示本实施方式的输出电路装置中各部分的电压还有电流波形的时间变化图，横轴表示时间t。
首先，图10(a)表示脉冲发生器30输出的信号。在来自脉冲发生器30的信号所处期间，SR型FF31的输出信号被设定，反转输出部分NQ变为低电平。
图10(b)，表示输出终端电压Vout和参照电压Vref的波形图。在同图中，参照电压Vref用点划线表示，输出终端电压Vout用实线表示。在此，参照电压Vref，是从电源电压Vcc减去由参照用MIS晶体管18的接通电阻和电源供应部分9的定义电流产生的电压降后的电压。另一方面，输出终端电压Vout，在输出用MIS晶体管6处于接通状态时表示接近电源电压Vcc的值(高电平)，而在输出用MIS晶体管6处于断开状态时表示接近接地电位的值(低电平)。还有，输出用MIS晶体管6接通状态时的输出终端电压Vout，对输出电流的大小有依赖性，显示出输出电流变大时，对应于输出电流变大基本成比例降低的倾向。也就是，输出用MIS晶体管6接通时的漏源极之间电阻也现同样的特性。
还有，图10(c)，表示线圈3中流动电流的电流波形图。
如同图所示，因为本实施方式中的线圈3成为了输出用MIS晶体管6的负荷，在开始接通/断开动作的To时刻，即便是输出用MIS晶体管6完全处于接通状态，由于线圈3的反向电力的影响线圈3的阻抗瞬时变大，输出用MIS晶体管6中的漏电流基本不流。为此，在输出用MIS晶体管6接通的瞬间，输出终端电压Vout基本等于电源电压Vcc。并且，随着时间的变化在线圈3上储存电磁能，这样，线圈3的阻抗逐渐变小，输出电流I0增大，输出终端电压Vout徐徐降低。这时，在线圈3中的电流按直线增加。
下面，图10(d)表示比较器10的输出波形图。图10(e)表示边缘检出电路29的输出波形图。输入到边缘检出电路29的信号分为两部分，一部分直接输入AND电路28，另一部分由反相器26反转后，再由迟延电路27延迟一定的时间后输入给AND电路。由此，如图10(d)；图10(e)所示一样，边缘检出电路29，应和比较器10的输出波的上升边输出脉冲信号，由延迟电路所延迟的时间就成为这个信号的脉冲幅宽。
接下来，叙述具体的电流的检出工作原理。
首先，如图10(a)；图10(b)所示一样，在T0时刻脉冲发生器30的输出信号为高电平，SR型FF31被切断，SR型FF31的输出信号变为低电平。于是，输出用MIS晶体管6变为接通状态，输出终端电压Vout变为接近电源电压Vcc的高电平。这时，因为Vout＞Vref，所以，比较器10的输出信号变为低电平。又因为对于边缘检出电路29的下降边缘不反应，所以边缘检出电路29的输出信号保持低电平不变。
下面，如图10(c)所示，应为在T1时刻即便是脉冲发生器30的输出信号从高电平变到低电平，SR型FF31的输出信号也不会发生变化，所以，输出用MIS晶体管6保持接通的状态，由于输出电流逐步增加，所以输出终端电压Vout逐步下降。
接下来，如图10(d)所示，在T2时刻，输出终端电压Vout变得低于参照电压Vref，这样，比较器10的输出信号从低电平切换为高电平。并且，如图10(e)所示，若比较器10的输出信号从低电平变为高电平，边缘检出电路29只将由迟延电路27延迟了的时间的幅宽输出信号变为高电平。
再下面，边缘检出电路29的高电平输出信号若被输入到SR型FF31的重设定输入部分，处于设定状态的的SR型FF31被重设定，反转输出部分NQ变为高电平，输出用MIS晶体管6变为切断状态。由此，输出终端电压Vout变为低电平。并且，在输出用MIS晶体管6处于切断状态的T3至T4时间段中，二极管4接通进行再生动作，放出到那时位置储存的能量。
下面，T4时刻脉冲发生器30再一次输出高电平信号，设定SR型FF31，这样，输出用MIS晶体管6变为接通状态，重复T0至T3相同的动作。
经过以上那样的动作，本实施方式的输出电路装置中，在输出用MIS晶体管6上限制了规定以上的电流的流动。
本实施方式的输出电路装置的各部分的动作，如以上所述一样，除去用SR型FF31控制输出用MIS晶体管6这一点，利用输出用MIS晶体管6的接通电阻进行电流检出来限制电流这一点从第一到第四实施方式都一样。
本实施方式的输出电路装置比起第一到第四实施方式的输出电路装置更好的点是，不容易接受来自外部线圈的干扰影响。若在时间电路上混入干扰，就会有立即产生误动作输出高电平的可能。于此相比，在SR型FF31的输入部分混入干扰引起误动作而输出高电平的概率比时间电路的情况低。为此，本实施方式的输出电路装置，与包含有时间电路的输出电路装置相比信赖性更高。
还有，本实施方式的输出电路装置，与第一至第四实施方式所涉及的输出电路装置一样可以集成在同一个晶片中。由此，就可缩小包含输出电路装置机器的尺寸。
且，本实施方式的输出电路装置的输出用MIS晶体管6及参照用MIS晶体管18使用了P沟道型晶体管，但是，也可以用N沟道型晶体管。
图9，是表示使用N沟道型MIS晶体管情况下的本实施方式的输出电路装置的构成图。如图所示，在用N沟道型MIS晶体管构成输出用MIS晶体管6及参照用MIS晶体管18的情况下，如第二实施方式一样，在主电源供给部分的基础上又设置了可提供高于主电源供给部分所提供电压的第二电源供给部分21同时，将SR型FF的输出部分(Q)的输出信号施加给输出用MIS晶体管6的栅极电极上即可。
还有，本实施方式的输出电路装置中，参照用MIS晶体管18只用了一个，但是如第三实施方式那样，串联设置复数个参照用MIS晶体管亦可。如此，可以降低电力消耗。再加上，因为可以统一输出用MIS晶体管和参照用MIS晶体管的电特性，通过确定两晶体管的相对比值实现高精度控制输出电流成为可能。
还有，在本实施方式的输出电路装置中，使用了为控制输出用MIS晶体管6的接通/断开的，作为门闩电路的SR型触发器，但并不只限于此，由D型触发器门闩电路构成，或是J-K型触发器门闩电路构成均可。
(发明效果)若采用本发明的输出电路装置，不需要在输出用MIS晶体管和电源供应部分之间插入检出电流用的电阻就能限制输出电流。特别是，通过相对比调节出好的输出用MIS晶体管和参照用MIS晶体管的接通电阻比，可以做到设定输出电流的检出电平所希望的值，或者是通过降低偏电流以图节省电力。还有，通过变更参照用MIS晶体管的个数，可以变更输出电流的检出电平，或者是降低偏电流。还有，因为不再需要大尺寸的电流检出用电阻，本实施方式的输出电路装置可以集成在一个晶片中。
权利要求
1.一种输出电路装置，其中包括给外部负荷电路供电的输出节点；第一电源供应部分；设置在上述第一供电部分和上述输出节点之间，接通/断开为向上述输出节点提供上述供电的输出用MIS晶体管；电流供应部分；连接在上述电流供应部分上的参照节点；设置在上述电源供应部分和上述参照节点之间，当在栅极电极上施加一定电压时起电阻功能的参照用MIS晶体管；输入部分连接在上述参照节点和上述输出节点上的比较器；连接在上述比较器的输出部分，至少是在上述输出节点的电位低于参照节点电位时，在所定的时间间隔内切断上述输出用MIS晶体管的控制上述输出用MIS晶体管接通/断开的控制电路。
2.根据权利要求1所述的输出电路装置，其中在上述第一电源供应部分和上述输出用MIS晶体管之间，没有设置为监视从上述输出节点输出的输出电流的电阻。
3.根据权利要求1所述的输出电路装置，其中上述输出用MIS晶体管和参照用MIS晶体管是具有栅极电极的P沟道型MIS晶体管。
4.根据权利要求1所述的输出电路装置，其中上述控制电路，包含由上述第一电源供应部分提供电源而工作的驱动电路；根据上述比较器的输出信号，对上述驱动电路的输出信号是接通还是断开上述输出用MIS晶体管的栅极电极的接通/断开电路。
5.根据权利要求4所述的输出电路装置，其中上述接通/断开电路，在上述输出节点的电位高于上述参照节点电位时，切换为上述驱动电路的输出信号施加在上述输出用MIS晶体管的栅极电极上；在上述输出节点的电位低于上述参照节点的电位时，切换为在所定的期间的上述第一电源供应部分的电压被施加在上述输出用MIS晶体管的栅极电极上所定时间段。
6.根据权利要求3所述的输出电路装置，其中上述控制电路，包括脉冲发生器；由上述比较器的输出信号使其处于重设定状态，再由上述脉冲发生器的输出信号使其处于设定状态的门闩电路；由上述门闩电路的输出信号接通/断开控制上述输出用MIS晶体管。
7.根据权利要求6所述的输出电路装置，其中上述门闩电路是SR型触发器。
8.根据权利要求1所述的输出电路装置，其中上述输出用MIS晶体管及参照用MIS晶体管为具有栅极电极的N沟道型MIS晶体管；还设置为将高于上述第一电源供应部分的电压至少提供给上述参照用MIS晶体管的栅极电极的第二电源供应部分。
9.根据权利要求8所述的输出电路装置，其中上述第二电源供应部分具有放大电路。
10.根据权利要求9所述的输出电路装置，其中上述放大电路是自举放大电路或是电荷泵电路。
11.根据权利要求8所述的输出电路装置，其中上述控制电路，包含、由上述第二电源供给部分的供电而动作的驱动电路和为根据于上述比较器的输出信号而切换上述驱动电路的输出信号是输入上述输出用MIS晶体管的栅极电极，还是遮断的接通/断开电路。
12.根据权利要求11所述的输出电路装置，其中上述输出节点的电位低于上述参照节点的电位的时候，在上述输出用MIS晶体管的栅极电极上施加所定时间段的接地电压。
13.根据权利要求8所述的输出电路装置，其中上述控制电路，包含、脉冲发生器；由上述比较器的输出信号控制为重设定状态，再由上述脉冲发生器的输出信号控制为设定状态的门闩电路；用上述门闩电路的输出信号接通/断开控制输出用MIS晶体管。
14.根据权利要求13所述的输出电路装置，其中上述门闩电路为SR型接触器。
15.根据权利要求1所述的输出电路装置，其中上述参照用MIS晶体管，是由串联了的复数个MIS晶体管构成的。
16.根据权利要求1～15中任何一项所述的输出电路装置，其中上述输出用MIS晶体管和参照用MIS晶体管是在同一晶片内集成的。
17.一种输出电路装置，其中包括给供给外部负荷电路供电的输出节点；第一电源供应部分；设置在上述第一电源供应部分和上述输出节点之间，为接通或切断向上述输出节点供应上述电流的输出用MIS晶体管；电流供给部分；连接在上述电流供应部分的参照节点；设置在上述电流供应部分和上述参照节点之间，有起电阻机能的在其上施加一定电压的栅极电极的，与上述输出用MIS晶体管一起集成在同一晶片中的参照用MIS晶体管；输入部分连接在上述参照节点和上述输出节点的比较器；连接在上述比较器的输出部分上，至少在上述输出节点的电位低于上述参照节点电位时在所定时间段内断开上述输出用MIS晶体管的控制上述输出用MIS晶体管接通/断开的控制电路。
18.根据权利要求17所述的输出电路装置，其中上述输出用MIS晶体管的栅极宽大于上述参照用MIS晶体管的栅极宽。
19.根据权利要求17或者是根据权利要求18所述的输出电路装置，其中还设置了用以将高于上述第一电源供应部分的电压供给上述参照用MIS晶体管的栅极电极的第二电源供应部分。
全文摘要
一种输出电路装置，从过大电流中保护输出用MIS晶体管，提供更高效的电源，它包括、电源供给部分(1)；同时连接在电源供应部分(1)上的输出用MIS晶体管(6)和参照用MIS晶体管(18)；为产生参照电压Vref的电流供应部分(9)；为供给负荷电路(2)电流的输出终端(5)；比较器(10)；逻辑电路(17)；为控制输出用MIS晶体管(6)的开/关的控制电路(14)。利用输出用MIS晶体管(6)及参照用MIS晶体管(18)的接通电阻比较参照电压Vref和输出终端电压Vout，检出输出电流的大小。当输出电流超越目标值时，切断输出用MIS晶体管(6)，从过大电流中保护输出用MIS晶体管(6)。
文档编号H03K17/06GK1444331SQ0312011
公开日2003年9月24日 申请日期2003年3月7日 优先权日2002年3月7日
发明者衣川宏树, 石川好宜 申请人:松下电器产业株式会社