CN1278423C - 具有电压反馈电路的半导体器件及利用它的电子设备 - Google Patents

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Abstract

当在半导体器件中使用双线的时候 检测两条线路中的一条的开放故障是很困难的。试图利用弱电流来执行这一检测，并改善半导体器件的负载调节。在IC芯片中并入串联调节器。在输入引脚上施加电池电压。组成调节器的晶体管的输出通过输出衰减器出现在输出引脚。输出电压的反馈信号出现在分压电阻的一端。输出衰减器通过保护电阻或者二极管连接到反馈衰减器。

Description

具有电压反馈电路的半导体器件及利用它的电子设备
技术领域
本发明涉及在其中具有反馈输出电压的电压反馈电路的半导体器件，还涉及利用这种半导体器件的电子设备。
背景技术
例如，日本公开的专利申请第2001-274332号公开了利用装备有恒定电压输出电路的IC芯片的半导体器件，在其中，除了输出端衰减器(pad)之外，在IC芯片上安装有反馈端衰减器并且这些衰减器通过它们各自的接合线连接到半导体器件的输出引脚以便于改善负载调节(输出电压-输出电流特性曲线)。
在这个传统的半导体器件中，半导体器件的输出引线处的输出电压被作为反馈电压反馈到恒定电压输出电路。因此，反馈电压不包括将IC芯片的输出端衰减器连接到输出引脚的接合线中的电压降，因此，通过电压降的数量来改善负载调节。
然而，在这些传统的半导体器件中，IC芯片的输出端衰减器和反馈端衰减器分别连接到输出引线，因此如果因为故障连接或者断线而导致反馈端衰减器和输出引线之间的连接切断，则将不能进行反馈。
在这样的情况中，恒定电压输出电路确定输出电压为零，并且工作以便提高输出电压。结果，从半导体器件输出能够损坏负载器件的最高输出电压。
当从半导体器件提供到负载的电流太大或者从半导体器件到负载的距离太长的时候，所得到的电压降将使负载的输入端处的负载调节恶化。
发明内容
本发明已经考虑到了前述的情况，因此本发明的目的是提供半导体器件和装备了这样的半导体器件的电子设备，所述半导体器件包括反馈电路，以防止由于反馈电路的故障连接而导致的输出电压中产生的任何不正常，以及改善负载调节。
依据本发明的半导体器件包括：IC芯片；和保护电阻，其连接在输出衰减器和反馈衰减器之间。所述IC芯片包括：控制电路，其根据输入信号和在其中反馈输出电压的反馈信号来控制输出电压；输出衰减器，用于输出输出电压；和反馈衰减器，用于输入反馈信号。
依据本发明的电子设备包括：(1)半导体器件，该半导体器件包括：IC芯片、连接到输出衰减器的输出端、和连接到反馈衰减器的反馈端，所述IC芯片包括：控制电路，其根据输入信号和在其中反馈输出电压的反馈信号来控制输出电压；输出衰减器，用于输出输出电压；反馈衰减器，用于输入反馈信号；和保护电阻，其连接在输出衰减器和反馈衰减器之间；(2)包括输入端的负载器件；(3)输出互联，其将所述负载器件的输入端与输出端相连接，并且将所述半导体器件的输出提供给所述负载器件；和(4)反馈互联，其将所述负载器件的输入端或所述输出互联与反馈端相连接，并将提供给所述负载器件的电压反馈到所述半导体器件。
依据本发明的另一个实施例的电子设备包括：(1)半导体器件，该半导体器件包括：IC芯片、连接到输出衰减器的输出端、和连接到反馈衰减器的反馈端；所述IC芯片包括：控制电路，其根据输入信号和在其中反馈输出电压的反馈信号来控制输出电压；输出衰减器，用于输出输出电压；和反馈衰减器，用于输入反馈信号；(2)包括输入端的负载器件；(3)输出互联，其将所述负载器件的输入端与输出端相连接，并且将所述半导体器件的输出提供给所述负载器件；(4)反馈互联，其将所述负载器件的输入端或所述输出互联与反馈端相连接，并将提供给所述负载器件的电压反馈到所述半导体器件；和(5)保护电阻，其连接在所述输出互连和所述反馈互连之间。
依据本发明的另一个优选实施例的半导体器件包括：IC芯片，其包括第一衰减器和第二衰减器；和终端，其连接到第一衰减器和第二衰减器两者，其中通过二极管将连接到所述第一衰减器的第一信号和连接到所述第二衰减器的第二信号相耦合。
当导致线路开放故障的时候，连接到第一或者第二信号的电路停止在IC芯片中的操作。同样的，当执行下降电压测试或者利用低电源电压的测试的时候，由于正向压降或者二极管的Vf使得误差比在正常情况中更早的出现，因此能够检测到故障。利用一个或者多个二极管允许即使使用弱电流也能执行测试。
当在这个半导体器件中的终端是输入终端的时候，半导体器件还可以包括：控制电路，当电源电压施加到输入端时，其从电源电压中产生目标电压；和输出端，输出由此产生的目标电压，可以构建所述控制电路，以至于由第一信号和第二信号两个系统来接收电源电压，从而通过所述的两个系统产生目标电压。
当在这个半导体器件中的终端是输出终端的时候，依据另一个优选实施例的半导体设备还可以包括：向其施加了预定的电源电压的输入端；和控制电路，其从电源电压产生目标电压，其中目标电压可以被施加到第一信号或者第二信号之一。
依据本发明的另一个优选实施例的半导体设备包括：向其施加了预定的电源电压的输入端；控制电路，其从电源电压产生目标电压；和输出端，其输出由此产生的目标电压，其中在IC芯片一侧，提供了多个由所述输入端和所述输出端的至少一个使用的衰减器，以便于对所述输入端和所述输出端的至少一个和具有双重的信号传输通道，并且因此其中在双重的信号传输通道之间耦合有一个二极管。
依据本发明的另一个优选实施例还涉及电子设备。这个电子设备装备了半导体器件和负载器件。该半导体器件包括：向其施加了电源电压的输入端；控制电路，其从电源电压产生目标电压；和输出端，其输出由此产生的目标电压。在IC芯片一侧，提供了多个由所述输入端和所述输出端的至少一个使用的衰减器，以便于对所述输入端和所述输出端的至少一个具有双重的信号传输通道，因此其中在所述半导体器件内部的点处或者所述半导体器件和所述负载器件之间通过二极管连接双重的信号传输通道。
应该注意到上述结构组件的任意组合和在方法、设备、系统、计算机程序、记录介质等之间改变的表达都是有效的并且都包括在本发明中。
此外，本发明的这个简述没有描述全部的必要特征，因此本发明还可以是这些所述特征的子组合。
附图说明
图1显示了依据本发明的第一实施例的半导体器件的结构。
图2显示了依据本发明的第二实施例的半导体器件的结构。
图3显示了依据本发明的第三实施例的电子设备的结构。
图4显示了依据本发明的第四实施例的半导体器件的结构。
图5显示了依据本发明的第五实施例的电子设备的结构。
图6显示了依据本发明的第六实施例的电子设备的结构。
图7显示了依据本发明的第七实施例的BTL配置的音频信号输出设备的结构。
图8显示了依据本发明的第八实施例的半导体器件的结构。
图9显示了在依据第八实施例的半导体器件中线路开放故障的检测原则。
图10显示了依据本发明的第九实施例的半导体器件的结构。
图11显示了依据本发明的第十实施例的半导体器件的结构。
图12显示了依据本发明的第十一实施例的半导体器件的结构。
图13显示了依据本发明的第十二实施例的电子设备的结构。
具体实施方式
现在将根据下面的实施例来描述本发明，这些实施例并不是试图限制本发明的范围而是举例说明本发明。在实施例中描述的全部特征和组合对于本发明来说并非是本质的。
第一实施例
图1显示了依据本发明的第一实施例的半导体器件(IC器件)的结构。在图1中，IC芯片11构成串联调节器。在这个IC芯片11上形成多个衰减器，包括用于从电源中输入输入电压Vi的输入衰减器Pi1、用于输出被电压调整的输出电压Vo的输出衰减器Po1、和用于将已经被输出的输出电压Vo作为反馈电压Vfb来反馈的反馈衰减器Pf1。
作为电压细调元件的P型MOS晶体管Q1被连接在输入衰减器Pi1和输出衰减器Po1之间。保护电阻Rp1连接在输出衰减器Po1和反馈衰减器Pf1之间。如此构建保护电阻Rp1以便于在IC芯片11内部连接输出衰减器Po1和反馈衰减器Pf1。因此，由于断开所产生的故障的可能性非常低。
作为输入信号的参考电压Vref被输入到可操作放大器OP1的反相输入端(-)，并且作为由分压电阻R1和R2划分的反馈电压Vfb的分压反馈电压Vfb’被输入到可操作的放大器OP1的同相输入端(+)。从可操作的放大器OP1中输出对应于在参考电压Vref和分压反馈电压Vfb’之间的差异的电压误差量，并且将该电压误差量提供给晶体管Q1的基极。通过这些可操作的放大器OP1、晶体管Q1和分压电阻R1和R2构成控制电路。
半导体器件21由IC芯片11和包括输入端Pi2(在下文称作输入引脚)和输出端Po2(在下文中称作输出引脚)的多个外部终端构成，所述输入端Pi2和输出端Po2都是引线端(lead terminal)。输入引脚Pi2通过接合线Wi1连接到输入衰减器Pi1，输出引脚Po2通过接合线Wo1连接到输出衰减器Po1。输出引脚Po2还通过接合线Wf1连接到反馈衰减器Pf1。这些接合线通常由薄金(Au)线形成，且它们的电阻值大约是50到100mΩ。
如图1中虚线所示，作为电源的电池BAT连接到输入引脚Pi2，并且提供输入电压Vi(例如，4.5V)。从输出引脚Po2将输出电压Vo(例如3.0V)提供给负载器件31。
在这个半导体器件21中，以参考电压Vref和分压参考电压Vfb’变得彼此相等的方式来执行恒定电压控制。除了输出衰减器Po1之外还提供了反馈衰减器Pf1，并且通过接合线Wf1将反馈衰减器Pf1连接到输出引脚Po2，以便于在输出引脚Po2处的输出电压Vo被反馈作为反馈电压Vfb。结果，在接合线Wo1中的压降(例如，100mV)不影响输出电压Vo，从而改善了负载调节特性。
在依据本发明的另一个布置中，在IC芯片11内部的输出衰减器Po1和反馈衰减器Pf1之间连接保护电阻Rp1。在没有这个被连接的保护电阻Rp1时，如果在反馈衰减器Pf1或者输出引脚Po2处的接合线Wf1脱落，则将损坏或者破坏负载器件31。这是因为故障连接或者由此导致的断开不能反馈并且增加输出电压Vo至接近输入电压Vi。
然而，随着被提供了保护电阻Rp1，即使当接合线Wf1出现了故障连接或者断开的时候，可以通过保护电阻Rp1和分压电阻R1和R2来反馈输出衰减器Po1处的输出电压Vo。因此输出电压Vb中的增加保持低于预定的极限值，并且能够防止负载器件31的损坏和故障。
将这个保护电阻Rp1的电阻值设定为满足一定的条件，包括：1)必须真正精确地反馈出反馈点处(在这个示例中是输出引脚P02)的输出电压Vo，2)在正常反馈故障时不会对于负载器件31造成损坏或者其他麻烦，和3)如果出现正常反馈故障，则能够从输出电压V0中的改变(上升)上来检测出正常反馈。最好是将保护电阻RP1的电阻值设置为使输出电压V0上升大概百分之10到20，所述保护电阻RP1的值实际上是与分压电阻R1和R2的电阻值相关地被确定的。
可以通过装备在IC芯片11上用来比较输出衰减器Po1处的输出电压Vo和参考电压Vref的比较部件或者通过被提供用来简单监控在输出衰减器Po1处的输出电压Vo的监控部件来检测这种正常反馈故障。或者布置可以是在输出引脚Po2处监控输出电压Vo。
以这种方式，能够改进负载调节而不用考虑在连接输出衰减器Po1和输出引脚Po2的接合线Wo1中的任何压降，并且能够防止由于电压反馈通路的故障连接而引起的输出电压Vo中的非正常增加。
第二和第三实施例
图2显示了依据本发明的第二实施例的半导体器件的结构。图3显示了依据本发明第三实施例的、利用如在图2中所示的半导体器件的电子设备的结构。
在如图2中所示的半导体器件22中，提供了反馈端Pf2(在下文中被称作反馈引脚)并且通过接合线Wf1将其连接到反馈衰减器Pf1。因此在半导体器件22外部，反馈引脚Pf2被连接到连接至输出引脚Po2的输出线上，以便于反馈一个反馈电压Vfb。这个半导体器件22在反馈通路的形成方式上不同于如图1中所示的半导体器件21。其他的结构与如图1中所示的相同。
在如图3中所示的电子设备40中，在印制电路板41(在下文中被称作PCB)上装备了半导体器件22和负载器件31。半导体器件22的输出引脚Po2和负载器件31的输入端通过作为在PCB 41上形成的图形线路的输出线Lo而彼此连接。半导体器件22的反馈引脚Pf2和输出线Lo的靠近负载器件31的邻近点N通过作为图形线路的反馈线Lf而彼此连接。在这个邻近点N处的输出电压Vo被反馈到反馈衰减器Pf1。这里应该注意到反馈线Lf可以连接到负载器件31的输入端来代替连接到邻近点N。输入引脚Pi2通过图形线路连接到输入电压Vi的电源点。
在如图3中所示的电子设备中，反馈在负载器件31的输入端附近的邻近点N处的输出电压Vo，以便于在邻近点N处的输出电压Vo不会被在半导体器件22和负载器件31之间的输出线Lo中的任何压降所影响。因此，即使当半导体器件22和负载器件31之间的距离很长的时候或者即使当从半导体器件22提供到负载器件31的电流非常大的时候，可以给负载器件31提供预定电压而不会损坏负载调节。
当从负载器件31的邻近点N反馈输出电压Vo的时候，不但由于半导体器件22内部的接合线Wf1等的断开所导致的故障连接有较高的可能性，而且由于反馈引脚Pf2和反馈线Lf的故障焊接或者用于反馈线Lf的图形线的断开而导致的反馈通路中的故障连接也具有较高的可能性。
然而，依据本发明，在IC芯片12内部的输出衰减器Po1和反馈衰减器Pf1之间连接了保护电阻Rp1，因此像保护电阻Rp1断开这样的故障具有很小的可能性。换句话说，即使当已经出现了由于故障接触或者在任何反馈通路中的断开而导致的故障连接的时候，通过保护电阻Rp1和分压电阻R1和R2以与图1的半导体器件中相同的方式来反馈输出衰减器Po1处的输出电压Vo，由此在输出电压Vo中的增长保持低于预定的极限值。因此，能够防止负载器件31的损坏和故障。
如上所述，能够通过在负载器件31周围定位输出电压Vo的反馈点(也就是邻近点N)并且同时在反馈通路的控制电路一侧装备保护电阻Rp1来实现负载调节的改善和防止在反馈通路中故障连接的有效保护。
第四和第五实施例
图4显示了依据本发明的第四实施例的半导体器件的结构。图5显示了依据本发明的第五实施例的、利用如图4中所示的半导体器件的电子设备的结构。
如图4中所示的半导体器件23与如图2中所示的半导体器件22的不同之处在于输出衰减器Po1和反馈衰减器Pf1之间没有装备保护电阻Rp1。其他结构与如图2中所示的相同。
如图5中所示的电子设备40A与如图3中所示的电子设备40的不同之处在于在PCB 42上的输出线Lo和反馈线Lf之间连接保护电阻Rp1。其他结构与如图3中所示的相同。
在图5中，从保护的观点来看在输出线Lo和反馈线Lf之间尽可能的将保护电阻Rp1连接得靠近半导体器件是更可取的。此外，保护电阻Rp1可以连接到输出引脚Po2和反馈引脚Pf2。
在如图5中所示的电子设备40A中，在半导体器件23外部提供保护电阻Rp1，因此对于在接合线Wf1中的故障或者开放连接(open connection)没有保护。然而，即使对于用于保护电阻Rp1的未处理的IC芯片13，可以在PCB 42上按照规定连接保护电阻Rp1，来提供对于在半导体器件23外部的反馈通路中开放连接的保护。
因此，能够以与图3的电子设备相同的方式来实现负载调节的改善和对于在反馈通路中故障连接的有效保护。
第六实施例
图6显示了依据本发明第六实施例的电子设备的结构。图6显示了应用在诸如可折叠的便携式电话这样的折叠类型电子设备中的本发明的示例。
在折叠类型电子设备50中，在可折叠的结构的一半中装备包括如图2中所示的半导体器件22的PCB 43，在另一半中装备包括负载器件31的PCB 44，PCB43和44通过可折叠的接头51彼此折叠连接。参考数字52显示一个天线。
此外，以与图3的电子设备相同的方式，半导体器件22和负载器件31通过输出线Lo和反馈线Lf彼此连接。通过连接器C1、软线FLX和连接器C2实现在折叠接头51处的连接。
对于折叠结构的电子设备50，从半导体器件22到负载器件31的反馈距离趋向于变长并且此外折叠接头51处的机械结构经常导致电子连接中可靠性的损失。
对于这种类型的可折叠电子设备50，本发明的应用证明了在实现负载调节的改善和防止反馈通路中故障连接的有效保护方面是更有效的。
在到现在为止所描述的优选实施例中，已经将串联调节器作为示例描述了IC芯片11、12和13的控制电路。然而，本发明不但可以应用于串连调节器而且还可以应用于诸如开关调节器和电荷泵类型的调节器的其他调节器。此外，本发明能够广泛的应用于音频输出放大器和包括电压反馈电路的其他设备。
第七实施例
图7显示了依据本发明的第七实施例的BTL(小型平衡变压器，balancedtransformer-less)配置的音频信号输出设备的结构。
在图7中，IC芯片14表示BTL配置的输出放大器。在这个IC芯片14上形成多个衰减器，包括用于输入输入信号Si的输入衰减器Ps1、用于输出正侧输出信号的输出衰减器Po3、用于反馈已经外部输出的正侧输出信号的反馈衰减器Pf3、用于输出负侧输出信号的输出衰减器Po5、和用于反馈已经外部输出的负侧输出信号的反馈衰减器Pf5。
在输出衰减器Po3和反馈衰减器Pf3之间连接保护电阻Rp2，在输出衰减器Po5和反馈衰减器Pf5之间连接保护电阻Rp3。
输入信号Si被输入到可操作放大器OP2的同相输入端(+)。通过电阻R3和R4分压在反馈衰减器Pf3处的反馈电压和参考偏压Vb之间的电压以后获得的电压被输入到可操作放大器OP2的反相输入端(-)。从可操作放大器OP2输出对应于输入信号Si和分压的电压之间的差异的电压误差量，并且提供给输出衰减器Po3。
参考偏压Vb被输入到可操作放大器OP3的同相输入端(+)。通过电阻R5和R6分压在反馈衰减器Pf5处的反馈电压和可操作放大器OP2的输出电压之间的电压以后获得的电压被输入到可操作放大器OP3的反相输入端(-)。
半导体器件24由IC芯片14和多个外部终端构成，所述外部终端包括作为引线端的信号输入引脚Ps2，正侧输出引脚Po4，正侧反馈引脚Pf4，负侧输出引脚Po6和负侧反馈引脚Pf6。引脚Ps2、Po4、Pf4、Po6和Pf6通过它们各自的接合线Ws1、Wo2、Wf2、Wo3和Wf3分别连接到衰减器Ps1、Po3、Pf3、Po5和Pf5。
可替代的，可以除去正侧反馈引脚Pf4和负侧反馈引脚Pf6，并且可以通过接合线Wf2和Wf3将衰减器Pf3和Pf5分别连接到引脚Po4和Po6。
在这个BTL配置的音频信号输出设备中，如图7中虚线所示，扬声器SP连接到正侧输出引脚Po4和负侧输出引脚Po6，并因此是BTL驱动。
如果在如图7中所示的音频信号输出设备中没有装备保护电阻Rp2和Rp3，则例如由于接合线Wf2断开而导致的反馈通路中的中断导致可操作放大器OP2和OP3的输出电压对于上限和下限分别偏移。结果，最大电流将保持流过连接在正侧输出引脚Po4和负侧输出引脚Po6之间的扬声器SP。
然而，依据本发明，提供了保护电阻Rp2和Rp3，因此在反馈通路中将不会出现中断并且将只有AC增益中的变化。因此，将不会有大电流流过而损坏扬声器SP。
通过实现依据本发明的半导体器件或者电子设备，能够改善负载调节而不用考虑在连接输出衰减器和输出端的线路中和输出线路中的任何压降，并且能够防止由于在电压反馈通路中故障连接而在输出电压中产生的异常。
第八实施例
本发明的第八实施例与上述其他实施例的不同之处在于其利用二极管来有效的检测双线中的一条线路的开放故障。日本已经公开的专利申请第Heill-111785号公开了用于检测由于连接在衰减器之间的电阻的开路故障而引起的电阻值中的改变的技术。然而，依据此技术，不能确定故障，除非通过提供相对大的测试电流而产生了压降。然而，一些测试者不能提供大电流，所以期望在故障检测中能够使用弱电流来避免由于测试电流而在线路上的任何重负载。另一方面，根据本实施例，提供了一种即使使用弱测试电流也能完成故障判断的半导体器件。
图8显示了依据本发明的第八实施例的半导体器件的电路。第八实施例与第一实施例的电路的不同之处在于利用二极管来替代保护电阻。PMOS类型的晶体管Q1连接在输入衰减器Pi1和输出衰减器Po1之间。连接在输出衰减器Po1和反馈衰减器Pf1之间的是其正相是从前到后的第一二极管D1和其正相与该处相反的第二二极管D2。应该注意到这里可以忽略第二二极管D2，因为它不用于如后面将会提到的线路的开放故障的检测。在下文中，第一和第二二极管D1和D2共同被简称为二极管。
图9显示了线路开放故障的检测原则。在测试中，将从零逐步增加的电压(下文中称作“测试输入电压”并且用Vti表示)施加到输入端Pi2，同时观察出现在输出端Po2的电压(下文中称作“测试输出电压”并且用Vto表示)。坐标图显示了Vto与Vti关系的特性，当被测试器件正常时如粗实线(a)中所示，当输出线Wo1断开时如虚线(b)中所示，当反馈线Wf1断开时如点划线(c)中所示。两条线重合的地方，为了清楚起见用两条分开的线来显示它们。
1)器件正常的情况
Vto不进行其有效的显示，直到Vti＝V0。当晶体管Q1开始工作的时候，V0等于源-漏极电压或者Vds。然后Vto线性增加直到Vto＝Vfb。在那以后，Vto在Vto＝Vfb处保持恒定。
2)输出线Wo1断开的情况
Vto不进行其有效的显示直到Vti＝V0+Vf。Vf是晶体管Q1的正向压降，因为Vto从晶体管Q1的漏极出来，通过第一晶体管D1和反馈线路Wf1出现在输出端Po2。因此，在这个下降电压测试中能够检测出故障。
3)反馈线路Wf1断开的情况
当Vti＝V0的时候Vto进行其有效的显示。之后，Vto以与上述(1)中相同的方式线性增加。然而，Vto不在Vto＝Vfb处停止，而是保持增加直到Vto＝Vfb+Vf。从那时起，Vto在相同的电平上保持恒定因为当输出电压已经通过第一晶体管D1的时候Vfb’表现为电压。因此，在这个下降电压测试中也能够检测出故障。
除了上述之外，还有可能导致输入线路Wi1的开放故障。在这样的情况中，检测是容易的，因为Vto不随着Vti的改变而显示。
如已经描述的，通过实现由第八实施例所实现的在其中利用二极管的结构，可以通过利用二极管和弱电流的测试来实现线路开放故障的检测。此外，即使当一条线路断开的时候，二极管使输出电压和反馈电压维持在相对接近彼此的值上，以便于降低过大的输入电压导致损坏负载器件31的可能。
第九实施例
图10显示了依据本发明的第九实施例的半导体器件的电路。在下文，与第八实施例的那些基本相同的结构用相同的参考数字来标明，并由此适当省略对其的描述。第九实施例与第八实施例的不同之处在于有两个晶体管被用于调节器。以与第八实施例中相同的方式来放置第一晶体管Q1。附加的第二晶体管Q2的基极、源极和漏极也与第一晶体管Q1的那些相同，并且被连接。因此，第二晶体管Q2以与第一晶体管Q1相同的方式起作用。在这个第九实施例中，两个晶体管的布置能够确保必要的驱动能力，即使每个晶体管在尺寸上相对较小。由依据第九实施例的结构来实现的线路开放故障的检测与第八实施例中的相同。
第十实施例
图11显示了依据本发明的第十实施例的半导体器件的电路。在下文，与第九实施例的那些基本相同的结构用相同的参考数字来标明，并适当省略对其的描述。第十实施例与第九实施例的不同之处在于在输入侧而不是输出侧上装备了两个衰减器，并且在该侧上装备了二极管。因此，这个第十实施例的结构是控制电路，通过两个系统或者两个衰减器来接收电池电压从而产生目标电压。参考图11，第二输入衰减器Pila是新装备的，并且通过线路连接到输入端Pi2。另一方面，不使用反馈衰减器Pf1，也不使用第一和第二二极管D1和D2，并且第一和第二晶体管Q1和Q2两者的漏极直接连接到输出衰减器Po1。第一晶体管Q1的源极与在第九实施例中的相同，而第二晶体管Q2的源极连接到新安装的输入衰减器Wila。连接在第二晶体管Q2的漏极和第一晶体管Q1的漏极之间的是其正方向是从前到后的第三二极管D3和其正方向与此相反的第四二极管D4。在依据本发明实施例的这种布置中，如下检测线路开放故障：
(1)新安装的输入线路Wila断开的情况：
因为第二晶体管Q2的源极电压从Vti下降与第四二极管D4的正向压降Vf同样多的量，第二晶体管Q2的“开”的比例变得更小。结果，就总体来看IC芯片11的驱动能力下降，因此能够通过监控在输出端Po2的驱动电流来检测线路开放故障。即使当线路Wila断开的时候，使第二晶体管Q2工作在某种程度上能够防止过量负载对第一晶体管Q1的影响。
(2)从开始就存在的输入线路Wi1断开的情况：
能够通过与上述(1)类似的方法来检测线路开放故障。
(3)原始线路Wo1断开的情况：
检测是容易的，因为Vto不随着Vti的变化而显示。
第十一实施例
图12显示了依据本发明的第十一实施例的半导体器件的电路。在这个结合了第九个和第三实施例的第十一实施例中，在输入侧和输出侧的每一个装备了两个衰减器。也就是说，在输入侧上的结构与第十实施例的相同，在输出侧上的结构与第九实施例的相同。因此，能够以与第十实施例中相同的方式来检测输入侧上的开放线路故障，能够以与第九实施例中相同的方式来检测输出侧上的开放线路故障。
第十一实施例具有与第九和第三实施例相同的有利效果。首先，依据本发明的结构实现了用弱电流检测开放线路故障。此外，即使当在输出侧的线路断开的时候，几乎不导致负载器件31的损坏。而且，即使当输入侧线路断开的时候，几乎不可能两个晶体管都承受过载。在输入侧和输出侧上都具有双重通道的第十一实施例适用于大电流驱动。
第十二实施例
图13是显示装备了依据第八实施例的半导体器件的电子设备40的概念结构的图。这里，装备在依据第八实施例的半导体器件21内部的二极管现在装备在半导体器件21的外部。此外，尽管在第八实施例中输出引脚Po2还作为反馈引脚，在这个第十二实施例中重新装备了反馈引脚Pf2。
在电子设备40中的印制电路板41上安装半导体器件21和负载器件31。半导体器件21的输出端Po2和负载器件31的输入端通过在印制电路板41上形成的输出线Lo而彼此连接。半导体器件21的专用反馈引脚Pf2和输出线Lo上的点N通过反馈线Lf彼此连接。输入电压Vi通过图形线路施加到输入端Pi2。第一二极管D1以从输出线Lo朝着反馈线Lf的方向连接在印制电路板41上，第二二极管D2以相反的方向连接。
通过实现上述结构，即使当二极管不装备在半导体器件21的内部，也很容易实现与在第八实施例中相同的有利效果，也就是负载器件31的保护和开放线路故障的检测。依据本发明，不但可以检测出在PCB软件包测试过程中半导体器件21中的开放线路故障，而且可以检测出由于在印制电路板41上半导体器件21的安装中输出引脚Po2或者专用反馈引脚Pf2的故障焊接而导致的开放线路故障。
已经根据仅作为示例的实施例描述了本发明。本领域的技术人员应该理解存在着上述每个部件和过程的组合的其他各种变化，并且这些变化都包括在本
发明的范围中。
在上述实施例中，将MOS晶体管用作一个示例。理所当然的，晶体管还可以是双极型的。
在上述实施例中，控制电路被描述为串联调节器。然而，控制电路还可以装备例如开关调节器或者电荷泵类型的调节器的其他调节器。
尽管已经通过示例实施例的方式描述了本发明，但本领域的技术人员应该理解还可以在不背离由所附的权利要求所定义的本发明的范围的条件下，进行许多改变和代替。

Claims (4)

1.一种半导体器件，包括：
IC芯片，该IC芯片包括：
控制电路，其根据输入信号和在其中反馈输出电压的反馈信号来控制输出电压；
输出衰减器，用于输出输出电压；和
反馈衰减器，用于输入反馈信号；和
保护电阻，其连接在输出衰减器和反馈衰减器之间。
2.一种半导体器件，包括：
IC芯片，该IC芯片包括：
控制电路，其根据输入信号和在其中反馈输出电压的反馈信号来控制输出电压；和
输出衰减器，用于输出输出电压；和
反馈衰减器，用于输入反馈信号；
连接到输出衰减器的输出端；和
连接到反馈衰减器的反馈端，
其中所述IC芯片包括连接在输出衰减器和反馈衰减器之间的保护电阻。
3.一种电子设备，包括：
半导体器件，该半导体器件包括：
IC芯片，该IC芯片包括：
控制电路，其根据输入信号和在其中反馈输出电压的反馈信号来控制输出电压；
输出衰减器，用于输出输出电压；
反馈衰减器，用于输入反馈信号；和
保护电阻，其连接在输出衰减器和反馈衰减器之间；和
连接到输出衰减器的输出端；和
连接到反馈衰减器的反馈端；
包括输入端的负载器件；
输出互联，其将所述负载器件的输入端与所述输出端相连接，并且将所述半导体器件的输出提供给所述负载器件；和
反馈互联，其将所述负载器件的输入端或所述输出互联与反馈端相连接，并将提供给所述负载器件的电压反馈到所述半导体器件。
4.一种电子设备，包括：
半导体器件，该半导体器件包括：
IC芯片，该IC芯片包括：
控制电路，其根据输入信号和在其中反馈输出电压的反馈信号来控制输出电压；
输出衰减器，用于输出输出电压；
反馈衰减器，用于输入反馈信号；和
连接到输出衰减器的输出端；和
连接到反馈衰减器的反馈端；
包括输入端的负载器件；
输出互联，其将所述负载器件的输入端与所述输出端相连接，并且将所述半导体器件的输出提供给所述负载器件；和
反馈互联，其将所述负载器件的输入端或所述输出互联与反馈端相连接，并将提供给所述负载器件的电压反馈到所述半导体器件；和
保护电阻，其连接在所述输出互连和所述反馈互连之间。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3759135B2 (ja) * 2003-09-12 2006-03-22 ローム株式会社 半導体装置および電子装置
US20050248358A1 (en) * 2004-05-07 2005-11-10 The Lubrizol Corporation, A Corporation Of The State Of Ohio Method for on-line monitoring of condition of non-aqueous fluids
US7514911B2 (en) * 2004-05-13 2009-04-07 Marvell World Trade Ltd. Voltage regulator feedback protection method and apparatus
US7259575B2 (en) * 2005-04-08 2007-08-21 The Lubrizol Corporation Method for on-line fuel-dilution monitoring of engine lubricant
KR20080064564A (ko) * 2007-01-05 2008-07-09 삼성전자주식회사 인쇄 회로 기판 및 그를 포함하는 액정 표시 장치
JP5405785B2 (ja) 2008-09-19 2014-02-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP6056299B2 (ja) * 2012-09-13 2017-01-11 富士電機株式会社 半導体装置とワイヤオープン不良の検出方法
TWI566347B (zh) * 2014-03-24 2017-01-11 智原科技股份有限公司 積體電路
TWI634340B (zh) * 2016-12-30 2018-09-01 友達光電股份有限公司 積體電路結構、顯示器件模組及其檢測方法
TWI701443B (zh) * 2019-09-11 2020-08-11 佑華微電子股份有限公司 可偵測不同電壓之電壓偵測電路架構
CN112309995B (zh) * 2019-10-30 2023-05-30 成都华微电子科技股份有限公司 电压调整器陶瓷管壳、封装结构及其制造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000022456A (ja) * 1998-06-26 2000-01-21 Nec Ic Microcomput Syst Ltd 半導体集積回路
US6674304B1 (en) * 1999-02-26 2004-01-06 Motorola Inc. Output buffer circuit and method of operation

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