(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流検出対象の２端子回路の両端の端子間電圧から、該２端子回路に流れる検出対象電流を検出する電流検出回路であって、
前記２端子回路の両端の端子間電圧を入力する１対の入力段と、
前記入力段から入力された端子間電圧を制御信号に基づく増幅率で増幅し、前記検出対象電流に対応する検出信号を生成する増幅回路と、
温度依存特性が調整可能な前記制御信号を発生し、該制御信号の温度依存特性を前記検出信号の温度依存特性に反映させる増幅率設定部と、を備え、
前記増幅率設定部は、
温度係数の異なる一対の素子に共通の電位に応じた電圧を印加する手段と、
該共通の電位に応じた電圧に応じて該一対の素子のそれぞれに流れる電流の差分に依存する温度依存特性を有する差分電流を生成する手段と、
該差分電流を受けると共に該差分電流に対応しかつ該差分電流の温度依存特性が反映される前記制御信号を生成して前記増幅回路の前記１対の入力段に与える手段とを有し、
前記増幅率設定部は、前記一対の素子に印加する前記共通の電位に応じた電圧により、前記一対の素子のそれぞれに流れる電流の差分に依存する差分電流の温度特性を調整すると共に、前記検出信号における温度依存特性を調整することを特徴とする電流検出回路。
【請求項２】
前記一対の素子に印加する共通の電位に応じた電圧により、前記差分電流の温度依存特性が、前記検出信号における温度依存特性を打ち消すように調整されていることを特徴とする請求項１に記載の電流検出回路。
【請求項３】
前記増幅率設定部は、
温度係数の異なる前記一対の素子と、
前記共通の電位を生成する可変電源と、
前記可変電源の生成する共通の電位から前記一対の素子に印加する共通の電位に応じた電圧を生成して該一対の素子に印加する印加手段と、
前記共通の電位に応じた電圧が前記一対の素子に印加されることにより、該一対の素子に流れる電流に対応する電流をそれぞれ流す第１及び第２の電流源と、
前記第１の電流源の流す電流と前記第２の電流源の流す電流の差分に相当する前記差分電流を生成すると共に該差分電流に対応する信号を出力する差分電流生成回路と、
前記差分電流生成回路の出力する信号に基づき前記差分電流に相当する電流をそれぞれ流す第３、第４、第５及び第６の電流源とを有し、
前記第３の電流源及び前記第５の電流源は、第１の固定電位と該第１の固定電位より低い第２の固定電位との間に直列に接続されると共に、該第３の電流源と該第５の電流源との間には第１の抵抗が接続され、該第１の抵抗の一端が前記一対の入力段の一方に接続され、
前記第４の電流源及び前記第６の電流源は、前記第１の固定電位と前記第２の固定電位との間に直列に接続されると共に、該第４の電流源と該第６の電流源との間には第２の抵抗が接続され、該第２の抵抗の一端が前記一対の入力段の他方に接続され、
前記可変電源の生成する共通の電位に依存して前記第１及び前記第２の電流源に流れる電流の差分に相当する前記差分電流を調整することにより、前記検出信号における温度依存特性を調整することを特徴とする請求項１に記載の電流検出回路。
【請求項４】
前記可変電源の生成する共通の電位に依存して前記第１及び前記第２の電流源に流れる電流の差分に相当する前記差分電流を調整することにより、前記検出信号における温度依存特性を打ち消すように調整することを特徴とする請求項３に記載の電流検出回路。
【請求項５】
前記第１の固定電位が電源電位であり、前記第２の固定電位が接地電位である請求項３または４に記載の電流検出回路。
【請求項６】
前記一対の素子が抵抗素子であり、その抵抗値がある温度で同一であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の電流検出回路。
【請求項７】
前記第１及び前記第２の抵抗は同じ抵抗値を有することを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の電流検出回路。
【請求項８】
前記第３及び前記第４の電流源は同一の電流を流し、前記第５及び前記第６の電流源は同一の電流を流すことを特徴とする請求項３乃至７のいずれか１項に記載の電流検出回路。
【請求項９】
前記第３、前記第４、前記第５及び前記第６の電流源は同一の電流を流すことを特徴とする請求項８に記載の電流検出回路。
【請求項１０】
前記電流検出対象の２端子回路は、１電気素子であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電流検出回路。
【請求項１１】
前記電気素子は、抵抗であることを特徴とする請求項１０に記載の電流検出回路。
【請求項１２】
前記電気素子は、半導体素子であることを特徴とする請求項１０に記載の電流検出回路。
【請求項１３】
前記電気素子は、半導体基板に形成された抵抗素子であることを特徴とする請求項１０に記載の電流検出回路。
【請求項１４】
前記電気素子は、ＭＯＳトランジスタであり、
前記入力段は、前記ＭＯＳトランジスタのドレインとソースとの間の端子間電圧を入力することを特徴とする請求項１０に記載の電流検出回路。
【請求項１５】
前記電気素子は、ダイオードであり、
前記入力段は、前記ダイオードのアノードとカソードとの間の端子間電圧を入力することを特徴とする請求項１０に記載の電流検出回路。
【請求項１６】
前記電気素子は、バイポーラトランジスタであり、
前記入力段は、前記バイポーラトランジスタのコレクタとエミッタとの間の端子間電圧を入力することを特徴とする請求項１０に記載の電流検出回路。
【請求項１７】
前記電流検出対象の２端子回路は、複数の電気素子で形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電流検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気素子の端子間電圧からその電気素子に流れる電流を検出する電流検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路を流れる電流を検出する場合、抵抗素子や半導体素子の両端に生じる電圧に基づいて、その素子を流れる電流の電流値を検出していた。例えば、特許文献１では、パワーＭＯＳトランジスタのドレイン、ソース間の電圧に基づいて、そのパワーＭＯＳトランジスタを流れる電流の電流値を検出している。
【特許文献１】特開平１１−２５２９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
抵抗素子や半導体素子等の電気素子の両端に生じる電圧は、その電気素子を流れる電流の変化だけでなく、温度変化によっても変化する。従って、温度変化によって生じる電気素子の端子間電圧の変化分を補償しなければ、電気素子を流れる電流を正確に検出することができない。
【０００４】
本発明は、電気素子を流れる電流を正確に検出することができる電流検出回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の観点に係る電流検出回路は、電流検出対象の２端子回路の両端の端子間電圧から、該２端子回路に流れる検出対象電流を検出する電流検出回路であって、前記２端子回路の両端の端子間電圧を入力する１対の入力段と、前記入力段から入力された端子間電圧を制御信号に基づく増幅率で増幅し、前記検出対象電流に対応する検出信号を生成する増幅回路と、温度依存特性が調整可能な前記制御信号を発生し、該制御信号の温度依存特性を前記検出信号の温度依存特性に反映させる増幅率設定部と、を備え、前記増幅率設定部は、温度係数の異なる一対の素子に共通の電位に応じた電圧を印加する手段と、該共通の電位に応じた電圧に応じて該一対の素子のそれぞれに流れる電流の差分に依存する温度依存特性を有する差分電流を生成する手段と、該差分電流を受けると共に該差分電流に対応しかつ該差分電流の温度依存特性が反映される前記制御信号を生成して前記増幅回路の前記１対の入力段に与える手段とを有し、前記増幅率設定部は、前記一対の素子に印加する前記共通の電位に応じた電圧により、前記一対の素子のそれぞれに流れる電流の差分に依存する差分電流の温度特性を調整すると共に、前記検出信号における温度依存特性を調整することを特徴とする。
尚、前記一対の素子に印加する共通の電位に応じた電圧により、前記差分電流の温度依存特性が、前記検出信号における温度依存特性を打ち消すように調整されてもよい。
【０００６】
このような構成を採用したことにより、電流検出対象の２端子回路に流れる電流に相当する検出信号が、増幅回路から出力されるが、その検出信号における温度依存特性が調整可能になる。よって、例えば、検出信号における温度依存特性がないように調整することにより、電流検出対象の２端子回路の温度が変化しても一定な検出信号を、その２端子回路に流れる電流に相当する信号として出力することができる。
【０００７】
又、前記増幅率設定部は、温度係数の異なる前記一対の素子と、前記共通の電位を生成する可変電源と、前記可変電源の生成する共通の電位から前記一対の素子に印加する共通の電位に応じた電圧を生成して該一対の素子に印加する印加手段と、前記共通の電位に応じた電圧が前記一対の素子に印加されることにより、該一対の素子に流れる電流に対応する電流をそれぞれ流す第１及び第２の電流源と、前記第１の電流源の流す電流と前記第２の電流源の流す電流の差分に相当する前記差分電流を生成すると共に該差分電流に対応する信号を出力する差分電流生成回路と、前記差分電流生成回路の出力する信号に基づき前記差分電流に相当する電流をそれぞれ流す第３、第４、第５及び第６の電流源とを有し、前記第３の電流源及び前記第５の電流源は、第１の固定電位と該第１の固定電位より低い第２の固定電位との間に直列に接続されると共に、該第３の電流源と該第５の電流源との間には第１の抵抗が接続され、該第１の抵抗の一端が前記一対の入力段の一方に接続され、前記第４の電流源及び前記第６の電流源は、前記第１の固定電位と前記第２の固定電位との間に直列に接続されると共に、該第４の電流源と該第６の電流源との間には第２の抵抗が接続され、該第２の抵抗の一端が前記一対の入力段の他方に接続され、前記可変電源の生成する共通の電位に依存して前記第１及び前記第２の電流源に流れる電流の差分に相当する前記差分電流を調整することにより、前記検出信号における温度依存特性を調整してもよい。
この場合、前記可変電源の生成する共通の電位に依存して前記第１及び前記第２の電流源に流れる電流の差分に相当する前記差分電流を調整することにより、前記検出信号における温度依存特性を打ち消すように調整してもよい。
又、前記第１の固定電位が電源電位であり、前記第２の固定電位が接地電位であってもよい。
又、前記一対の素子が抵抗素子であり、その抵抗値がある温度で同一であってもよい。
又、前記第1及び前記第２の抵抗は同じ抵抗値を有してもよい。
又、前記第３及び前記第４の電流源は同一の電流を流し、前記第５及び前記第６の電流源は同一の電流を流してもよい。
又、前記第３、前記第４、前記第５及び前記第６の電流源は同一の電流を流してもよい。
【０００８】
また、前記電流検出対象のむ２端子回路は、１電気素子であってもよい。
【０００９】
この場合、前記電気素子は、抵抗であってもよい。
【００１０】
また、前記電気素子は、半導体素子であってもよい。
【００１１】
また、前記電気素子は、半導体基板に形成された抵抗素子であってもよい。
【００１２】
また、前記電気素子は、ＭＯＳトランジスタであり、前記入力段は、前記ＭＯＳトランジスタのドレインとソースとの間の端子間電圧を入力としてもよい。
【００１３】
また、前記電気素子は、ダイオードであり、前記入力段は、前記ダイオードのアノードとカソードとの間の端子間電圧を入力してもよい。
【００１４】
また、前記電気素子は、バイポーラトランジスタであり、前記入力段は、前記バイポーラトランジスタのコレクタとエミッタとの間の端子間電圧を入力してもよい。
【００１５】
また、前記電流検出対象の２端子回路は、複数の電気素子で形成されていても良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、温度変化があっても、電気素子を流れる電流を正確に検出することができる電流検出回路を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る電流検出回路を示す構成図である。
この電流検出回路は、１対の入力端子Ｖｉｎ１，Ｖｉｎ２と、電源電圧ＶＣＣに接続された定電流源ＣＳ１１及び定電流源ＣＳ１２と、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ１１及びＰチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ１２と、増幅回路２０とを，備えている。
【００１８】
入力端子Ｖｉｎ１、Ｖｉｎ２は、電流検出対象の電気素子の両端に接続される端子であり、入力端子Ｖｉｎ１にトランジスタＭ１２のゲートが接続されている。入力端子Ｖｉｎ２には、トランジスタＭ１１のゲートが接続されている。
【００１９】
トランジスタＭ１１のソースは、定電流源ＣＳ１１の出力端子及び差動増幅回路２０の一方の差動入力端子（−）に接続されている。トランジスタＭ１２のソースは、定電流源ＣＳ１２の出力端子及び差動増幅回路２０の他方の差動入力端子（＋）に接続されている。トランジスタ１１のドレインとトランジスタ１２のドレインとが、グランドＧＮＤに接続されている。定電流源ＣＳ１１と定電流源ＣＳ１２とは、同じ電流値の電流を出力するように設定されている。
【００２０】
増幅回路２０は、増幅率の温度依存特性が可変となっており、電流検出対象の電気素子の温度依存特性を打ち消して、該電気素子に流れる電流に相当する出力電流を生成する回路である。
【００２１】
図２は、図１中の増幅回路２０の構成例を示す回路図であり、図１中の要素と共通する要素には、図１と共通の符号を付している。
増幅回路２０は、差動増幅部２０ａと、該差動増幅部２０ａと、増幅率設定部２０ｂ，２０ｃとで構成されている。
【００２２】
差動増幅部２０ａは、４個のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ２１，Ｍ２２，Ｍ２３，Ｍ２４と、２個のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ２５，Ｍ２６と、定電流源ＣＳ２５とを備えている。
【００２３】
増幅率設定部２０ｂは、電源電圧ＶＣＣとグランドＧＮＤとの間に直列に接続された定電流源ＣＳ２１と抵抗Ｒ２１と定電流源ＣＳ２２とで構成されている。増幅率設定部２０ｃは、電源電圧ＶＣＣとグランドＧＮＤとの間に直列に接続された定電流源ＣＳ２３と抵抗Ｒ２２と定電流源ＣＳ２４とで構成されている。
【００２４】
定電流源ＣＳ２１と抵抗Ｒ２１との接続点は、増幅回路２０の一方の入力端子（−）を構成し、トランジスタＭ１１のソースに接続されるとともに、差動増幅部２０ａのトランジスタＭ２１のゲートに接続されている。また、定電流源ＣＳ２２と抵抗２１との接続点は、差動増幅部２０ａのトランジスタＭ２２のゲートに接続されている。
【００２５】
定電流源ＣＳ２３と抵抗Ｒ２２との接続点は、増幅回路２０の他方の入力端子（＋）を構成し、トランジスタＭ１２のソースに接続されるとともに、差動増幅部２０ａのトランジスタＭ２３のゲートに接続されている。また、抵抗２２と定電流源ＣＳ２４との接続点は、差動増幅部２０ａのトランジスタＭ２４のゲートに接続されている。
【００２６】
差動増幅部２０ａのトランジスタＭ２５のソースは、電源電圧ＶＣＣに接続され、トランジスタＭ２５のドレインがトランジスタＭ２１のドレイン及びトランジスタＭ２４のドレインに接続されている。トランジスタＭ２１のソース及びトランジスタＭ２４のソースは、定電流源ＣＳ２５を介してグランドＧＮＤに接続されている。
【００２７】
トランジスタＭ２６のソースは、電源電圧ＶＣＣに接続され、トランジスタＭ２６のドレインがトランジスタＭ２３のドレイン及びトランジスタＭ２２のドレインに接続されている。トランジスタＭ２３のソース及びトランジスタＭ２２のソースは、定電流源ＣＳ２５を介してグランドＧＮＤに接続されている。
トランジスタＭ２５のゲート及びトランジスタＭ２６のゲートは、トランジスタＭ２１のドレインに接続されている。トランジスタＭ２６のドレインは、出力端子Ｉｏに接続されている。出力端子Ｉｏは、電流検出対象の電気素子に流れる電流に対応する検出信号Ｓｏｕｔを出力する端子である。
増幅率設定部２０ｂ及び増幅率設定部２０ｃは、差動増幅部２０ａの増幅率を設定する回路であり、各定電流源回路ＣＳ２１〜ＣＳ２４の出力電流がその増幅率を設定する制御電流になる。
図３は、増幅率設定部２０ｂ及び増幅率設定部２０ｃの回路例を示す図である。
【００２８】
図３の回路は、基準電流発生回路３０を備え、基準電流発生回路３０は、可変電圧源Ｖ３１を備えている。
可変電圧源Ｖ３１は、出力電圧を任意に調整することができる電圧源であり、その陽極から出力する出力電圧は、演算増幅器（以下、オペアンプという）ＯＰ３１の負の入力端子（−）とオペアンプＯＰ３２の負の入力端子（−）とに供給される。可変電圧源Ｖ３１の陰極は、グランドＧＮＤに接続されている。
【００２９】
オペアンプＯＰ３１の正の入力端子（＋）は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ３１のドレインと抵抗Ｒ３１の一端とに接続されている。抵抗Ｒ３１の他端は、グランドＧＮＤに接続されている。オペアンプＯＰ３１の出力端子は、トランジスタＭ３１とＰチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ３２のゲートに共通に接続されている。
【００３０】
トランジスタＭ３１のソースとトランジスタＭ３２のソースとは電源電圧ＶＣＣに共通に接続されており、トランジスタＭ３１とトランジスタＭ３２とは、ミラー回路を構成している。
【００３１】
オペアンプＯＰ３２の正の入力端子（＋）は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ３３のドレインと抵抗Ｒ３２の一端に接続され、抵抗Ｒ３２の他端は、グランドＧＮＤに接続されている。オペアンプＯＰ３２の出力端子は、トランジスタＭ３３とＰチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ３４のゲートに共通に接続されている。
抵抗Ｒ３１及び抵抗Ｒ３２とは、素子温度がＴ０のときに抵抗値が等しく、その温度依存特性が互いに異なる。
【００３２】
トランジスタＭ３３のソースとトランジスタＭ３４のソースとは電源電圧ＶＣＣに接続されており、トランジスタＭ３３とトランジスタＭ３４とは、ミラー回路を構成している。トランジスタＭ３４のドレインは、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ３５のドレインに接続されている。
【００３３】
トランジスタＭ３５のドレイン及びゲートとＮチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ３６のゲートとは接続されており、トランジスタＭ３５とトランジスタＭ３６とは、ミラー回路を構成している。トランジスタＭ３５のソースとトランジスタＭ３６のソースとは、グランドＧＮＤに接続されている。
【００３４】
基準電流発生回路３０のトランジスタＭ３２のドレインとトランジスタＭ３６のドレインとが、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ４１のドレイン及びゲートとＮチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ４２，Ｍ４３，Ｍ４４のゲートとに、接続されている。
各トランジスタＭ４１〜Ｍ４４のソースはグランドＧＮＤに共通に接続され、これらのトランジスタＭ４１〜Ｍ４４がミラー回路を形成している。
【００３５】
トランジスタＭ４２のドレインが、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ４５のドレイン及びゲートと、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ４６，Ｍ４７のゲートとに接続されている。各トランジスタＭ４５〜Ｍ４７のソースは、電源電圧ＶＣＣに接続され、トランジスタＭ４５〜Ｍ４７がミラー回路を形成している。
【００３６】
トランジスタＭ４３のドレインとトランジスタＭ４６のドレインとの間に、抵抗Ｒ２１が接続され、トランジスタＭ４４のドレインとトランジスタＭ４７のドレインとの間に、抵抗Ｒ２２が接続されている。即ち、基準電流発生回路３０及びトランジスタＭ４１〜Ｍ４７が、定電流源回路ＣＳ２１〜ＣＳ２４を構成している。
【００３７】
定電流源ＣＳ２１、定電流源ＣＳ２２、定電流源ＣＳ２３及び定電流源ＣＳ２４の出力電流は、同じ電流値に設定され、抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２は、同じ抵抗値に設定されている。
【００３８】
次に、図１〜図３によって示された電流検出回路の動作を説明する。
入力端子Ｖｉｎ１、Ｖｉｎ２は、電流検出を行う対象の電気素子の端子に接続される。
【００３９】
ここで、定電流源ＣＳ１１の出力電流と定電流源ＣＳ１２の出力電流は、同じ電流値に設定されているとともに、増幅回路２０の差動入力端子は、ハイインピーダンスになっている。これにより、トランジスタＭ１１を流れる電流と、トランジスタＭ１２を流れる電流が等しくなるので、トランジスタＭ１１のゲート・ソース間電圧と、トランジスタＭ１２のゲート・ソース間電圧は等しくなる。
【００４０】
従って、トランジスタＭ１１のソースとトランジスタＭ１２のソースとの電位差は、トランジスタＭ１１のゲート及びトランジスタＭ１２のゲートの電位差と等しくなり、トランジスタＭ１１オヨわびトランジスタＭ１２で付加されるオフセット電圧は、定電流源ＣＳ１１，ＣＳ１２の出力電流で決定される。つまり、増幅回路２０の差動入力端子（＋），（−）には、電流検出対象の両端子間の電圧が入力にされ、トランジスタＭ１１とトランジスタＭ１２のゲート・ソース間電圧は、定電流源ＣＳ１１，ＣＳ１２の出力電流で決定される。
【００４１】
増幅回路２０中の差動増幅部２０ａは、電流検出対象の両端の電圧の差動増幅を行う。増幅回路２０の増幅率は、温度依存特性を有する制御電流に基づいて調整される。この温度依存性を有する制御電流の温度依存特性は、電流検出を行う対象である電気素子の温度依存性、及び増幅回路２０の温度依存性を打消すように設定される。
【００４２】
例えば、トランジスタＭ２１のゲートに電圧ｖ１が入力され、トランジスタＭ２３のゲートに電圧ｖ２が入力された場合に、出力端子Ｉｏから出力される検出信号Ｓｏｕｔについて説明する。
【００４３】
定電流源ＣＳ２１、定電流源ＣＳ２２、定電流源ＣＳ２３及び定電流源ＣＳ２４の出力電流の電流値をＩｋ、抵抗Ｒ２１及び抵抗Ｒ２２の抵抗値をＲｋとすれば、抵抗Ｒ２１及び抵抗Ｒ２２における電圧降下Ｖｋは、次式で与えられる。
Ｖｋ＝ＩｋＲｋ                                  （１）
【００４４】
トランジスタＭ２１、トランジスタＭ２２、トランジスタＭ２３及びトランジスタＭ２４のソースの電位をＶｓすれば、トランジスタＭ２１のドレイン電流Ｉ２１、トランジスタＭ２２のドレイン電流の電流値をＩ２２、トランジスタＭ２３のドレイン電流Ｉ２３、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＭ２４のドレイン電流Ｉ２４は、次式で与えられる。
Ｉ２１＝Ｋ（ｖ１−Ｖｓ−Ｖｔ）２                （２）
Ｉ２２＝Ｋ（ｖ１−Ｖｋ−Ｖｓ−Ｖｔ）２          （３）
Ｉ２３＝Ｋ（ｖ２−Ｖｓ−Ｖｔ）２                （４）
Ｉ２４＝Ｋ（ｖ２−Ｖｋ−Ｖｓ−Ｖｔ）２          （５）
【００４５】
式（２）〜（４）で、Ｖｔは各トランジスタＭ２１〜Ｍ２４の閾値電圧であり、Ｋは次式で与えられる。
Ｋ＝（μＣｏｘ／２）（Ｗ／Ｌ）                  （６）
式（６）で、μはトランジスタＭ２１〜Ｍ２４の移動度、ＣｏｘはトランジスタＭ２１〜Ｍ２４の単位面積あたりのゲート容量であり、Ｗはゲート幅であり、Ｌはゲート長である。
【００４６】
トランジスタＭ２５とトランジスタＭ２６とは、ミラー回路を構成しており、トランジスタＭ２５のドレインには、トランジスタＭ２１及びトランジスタＭ２４のドレインが接続され、トランジスタＭ２６のドレインには、トランジスタＭ２２及びトランジスタＭ２３のドレインが接続されている。従って、出力端子Ｉｏから出力される検出信号Ｓｏｕｔは次式で与えられる。
Ｓｏｕｔ＝（Ｉ２１＋Ｉ２４）−（Ｉ２２＋Ｉ２３）  （７）
式（７）に式（２）〜（５）を代入すれば、次式が得られる。
Ｓｏｕｔ＝２ＫＶｋ（ｖ１−ｖ２）                  （８）
【００４７】
ここで、式（８）に式（１）及び式（６）を代入し、Ｖｉｎ１、Ｖｉｎ２が接続される電気素子での電圧降下をΔＶとすれば、次式が得られる。
Ｓｏｕｔ＝２（μＣｏｘ／２）（Ｗ／Ｌ）ＩｋＲｋΔＶ      （９）
式（９）から分かるように、電流検出回路の増幅率は、電流値Ｉｋにより適宜設定することができる。つまり、定電流源ＣＳ２１、定電流源ＣＳ２２、定電流源ＣＳ２３及び定電流源ＣＳ２４の出力電流が、電流検出回路の増幅率を設定する制御電流になる。
【００４８】
更に、本発明に係る電流検出回路では、制御電流の温度依存特性（電流値Ｉｋの温度依存特性）を調整することにより、電気素子での電圧降下ΔＶの温度依存性、及び増幅回路２０の温度依存性を排除している。つまり、電圧降下ΔＶ、ＭＯＳトランジスタの移動度μ及び抵抗値Ｒｋを打消すようにＩｋの温度依存特性を調整している。従って、温度依存性がほとんど検出号信号Ｓｏｕｔを得ることができる。
【００４９】
ここで、増幅回路２０で、増幅率の設定と温度依存性の排除に関与している増幅率設定部２０ｂ，２０ｃの動作を説明する。
基準電流発生回路３０中の可変電圧源Ｖ３１の出力電圧は、各オペアンプＯＰ３１とオペアンプＯＰ３２の負の入力端子（−）に供給されているので、オペアンプＯＰ３１の正の入力端子（＋）に接続された抵抗Ｒ３１と、オペアンプＯＰ３２の正の入力端子（＋）に接続された抵抗Ｒ３２とには、可変電圧源Ｖ３１の出力電圧と等しい電圧が印加される。可変電圧源Ｖ３１の出力電圧をＶｘ、抵抗Ｒ３１の抵抗値をＲａ、抵抗Ｒ３２の抵抗値をＲｂとすれば、抵抗Ｒ３１を流れる電流Ｉ３１及び抵抗Ｒ３２を流れる電流Ｉ３２は次式（１０），（１１）で与えられる。
Ｉ３１＝Ｖｘ／Ｒａ……（１０）
Ｉ３２＝Ｖｘ／Ｒｂ……（１１）
【００５０】
基準電流発生回路３０は、素子温度がＴ０のときに抵抗値が等しく、温度依存特性が異なる抵抗Ｒ３１と抵抗Ｒ３２とを用いている。ここで、抵抗Ｒ３１の温度係数をＫａ、抵抗Ｒ３２の温度係数をＫｂ、各抵抗の素子温度をＴ、抵抗Ｒ３１と抵抗Ｒ３２の抵抗値が等しくなるときの抵抗値をＲ０とすれば、式（１０）の電流Ｉ３１及び式（１１）の電流Ｉ３２は次式（１２），（１３）で与えられる。
【００５１】
Ｉ３１＝Ｖｘ／Ｒ０{１＋Ｋａ（Ｔ−Ｔ０）}……（１２）
Ｉ３２＝Ｖｘ／Ｒ０{１＋Ｋｂ（Ｔ−Ｔ０）}……（１３）
トランジスタＭ３１とトランジスタＭ３２とはミラー回路を構成しているので、トランジスタＭ３２のドレイン電流Ｉ３３は、抵抗Ｒ３１を流れる電流Ｉ３１と等しくなる。トランジスタＭ３３とトランジスタＭ３４はミラー回路を構成しているので、トランジスタＭ３４のドレイン電流Ｉ３４は、抵抗Ｒ３２を流れる電流Ｉ３２と等しくなる。トランジスタＭ３４のドレインは、トランジスタＭ３５のドレインに接続されているので、トランジスタＭ３４のドレイン電流Ｉ３４が、トランジスタＭ３５のドレイン電流になる。
【００５２】
トランジスタＭ３５とトランジスタＭ３６はミラー回路を構成しているので、トランジスタＭ３６のドレイン電流Ｉ３５は、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＭ３５のドレイン電流Ｉ３４と等しくなる。基準電流発生回路３０からは、トランジスタＭ３２のドレイン電流Ｉ３３とトランジスタＭ３６のドレイン電流Ｉ３５の差分電流Ｉ３０が出力される。差分電流Ｉ３０は、次式（１４）で与えられる。
Ｉ３０＝Ｉ３３−Ｉ３５＝Ｉ３１−Ｉ３２……（１４）
【００５３】
式（１４）に式（１２）及び式（１３）を代入すれば、次式（１５）が得られる。
Ｉ３０＝Ｖｘ（Ｋｂ−Ｋａ）（Ｔ−Ｔ０）／[Ｒ０{１＋（Ｋｂ＋Ｋａ）（Ｔ−Ｔ０）＋ＫｂＫａ（Ｔ−Ｔ０）２}]……（１５）
ここで、使用時の温度範囲で、次式（１６）を満足するように抵抗Ｒ３１の温度係数Ｋａと抵抗Ｒ３２の温度係数Ｋｂを設定することが好ましい。
【００５４】
１≫（Ｋｂ＋Ｋａ）（Ｔ−Ｔ０）＋ＫｂＫａ（Ｔ−Ｔ０）２……（１６）
式（１６）をほぼ満足する範囲では、式（１５）は次式（１７）のように近似できる。
Ｉ３０＝Ｖｘ（Ｋｂ−Ｋａ）（Ｔ−Ｔ０）／Ｒ０……（１７）
式（１７）からも分かるように、出力電流Ｉ３０は、Ｔ＝Ｔ０のときに０（零）になり、差分電流Ｉ３０の温度変化率（ｄＩ３０／ｄＴ）は、次式（１８）で与えられる。
ｄＩ３０／ｄＴ＝Ｖｘ（Ｋｂ−Ｋａ）／Ｒ０  ……（１８）
【００５５】
式（１８）からも分かるように差分電流Ｉ３０の温度変化率（ｄＩｏｕｔ／ｄＴ）つまり温度依存特性は、可変電圧源Ｖ３１の出力電圧Ｖｘを変化させることにより任意に調整することができる。
【００５６】
そこで、本実施形態では、可変電圧源Ｖ３１の出力電圧Ｖｘを調整し、差分電流ｌ３０の温度依存特性を、電流検出対象の電気素子及び増幅回路２０における温度依存特性を打ち消す特性に設定している。
【００５７】
差分電流Ｉ３０は、トランジスタＭ４１のドレインに入力される。トランジスタＭ４２、トランジスタＭ４３及びトランジスタＭ４４のドレイン電流は、差分電流Ｉ３０と等しくなる。一方、トランジスタＭ４２のドレインは、トランジスタＭ４５のドレインに接続されているので、各トランジスタＭ４５〜Ｍ４７のドレイン電流も、差分電流Ｉ３０と等しくなる。
【００５８】
トランジスタＭ４３，Ｍ４４，Ｍ４６，Ｍ４７のドレイン電流は、定電流源ＣＳ２１〜ＣＳ２４の出力電流であり、抵抗Ｒ２１或いはＲ２２を流れることで差動増幅部２０ａにおける増幅率を設定する制御電流になる。これらの制御電流は、差分電流Ｉ３０の温度依存特性を持ち、電流検出対象の電気素子の温度依存特性と増幅回路２０における温度依存特性を打ち消す。そのため、増幅回路２０が出力する検出信号Ｓｏｕｔが、温度に依存して変化しないものとなる。即ち、検出信号Ｓｏｕｔは、電気素子に流れる電流に相当する信号になると共に、温度変化によって変化しない精度の高い信号になる。
【００５９】
尚、本発明の電流検出回路は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。その変形例と、本発明の電流検出回路の種々の使用法とを記す。
【００６０】
（１）  電流検出対象の電気素子としては、電流変化に応じて電圧降下が変化する電気素子であればよく、一般的な電気素子や、半導体素子としての抵抗、トランジスタ、ダイオード等が考えられる。
図４は、電源装置の出力段を示した回路図である。
図４のように、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタＭ５１，Ｍ５２と、インダクタＬ５１と、コンデンサＣ５１と、ダイオードＤ５１とを備える電源装置の出力段において、トランジスタＭ５２を流れる電流を検出する場合には、トランジスタＭ５２のドレイン、ソースに、図１及び図２に示した電流検出回路の入力端子Ｖｉｎ１、Ｖｉｎ２を接続する。
【００６１】
尚、トランジスタＭ５１とトランジスタＭ５２は独立してオン、オフし、双方がオフ状態の時は、ダイオードＤ５１を介してインダクタンスＬ５１とコンデンサＣ５２に電流を流している。従って、トランジスタＭ５２を流れる電流を検出する場合には、トランジスタＭ５２がオンしている期間に、ドレイン、ソース間の電圧をサンプリングして電流値を求める。
【００６２】
電流検出対象の電気素子が抵抗の場合には、その両端に入力端子Ｖｉｎ１、Ｖｉｎ２を接続する。電流検出対象の電気素子がダイオードの場合には、そのアノードとカソードとに入力端子Ｖｉｎ１、Ｖｉｎ２を接続する。電流検出対象の電気素子がバイポーラトランジスタの場合には、そのコレクタとエミッタに入力端子Ｖｉｎ１、Ｖｉｎ２を接続する。
【００６３】
（２）電流検出対象の電気素子の代わりに、複数の素子からなる電気回路に流れる電流を検出してもよい。
【００６４】
（３）上記実施形態では、検出信号Ｓｏｕｔにおける温度依存特性をなくしたが、所定の温度依存特性を持たせることも可能である。
【００６５】
（４）基準電流検出回路３０における抵抗Ｒ３１，Ｒ３２を、電流検出対象の電気素子と同じ種類の素子に変更することが可能である。このようにすると、検出信号Ｓｏｕｔにおける温度依存特性を広範囲で打ち消しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態に係る電流検出回路を示す構成図である。
【図２】図１中の増幅回路の構成例を示す回路図である。
【図３】増幅率設定部の回路例を示す図である。
【図４】電源装置の出力段を示した回路図である。
【符号の説明】
【００６７】
２０      増幅回路
２０ａ    差動増幅部
２０ｂ    増幅率設定部
２０ｃ    増幅率設定部
３０      基準電流発生回路
Ｖｉｎ１，Ｖｉｎ２    入力端子
Ｓｏｕｔ              検出信号
【図１】
0004501555.tif 000002
【図２】
0004501555.tif 000003
【図３】
0004501555.tif 000004
【図４】
0004501555.tif 000005