JP2000299928A - Power supply control device and semiconductor device - Google Patents
Power supply control device and semiconductor deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電源供給制御装置
及びこれに用いる半導体装置に係り、特に直流モータを
正,逆両方向に回転制御出来るHブリッジ型の電源供給
制御装置に好適な半導体装置に関する。The present invention relates to a power supply control device and a semiconductor device used for the same, and more particularly to a semiconductor device suitable for an H-bridge type power supply control device capable of controlling the rotation of a DC motor in both forward and reverse directions. .
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の電源供給制御装置に用いる半導体
装置(電力用半導体装置)としては、例えば図10に示
すようなものがある。図10に示す電源供給制御装置
は、自動車においてバッテリからの電源を選択的に各負
荷に供給して、負荷への電力供給を温度センサ内蔵トラ
ンジスタQFにより制御する装置である。図10に示す
電源供給制御装置は、出力電圧VBを供給する電源10
1にシャント抵抗RSの一端が接続され、その他端に温
度センサ内蔵トランジスタQFのドレイン端子Dが接続
されている。更に、温度センサ内蔵トランジスタQFの
ソース端子Sには、負荷102が接続されている。ここ
で、負荷102としては、自動車のヘッドライトやパワ
ーウィンドウの駆動モータ等々該当する。図10に示す
電源供給制御装置は、更に、シャント抵抗RSを流れる
電流を検出してハードウェア回路により温度センサ内蔵
トランジスタQFの駆動を制御するドライバ901と、
ドライバ901でモニタした電流値に基づいて温度セン
サ内蔵トランジスタQFの駆動信号をオン/オフ制御す
るA/D変換器902及びマイコン(CPU)903と
を備えている。温度センサ内蔵トランジスタQFは、半
導体チップの温度が規定以上の温度まで上昇した場合に
は、内蔵するゲート遮断回路によって導通状態を強制的
にオフ制御する過熱遮断機能を備えている。2. Description of the Related Art As a semiconductor device (power semiconductor device) used in a conventional power supply control device, there is, for example, one shown in FIG. The power supply control device shown in FIG. 10 is a device that selectively supplies power from a battery to each load in an automobile and controls power supply to the load by a transistor QF with a built-in temperature sensor. The power supply control device shown in FIG. 10 includes a power supply 10 for supplying an output voltage VB.
1 is connected to one end of the shunt resistor RS, and the other end is connected to the drain terminal D of the temperature sensor built-in transistor QF. Further, a load 102 is connected to the source terminal S of the transistor QF with a built-in temperature sensor. Here, the load 102 corresponds to a headlight of an automobile, a drive motor of a power window, and the like. The power supply control device illustrated in FIG. 10 further includes a driver 901 that detects a current flowing through the shunt resistor RS and controls driving of the temperature sensor built-in transistor QF by a hardware circuit.
An A / D converter 902 and a microcomputer (CPU) 903 for controlling on / off of a drive signal of a transistor QF with a built-in temperature sensor based on a current value monitored by a driver 901 are provided. The transistor QF with a built-in temperature sensor has an overheat cutoff function of forcibly turning off the conduction state by a built-in gate cutoff circuit when the temperature of the semiconductor chip rises to a temperature equal to or higher than a specified value.
【0003】図10において、ZD1は温度センサ内蔵
トランジスタQFのゲート端子Gとソース端子S間を1
2Vに保って、温度センサ内蔵トランジスタQFの真の
ゲートTGに過電圧が印加されようとした場合にこれを
バイパスさせるツェナーダイオードである。ドライバ9
01は、電流モニタ回路としての差動増幅器911,9
13と、電流制限回路としての差動増幅器912と、チ
ャージポンプ回路915と、マイコン903からのオン
/オフ制御信号及び電流制限回路からの過電流判定結果
に基づき、内部抵抗RGを介して温度センサ内蔵トラン
ジスタQFの真のゲートGを駆動する駆動回路914を
備えて構成されている。シャント抵抗RSの電圧降下に
基づき差動増幅器912を介して、電流が判定値(上
限)を超えたとして過電流が検出された場合には、駆動
回路914によって温度センサ内蔵トランジスタQFを
オフ動作とし、その後電流が低下して判定値(下限)を
下回ったら温度センサ内蔵トランジスタQFをオン動作
させる。一方、マイコン903は、電流モニタ回路(差
動増幅器911,913)を介して電流を常時モニタし
ており、正常値を上回る異常電流が流れていれば、温度
センサ内蔵トランジスタQFの駆動信号をオフすること
により温度センサ内蔵トランジスタQFをオフ動作させ
る。なお、マイコン903からオフ制御の駆動信号が出
力される前に、温度センサ内蔵トランジスタQFの温度
が規定値を超えていれば、過熱遮断機能によって温度セ
ンサ内蔵トランジスタQFはオフ動作となる。In FIG. 10, ZD1 is a signal between the gate terminal G and the source terminal S of the transistor QF with a built-in temperature sensor.
This is a Zener diode that bypasses an overvoltage applied to the true gate TG of the temperature sensor built-in transistor QF while keeping it at 2V. Driver 9
01 is a differential amplifier 911, 9 as a current monitor circuit
13, a differential amplifier 912 as a current limiting circuit, a charge pump circuit 915, and a temperature sensor via an internal resistor RG based on an on / off control signal from the microcomputer 903 and an overcurrent determination result from the current limiting circuit. The driving circuit 914 drives the true gate G of the built-in transistor QF. If an overcurrent is detected via the differential amplifier 912 based on the voltage drop of the shunt resistor RS and the current exceeds the determination value (upper limit), the drive circuit 914 turns off the transistor QF with a built-in temperature sensor. Then, when the current decreases below the judgment value (lower limit), the transistor QF with a built-in temperature sensor is turned on. On the other hand, the microcomputer 903 constantly monitors the current via the current monitor circuit (differential amplifiers 911 and 913), and turns off the drive signal of the temperature sensor built-in transistor QF if an abnormal current exceeding a normal value flows. This turns off the temperature sensor built-in transistor QF. Note that if the temperature of the transistor with built-in temperature sensor QF exceeds a specified value before the drive signal of the off control is output from the microcomputer 903, the transistor with built-in temperature sensor QF is turned off by the overheat cutoff function.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電源供給制御装置にあっては、電流検出を行うため
に電力の供給経路に直列接続されるシャント抵抗RSを
必要とした構成であり、近年の負荷の大電流化により、
シャント抵抗の熱損失が無視出来ないという問題点があ
る。However, the above-described conventional power supply control device requires a shunt resistor RS connected in series to a power supply path for current detection. By increasing the load current,
There is a problem that the heat loss of the shunt resistor cannot be ignored.
【0005】又、上述の過熱遮断機能や過電流制御回路
は、負荷102や配線にほぼ完全な短絡状態が発生して
大電流が流れる場合には機能するが、ある程度の短絡抵
抗を持つ不完全短絡などのレアショートを発生して小さ
い短絡電流が流れた場合には機能せず、電流のモニタ回
路を介してマイコン903により異常電流を検出して温
度センサ内蔵トランジスタQFをオフ制御するしかな
く、このような異常電流に対するマイコン制御による応
答性が悪いという事情もあった。The above-described overheat cutoff function and overcurrent control circuit function when a large current flows due to the almost complete short-circuit state occurring in the load 102 or the wiring. It does not function when a small short-circuit current flows due to the occurrence of a rare short-circuit such as a short-circuit, and the microcomputer 903 must detect an abnormal current via a current monitor circuit and control the transistor QF with a built-in temperature sensor to turn off. In some cases, the response by the microcomputer to such an abnormal current is poor.
【0006】又、シャント抵抗RSやA/D変換器90
2、マイコン903等が必要であるため、大きな実装ス
ペースが必要であり、又これらの比較的高価な物品によ
り電源供給制御装置のコストが高くなってしまうという
問題点もある。Also, a shunt resistor RS and an A / D converter 90
2. Since the microcomputer 903 and the like are required, a large mounting space is required, and there is also a problem that the cost of the power supply control device is increased by these relatively expensive articles.
【0007】本発明の目的は、上記従来の問題点や事情
を解決することにあり、シャント抵抗を不要として、あ
る程度の短絡抵抗を持つ不完全短絡などのレアショート
が発生した場合の異常電流に対しても高速応答を可能と
し、集積化が容易なHブリッジ型の電源供給制御装置を
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and circumstances, and eliminates the need for a shunt resistor. An object of the present invention is to provide an H-bridge type power supply control device which enables high-speed response and is easy to integrate.
【0008】本発明の他の目的は、過小電流検出、ラン
プ断線検出、オープン検出等の種々の測定とその制御が
可能なHブリッジ型の電源供給制御装置を提供すること
である。It is another object of the present invention to provide an H-bridge type power supply control device capable of performing various measurements such as undercurrent detection, lamp disconnection detection, and open detection and controlling the same.
【0009】本発明の更に他の目的は、電流検出を行う
ために電力の供給経路に直接接続されるシャント抵抗を
不要として電源供給制御装置の熱損失を抑え、ある程度
の短絡抵抗を持つ不完全短絡などのレアショートが発生
した場合の異常電流に対しても高速応答を可能とし、集
積化が容易で安価なHブリッジ回路に対応可能な半導体
装置を提供することである。Still another object of the present invention is to eliminate the need for a shunt resistor directly connected to a power supply path for current detection, thereby suppressing heat loss of a power supply control device, and providing an imperfect circuit having a certain degree of short-circuit resistance. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device which enables a high-speed response to an abnormal current when a rare short circuit such as a short circuit occurs, and which can be easily integrated and is compatible with an inexpensive H-bridge circuit.
【0010】本発明の更に他の目的は、過小電流検出、
ランプ断線検出、オープン検出等の種々の測定とその制
御が可能なHブリッジ回路に対応可能な半導体装置を提
供することである。Still another object of the present invention is to detect an undercurrent,
An object of the present invention is to provide a semiconductor device which can cope with an H-bridge circuit which can perform various measurements such as lamp disconnection detection and open detection and control thereof.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の第1の特徴は、
第1の主半導体素子を内蔵し、第1の主電極端子、負荷
の第1の端子に接続した第2の主電極端子及び制御電極
端子とを有する第1スイッチング回路と、第2の主半導
体素子を内蔵し、第1の主電極端子、負荷の第2の端子
に接続した第2の主電極端子及び制御電極端子とを有す
る第2スイッチング回路と、負荷の第1の端子に接続し
た第1の主電極、第2の主電極及び制御電極とを有する
第3の主半導体素子と、負荷の第2の端子に接続した第
1の主電極、第2の主電極及び制御電極とを有する第4
の主半導体素子と、第1及び第2スイッチング回路の第
1の主電極端子にそれぞれ接続した第1の主電極、制御
電極、及び基準抵抗に接続した第2の主電極とを有する
基準半導体素子と、第1及び第2の主半導体素子の第2
の主電極にそれぞれアノードを接続した第1及び第2の
分離ダイオードと、第1及び第2の分離ダイオードのカ
ソードに第1の入力端子を接続し、基準半導体素子の第
2の主電極に第2の入力端子を接続した比較器と、第1
及び第2の主半導体素子の制御電極にそれぞれ接続した
第1及び第2のマルチプレクサと、比較器の出力に応じ
て、第1及び第2のマルチプレクサ及び基準半導体素子
の制御電極にそれぞれ制御電圧を供給する制御電圧供給
手段と、第3及び第4の主半導体素子のそれぞれの制御
電極に接続した論理回路とから少なくともなり、第1及
び第2の主半導体素子に流れる異常電流を検知して、異
常電流発生時には第1及び第2の主半導体素子のいずれ
か一方をオン/オフ制御して電流振動を生成し、この電
流振動により、第1及び第2の主半導体素子のいずれか
一方の導通状態を遮断する電源供給制御装置であること
である。A first feature of the present invention is as follows.
A first switching circuit incorporating a first main semiconductor element and having a first main electrode terminal, a second main electrode terminal connected to a first terminal of a load, and a control electrode terminal; and a second main semiconductor. A second switching circuit incorporating the element and having a first main electrode terminal, a second main electrode terminal connected to a second terminal of the load, and a control electrode terminal; and a second switching circuit connected to the first terminal of the load. A third main semiconductor element having one main electrode, a second main electrode, and a control electrode; and a first main electrode, a second main electrode, and a control electrode connected to a second terminal of the load. 4th
And a reference semiconductor element having a first main electrode connected to the first main electrode terminal of the first and second switching circuits, a control electrode, and a second main electrode connected to the reference resistor, respectively. And the second of the first and second main semiconductor elements.
A first input terminal connected to the cathodes of the first and second isolation diodes, and a first input terminal connected to the cathodes of the first and second isolation diodes, and a second input terminal connected to the second main electrode of the reference semiconductor element. A comparator connected to two input terminals;
And a first and second multiplexer connected to the control electrodes of the second and main semiconductor elements, respectively, and a control voltage applied to the control electrodes of the first and second multiplexers and the reference semiconductor element according to the output of the comparator. Detecting at least an abnormal current flowing through the first and second main semiconductor elements, comprising at least a control voltage supply means for supplying and a logic circuit connected to each control electrode of the third and fourth main semiconductor elements; When an abnormal current occurs, one of the first and second main semiconductor elements is turned on / off to generate a current oscillation, and the current oscillation causes conduction of one of the first and second main semiconductor elements. That is, the power supply control device interrupts the state.
【0012】ここで、第1の主半導体素子は、第1スイ
ッチング回路の第1の主電極端子に接続された第1の主
電極、第2の主電極端子に接続された第2の主電極及び
制御電極端子に接続された制御電極とを有する。又、第
2の主半導体素子は、第2スイッチング回路の第1の主
電極端子に接続された第1の主電極、第2の主電極端子
に接続された第2の主電極及び制御電極端子に接続され
た制御電極とを有する。従って、第1及び第2の主半導
体素子の第2の主電極、第3及び第4の主半導体素子の
第1の主電極、及び第1及び第2の端子を有する負荷と
によりフルブリッジ型dc−dcコンバータ、即ち、
「Hブリッジ回路」が構成されている。Hブリッジ回路
の負荷としては、回転方向を反転する直流モータや、ス
テッピングモータ等の誘導性負荷が採用可能である。或
いは、ハードディスクドライブやフロッピーディスクド
ライブ等の磁気記録のデータ書き込みのために、薄膜ヘ
ッドなどの中点の無い磁気ヘッドに流す書き込み電流を
反転させるための、Hブリッジ回路等の他のHブリッジ
回路構成の負荷にも適用可能である。Here, the first main semiconductor element includes a first main electrode connected to the first main electrode terminal of the first switching circuit, and a second main electrode connected to the second main electrode terminal. And a control electrode connected to the control electrode terminal. Further, the second main semiconductor element includes a first main electrode connected to the first main electrode terminal of the second switching circuit, a second main electrode connected to the second main electrode terminal, and a control electrode terminal. And a control electrode connected to the control electrode. Therefore, the full bridge type is formed by the second main electrode of the first and second main semiconductor elements, the first main electrode of the third and fourth main semiconductor elements, and the load having the first and second terminals. dc-dc converter, ie
An "H bridge circuit" is configured. As the load of the H-bridge circuit, an inductive load such as a DC motor that reverses the rotation direction or a stepping motor can be used. Alternatively, another H-bridge circuit configuration such as an H-bridge circuit for inverting a write current flowing through a magnetic head having no middle point, such as a thin film head, for writing data for magnetic recording such as a hard disk drive or a floppy disk drive. It can also be applied to the load of.
【0013】例えば、第1及び第3の主半導体素子に第
1の端子を、第2及び第4の主半導体素子に第2の端子
を接続した直流モータは、以下のようにして、回転方向
を反転することが可能である。For example, a DC motor in which a first terminal is connected to the first and third main semiconductor elements and a second terminal is connected to the second and fourth main semiconductor elements is as follows. Can be inverted.
【0014】先ず、直流モータを正方向に回転させるに
は、第1のマルチプレクサを導通させ、第2のマルチプ
レクサを遮断状態とし、第1の主半導体素子の制御電極
に“H”レベルの信号を、第2の主半導体素子の制御電
極に“L”レベルの信号を、印加する。同時に、論理回
路により、第4の主半導体素子の制御電極に“H”レベ
ルの信号を、第3の主半導体素子の制御電極に“L”レ
ベルの信号を印加する。即ち、第1の主半導体素子と、
第4の主半導体素子とが導通状態となり、第1の主半導
体素子から、直流モータを経由し、更に第4の主半導体
素子を経由する経路で電流が流れる。First, in order to rotate the DC motor in the forward direction, the first multiplexer is turned on, the second multiplexer is turned off, and an "H" level signal is applied to the control electrode of the first main semiconductor element. Then, an "L" level signal is applied to the control electrode of the second main semiconductor element. At the same time, the logic circuit applies an “H” level signal to the control electrode of the fourth main semiconductor element and an “L” level signal to the control electrode of the third main semiconductor element. That is, a first main semiconductor element,
The fourth main semiconductor element is brought into a conductive state, and current flows from the first main semiconductor element via a DC motor, and further via a path via the fourth main semiconductor element.
【0015】一方、直流モータを逆方向に回転させるに
は、第1のマルチプレクサをオフ、第2のマルチプレク
サをオンとし、第1の主半導体素子の制御電極に“L”
レベルの信号を、第2の主半導体素子の制御電極に
“H”レベルの信号を印加する。同時に、第3の主半導
体素子の制御電極に“H”レベルの信号を、第4の主半
導体素子の制御電極に“L”レベルの信号を印加する。
第2の主半導体素子と、第3の主半導体素子が導通状態
となり、第2の主半導体素子から、直流モータを経由
し、更に第3の主半導体素子を経由する経路で電流が流
れる。On the other hand, in order to rotate the DC motor in the reverse direction, the first multiplexer is turned off, the second multiplexer is turned on, and "L" is applied to the control electrode of the first main semiconductor element.
The level signal is applied to the control electrode of the second main semiconductor element as an “H” level signal. At the same time, an "H" level signal is applied to the control electrode of the third main semiconductor element and an "L" level signal is applied to the control electrode of the fourth main semiconductor element.
The second main semiconductor element and the third main semiconductor element are brought into conduction, and a current flows from the second main semiconductor element via a direct-current motor and further through a path via the third main semiconductor element.
【0016】又、ステッピングモータは、回転可能な可
動磁石から成るローターを有しており、その周囲に電磁
石から成る駆動コイルが複数個配置されて構成されてい
る。それら駆動コイルを、本発明のHブリッジ回路で選
択し、所定の大きさの電流をパルス状に流すことで、ロ
ーターの位置や回転数をオープンループで制御出来る。The stepping motor has a rotor composed of a rotatable movable magnet, and a plurality of driving coils composed of electromagnets are arranged around the rotor. These drive coils are selected by the H-bridge circuit of the present invention, and a current of a predetermined magnitude is made to flow in a pulse shape, so that the position and the number of revolutions of the rotor can be controlled in an open loop.
【0017】これらの第1乃至第4の主半導体素子及び
基準半導体素子としては、MOS電界効果トランジスタ
(FET)、MOS静電誘導トランジスタ(SIT)等
のMOSトランジスタ、或いは種々のMOS複合型デバ
イスや絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGB
T)等の絶縁ゲート型パワーデバイスが使用可能であ
る。これらの半導体素子はnチャネル型でもpチャネル
型でもかまわない。又「第1主電極」とは、IGBTに
おいてはエミッタ電極又はコレクタ電極のいずれか一
方、MOSトランジスタにおいてはソース電極又はドレ
イン電極のいずれか一方を意味する。「第2主電極」と
は、IGBTにおいては上記第1主電極とはならないエ
ミッタ電極又はコレクタ電極のいずれか一方、MOSト
ランジスタにおいては上記第1主電極とはならないソー
ス電極又はドレイン電極のいずれか一方を意味する。即
ち、第1主電極が、エミッタ電極であれば、第2主電極
はコレクタ電極であり、第1主電極がソース電極であれ
ば、第2主電極はドレイン電極である。又、「制御電
極」とはIGBT及びMOSトランジスタのゲート電極
を意味することは勿論である。As the first to fourth main semiconductor elements and the reference semiconductor element, MOS transistors such as a MOS field effect transistor (FET) and a MOS static induction transistor (SIT), various MOS composite devices, Insulated gate bipolar transistor (IGB
Insulated gate type power devices such as T) can be used. These semiconductor elements may be of an n-channel type or a p-channel type. Further, the “first main electrode” means one of an emitter electrode and a collector electrode in an IGBT, and one of a source electrode and a drain electrode in a MOS transistor. The “second main electrode” is one of an emitter electrode and a collector electrode that does not become the first main electrode in an IGBT, and one of a source electrode and a drain electrode that does not become the first main electrode in a MOS transistor. Mean one. That is, if the first main electrode is an emitter electrode, the second main electrode is a collector electrode, and if the first main electrode is a source electrode, the second main electrode is a drain electrode. The “control electrode” obviously means the gate electrodes of the IGBT and the MOS transistor.
【0018】本発明の第1の特徴においては、第1及び
第2のマルチプレクサで、制御電極の電圧を制御するこ
とにより、第1及び第2の主半導体素子のいずれか一方
が導通するHブリッジ回路対応の動作が可能となる。こ
の第1及び第2の主半導体素子として例えばパワーMO
Sトランジスタを使用した場合、電力供給経路の一部を
成すパワーMOSトランジスタの端子間電圧(ドレイン
−ソース間電圧)は、オフ状態からオン状態へ遷移する
際の(例えば、nチャネル型FETの場合の立ち下が
り)電圧特性において、電力供給経路及び負荷の状態、
即ち、経路が持つ配線インダクタンス並びに配線抵抗及
び短絡抵抗に基づく時定数に応じて変化する。例えば、
短絡が発生していない通常動作では所定電圧以下に速や
かに収れんするが、完全短絡が発生している場合には所
定電圧以下にならない。又、ある程度の短絡抵抗を持つ
不完全短絡が発生している場合には、所定電圧に収れん
するものの収れんするまでに長い時間を要する。According to a first feature of the present invention, an H bridge in which one of the first and second main semiconductor elements conducts by controlling the voltage of the control electrode by the first and second multiplexers. The operation corresponding to the circuit becomes possible. As the first and second main semiconductor elements, for example, a power MO
When the S transistor is used, the voltage between the terminals (voltage between the drain and the source) of the power MOS transistor which forms a part of the power supply path is changed when the state changes from the off state to the on state (for example, in the case of an n-channel FET). In the voltage characteristics, the state of the power supply path and the load,
That is, it changes according to the wiring inductance of the path and the time constant based on the wiring resistance and the short-circuit resistance. For example,
In a normal operation in which a short circuit has not occurred, the voltage quickly falls below a predetermined voltage. However, in a case where a complete short circuit has occurred, the voltage does not fall below the predetermined voltage. Further, when an incomplete short circuit having a certain short-circuit resistance occurs, although it converges to a predetermined voltage, it takes a long time to converge.
【0019】本発明の第1の特徴は、このような半導体
素子におけるオフ状態からオン状態に遷移する際の過渡
的な半導体素子の電圧特性を利用している。つまり、第
1及び第2の主半導体素子の端子間電圧と基準半導体素
子の端子間電圧(基準電圧)との差を検出することによ
って、電力供給経路の一部を成す第1及び第2の主半導
体素子の端子間電圧(即ち、電力供給経路の電流)が正
常状態から逸脱している程度を判定するものである。A first feature of the present invention utilizes a transient voltage characteristic of a semiconductor element when transitioning from an off state to an on state in such a semiconductor element. That is, by detecting the difference between the voltage between the terminals of the first and second main semiconductor elements and the voltage between the terminals of the reference semiconductor element (reference voltage), the first and second power supply paths are formed. This is to determine the degree to which the terminal voltage of the main semiconductor element (that is, the current in the power supply path) deviates from the normal state.
【0020】従って、電流検出を行うために電力の供給
経路に直列接続される従来のようなシャント抵抗を不要
とすることが出来、又、完全短絡による過電流のみなら
ず、ある程度の短絡抵抗を持つ不完全短絡などのレアシ
ョートが発生した場合の異常電流をも簡単に検出するこ
とが可能である 本発明の第2の特徴は、第1の主半導体素子を内蔵し、
外部入力端子に接続した第1の主電極端子、第1の外部
出力端子に接続した第2の主電極端子及び制御電極端子
とを有する第1スイッチング回路と、第2の主半導体素
子を内蔵し、外部入力端子に接続した第1の主電極端
子、第2の外部出力端子に接続した第2の主電極端子及
び制御電極端子とを有する第2スイッチング回路と、第
3の外部出力端子に接続した第1の主電極、接地端子に
接続した第2の主電極及び制御電極とを有する第3の主
半導体素子と、第4の外部出力端子に接続した第1の主
電極、接地端子に接続した第2の主電極及び制御電極と
を有する第4の主半導体素子と、第1及び第2スイッチ
ング回路の第1の主電極端子にそれぞれ接続した第1の
主電極、制御電極、及び基準抵抗に接続した第2の主電
極とを有する基準半導体素子と、第1及び第2の主半導
体素子の第2の主電極にそれぞれアノードを接続した第
1及び第2の分離ダイオードと、第1及び第2の分離ダ
イオードのカソードに第1の入力端子を接続し、基準半
導体素子の第2の主電極に第2の入力端子を接続した比
較器と、第1及び第2の主半導体素子の制御電極にそれ
ぞれ接続した第1及び第2のマルチプレクサと、比較器
の出力に応じて、第1及び第2のマルチプレクサ及び基
準半導体素子の制御電極にそれぞれ制御電圧を供給する
制御電圧供給手段と、第3及び第4の主半導体素子のそ
れぞれの制御電極に接続した論理回路とから少なくとも
なり、第1及び第2の外部出力端子にそれぞれ接続され
る第1及び第2の負荷に流れる異常電流を検知して、異
常電流発生時には第1及び第2の主半導体素子のいずれ
か一方をオン/オフ制御して電流振動を生成し、この電
流振動により、外部入力端子と第1及び第2の外部出力
端子間のいずれか一方の導通状態を遮断する半導体装置
であることである。Therefore, it is possible to eliminate the need for the conventional shunt resistor connected in series to the power supply path for detecting the current, and to reduce not only an overcurrent due to a complete short circuit but also a certain short-circuit resistance. It is also possible to easily detect an abnormal current when a rare short circuit such as an incomplete short circuit occurs. A second feature of the present invention is that the first main semiconductor element is built in,
A first switching circuit having a first main electrode terminal connected to the external input terminal, a second main electrode terminal connected to the first external output terminal, and a control electrode terminal; and a second main semiconductor element built therein. A second switching circuit having a first main electrode terminal connected to the external input terminal, a second main electrode terminal connected to the second external output terminal, and a control electrode terminal; and a third external output terminal A third main semiconductor element having a first main electrode, a second main electrode and a control electrode connected to a ground terminal, and a first main electrode connected to a fourth external output terminal and a ground terminal A fourth main semiconductor element having a second main electrode and a control electrode, and a first main electrode, a control electrode, and a reference resistor respectively connected to the first main electrode terminals of the first and second switching circuits. Reference half having a second main electrode connected to Body element, first and second isolation diodes each having an anode connected to the second main electrode of the first and second main semiconductor elements, and a first input connected to the cathodes of the first and second isolation diodes. A comparator having terminals connected to each other and a second input terminal connected to a second main electrode of the reference semiconductor device; and a first and second multiplexer connected to control electrodes of the first and second main semiconductor devices, respectively. Control voltage supply means for supplying a control voltage to each of the control electrodes of the first and second multiplexers and the reference semiconductor element according to the output of the comparator; and control of each of the third and fourth main semiconductor elements. An abnormal current flowing through the first and second loads connected to the first and second external output terminals, respectively. Main half of A semiconductor device that generates a current oscillation by controlling ON / OFF of one of the body elements and interrupts one of the conduction states between the external input terminal and the first and second external output terminals by the current oscillation That is.
【0021】第1の主半導体素子は、第1スイッチング
回路の第1の主電極端子に接続された第1の主電極、第
2の主電極端子に接続された第2の主電極及び制御電極
端子に接続された制御電極とを有する。又、第2の主半
導体素子は、第2スイッチング回路の第1の主電極端子
に接続された第1の主電極、第2の主電極端子に接続さ
れた第2の主電極及び制御電極端子に接続された制御電
極とを有する。The first main semiconductor element includes a first main electrode connected to the first main electrode terminal of the first switching circuit, a second main electrode connected to the second main electrode terminal, and a control electrode. A control electrode connected to the terminal. Further, the second main semiconductor element includes a first main electrode connected to the first main electrode terminal of the second switching circuit, a second main electrode connected to the second main electrode terminal, and a control electrode terminal. And a control electrode connected to the control electrode.
【0022】第1乃至第4の外部出力端子の間に、第1
及び第2の端子を有する負荷を接続することにより、H
ブリッジ回路が構成される。このHブリッジ回路におい
て、第1のマルチプレクサを導通させ、第2のマルチプ
レクサを遮断状態とし、第1の主半導体素子の制御電極
に“H”レベルの信号を、第2の主半導体素子の制御電
極に“L”レベルの信号を印加する。同時に、論理回路
により、第4の主半導体素子の制御電極に“H”レベル
の信号を、第3の主半導体素子の制御電極に“L”レベ
ルの信号を印加すことにより、第1の主半導体素子か
ら、第1の外部出力端子、負荷、第4の外部出力端子を
経由し、更に第4の主半導体素子に至る経路で電流が流
れる。Between the first to fourth external output terminals, the first
And connecting a load having a second terminal to
A bridge circuit is configured. In this H-bridge circuit, the first multiplexer is turned on, the second multiplexer is turned off, and an "H" level signal is applied to the control electrode of the first main semiconductor element. Is applied with an "L" level signal. At the same time, the logic circuit applies an “H” level signal to the control electrode of the fourth main semiconductor element and an “L” level signal to the control electrode of the third main semiconductor element, thereby providing the first main semiconductor element. A current flows from the semiconductor device through a first external output terminal, a load, a fourth external output terminal, and further to a fourth main semiconductor device.
【0023】一方、第1のマルチプレクサをオフ、第2
のマルチプレクサをオンとし、第1の主半導体素子の制
御電極に“L”レベルの信号を、第2の主半導体素子の
制御電極に“H”レベルの信号を印加する。同時に、第
3の主半導体素子の制御電極に“H”レベルの信号を、
第4の主半導体素子の制御電極に“L”レベルの信号を
印加することにより、第2の主半導体素子から、第2の
外部出力端子、負荷、第3の外部出力端子を経由し、更
に第3の主半導体素子に至る経路で電流が流れる。On the other hand, the first multiplexer is turned off,
Are turned on, and an “L” level signal is applied to the control electrode of the first main semiconductor element and an “H” level signal is applied to the control electrode of the second main semiconductor element. At the same time, an “H” level signal is applied to the control electrode of the third main semiconductor element.
By applying an “L” level signal to the control electrode of the fourth main semiconductor element, the second main semiconductor element passes through the second external output terminal, the load, the third external output terminal, and A current flows in a path leading to the third main semiconductor element.
【0024】本発明の第2の特徴において、第1及び第
2スイッチング回路、第3及び第4の主半導体素子、基
準半導体素子、第1及び第2の分離ダイオード、比較
器、第1及び第2のマルチプレクサ、制御電圧供給手段
及び論理回路が同一半導体基板上に集積化されているこ
とが好ましい。同一半導体基板上に集積化した場合に
は、外部入力端子、第1乃至第4の外部出力端子等は、
例えば、半導体チップの素子形成面に形成された1×1
018cm−3〜1×1021cm−3程度のドナー若
しくはアクセプタがドープされた複数の高不純物密度領
域(ソース領域/ドレイン領域、若しくはエミッタ領域
/コレクタ領域等)等にアルミニウム(Al)、若しく
はアルミニウム合金(Al−Si,Al−Cu−Si)
等の金属配線によりそれぞれ接続される。これらの金属
配線は、高不純物密度領域にオーミック接触している。
そして金属配線の上部には、酸化膜(SiO2)、PS
G膜、BPSG膜、窒化膜(Si3N4)、或いはポリ
イミド膜等から成るパッシベーション膜が形成されてい
る。そして、パッシベーション膜の一部に複数の電極層
を露出するように複数の開口部(窓部)を設け、外部入
力端子と第1乃至第4の外部出力端子として必要なボン
ディングパッドを構成している。ボンディングパッドに
は、直径50μm乃至200μmの金(Au)線若しく
はアルミニウム(Al)線からなるボンディングワイヤ
が接続される。又、半導体素子を集積回路が配設された
表面部を下側に向けたフェイスダウン(フリップチッ
プ)方式で配線基板の表面上に取り付ける場合は、これ
らの、外部入力端子と第1乃至第4の外部出力端子等
は、必ずしも、半導体素子(半導体チップ)の周辺部に
配置されている必要はない。According to a second feature of the present invention, the first and second switching circuits, the third and fourth main semiconductor elements, the reference semiconductor element, the first and second isolation diodes, the comparators, the first and second switching circuits, Preferably, the two multiplexers, the control voltage supply means and the logic circuit are integrated on the same semiconductor substrate. When integrated on the same semiconductor substrate, the external input terminal, the first to fourth external output terminals,
For example, 1 × 1 formed on the element formation surface of a semiconductor chip
Aluminum (Al), a plurality of high impurity density regions (source region / drain region, or emitter region / collector region, etc.) doped with a donor or an acceptor of about 0 18 cm −3 to 1 × 10 21 cm −3, etc. Or aluminum alloy (Al-Si, Al-Cu-Si)
And so on. These metal wirings are in ohmic contact with the high impurity density region.
An oxide film (SiO 2 ), PS,
A passivation film made of a G film, a BPSG film, a nitride film (Si 3 N 4 ), a polyimide film, or the like is formed. Then, a plurality of openings (windows) are provided in a part of the passivation film so as to expose the plurality of electrode layers, and bonding pads necessary as external input terminals and first to fourth external output terminals are formed. I have. A bonding wire made of a gold (Au) wire or an aluminum (Al) wire having a diameter of 50 μm to 200 μm is connected to the bonding pad. When the semiconductor element is mounted on the surface of the wiring board by a face-down (flip chip) method in which the surface on which the integrated circuit is disposed faces downward, the external input terminals and the first to fourth terminals are used. It is not always necessary to arrange the external output terminals and the like in the peripheral portion of the semiconductor element (semiconductor chip).
【0025】半導体装置を構成する第1及び第2の主半
導体素子として例えばパワーMOSトランジスタを使用
した場合、電力供給経路の一部を成すパワーMOSトラ
ンジスタの端子間電圧(ドレイン−ソース間電圧)は、
オフ状態からオン状態へ遷移する際の(例えば、nチャ
ネル型FETの場合の立ち下がり)電圧特性において、
電力供給経路及び負荷の状態、即ち、経路が持つ配線イ
ンダクタンス並びに配線抵抗及び短絡抵抗に基づく時定
数に応じて変化する。例えば、短絡が発生していない通
常動作では所定電圧以下に速やかに収れんするが、完全
短絡が発生している場合には所定電圧以下にならない。
又、ある程度の短絡抵抗を持つ不完全短絡が発生してい
る場合には、所定電圧に収れんするものの、収れんする
までに長い時間を要する。When, for example, a power MOS transistor is used as the first and second main semiconductor elements constituting the semiconductor device, the terminal voltage (drain-source voltage) of the power MOS transistor forming a part of the power supply path is ,
In the voltage characteristics at the time of transition from the off state to the on state (for example, falling in the case of an n-channel FET),
It changes according to the state of the power supply path and the load, that is, the time constant based on the wiring inductance and the wiring resistance and the short-circuit resistance of the path. For example, in a normal operation in which a short circuit does not occur, the voltage quickly decreases to a predetermined voltage or less, but when a complete short circuit occurs, the voltage does not decrease to a predetermined voltage or less.
Further, when an incomplete short circuit having a certain short-circuit resistance occurs, although it converges to a predetermined voltage, it takes a long time to converge.
【0026】本発明の第2の特徴は、このような半導体
素子におけるオフ状態からオン状態に遷移する際の過渡
的な半導体素子の電圧特性を利用している。つまり、第
1及び第2の主半導体素子の端子間電圧と第1及び第2
の主半導体素子の端子間電圧(基準電圧)との差を検出
することによって、電力供給経路の一部を成す第1及び
第2の主半導体素子の端子間電圧(即ち、電力供給経路
の電流)が正常状態から逸脱している程度を判定するこ
とが出来る。A second feature of the present invention utilizes a transient voltage characteristic of the semiconductor element when transitioning from an off state to an on state in such a semiconductor element. That is, the voltage between the terminals of the first and second main semiconductor elements and the first and second
Of the first and second main semiconductor elements forming a part of the power supply path (i.e., the current of the power supply path) ) Deviates from the normal state.
【0027】従って、電流検出を行うために電力の供給
経路に直列接続される従来のようなシャント抵抗を不要
としてHブリッジ型の各種装置の熱損失を抑えることが
出来、又、完全短絡による過電流のみならず、ある程度
の短絡抵抗を持つ不完全短絡などのレアショートが発生
した場合の異常電流をも簡単に検出可能である。更に、
シャント抵抗を用いずに過電流の検出が可能であり、特
に半導体装置のオン/オフ制御をハードウェア回路で構
成した場合はマイコンも不要であるため、専有面積を縮
小出来るとともに、製造単価を削減可能である。Therefore, it is not necessary to use a conventional shunt resistor connected in series to a power supply path for detecting a current, so that heat loss of various devices of the H-bridge type can be suppressed. It is possible to easily detect not only the current but also an abnormal current when a rare short circuit such as an incomplete short circuit having a certain short-circuit resistance occurs. Furthermore,
Overcurrent can be detected without using a shunt resistor. Especially when the on / off control of the semiconductor device is configured by a hardware circuit, no microcomputer is required, so the occupied area can be reduced and the manufacturing unit cost can be reduced. It is possible.
【0028】又特に、基準半導体素子の電流容量が第1
及び第2の主半導体素子の電流容量よりも小さくなるよ
うに、それぞれの半導体素子を構成するユニットセル数
の比を決定すれば良い。このようなユニットセル数の選
択を行って、パワーICの平面パターンのレイアウトを
設定することにより、基準半導体素子の回路構成を小型
化出来、更に半導体チップの面積を縮小出来るととも
に、Hブリッジ型の装置コストを大幅に削減出来る。Particularly, the current capacity of the reference semiconductor element is the first.
The ratio of the number of unit cells constituting each semiconductor element may be determined so as to be smaller than the current capacity of the second main semiconductor element. By selecting the number of unit cells and setting the layout of the planar pattern of the power IC, the circuit configuration of the reference semiconductor element can be reduced, and the area of the semiconductor chip can be reduced. Equipment cost can be greatly reduced.
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】先ず、本発明のHブリッジ回路の
説明をする前に、Hブリッジ回路の基礎となる単独の電
源線の場合の電源供給制御回路の代表的な構造及びその
基本的な動作について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before describing the H-bridge circuit of the present invention, a typical structure of a power supply control circuit in the case of a single power line serving as a basis of the H-bridge circuit and its basic structure will be described. The operation will be described.
【0030】(電源供給制御回路の構造及び動作)本発
明の基礎となる電流振動型遮断機能を有する電源供給制
御回路は、図6に示すように、主半導体素子(パワーデ
バイス)QAを内蔵するスイッチング回路803と、こ
の主半導体素子QAの異常電流を検知して、異常電流発
生時には主半導体素子QAをオン/オフ制御して電流振
動を生成し、この電流振動により、主半導体素子QAを
遮断する制御回路とを同一基板上に集積化した半導体集
積回路(パワーIC)である。(Structure and Operation of Power Supply Control Circuit) As shown in FIG. 6, a power supply control circuit having a current oscillation type cutoff function, which is the basis of the present invention, incorporates a main semiconductor element (power device) QA. The switching circuit 803 and the abnormal current of the main semiconductor element QA are detected, and when an abnormal current occurs, the main semiconductor element QA is turned on / off to generate a current oscillation. Is a semiconductor integrated circuit (power IC) in which a control circuit to be integrated is integrated on the same substrate.
【0031】通常、このパワーICは、出力電圧VBを
供給する電源101に入力端子TDを接続し、出力端子
TSを負荷102に接続して動作する。パワーICを構
成しているスイッチング回路803は、入力端子TDに
第1主電極端子DAを、出力端子TSに第2主電極端子
SAを接続している。そして、このスイッチング回路8
03の第1主電極端子DAは、主半導体素子(パワーデ
バイス)QAの第1主電極(ドレイン電極)に接続さ
れ、第2主電極端子SAは、主半導体素子QAの第2主
電極(ソース電極)Sに接続されている。ここで、スイ
ッチング回路803は、図11に示すように、主半導体
素子QAの制御電極TGと第2主電極(ソース電極)S
0との間に、過熱遮断回路120を接続している。な
お、電流振動の振動の回数を計測する方式を採用すれ
ば、過熱遮断回路120は必須ではない。[0031] Normally, the power IC connects the input terminal T D to the power source 101 for supplying an output voltage VB, it operates to connect the output terminal T S to the load 102. Switching circuit 803 constituting the power IC has a first main electrode terminal DA to the input terminal T D, connecting the second main electrode terminals SA to the output terminal T S. And this switching circuit 8
03 is connected to the first main electrode (drain electrode) of the main semiconductor element (power device) QA, and the second main electrode terminal SA is connected to the second main electrode (source) of the main semiconductor element QA. Electrode) S. Here, as shown in FIG. 11, the switching circuit 803 includes a control electrode TG and a second main electrode (source electrode) S of the main semiconductor element QA.
0 , the overheat cutoff circuit 120 is connected. Note that if a method of measuring the number of times of current oscillation is adopted, the overheat cutoff circuit 120 is not essential.
【0032】ここでは、同一半導体基板上にモノリシッ
クに集積化されたnチャネル型半導体装置について説明
する。図6に示すように、本発明の半導体装置の制御回
路はnチャネル型の主半導体素子QAを有するスイッチ
ング回路803と、このスイッチング回路803に並列
接続された基準半導体素子としてのnチャネルMOSト
ランジスタQBと、主半導体素子QAの主電極間電圧と
基準半導体素子QBの主電極間電圧とを比較する比較器
CMP1と、この比較器CMP1の出力に応じて、主半
導体素子QA及び基準半導体素子QBの制御電極に制御
電圧を供給する制御電圧供給手段111とを少なくとも
具備している。Here, an n-channel type semiconductor device monolithically integrated on the same semiconductor substrate will be described. As shown in FIG. 6, the control circuit of the semiconductor device of the present invention includes a switching circuit 803 having an n-channel type main semiconductor element QA, and an n-channel MOS transistor QB as a reference semiconductor element connected in parallel to the switching circuit 803. And a comparator CMP1 for comparing the voltage between the main electrodes of the main semiconductor element QA with the voltage between the main electrodes of the reference semiconductor element QB, and the main semiconductor element QA and the reference semiconductor element QB according to the output of the comparator CMP1. At least control voltage supply means 111 for supplying a control voltage to the control electrode is provided.
【0033】図11に示すように、スイッチング回路8
03を構成する過熱遮断回路120は、主半導体素子Q
Aのゲート電極に接続された過熱遮断用素子QSと、こ
の過熱遮断用素子QSのゲート電極に信号を入力するラ
ッチ回路122と、ラッチ回路122の状態を制御する
温度センサ121等から構成されている。つまり、半導
体チップ110の表面温度が規定以上の温度まで上昇し
たことが温度センサ121によって検出された場合に
は、温度センサ121からの検出情報により、ラッチ回
路122の状態が遷移し、この状態がラッチ回路122
に保持される。この結果、過熱遮断用素子QSがオン動
作となり、主半導体素子QAのゲート電極TGとソース
電極S0間を短絡し、主半導体素子QAを強制的にオフ
制御する。As shown in FIG. 11, the switching circuit 8
The overheat cutoff circuit 120 constituting the main semiconductor element Q
The overheat interrupting element QS connected to the gate electrode of A, a latch circuit 122 for inputting a signal to the gate electrode of the overheat interrupting element QS, a temperature sensor 121 for controlling the state of the latch circuit 122, and the like. I have. That is, when the temperature sensor 121 detects that the surface temperature of the semiconductor chip 110 has risen to a specified temperature or higher, the state of the latch circuit 122 changes according to the detection information from the temperature sensor 121, and this state changes. Latch circuit 122
Is held. As a result, the overheat cut-off element QS is turned on operation, short circuit between the gate electrode TG and the source electrode S 0 of the main semiconductor element QA, forcibly off control of the main semiconductor element QA.
【0034】ここで、温度センサ121はポリシリコン
等で構成した4個のダイオードが直列接続されてなり、
温度センサ121は主半導体素子QAの近傍に集積化さ
れている。主半導体素子QAの接合温度が上昇するにつ
れて、半導体チップの表面温度が上昇し、温度センサ1
21の4個のダイオードの順方向降下電圧が次第に低下
する。そして、4個のダイオードの順方向降下電圧の総
和が、nMOSトランジスタQ51のゲート電位が
“L”レベルとされる電位まで下がると、nMOSトラ
ンジスタQ51がオン状態からターンオフする。これに
より、nMOSトランジスタQ54のゲート電位が、主
半導体素子QAのゲート制御端子Gの電位にプルアップ
され、nMOSトランジスタQ54がターンオンする。
このため、nMOSトランジスタQ53がターンオフ
し、nMOSトランジスタQ52がオフ状態からターン
オンして、ラッチ回路122に“1”がラッチされるこ
ととなる。このとき、ラッチ回路122の出力が“H”
レベルとなって、過熱遮断用素子QSがオフ状態からタ
ーンオンする。この結果、主半導体素子QAの真のゲー
トTGと第2主電極(ソース電極)S0間が短絡され
て、主半導体素子QAがオン状態からターンオフして、
過熱遮断されることとなる。Here, the temperature sensor 121 is formed by connecting four diodes made of polysilicon or the like in series.
The temperature sensor 121 is integrated near the main semiconductor element QA. As the junction temperature of the main semiconductor element QA rises, the surface temperature of the semiconductor chip rises and the temperature sensor 1
The forward drop voltage of the four diodes 21 gradually decreases. Then, when the sum of the forward drop voltages of the four diodes decreases to a potential at which the gate potential of the nMOS transistor Q51 is set to the “L” level, the nMOS transistor Q51 is turned off from the on state. Thereby, the gate potential of the nMOS transistor Q54 is pulled up to the potential of the gate control terminal G of the main semiconductor element QA, and the nMOS transistor Q54 is turned on.
Therefore, the nMOS transistor Q53 is turned off, the nMOS transistor Q52 is turned on from the off state, and "1" is latched by the latch circuit 122. At this time, the output of the latch circuit 122 becomes “H”.
Level, and the overheat cutoff element QS is turned on from the off state. Consequently, is the main semiconductor element QA true gate TG and the second main electrode (source electrode) S 0 between a short circuit, the main semiconductor element QA is turned off from the on state,
Overheating will be interrupted.
【0035】図6に戻るが、本発明の電源供給制御回路
は、基準半導体素子としてのMOSトランジスタQB、
抵抗R1、R2,R5,R8,RG,基準抵抗Rr、ツ
ェナーダイオードZD1、ダイオードD1、比較器CM
P1、制御電圧供給手段としての駆動回路111を、主
半導体素子QAと共に同一半導体基板(半導体チップ)
110上にモノリシックに搭載している。更に本発明の
半導体装置を構成する半導体チップ110の外部には、
制御端子TGに接続された抵抗R10及びスイッチSW
1を備えている。そして、本発明の電源供給制御回路
は、ユーザ等がスイッチSW1をオンさせることにより
機能する。Referring back to FIG. 6, the power supply control circuit of the present invention comprises a MOS transistor QB as a reference semiconductor element,
Resistances R1, R2, R5, R8, RG, reference resistance Rr, Zener diode ZD1, diode D1, comparator CM
P1, a drive circuit 111 serving as a control voltage supply means, and a main semiconductor element QA and the same semiconductor substrate (semiconductor chip)
It is monolithically mounted on 110. Further, outside the semiconductor chip 110 constituting the semiconductor device of the present invention,
Resistor R10 and switch SW connected to control terminal TG
1 is provided. The power supply control circuit of the present invention functions when a user or the like turns on the switch SW1.
【0036】制御電圧供給手段としての駆動回路111
には、コレクタ側が電位VPに接続されたソーストラン
ジスタQ5と、エミッタ側が接地電位(GND)に接続
されたシンクトランジスタQ6とを直列接続して備え、
スイッチSW1のオン/オフ切換えによる切換え信号に
基づき、ソーストランジスタQ5及びシンクトランジス
タQ6をオン・オフ制御して、主半導体素子QA及び基
準半導体素子QBの制御電極にこれらを駆動制御する信
号を出力する。図6に示すバイポーラトランジスタ(B
JT)の代わりにMOSトランジスタで駆動回路111
を構成しても良い。例えば、CMOSで、駆動回路11
1を構成することも可能である。MOSトランジスタで
駆動回路111を構成すれば、簡単なMOSトランジス
タの製造プロセスで本発明のパワーIC(半導体装置)
を製造することが可能となる。又、BJTで駆動回路1
11を構成すれば、BIMOS製造プロセスで本発明の
パワーICを製造することが出来る。電源101の出力
電圧VBは、例えば12Vで、チャージポンプの出力電
圧VPは、例えばVB+10Vである。Drive circuit 111 as control voltage supply means
Has a source transistor Q5 whose collector side is connected to the potential VP, and a sink transistor Q6 whose emitter side is connected to the ground potential (GND), which are connected in series.
On / off control of the source transistor Q5 and the sink transistor Q6 based on the switching signal by the on / off switching of the switch SW1, and outputs a signal for controlling the drive to the control electrodes of the main semiconductor element QA and the reference semiconductor element QB. . The bipolar transistor (B) shown in FIG.
JT) instead of MOS transistors
May be configured. For example, in the case of CMOS, the driving circuit 11
1 can also be configured. If the drive circuit 111 is constituted by MOS transistors, the power IC (semiconductor device) of the present invention can be manufactured by a simple MOS transistor manufacturing process.
Can be manufactured. Also, drive circuit 1 with BJT
With the configuration of 11, the power IC of the present invention can be manufactured by the BIMOS manufacturing process. The output voltage VB of the power supply 101 is, for example, 12 V, and the output voltage VP of the charge pump is, for example, VB + 10 V.
【0037】スイッチング回路803を構成している主
半導体素子QAの第1主電極(ドレイン電極)と基準半
導体素子QBの第1主電極(ドレイン電極)とは互いに
接続され共通電位に維持されている。更に、基準半導体
素子QBの第2主電極(ソース電極)には基準抵抗Rr
が接続されている。なお、基準抵抗Rrは必ずしもモノ
リシックに集積化されている必要はなく、本発明の半導
体装置の外部抵抗として、外部端子を介して接続しても
良い。基準抵抗Rrの抵抗値は、MOSトランジスタQ
Bと主半導体素子QAのチャネル幅Wの比に応じて選定
すれば良い。例えば、上述したように、MOSトランジ
スタQBと主半導体素子QAのチャネル幅Wの比を1:
1000とした場合は、過負荷状態の抵抗値の1000
倍の値となるように設定すれば良い。この基準抵抗Rr
の設定により、主半導体素子QAに異常動作の過負荷電
流が流れたときと同じドレイン−ソース間電圧VDSを
基準半導体素子QBに発生させることが出来る。The first main electrode (drain electrode) of the main semiconductor element QA and the first main electrode (drain electrode) of the reference semiconductor element QB constituting the switching circuit 803 are connected to each other and maintained at a common potential. . Further, the reference resistance Rr is provided on the second main electrode (source electrode) of the reference semiconductor element QB.
Is connected. Note that the reference resistor Rr does not necessarily need to be monolithically integrated, but may be connected via an external terminal as an external resistor of the semiconductor device of the present invention. The resistance value of the reference resistor Rr is the MOS transistor Q
What is necessary is just to select according to the ratio of B and the channel width W of the main semiconductor element QA. For example, as described above, the ratio of the channel width W between the MOS transistor QB and the main semiconductor element QA is set to 1:
When it is set to 1000, the resistance value of overload state is 1000.
What is necessary is just to set so that it may become a double value. This reference resistance Rr
Set by the main semiconductor element QA same drain as when the overload current flows in the abnormal operation of the - source voltage V DS of the can be generated in the reference semiconductor element QB.
【0038】スイッチング回路803の第1主電極端子
DAと第2主電極端子SA間には抵抗R1と抵抗R2と
の直列回路が接続されている。この抵抗R1と抵抗R2
との接続点と第2主電極端子SA間には、端子TRを介
して、外部抵抗として可変抵抗RVが外部端子を介して
接続されている。可変抵抗RVの抵抗値を変えることに
より基準抵抗Rrの抵抗値を等価的に可変設定出来る。
これにより、1種類の半導体チップ110で複数の仕様
をカバーすることが可能となる。A series circuit of a resistor R1 and a resistor R2 is connected between the first main electrode terminal DA and the second main electrode terminal SA of the switching circuit 803. This resistance R1 and resistance R2
Of between connecting point and the second main electrode terminals SA, via a terminal T R, the variable resistor RV is connected via an external terminal as an external resistance. By changing the resistance value of the variable resistor RV, the resistance value of the reference resistor Rr can be variably set equivalently.
This makes it possible to cover a plurality of specifications with one type of semiconductor chip 110.
【0039】図6に示す比較器CMP1の“+”入力端
子には、主半導体素子QAの主電極間電圧(ドレインD
−ソースS間電圧)VDSを抵抗R1と抵抗R2及び可
変抵抗RVの並列抵抗(R2‖RV)とで分圧した電圧
が抵抗R5を介して供給されている。又、比較器CMP
1の“−”入力端子には、基準半導体素子QBのソース
電圧VSBが供給されている。“+”入力端子の信号レ
ベルV+>“−”入力端子の信号レベルV−のとき、比
較器CMP1の出力は“H”レベルとなり、駆動回路1
11は、ゲート電極に電圧を供給する。逆の場合は、比
較器CMP1の出力は“L”レベルとなり、駆動回路1
11は、スイッチング回路803のゲート駆動をオフす
る。なお、後述のように、比較器CMP1は一定のヒス
テリシス特性を持っている。The "+" input terminal of the comparator CMP1 shown in FIG.
- parallel resistance (R2‖RV) and de-divided voltage of the source S voltage) V DS between the resistor R1 and the resistor R2 and the variable resistor RV is supplied via a resistor R5. Also, comparator CMP
The source voltage VSB of the reference semiconductor element QB is supplied to the “−” input terminal of No. 1. "+" Signal level at the input terminal V +>"-" signal level V of the input terminals - when the output of the comparator CMP1 becomes the "H" level, the drive circuit 1
11 supplies a voltage to the gate electrode. In the opposite case, the output of the comparator CMP1 becomes “L” level, and the driving circuit 1
11 turns off the gate drive of the switching circuit 803. As described later, the comparator CMP1 has a certain hysteresis characteristic.
【0040】図8は、本発明のパワーICに用いる主半
導体素子QAに着目した、概念的な等価回路である。主
半導体素子QAの等価回路を、等価電流源gm・vi、
ドレイン抵抗rd、ゲート・ソース間容量CGS、ゲー
ト・ドレイン間容量CGD及びドレイン・ソース間容量
CDSを用いて簡略化して示している。ここで、g
mは、主半導体素子QAの伝達コンダクタンスである。
この主半導体素子QAの等価回路を使用した場合、電源
101から負荷102への電力供給経路は、図8に示す
ような回路として表される。負荷102には電力供給経
路の配線インダクタンスL0と配線抵抗R0とが含まれ
る。FIG. 8 is a conceptual equivalent circuit focusing on the main semiconductor element QA used in the power IC of the present invention. The equivalent circuit of the main semiconductor element QA, equivalent current source g m · v i,
Drain resistance rd, the gate-source capacitance C GS, is shown in a simplified using the gate-drain capacitance C GD and the drain-source capacitance CD S. Where g
m is the transmission conductance of the main semiconductor element QA.
When an equivalent circuit of the main semiconductor element QA is used, a power supply path from the power supply 101 to the load 102 is represented as a circuit as shown in FIG. The load 102 includes a wiring inductance L0 and a wiring resistance R0 of the power supply path.
【0041】図7には、このような電力供給経路の一部
を成す主半導体素子QAのドレイン−ソース間電圧V
DSのオフ状態からオン状態へ遷移する際の立ち下がり
電圧特性を、負荷102若しくは主半導体素子QAと負
荷102間の配線が短絡の場合、基準負荷(通常動作)
の場合、負荷102が抵抗1kΩの場合について示す過
渡応答カーブである。立ち下がり特性は、本発明の実施
の形態に係る電力供給経路全体のインピーダンス、例え
ば、負荷回路や電力供給系が持つ配線インダクタンス、
配線抵抗に応じた過渡応答をする。FIG. 7 shows the voltage Vd between the drain and source of the main semiconductor element QA forming a part of such a power supply path.
The falling voltage characteristic when the DS transitions from the OFF state to the ON state is shown by the reference load (normal operation) when the wiring between the load 102 or the main semiconductor element QA and the load 102 is short-circuited.
Is a transient response curve shown when the load 102 has a resistance of 1 kΩ. The fall characteristic is the impedance of the entire power supply path according to the embodiment of the present invention, for example, the wiring inductance of a load circuit or a power supply system,
Provides a transient response according to the wiring resistance.
【0042】先ず、図7の負荷102の抵抗が1kΩの
ときのドレイン−ソース間電圧VD Sの変化について、
次のように考察出来る。つまり、この測定で用いた主半
導体素子QAの特性により、例えば、ドレイン電流ID
=12mA(電源電圧12V、負荷抵抗1kΩのとき)
において、真のゲート−ソース間電圧VTGSは、ほぼ
しきい値電圧Vth=1.6Vと仮定する。そして、図6
の駆動回路111による主半導体素子QAの真のゲート
TGへの充電は継続されるから、このまま行くと真のゲ
ート−ソース間電圧VTGSは上昇して行ってしまう。
しかし、ドレイン−ソース間電圧VDSが低下して、真
のゲート−ドレイン間の容量値CGDを増大させるの
で、真のゲート−ソース間電圧VTGSに達する電荷を
吸収する。即ち、ドレイン−ソース間電圧VDSは真の
ゲート−ソース間電圧VTGSに達した電荷が電位上昇
を生じさせないだけの容量を発生させ、真のゲート−ソ
ース間電圧VTGSは約1.6V(=Vth)に維持され
る。つまり、主半導体素子QAがオン状態に遷移した後
の各経過時点で、駆動回路111によってゲートGに送
られる充電電荷を吸収し、真のゲートTGの電圧V
TGSを一定に保つようなドレイン−ソース間電圧V
DSとなる。[0042] First, the drain when the resistance of the load 102 in FIG. 7 is a 1 k [Omega - the variation of the source voltage V D S,
It can be considered as follows. That is, depending on the characteristics of the main semiconductor element QA used in this measurement, for example, the drain current ID
= 12mA (when power supply voltage is 12V and load resistance is 1kΩ)
It is assumed that the true gate-source voltage V TGS is approximately equal to the threshold voltage Vth = 1.6V. And FIG.
Since the charging of the true gate TG of the main semiconductor element QA by the drive circuit 111 is continued, the true gate-source voltage V TGS rises if this state is continued.
However, since the drain-source voltage VDS decreases and the true gate-drain capacitance value CGD increases, the charge that reaches the true gate-source voltage VTGS is absorbed. That is, the drain - source voltage V DS is true gate - charge reaches the source voltage V TGS is to generate a capacity sufficient not to cause potential increase, the true gate - source voltage V TGS is about 1.6V (= Vth). That is, at each lapse of time after the main semiconductor element QA transitions to the ON state, the charged charge sent to the gate G by the drive circuit 111 is absorbed, and the true gate TG voltage V
Drain-source voltage V that keeps TGS constant
DS .
【0043】ここで、負荷抵抗が1kΩより小さい負荷
Rに対応するドレイン−ソース間電圧VDSの図7の負
荷抵抗=1kΩの時の曲線からの差をΔVDSとする。
そして、その時点tにおける負荷Rに対応した真のゲー
ト−ソース間電圧をVTGS Rとする。即ち、 QGD=ΔVDS×CGD+(VTGSR−Vth)×CGS ・・・・・(1) 分の電荷に相当する電圧を、真のゲート−ソース間電圧
VTGSRから引き去れば、真のゲート−ソース間電圧
VTGSRは、ほぼしきい値電圧Vth=1.6Vになる
ことを意味する。換言すれば、真のゲート−ソース間電
圧VTGSRは、しきい値電圧Vth=1.6Vからこの
電荷QGD分に相当した電圧だけ電位が上昇しているこ
とを意味する。このことを式で示せば、次式となる。[0043] Here, the drain load resistance corresponding to 1 k [Omega lower load R - the difference from the curve when the load resistance = 1 k [Omega 7-source voltage V DS and [Delta] V DS.
Then, the true gate corresponding to the load R in the time t - the source voltage and V TGS R. That is, if a voltage corresponding to the charge of (1) is subtracted from the true gate-source voltage V TGSR , Q GD = ΔV DS × C GD + (V TGSR −Vth) × C GS. , The true gate-source voltage V TGSR substantially equals the threshold voltage Vth = 1.6V. In other words, the true gate-source voltage V TGSR means that the potential has increased from the threshold voltage Vth = 1.6 V by a voltage corresponding to the charge Q GD . This can be expressed by the following equation.
【0044】 (VTGSR−Vth)×CGS+((VTGSR−Vth)−ΔVDS)×CGD =(ΔVDS−(VTGSR−Vth))×CGD ・・・・・(2) VTGSR−Vth=ΔVDS×2CGD/(CGS+2CGD) ・・・・・(3) ∴ΔVDS=(VTGSR−Vth)・((CGS/2CGD)+1) ・・・・・(4) 即ち、ΔVDSは(VTGSR−Vth)に比例する。な
お、ドレイン電流IDがゼロの時は真のゲートを充電す
る回路及びミラー容量だけでドレイン−ソース間電圧V
DSの曲線は決まるが、ドレイン電流IDが流れると、
回路全体のインダクタンスLCにより逆起電力が発生
し、負荷抵抗が増大したのと同じ効果を与える。従っ
て、ドレイン電流IDが変化しているときは、インダク
タンス等価抵抗が発生し、デッドショートのように、負
荷の純抵抗値が非常に小さくなっても、負荷の等価イン
ピーダンスは、回路全体のインダクタンスLCで決まる
一定値以下には下がらない。このため、ドレイン電流I
Dの立ち上り勾配は一定値に収れんし、真のゲート−ソ
ース間電圧VTGSの曲線も収れんすることとなる。(V TGSR −Vth) × C GS + ((V TGSR −Vth) −ΔV DS ) × C GD = (ΔV DS − (V TGSR −Vth)) × C GD (2) V TGSR −Vth = ΔV DS × 2C GD / (C GS + 2C GD ) (3) ∴ΔV DS = (V TGSR −Vth) · ((C GS / 2C GD ) +1) (4) That is, ΔV DS is proportional to (V TGSR −Vth). When the drain current ID is zero, the drain-source voltage V is determined only by the circuit for charging the true gate and the Miller capacitance.
Although the curve of DS is determined, when the drain current ID flows,
Back electromotive force is generated by the inductance L C of the entire circuit, and the same effect as when the load resistance is increased is obtained. Therefore, when the drain current ID is changing, an inductance equivalent resistance is generated, and even when the pure resistance value of the load becomes very small as in the case of dead short, the equivalent impedance of the load is the inductance of the entire circuit. L not decrease below a certain value determined by C. Therefore, the drain current I
The rising slope of D falls to a constant value, and the curve of the true gate-source voltage V TGS also falls.
【0045】本発明の半導体装置(パワーIC)の基準
半導体素子QBと主半導体素子QAのチャネル幅Wの比
をN2:N1(n=N1/N2=1000)としてカレ
ントミラー回路を構成する場合は、主半導体素子QAの
ソース電圧VSAと基準半導体素子QBのソース電圧V
SBが一致するとき、(主半導体素子のドレイン電流I
DQA)=1000×(基準半導体素子のドレイン電流
IDQB)となる。従って、主半導体素子QAのドレイ
ン電流としてIDQA=5A、基準半導体素子QBのド
レイン電流としてIDQB=5mAがそれぞれ流れてい
るときは、主半導体素子QA及び基準半導体素子QBの
それぞれのドレイン−ソース間電圧VD Sは一致し、従
って、真のゲート−ソース間電圧VTGSも一致する。
即ち、V DSA=VDSB、VTGSA=VTGSBと
なる。ここで、VDSA,VDS Bはそれぞれ主半導体
素子QA,基準半導体素子QBのドレイン−ソース間電
圧であり、VTGSA,VTGSBはそれぞれ主半導体
素子QA,基準半導体素子QBの真のゲート−ソース間
電圧である。Reference of semiconductor device (power IC) of the present invention
Ratio of channel width W between semiconductor device QB and main semiconductor device QA
As N2: N1 (n = N1 / N2 = 1000)
In the case of forming a mirror circuit, the main semiconductor element QA
Source voltage VSAAnd the source voltage V of the reference semiconductor element QB
SBAre equal, (the drain current I of the main semiconductor element
DQA) = 1000 × (Drain current of reference semiconductor device)
IDQB). Therefore, the drain of the main semiconductor element QA
Current as IDQA= 5A, the reference semiconductor element QB
I as the rain currentDQB= 5mA each flowing
The main semiconductor element QA and the reference semiconductor element QB
Each drain-source voltage VD SMatch and follow
The true gate-source voltage VTGSAlso matches.
That is, V DSA= VDSB, VTGSA= VTGSBWhen
Become. Where VDSA, VDS BIs the main semiconductor
The drain-source voltage of the element QA and the reference semiconductor element QB
Pressure and VTGSA, VTGSBIs the main semiconductor
Between the true gate and source of element QA and reference semiconductor element QB
Voltage.
【0046】従って、基準半導体素子QBが完全にオン
状態に遷移しているときは、基準抵抗Rrの両端にほぼ
電源電圧VBが印加されると近似出来る。このため、主
半導体素子QAに接続する5Aの負荷に等価な基準半導
体素子QBの負荷として、基準抵抗Rrの抵抗値は、R
r=12V/5mA=2.4kΩとして決定される。Therefore, when the reference semiconductor element QB is completely turned on, it can be approximated that the power supply voltage VB is substantially applied to both ends of the reference resistor Rr. Therefore, as a load of the reference semiconductor element QB equivalent to the load of 5A connected to the main semiconductor element QA, the resistance value of the reference resistor Rr is R
It is determined as r = 12V / 5mA = 2.4 kΩ.
【0047】次に、MOSトランジスタの5極管特性
(ドレイン飽和特性)領域における本発明の半導体装置
(パワーIC)の動作について説明する。主半導体素子
QAがオン状態に遷移すると、ドレイン電流IDQAは
回路抵抗で決まる最終負荷電流値を目指して立ち上がっ
て行く。又、主半導体素子QAの真のゲート−ソース間
電圧VTGSAは、ドレイン電流IDQAで決まる値を
取り、ドレイン−ソース間電圧VDSAの低下によるコ
ンデンサ容量CGDのミラー効果でブレーキをかけられ
ながら、これも立ち上がって行く。更に、基準半導体素
子QBは、主半導体素子QAの決めるゲート電圧に従っ
て、基準抵抗Rrを負荷抵抗とするソースフォロアとし
て動作する。Next, the operation of the semiconductor device (power IC) of the present invention in the pentode characteristic (drain saturation characteristic) region of the MOS transistor will be described. When the main semiconductor element QA transitions to the ON state, the drain current IDQA rises toward the final load current value determined by the circuit resistance. Also, the true gate of the main semiconductor element QA - source voltage V TGSA takes a value determined by the drain current I DQA, drain - braked by the mirror effect of the capacitance C GD due to a decrease in source voltage V DSA Meanwhile, this also stands up. Further, the reference semiconductor element QB operates as a source follower using the reference resistance Rr as a load resistance according to the gate voltage determined by the main semiconductor element QA.
【0048】又、主半導体素子QAの真のゲート−ソー
ス間電圧VTGSAは、ドレイン電流IDQAの増加に
応じて大きくなって行く。The true gate-source voltage V TGSA of the main semiconductor device QA increases as the drain current IDQA increases.
【0049】 VDSA=VTGSA+VTGD ・・・・・(5) VDSB=VTGSB+VTGD ・・・・・(6) の関係があるから、 VDSA−VDSB=VTGSA−VTGSB =(IDQA−n×IDQB)/gm ・・・・・(7) となる。但し、gmは主半導体素子QAの伝達コンダク
タンス、n=N1/N2は主半導体素子QAと基準半導
体素子QBとのチャネル幅の比である。従って、ドレイ
ン−ソース間電圧の差VDSA−VDSBを検出するこ
とにより、ドレイン電流の差(IDQA−n×
IDQB)を得ることが出来る。V DSA = V TGSA + V TGD ····· (5) V DSB = V TGSB + V TGD ····· from a relationship of (6), V DSA -V DSB = V TGSA -V TGSB = (I DQA -n × I DQB) / G m ... (7) However, g m is the ratio of the channel width of the transfer conductance, n = N1 / N2 is the main semiconductor element QA and the reference semiconductor element QB of the main semiconductor element QA. Accordingly, by detecting the difference V DSA −V DSB between the drain and source voltages, the difference between the drain currents ( IDQA− n ×
IDQB ) can be obtained.
【0050】基準半導体素子QBのドレイン−ソース間
電圧VDSBは、比較器CMP1の“−”入力端子に入
力される。又、主半導体素子QAのドレイン−ソース間
電圧VDSAはR1と抵抗R2で分圧した値V+が、抵
抗R5を介して、比較器CMP1の“+”入力端子に入
力される。即ち、 V+=VDSA×R1/(R1+R2) ・・・・・(8) が比較器CMP1の“+”入力端子に入力されることに
なる。負荷側が正常状態の場合は、(Rr/n)<Rと
なって、V+<VDSBとなり、主半導体素子QAは、
オン状態を維持する。ここで、Rは負荷抵抗の値であ
る。負荷側が過負荷になると、(Rr/n)>Rとな
り、更に、V+>VDSBとなると、3極管特性領域
で、主半導体素子QAがターン・オフする。主半導体素
子QA及び基準半導体素子QBのそれぞれのソース電位
をVSA、VSBとすると、主半導体素子QAがオフ
後、ソース電位VSA、VSBは、GNDに向かって低
下して行くので、VDSA,VDSBとも増加する。ソ
ース電位VSA、VSBが、GND電位に至る前に、V
+<VDSBの条件が成立して、再び主半導体素子QA
がターン・オンする。主半導体素子QAは、オン状態に
遷移した直後は、5極管特性領域にあり、その後3極管
特性(線型特性)領域に向かってオン状態を続けて行
き、V+>VDSBになるとターンオフする。これが、
オン/オフ動作の1サイクルである。一旦ターンオフす
ると、オフ状態を維持し、逆に、一旦ターンオンする
と、オン状態を維持するのは、負荷回路のインダクタン
スによる。負荷回路のインダクタンスは、電流が変化す
るときは、抵抗と等価な働きをする。電流が減少してい
るときは、インダクタンス等価抵抗の符号はマイナスと
なって、負荷側抵抗を減少させる。一方、電流が増加す
るときは、インダクタンス等価抵抗の符号がプラスとな
って、負荷側抵抗を増大させる。このために、主半導体
素子QAが、一旦ターンオフすると、オフ状態を維持
し、ターンオンすると、オン状態を維持することにな
る。基準半導体素子QB側は、基準抵抗Rrが負荷抵抗
Rよりn=N1/N2倍大きいので、インダクタンス効
果は無視出来るほど小さい。このため、基準半導体素子
QB側は、純抵抗回路として動作すると考えて良い。The drain-source voltage V DSB of the reference semiconductor element QB is input to the “-” input terminal of the comparator CMP1. The value V + obtained by dividing the voltage VDSA between the drain and the source of the main semiconductor element QA by the resistor R1 and the resistor R2 is input to the “+” input terminal of the comparator CMP1 via the resistor R5. That is, V + = V DSA × R1 / (R1 + R2) (8) is input to the “+” input terminal of the comparator CMP1. When the load side is in a normal state, (Rr / n) <R, V + <V DSB , and the main semiconductor element QA
Maintain ON state. Here, R is the value of the load resistance. When the load side is overloaded, (Rr / n)> R, and the further, when the V +> V DSB, in triode characteristic region, the main semiconductor element QA is turned off. The respective source potential of the main semiconductor element QA and the reference semiconductor element QB V SA, When V SB, after the main semiconductor element QA is turned off, the source potential V SA, V SB, since decreases towards to GND, the Both V DSA and V DSB increase. Before the source potentials V SA and V SB reach the GND potential, V
+ <V DSB is satisfied, and again the main semiconductor element QA
Turns on. Main semiconductor element QA is, immediately after the transition to the ON state, 5 located in the triode characteristic region, then triode characteristic to continue the on-state towards the (linear characteristic) region, at the V +> V DSB off I do. This is,
This is one cycle of the on / off operation. It is due to the inductance of the load circuit that once it is turned off, the off state is maintained, and once it is turned on, the on state is maintained. The inductance of the load circuit acts equivalently to the resistance when the current changes. When the current is decreasing, the sign of the inductance equivalent resistance becomes negative, and the load side resistance is reduced. On the other hand, when the current increases, the sign of the inductance equivalent resistance becomes positive, and the load-side resistance increases. Therefore, once the main semiconductor element QA is turned off, the off state is maintained, and when the main semiconductor element QA is turned on, the on state is maintained. On the reference semiconductor element QB side, since the reference resistance Rr is n = N1 / N2 times larger than the load resistance R, the inductance effect is negligibly small. Therefore, it can be considered that the reference semiconductor element QB operates as a pure resistance circuit.
【0051】なお、比較器CMP1では、ダイオードD
1と抵抗R5でヒステリシスが形成されている。スイッ
チング回路803を構成する主半導体素子QAがオフ状
態に遷移したとき、駆動回路111のシンクトランジス
タによりゲート電位は接地され、ダイオードD1のカソ
ード側電位は、VSA−0.7V(ツェナーダイオード
ZD1の順方向電圧)になるので、ダイオードD1が導
通する。この結果、抵抗R1→抵抗R5→ダイオードD
1の経路で電流が流れ、比較器CMP1の“+”入力端
子の信号レベルV+は、駆動回路111がオン制御して
いるときの上述の(8)式の値より大きくなる。従っ
て、オフ状態に遷移する直前より小さい、特定のドレイ
ン−ソース間電圧の差VDSA−VDSBまで主半導体
素子QAはオフ状態を維持するが、その後、更にV
DSAが大きくなることにより、比較器CMP1の
“+”入力端子の信号レベルV+が、VDSBより小さ
くなり、比較器CMP1の出力は“L”レベルから
“H”レベルに変化する。従って、主半導体素子QAは
再びオン状態に遷移させられることとなる。なお、ヒス
テリシス特性の付け方にはいろいろな方法があるが、こ
れはその一例である。In the comparator CMP1, the diode D
Hysteresis is formed by 1 and the resistor R5. When the main semiconductor element QA constituting the switching circuit 803 is shifted to the OFF state, the gate potential by the sink transistor in the driver circuit 111 is grounded, the cathode potential of the diode D1 is, V SA -0.7 V (the Zener diode ZD1 (Forward voltage), so that the diode D1 conducts. As a result, the resistance R1 → the resistance R5 → the diode D
The current flows through the path of No. 1 and the signal level V + of the "+" input terminal of the comparator CMP1 becomes larger than the value of the above-mentioned expression (8) when the drive circuit 111 performs ON control. Therefore, the main semiconductor element QA maintains the off state up to a specific drain-source voltage difference V DSA −V DSB that is smaller than immediately before the transition to the off state, and thereafter, the main semiconductor element QA further maintains V
By DSA increases, the signal level V + is "+" input terminal of the comparator CMP1, becomes smaller than V DSB, the output of the comparator CMP1 is changed to "H" level from the "L" level. Accordingly, the main semiconductor element QA is again turned on. It should be noted that there are various methods for attaching the hysteresis characteristic, but this is one example.
【0052】主半導体素子QAがオフ状態に遷移すると
きのドレイン−ソース間電圧VDS Aをしきい値V
DSAthとすると、次式が成立する。つまり、 VDSAth−VDSB=R2/R1×VDSB ・・・・・(9) となる。(9)式は、過電流判定値を示し、3極管特性
領域(オーミック特性領域)及び5極管特性領域(ドレ
イン飽和領域)において成立する。[0052] The drain of when the main semiconductor element QA transition to the OFF state - source voltage V DS A threshold V
Assuming DSAth , the following equation holds. That is, V DSAth −V DSB = R2 / R1 × V DSB (9) Equation (9) indicates an overcurrent determination value, and is satisfied in a triode characteristic region (ohmic characteristic region) and a pentode characteristic region (drain saturated region).
【0053】次に、3極管特性領域における動作につい
て説明する。負荷回路や電力供給系が正常な状態で、ス
イッチング回路803を構成する主半導体素子QAがオ
ン状態に遷移すると、主半導体素子QAは連続的にオン
状態を維持することとなる。このため、真のゲート−ソ
ース間電圧VTGSA、VTGSBがピンチオフ電圧に
達した後は、主半導体素子QA及び基準半導体素子QB
は、共に3極管特性領域で動作する。本発明の半導体装
置においては、基準半導体素子QBと主半導体素子QA
のチャネル幅Wの比を1:nとしてカレントミラー回路
を構成しているので、基準半導体素子QBのオン抵抗R
DS(ON)Bは、主半導体素子QAのオン抵抗R
DS(ON)Aのn倍である(RDS(ON)B=n・
RDS(ON )A)。一方、基準半導体素子QBのソー
ス電位と主半導体素子QAのソース電位とが等しけれ
ば、基準半導体素子QBのドレイン電流IDQBは、主
半導体素子QAのドレイン電流IDQAの1/n倍であ
る(IDQB=(1/n)・ID QA)。5Aクラスの
半導体素子の代表的なオン抵抗RDS(ON)を参考に
すれば、例えば、主半導体素子QAのオン抵抗R
DS(ON)Aを、ゲート−ソース間電圧VGS=10
Vのとき、RDS(ON)A=30mΩであると仮定出
来る。n=N1/N2=1000とし、電源電圧VB=
12V、基準抵抗Rr=2.4kΩとすれば、 VDSB=IDQB×(n・RDS(ON)A)=5[mA]×30[Ω] =0.15[V] ・・・・・(10) VDSA=IDQA×30[mΩ] ・・・・・(11) VDSA−VDSB=30[mΩ]×(IDQA−5[A])・・・・・(12) となる。Next, the operation in the triode characteristic region will be described. When the main semiconductor element QA included in the switching circuit 803 transitions to the ON state while the load circuit and the power supply system are in a normal state, the main semiconductor element QA continuously maintains the ON state. For this reason, after the true gate-source voltages V TGSA and V TGSB reach the pinch-off voltage, the main semiconductor element QA and the reference semiconductor element QB
Operate in the triode characteristic region. In the semiconductor device of the present invention, the reference semiconductor element QB and the main semiconductor element QA
Of the reference semiconductor element QB, the ratio of the channel width W of the reference semiconductor element QB is 1: n.
DS (ON) B is the ON resistance R of the main semiconductor element QA.
N times DS (ON) A (R DS (ON) B = n ·
RDS (ON ) A ). On the other hand, being equal to the source potential of the source potential and the main semiconductor element QA criteria semiconductor element QB, the drain current I DQB of the reference semiconductor element QB is 1 / n times the drain current I DQA main semiconductor element QA ( I DQB = (1 / n) · I D QA). Referring to the typical on-resistance R DS (ON) of the 5A class semiconductor element, for example, the on-resistance R DS of the main semiconductor element QA
DS (ON) A is changed to a gate-source voltage V GS = 10
At V, it can be assumed that R DS (ON) A = 30 mΩ. n = N1 / N2 = 1000 and the power supply voltage VB =
Assuming that 12 V and the reference resistance Rr = 2.4 kΩ, V DSB = I DQB × (n · R DS (ON) A ) = 5 [mA] × 30 [Ω] = 0.15 [V] (10) V DSA = I DQA × 30 [mΩ] (11) V DSA −V DSB = 30 [mΩ] × (I DQA −5 [A]) (12) Becomes
【0054】又、負荷に異常が発生して、ドレイン電流
IDQAが増加すると(12)式の値が大きくなり、過
電流判定値を超えるとスイッチング回路803を構成す
る主半導体素子QAをオフ状態に遷移させる。この場
合、ピンチオフ点を経由して、上記の5極管特性領域で
の動作状態を経て、オフ状態へ遷移する。そして、図6
に示したダイオードD1と抵抗R5とによるヒステリシ
スにより、一定時間経過後に、比較器CMP1の“+”
入力端子の信号レベルV+がVDSBより小さくなり、
比較器CMP1の出力は“L”レベルから“H”レベル
に変化して、主半導体素子QAを再びオン状態に遷移さ
せることとなる。こうして、主半導体素子QAはオン状
態及びオフ状態への遷移を繰り返して、最終的に、過熱
遮断回路120が動作し、過熱遮断に至る。なお、過熱
遮断に至る前に、負荷回路や電力供給系が正常に復帰す
れば(間欠的短絡故障の例)、主半導体素子QAは連続
的にオン状態を維持するようになる。When an abnormality occurs in the load and the drain current IDQA increases, the value of equation (12) increases. When the value exceeds the overcurrent determination value, the main semiconductor element QA constituting the switching circuit 803 is turned off. Transition to. In this case, the state transits to the off state via the pinch-off point, the operation state in the pentode characteristic region described above, and the off state. And FIG.
After a certain period of time has passed, the comparator CMP1 has "+" due to the hysteresis of the diode D1 and the resistor R5 shown in FIG.
The signal level V + of the input terminal becomes smaller than VDSB ,
The output of the comparator CMP1 changes from the "L" level to the "H" level, and the main semiconductor element QA is turned on again. In this way, the main semiconductor element QA repeats the transition to the ON state and the OFF state, and finally, the overheat cutoff circuit 120 operates to reach the overheat cutoff. Note that if the load circuit and the power supply system return to normal before the overheat interruption (an example of an intermittent short-circuit failure), the main semiconductor element QA keeps on continuously.
【0055】図9(a)は本発明の半導体装置(パワー
IC)のドレイン電流IDを、図9(b)は、対応する
ドレイン−ソース間電圧VDSをそれぞれ示す。図中、
は過負荷の場合、は通常動作の場合である。過負荷
状態が発生している場合(図中)には、上述のように
主半導体素子QAのオン/オフ制御を繰り返しを行っ
て、ドレイン電流IDを大きく変動させ、スイッチング
回路803を構成する主半導体素子QAの周期的な発熱
作用によって、主半導体素子QAの過熱遮断を速めてい
る。FIG. 9A shows the drain current ID of the semiconductor device (power IC) of the present invention, and FIG. 9B shows the corresponding drain-source voltage VDS . In the figure,
Is the case of overload, and is the case of normal operation. When the overload state occurs (in the figure), the on / off control of the main semiconductor element QA is repeatedly performed as described above to greatly change the drain current ID , thereby configuring the switching circuit 803. Due to the periodic heating action of the main semiconductor element QA, the overheating of the main semiconductor element QA is accelerated.
【0056】次に、以上の電源供給制御回路の説明をふ
まえて、図面を参照して、本発明の実施の形態としての
Hブリッジ回路を説明する。以下の図面の記載におい
て、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付し
ている。Next, an H-bridge circuit as an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings based on the above description of the power supply control circuit. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.
【0057】(第1の実施の形態)次に、図面を参照し
て、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載
において、図6と同一又は類似の部分には同一又は類似
の符号を付している。(First Embodiment) Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar portions as those in FIG. 6 are denoted by the same or similar reference numerals.
【0058】本発明の実施の形態に係る電流振動型遮断
機能を有する半導体装置は、図1に示すように、外部入
力端子T1に接続された第1の主電極端子DA1、第1
の外部出力端子T3に接続された第2の主電極端子SA
1及び制御電極端子GA1とを有するnチャネル型の第
1スイッチング回路801と、外部入力端子T1に接続
された第1の主電極端子DA2、第2の外部出力端子T
33に接続された第2の主電極端子SA2及び制御電極
端子GA2とを有するnチャネル型の第2スイッチング
回路802とを有する。第1スイッチング回路801
は、図11に示すように、第1の主電極端子DA1に接
続された第1の主電極、第2の主電極端子SA1に接続
された第2の主電極及び制御電極端子GA1に接続され
た制御電極とを有するnチャネル型の第1の主半導体素
子QA1と、過熱遮断回路120とから構成されてい
る。又、第2スイッチング回路802は、第1の主電極
端子DA2に接続された第1の主電極、第2の主電極端
子SA2に接続された第2の主電極及び制御電極端子G
A2に接続された制御電極とを有するnチャネル型の第
2の主半導体素子QA2と、過熱遮断回路120とから
構成されている。本発明の実施の形態に係る半導体装置
は、更に、第1の主電極と、制御電極及び第2の主電極
とを有するnチャネル型の基準半導体素子QBを備えて
いる。この基準半導体素子QBの第1の主電極は、第1
スイッチング回路801の第1の主電極端子DA1及び
第2スイッチング回路802の第1の主電極端子DA2
にそれぞれ接続されている。この結果、基準半導体素子
QBの第1の主電極は、第1の主半導体素子QA1及び
第2の主半導体素子QA2の第1の主電極にそれぞれ接
続されている。[0058] The semiconductor device having a current oscillation type blocking function according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, the first main electrode terminal DA1 connected to the external input terminal T 1, the first
The second main electrode terminal SA which is connected to an external output terminal T 3
A first switching circuit 801 of the n-channel type and a 1 and a control electrode terminal GA1, the first main electrode terminal DA2 connected to the external input terminal T 1, the second external output terminal T
An n-channel type second switching circuit 802 having a second main electrode terminal SA2 and a control electrode terminal GA2 connected to the control circuit 33 is provided. First switching circuit 801
Is connected to the first main electrode connected to the first main electrode terminal DA1, the second main electrode connected to the second main electrode terminal SA1, and the control electrode terminal GA1, as shown in FIG. An n-channel first main semiconductor device QA1 having a control electrode and an overheat cutoff circuit 120. Further, the second switching circuit 802 includes a first main electrode connected to the first main electrode terminal DA2, a second main electrode connected to the second main electrode terminal SA2, and a control electrode terminal G.
It comprises an n-channel second main semiconductor element QA2 having a control electrode connected to A2 and an overheat cutoff circuit 120. The semiconductor device according to the embodiment of the present invention further includes an n-channel reference semiconductor element QB having a first main electrode, a control electrode, and a second main electrode. The first main electrode of the reference semiconductor element QB
First main electrode terminal DA1 of switching circuit 801 and first main electrode terminal DA2 of second switching circuit 802
Connected to each other. As a result, the first main electrodes of the reference semiconductor element QB are connected to the first main electrodes of the first main semiconductor element QA1 and the second main semiconductor element QA2, respectively.
【0059】更に、本発明の実施の形態に係る半導体装
置は、第3の外部出力端子T34に接続された第1の主
電極、接地端子T36に接続された第2の主電極及び制
御電極とを有する第3の主半導体素子QA3と、第4の
外部出力端子T35に接続された第1の主電極、接地端
子T36に接続された第2の主電極及び制御電極とを有
する第4の主半導体素子QA4と、第1及び第2の主半
導体素子の第2の主電極にそれぞれアノードを接続した
第1の分離ダイオードD33及び第2の分離ダイオード
D34と、第1の分離ダイオードD33及び第2の分離
ダイオードD34のカソードに第1の入力端子を接続
し、基準半導体素子QBの第2の主電極に第2の入力端
子を接続した比較器CMP1と、第1の主半導体素子Q
A1及び第2の主半導体素子QA2の制御電極にそれぞ
れ接続された第1のマルチプレクサMUX1及び第2の
マルチプレクサMUX2と、比較器CMP1の出力に応
じて、第1のマルチプレクサMUX1及び第2のマルチ
プレクサMUX2及び基準半導体素子QBの制御電極に
それぞれ制御電圧を供給する制御電圧供給手段111
と、第3の主半導体素子QA3及び第4の主半導体素子
QA4のそれぞれの制御電極に接続された論理回路19
0とから少なくとも構成されている。[0059] Further, the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the third of the first main electrode connected to the external output terminal T 34, the second main electrodes and a control connected to the ground terminal T 36 and a third main semiconductor element QA3 having an electrode, a first main electrode connected to the fourth external output terminal T 35, and a second main electrode and a control electrode connected to the ground terminal T 36 A fourth main semiconductor element QA4, a first separation diode D33 and a second separation diode D34 each having an anode connected to the second main electrode of the first and second main semiconductor elements, and a first separation diode. A comparator CMP1 having a first input terminal connected to the cathodes of D33 and the second isolation diode D34, and a second input terminal connected to the second main electrode of the reference semiconductor device QB; Q
The first multiplexer MUX1 and the second multiplexer MUX2 connected to the control electrodes of A1 and the second main semiconductor element QA2, respectively, and the first multiplexer MUX1 and the second multiplexer MUX2 according to the output of the comparator CMP1. And a control voltage supply means 111 for supplying a control voltage to the control electrode of the reference semiconductor element QB, respectively.
And a logic circuit 19 connected to respective control electrodes of the third main semiconductor element QA3 and the fourth main semiconductor element QA4.
0 at least.
【0060】第1のマルチプレクサMUX1及び第2の
マルチプレクサMUX2により、第1の主半導体素子Q
A1及び第2の主半導体素子QA2のいずれか一方が導
通するHブリッジ型の動作が可能となる。又、第3の主
半導体素子QA3及び第4の主半導体素子QA4のそれ
ぞれの制御電極に論理回路190を接続することによ
り、Hブリッジ回路を流れる電流が逆相にならないよう
にしている。第1の外部出力端子T3及び第2の外部出
力端子T33を介して流れる負荷となる直流モータMの
異常電流を検知して、異常電流発生時には第1の主半導
体素子QA1及び第2の主半導体素子QA2のいずれか
一方をオン/オフ制御して電流振動を生成し、この電流
振動により、第1乃至第4の外部出力端子T3,
T33,T34,T35の間の導通状態を遮断する。The first main semiconductor element Q is provided by the first multiplexer MUX1 and the second multiplexer MUX2.
An H-bridge type operation in which either one of A1 and the second main semiconductor element QA2 conducts becomes possible. Further, by connecting the logic circuit 190 to each control electrode of the third main semiconductor element QA3 and the fourth main semiconductor element QA4, the current flowing through the H-bridge circuit does not become out of phase. By detecting the abnormal current of the DC motor M as a load flows through the first external output terminal T 3 and the second external output terminal T 33, the abnormal current first main semiconductor element QA1 and the second at the time of occurrence One of the main semiconductor elements QA2 is turned on / off to generate a current oscillation, and the current oscillation causes the first to fourth external output terminals T 3 ,
Interrupting the conduction state between the T 33, T 34, T 35 .
【0061】第3の主半導体素子QA3及び第4の主半
導体素子QA4のそれぞれの制御電極に接続される論理
回路190は、インバータ121に接続された抵抗R7
1と、制御電極をインバータ121に接続したMOSト
ランジスタQ72と、インバータ122に接続された抵
抗R72と、制御電極をインバータ122に接続したM
OSトランジスタQ71とで構成されている。The logic circuit 190 connected to the control electrodes of the third main semiconductor element QA3 and the fourth main semiconductor element QA4 includes a resistor R7 connected to the inverter 121.
1, a MOS transistor Q72 having a control electrode connected to the inverter 121, a resistor R72 connected to the inverter 122, and an M transistor having a control electrode connected to the inverter 122.
And an OS transistor Q71.
【0062】先ず、図1に示すHブリッジ回路におい
て、直流モータMを正方向に回転させるには、第1のマ
ルチプレクサMUX1を導通させ、駆動回路111から
の信号により、第1スイッチング回路801の第1の主
半導体素子QA1の制御電極に“H”レベルの信号を印
加する。同時に、論理回路190のMOSトランジスタ
Q71を遮断状態とし、第4の主半導体素子QA4の制
御電極に“H”レベルの信号を印加する。一方、第2の
マルチプレクサMUX2は、遮断状態であり、第2スイ
ッチング回路802の第2の主電極端子SA2の制御電
極は、抵抗R42を介して接地されている。同時に、論
理回路190のMOSトランジスタQ72を導通状態と
し、第3の主半導体素子QA3の制御電極を接地し、
“L”レベルとする。このため、第1の主半導体素子Q
A1と、第4の主半導体素子QA4とが導通状態とな
り、第1の主半導体素子QA1から、直流モータMを経
由し、更に第4の主半導体素子QA4を経由する経路で
電流が流れる。First, in the H-bridge circuit shown in FIG. 1, in order to rotate the DC motor M in the positive direction, the first multiplexer MUX1 is turned on, and the signal from the drive circuit 111 is turned on. An "H" level signal is applied to the control electrode of the first main semiconductor element QA1. At the same time, the MOS transistor Q71 of the logic circuit 190 is turned off, and an "H" level signal is applied to the control electrode of the fourth main semiconductor element QA4. On the other hand, the second multiplexer MUX2 is in the cutoff state, and the control electrode of the second main electrode terminal SA2 of the second switching circuit 802 is grounded via the resistor R42. At the same time, the MOS transistor Q72 of the logic circuit 190 is turned on, the control electrode of the third main semiconductor element QA3 is grounded,
Set to “L” level. For this reason, the first main semiconductor element Q
A1 and the fourth main semiconductor element QA4 are brought into conduction, and a current flows from the first main semiconductor element QA1 via the DC motor M and further via the fourth main semiconductor element QA4.
【0063】一方、直流モータMを逆方向に回転させる
には、第1のマルチプレクサMUX1をオフとし、第1
スイッチング回路801の第1の主半導体素子QA1の
制御電極を、抵抗R43を介して接地する。同時に、論
理回路190において、MOSトランジスタQ71をタ
ーン・オンし、第4の主半導体素子QA4の制御電極を
接地する。そして、第2のマルチプレクサMUX2を、
導通状態とし、駆動回路111からの信号により、第2
スイッチング回路802の第2の主電極端子SA2の制
御電極に“H”レベルの信号を印加する。同時に、論理
回路190において、MOSトランジスタQ72をター
ン・オフし、第3の主半導体素子QA3の制御電極に
“H”レベルの信号を印加する。このため、第1の主半
導体素子QA1と、第4の主半導体素子QA4とが遮断
状態となり、第2の主半導体素子QA2と、第3の主半
導体素子QA3が導通状態となる。従って、第2の主半
導体素子QA2から、直流モータMを経由し、更に第3
の主半導体素子QA3を経由する経路で電流が流れる。On the other hand, to rotate the DC motor M in the reverse direction, the first multiplexer MUX1 is turned off, and the first multiplexer MUX1 is turned off.
The control electrode of the first main semiconductor element QA1 of the switching circuit 801 is grounded via the resistor R43. At the same time, in the logic circuit 190, the MOS transistor Q71 is turned on, and the control electrode of the fourth main semiconductor element QA4 is grounded. Then, the second multiplexer MUX2 is
Into a conductive state, and the second
An “H” level signal is applied to the control electrode of the second main electrode terminal SA2 of the switching circuit 802. At the same time, in the logic circuit 190, the MOS transistor Q72 is turned off, and an "H" level signal is applied to the control electrode of the third main semiconductor element QA3. Therefore, the first main semiconductor element QA1 and the fourth main semiconductor element QA4 are turned off, and the second main semiconductor element QA2 and the third main semiconductor element QA3 are turned on. Therefore, from the second main semiconductor element QA2 via the DC motor M,
A current flows through a path passing through the main semiconductor element QA3.
【0064】次に、直流モータMの回転を止めるには、
スイッチSW1及びSW2を共に開とすれば良い。スイ
ッチSW1及びSW2を共に開とすれば、第1のマルチ
プレクサMUX1及び第2のマルチプレクサMUX2
は、共にオフとなり、第1の主半導体素子QA1及び第
2の主電極端子SA2の制御電極は、それぞれ抵抗R4
3、R42を介して接地され、第1の主半導体素子QA
1及び第2の主電極端子SA2はターン・オフし、直流
電源101からの直流モータMに対する電流の供給が停
止される。Next, to stop the rotation of the DC motor M,
What is necessary is just to open both switches SW1 and SW2. When the switches SW1 and SW2 are both opened, the first multiplexer MUX1 and the second multiplexer MUX2
Are both turned off, and the control electrodes of the first main semiconductor element QA1 and the second main electrode terminal SA2 are respectively connected to the resistor R4
3, the first main semiconductor element QA
The first and second main electrode terminals SA2 are turned off, and the supply of current from the DC power supply 101 to the DC motor M is stopped.
【0065】本発明のHブリッジ回路に用いる電流振動
型遮断機能を有する半導体装置は、図1に示すように、
第1スイッチング回路801、第2スイッチング回路8
02、第3の主半導体素子QA3、第4の主半導体素子
QA4、基準半導体素子QB、第1の分離ダイオードD
33、第2の分離ダイオードD34、比較器CMP1、
第1のマルチプレクサMUX1、第2のマルチプレクサ
MUX2、制御電圧供給手段111及び論理回路190
等を同一基板上に集積化した半導体集積回路(パワーI
C)である。この半導体集積回路(パワーIC)の制御
回路は、第1スイッチング回路801及び第2スイッチ
ング回路802のいずれか一方の異常電流を検知して、
異常電流発生時には、少なくとも一方の第1スイッチン
グ回路801及び第2スイッチング回路802をオン/
オフ制御して電流振動を生成し、この電流振動により、
第1スイッチング回路801及び/又は第2スイッチン
グ回路802とを遮断する。As shown in FIG. 1, the semiconductor device having the current oscillation type interrupting function used in the H-bridge circuit of the present invention is as follows.
First switching circuit 801, second switching circuit 8
02, third main semiconductor element QA3, fourth main semiconductor element QA4, reference semiconductor element QB, first isolation diode D
33, a second isolation diode D34, a comparator CMP1,
First multiplexer MUX1, second multiplexer MUX2, control voltage supply means 111, and logic circuit 190
Integrated on the same substrate (Power I
C). The control circuit of the semiconductor integrated circuit (power IC) detects an abnormal current in one of the first switching circuit 801 and the second switching circuit 802, and
When an abnormal current occurs, at least one of the first switching circuit 801 and the second switching circuit 802 is turned on / off.
Off control generates a current oscillation, and by this current oscillation,
The first switching circuit 801 and / or the second switching circuit 802 are shut off.
【0066】この半導体集積回路基板としては、セラミ
ック、ガラスエポキシ等の絶縁性基板や絶縁金属基板等
が使用可能である。更に、このような、ハイブリッドI
C以外にも、同一半導体基板(同一半導体チップ)上に
モノリシックに集積化したパワーICの構造も可能であ
る。モノリシックに集積化したパワーICの構造が、小
型化の点ではより好ましい。As the semiconductor integrated circuit board, an insulating substrate such as ceramic or glass epoxy, an insulating metal substrate, or the like can be used. Further, such a hybrid I
In addition to C, a structure of a power IC monolithically integrated on the same semiconductor substrate (same semiconductor chip) is also possible. The structure of a power IC monolithically integrated is more preferable in terms of miniaturization.
【0067】第1乃至第4の主半導体素子QA1,QA
2,QA3,QA4としては、例えば、DMOS構造、
VMOS構造、或いはUMOS構造のパワーMOSトラ
ンジスタやこれらと類似な構造のMOSSITが使用可
能である。又、エミッタスイッチドサイリスタ(ES
T)、MOS制御サイリスタ(MCT)等のMOS複合
型デバイスやIGBT等の他の絶縁ゲート型パワーデバ
イスが使用可能である。更に、常にゲートを逆バイアス
で使うのであれば、接合型FET、接合型SITやSI
サイリスタ等も使用可能である。このパワーICに用い
る第1乃至第4の主半導体素子QA1,QA2,QA
3,QA4はnチャネル型でもpチャネル型でもかまわ
ない。即ち、本発明の電流振動型遮断機能を有する半導
体装置は、nチャネル型及びpチャネル型の両方が存在
する。First to fourth main semiconductor elements QA1, QA
2, QA3, QA4, for example, a DMOS structure,
A power MOS transistor having a VMOS structure or a UMOS structure or a MOSSIT having a structure similar to these can be used. In addition, the emitter switched thyristor (ES
T), a MOS composite device such as a MOS control thyristor (MCT) or another insulated gate power device such as an IGBT can be used. Furthermore, if the gate is always used with a reverse bias, a junction FET, junction SIT or SI
Thyristors and the like can also be used. First to fourth main semiconductor elements QA1, QA2, QA used for this power IC
3, QA4 may be an n-channel type or a p-channel type. That is, the semiconductor device having the current oscillation type interruption function of the present invention includes both an n-channel type and a p-channel type.
【0068】図11に示すように、第1スイッチング回
路801は、nチャネル型の第1の主半導体素子QA1
と、過熱遮断回路120とから構成され、第2スイッチ
ング回路802は、nチャネル型の第2の主半導体素子
QA2と、過熱遮断回路120とから構成されている。
しかし、オン/オフ回数積算回路(回数制御手段)を具
備した場合は、過熱遮断回路120は必須ではない。As shown in FIG. 11, the first switching circuit 801 comprises an n-channel first main semiconductor element QA1.
The second switching circuit 802 includes an n-channel type second main semiconductor element QA2 and the overheat cutoff circuit 120.
However, when an on / off number integration circuit (number control means) is provided, the overheat cutoff circuit 120 is not essential.
【0069】第1乃至第4の主半導体素子QA1,QA
2,QA3,QA4は、例えば、複数個のユニットセル
(単位セル)が並列接続されたマルチ・チャネル構造の
パワーデバイスを採用すれば良い。そして、第1及び第
2の主半導体素子QA1,QA2に並列接続されるよう
に、基準半導体素子QBが、第1及び第2の主半導体素
子QA1,QA2に隣接する位置に配置されている。基
準半導体素子QBが、主半導体素子(主MOSトランジ
スタ)QA1及びQA2と同一プロセスで、隣接位置に
配置されているので、温度ドリフトやロット間の不均一
性の影響による互いの電気的特性のバラツキを除去(削
減)できる。基準半導体素子QBの電流容量が第1及び
第2の主半導体素子QA1,QA2の電流容量よりも小
さくなるように、基準半導体素子QBを構成する並列接
続のユニットセル数を調整している。例えば、基準半導
体素子QBのユニットセル数1に対して、第1及び第2
の主半導体素子QA1,QA2のユニットセル数を10
00となるように構成することにより、基準半導体素子
QBと第1及び第2の主半導体素子QA1,QA2のチ
ャネル幅Wの比を1:1000としている。又、温度セ
ンサ121は、基準半導体素子QB及び第1及び第2の
主半導体素子QA1,QA2の上部に形成された層間絶
縁膜の上部に堆積されたポリシリコン薄膜等で構成した
複数個のダイオードが直列接続により構成され、温度セ
ンサ121を第1及び第2の主半導体素子QA1,QA
2のチャネル領域の近傍の位置に集積化している。First to fourth main semiconductor elements QA1, QA
2, QA3 and QA4 may employ, for example, a power device having a multi-channel structure in which a plurality of unit cells (unit cells) are connected in parallel. The reference semiconductor element QB is arranged at a position adjacent to the first and second main semiconductor elements QA1 and QA2 so as to be connected in parallel to the first and second main semiconductor elements QA1 and QA2. Since the reference semiconductor element QB is disposed at an adjacent position in the same process as the main semiconductor elements (main MOS transistors) QA1 and QA2, variations in electrical characteristics due to the influence of temperature drift and non-uniformity between lots. Can be eliminated (reduced). The number of unit cells connected in parallel constituting the reference semiconductor element QB is adjusted such that the current capacity of the reference semiconductor element QB is smaller than the current capacities of the first and second main semiconductor elements QA1 and QA2. For example, for the unit cell number 1 of the reference semiconductor element QB, the first and second
The number of unit cells of the main semiconductor elements QA1 and QA2
With this configuration, the ratio of the channel width W between the reference semiconductor element QB and the first and second main semiconductor elements QA1 and QA2 is set to 1: 1000. The temperature sensor 121 includes a plurality of diodes formed of a polysilicon thin film or the like deposited on an interlayer insulating film formed on the reference semiconductor element QB and the first and second main semiconductor elements QA1 and QA2. Are connected in series, and the temperature sensor 121 is connected to the first and second main semiconductor elements QA1 and QA.
2 is integrated at a position near the channel region.
【0070】図1において、ツェナーダイオードZD1
は第1及び第2の主半導体素子QA1,QA2のゲート
端子Gとソース端子S間を12Vに保って、第1及び第
2の主半導体素子QA1,QA2の真のゲートTGに過
電圧が印加されようとした場合にこれをバイパスさせる
機能を有する。In FIG. 1, Zener diode ZD1
The overvoltage is applied to the true gate TG of the first and second main semiconductor elements QA1 and QA2 while maintaining the voltage between the gate terminal G and the source terminal S of the first and second main semiconductor elements QA1 and QA2 at 12V. It has a function to bypass this in the case where it is attempted.
【0071】更に半導体チップ110の外部には、第5
の外部端子T17に接続された基準抵抗Rr1が設けら
れている。基準抵抗Rr1の抵抗値は、基準半導体素子
QBと第1及び第2の主半導体素子QA1,QA2のチ
ャネル幅Wの比を考慮して、選定すれば良い。例えば、
上述したように、基準半導体素子QBと第1及び第2の
主半導体素子QA1,QA2のチャネル幅Wの比を1:
1000とした場合は、Hブリッジ回路の過負荷状態の
抵抗値の1000倍の値となるように設定すれば良い。
この基準抵抗Rr1の設定により、Hブリッジ回路に異
常動作の過負荷電流が流れたときと同じドレイン−ソー
ス間電圧VDSを基準半導体素子QBに発生させること
が出来る。Further, outside the semiconductor chip 110, the fifth
Reference resistor Rr1 the connected to the external terminal T 17 is provided for. The resistance value of the reference resistor Rr1 may be selected in consideration of the ratio of the channel width W of the reference semiconductor device QB to the first and second main semiconductor devices QA1 and QA2. For example,
As described above, the ratio of the channel width W between the reference semiconductor device QB and the first and second main semiconductor devices QA1 and QA2 is set to 1:
In the case of 1000, the resistance may be set to be 1000 times the resistance value of the overload state of the H-bridge circuit.
By setting the reference resistor Rr1, H-bridge circuit to the same drain as when the overload current flows in the abnormal operation - source voltage V DS of the can be generated in the reference semiconductor element QB.
【0072】一方、第1の外部制御電極端子T37に
は、スイッチSW1及び抵抗R10が接続され、第2の
外部制御電極端子T38には、スイッチSW2及び抵抗
R11が接続されている。そして、この本発明の実施の
形態に係る電流振動型遮断機能を有する半導体装置は、
ユーザ等がスイッチSW1、SW2をオンさせることに
より機能する。電源101の出力電圧VBは、例えば1
2Vで、チャージポンプ305の出力電圧VPは、例え
ばVB+10Vである。[0072] On the other hand, the first external control electrode terminal T 37, connected switches SW1 and resistor R10, to the second external control electrode terminal T 38, the switch SW2 and the resistor R11 is connected. The semiconductor device having the current oscillation type cutoff function according to the embodiment of the present invention includes:
It functions when a user or the like turns on the switches SW1 and SW2. The output voltage VB of the power supply 101 is, for example, 1
At 2V, the output voltage VP of the charge pump 305 is, for example, VB + 10V.
【0073】第1及び第2の主半導体素子QA1,QA
2の第1主電極(ドレイン電極)と基準半導体素子QB
の第1主電極(ドレイン電極)は、すべて外部入力端子
T1に接続され、共通電位に維持されている。第1及び
第2の主半導体素子QA1,QA2の第2の主電極にそ
れぞれアノードを接続した第1の分離ダイオードD33
及び第2の分離ダイオードD34が接続され、第1の分
離ダイオードD33及び第2の分離ダイオードD34の
カソードに、抵抗R1と抵抗R2との直列回路の中間点
(接続点)が接続されている。即ち、第1の分離ダイオ
ードD33及び第2の分離ダイオードD34で互いに分
離されて、第1及び第2の主半導体素子QA1,QA2
の第2の主電極に抵抗R1と抵抗R2との直列回路が接
続されている。この結果、第1及び第2の主半導体素子
QA1,QA2の第1主電極(ドレイン電極)と第2主
電極(ソース電極)間には抵抗R1と抵抗R2との直列
回路が接続されている。図1に示す比較器CMP1の
“+”入力端子には、第1又は第2の主半導体素子QA
1,QA2の主電極間電圧(ドレインD−ソースS間電
圧)VDSを抵抗R1と抵抗R2とで分圧した電圧が抵
抗R5を介して供給されている。又、比較器CMP1の
“−”入力端子には、MOSトランジスタ(基準半導体
素子)QBのソース電圧VSが供給されている。又、比
較器CMP1の“−”入力端子には、基準半導体素子Q
Bのソース電圧VSBが供給されている。“+”入力端
子の信号レベルV+>“−”入力端子の信号レベルV−
のとき、比較器CMP1の出力は“H”レベルとなり、
駆動回路111は、第1スイッチング回路801を構成
している第1の主半導体素子QA1、又は第2スイッチ
ング回路802を構成している第2の主半導体素子QA
2のゲート電極に電圧を供給する。逆の場合は、比較器
CMP1の出力は“L”レベルとなり、駆動回路111
は、第1スイッチング回路801又は第2スイッチング
回路802のゲート駆動をオフする。First and second main semiconductor elements QA1, QA
2 first main electrode (drain electrode) and reference semiconductor element QB
The first main electrode of the (drain electrode) are all connected to the external input terminal T 1, it is maintained at a common potential. A first isolation diode D33 having an anode connected to the second main electrode of each of the first and second main semiconductor elements QA1 and QA2;
The second separation diode D34 is connected to the first separation diode D33 and the cathode of the second separation diode D34. The middle point (connection point) of the series circuit of the resistors R1 and R2 is connected to the cathodes of the first separation diode D33 and the second separation diode D34. That is, the first and second main semiconductor elements QA1 and QA2 are separated from each other by the first and second isolation diodes D33 and D34.
Is connected to a series circuit of resistors R1 and R2. As a result, a series circuit of the resistors R1 and R2 is connected between the first main electrode (drain electrode) and the second main electrode (source electrode) of the first and second main semiconductor elements QA1 and QA2. . The first or second main semiconductor element QA is connected to the “+” input terminal of the comparator CMP1 shown in FIG.
A voltage obtained by dividing the voltage VDS between the main electrodes (voltage between drain D and source S) of QA1 by the resistors R1 and R2 is supplied through the resistor R5. The source voltage VS of the MOS transistor (reference semiconductor element) QB is supplied to the "-" input terminal of the comparator CMP1. The "-" input terminal of the comparator CMP1 is connected to the reference semiconductor element Q
A source voltage VSB of B is supplied. "+" Signal level at the input terminal V +>"-" signal level at the input terminal V -
, The output of the comparator CMP1 becomes “H” level,
The drive circuit 111 includes a first main semiconductor element QA1 forming the first switching circuit 801 or a second main semiconductor element QA forming the second switching circuit 802.
A voltage is supplied to the second gate electrode. In the opposite case, the output of the comparator CMP1 becomes “L” level, and the driving circuit 111
Turns off the gate drive of the first switching circuit 801 or the second switching circuit 802.
【0074】基準半導体素子QBのドレイン−ソース間
電圧VDSBは比較器CMP1の“−”入力端子に直接
入力され、第1又は第2の主半導体素子QA1,QA2
のドレイン−ソース間電圧VDSAは抵抗R1と抵抗R
2で分圧した値が比較器CMP1の“+”入力端子に入
力される。即ち、可変抵抗RVについて考慮に入れない
ものとすれば、(8)式で与えられるV+が比較器CM
P1の“+”入力端子に入力されることになる。第1又
は第2の主半導体素子QA1,QA2がオン状態に遷移
した直後は、(8)式により比較器CMP1の“+”入
力端子の電位V +が決定されるので、基準半導体素子Q
Bのドレイン−ソース間電圧VDSB>V+である。し
かし、第1又は第2の主半導体素子QA1,QA2のド
レイン電流IDQAが増加するに連れて(8)式により
与えられるV+は増加し、ついには基準半導体素子QB
のドレイン−ソース間電圧VDSBより大きくなり、こ
の時、比較器CMP1の出力は“H”レベルから“L”
レベルに変化して、いずれか一方の第1又は第2の主半
導体素子QA1,QA2をオフ状態に遷移させる。そし
て、図1に示したダイオードD1と抵抗R5とによるヒ
ステリシス特性により、一定時間経過後に、比較器CM
P1の“+”入力端子の電位V+が低下するので、比較
器CMP1の出力は“L”レベルから“H”レベルに変
化して、第1又は第2の主半導体素子QA1,QA2を
再びオン状態に遷移させることとなる。こうして、第1
又は第2の主半導体素子QA1,QA2はオン状態及び
オフ状態への遷移を繰り返して、最終的に、第1又は第
2の主半導体素子QA1,QA2が過熱遮断に至る。Between the drain and source of the reference semiconductor element QB
Voltage VDSBIs directly connected to the "-" input terminal of the comparator CMP1.
Input to the first or second main semiconductor element QA1, QA2
Drain-source voltage VDSAAre the resistors R1 and R
The value divided by 2 is input to the "+" input terminal of comparator CMP1.
Is forced. That is, the variable resistor RV is not taken into account.
Assuming that V is given by equation (8)+Is a comparator CM
This is input to the "+" input terminal of P1. First
Indicates that the second main semiconductor elements QA1 and QA2 transition to the ON state.
Immediately after that, “+” input of the comparator CMP1 is performed by the equation (8).
Potential V of force terminal +Is determined, the reference semiconductor element Q
B drain-source voltage VDSB> V+It is. I
However, the gate of the first or second main semiconductor element QA1, QA2
Rain current IDQAAs equation (8) increases,
V given+Increases, and finally the reference semiconductor device QB
Drain-source voltage VDSBLarger
, The output of the comparator CMP1 changes from “H” level to “L” level.
Change to the level, either the first or second main half
Conductive elements QA1 and QA2 are turned off. Soshi
Thus, the diode D1 and the resistor R5 shown in FIG.
After a certain period of time, the comparator CM
The potential V of the "+" input terminal of P1+Decrease, so compare
The output of the CMP1 changes from “L” level to “H” level.
Into the first or second main semiconductor element QA1, QA2.
The transition to the ON state is made again. Thus, the first
Alternatively, the second main semiconductor elements QA1 and QA2 are turned on and
The transition to the off state is repeated until the first or
2 main semiconductor elements QA1 and QA2 are overheated.
【0075】(実施の形態の変形例)上記の実施の形態
による開示の一部を成す論述及び図面はこの発明を限定
するものであると理解すべきではない。この開示から当
業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が
明らかとなろう。(Modifications of Embodiments) It should not be understood that the description and drawings constituting a part of the disclosure of the above embodiments limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples, and operation techniques will be apparent to those skilled in the art.
【0076】例えば、図5に示すように、第2の基準抵
抗Rr2に接続される第2の基準半導体素子QCを付加
し、過小電流測定、ランプ断線検出、オープン検出が可
能な、より高機能な半導体装置とすることが可能であ
る。又、半導体チップ110内に、過電流検出部301
以外に、電流イネイブル(Enable)部302,突入電流
マスク回路303,オン/オフ回数積算回路(回数制御
手段)304、遮断ラッチ回路306等を加え、更に機
能を高めることが可能である。For example, as shown in FIG. 5, a second reference semiconductor element QC connected to the second reference resistor Rr2 is added to provide a more advanced function capable of undercurrent measurement, lamp disconnection detection, and open detection. It is possible to realize a simple semiconductor device. Also, an overcurrent detection unit 301 is provided in the semiconductor chip 110.
In addition, a current enable (Enable) unit 302, an inrush current masking circuit 303, an on / off number integration circuit (number control means) 304, a cutoff latch circuit 306, and the like can be added to further enhance the functions.
【0077】以下に本発明の変形例について述べる。Hereinafter, modified examples of the present invention will be described.
【0078】<第1変形例>例えば上記の実施の形態に
おいて、図2に示すようなオン/オフ回数積算回路30
4を図1及び図11のノードN51,N52,N53に
接続して、不完全短絡の場合の第1及び第2の主半導体
素子としての第1及び第2の主半導体素子QA1,QA
2の遮断を速めることが出来る。即ち、第1及び第2の
主半導体素子QA1,QA2のオン/オフ制御回数が所
定回数に達したときに、オン/オフ回数積算回路(回数
制御手段)304により第1及び第2の主半導体素子Q
A1,QA2をオフ制御させる動作が可能となる。<First Modification> For example, in the above-described embodiment, the on / off frequency integrating circuit 30 as shown in FIG.
4 is connected to the nodes N51, N52, N53 of FIGS. 1 and 11, and the first and second main semiconductor elements QA1, QA as the first and second main semiconductor elements in the case of incomplete short circuit.
2 can be quickened. That is, when the number of times of on / off control of the first and second main semiconductor elements QA1 and QA2 reaches a predetermined number, the first and second main semiconductors are turned on by the on / off number integration circuit (number control means) 304. Element Q
The operation of turning off A1 and QA2 can be performed.
【0079】図2に示すように、このオン/オフ回数積
算回路304は、図11に示す図1のノードN51に接
続された抵抗R131,R132、図1のノードN52
に接続されたコンデンサC131、図11のノードN5
1に接続されたダイオードD132、MOSトランジス
タQ131、逆流阻止用ダイオードD131及び抵抗R
133を備えている。As shown in FIG. 2, the on / off frequency integrating circuit 304 includes resistors R131 and R132 connected to the node N51 shown in FIG. 11 and a node N52 shown in FIG.
C131 connected to the node N5 in FIG.
1, a diode D132, a MOS transistor Q131, a backflow preventing diode D131 and a resistor R
133 is provided.
【0080】過電流制御に入り、第1及び第2の主半導
体素子QA1,QA2のゲート電位が周期的に“H”レ
ベルになる度にコンデンサC131は抵抗R132及び
逆流阻止用ダイオードD131を介して充電される。M
OSトランジスタQ131のゲート電位は最初はしきい
値以下なのでオフ状態にあるが、コンデンサC131の
充電に伴ってゲート電位が上昇するとMOSトランジス
タQ131はオン状態に遷移する。MOSトランジスタ
Q131がオン状態に遷移すると、図11に示した温度
センサ121のアノード側のノードN51が引き下げら
れるので、高温状態と同じ条件となって過熱遮断用素子
QSがオン状態に遷移して、第1及び第2の主半導体素
子QA1,QA2を遮断する。In the overcurrent control, each time the gate potentials of the first and second main semiconductor elements QA1 and QA2 periodically go to "H" level, the capacitor C131 is connected via the resistor R132 and the backflow prevention diode D131. Charged. M
Since the gate potential of the OS transistor Q131 is initially lower than the threshold value, it is in the off state. However, when the gate potential increases with the charging of the capacitor C131, the MOS transistor Q131 transitions to the on state. When the MOS transistor Q131 transitions to the ON state, the node N51 on the anode side of the temperature sensor 121 shown in FIG. 11 is pulled down, so that the same condition as in the high temperature state is satisfied, and the overheat cutoff element QS transitions to the ON state. The first and second main semiconductor elements QA1 and QA2 are shut off.
【0081】<第2変形例>又、図1のノードN53,
N62に図3に示す過熱遮断促進回路106を接続し
て、第1及び第2の主半導体素子QA1,QA2の遮断
を速めるようにしても良い。即ち、過不完全短絡の場合
には、第1及び第2の主半導体素子QA1,QA2のオ
ン/オフ制御を繰り返し行って、第1及び第2の主半導
体素子QA1,QA2の周期的な発熱作用によって過熱
遮断を機能させた場合には、過熱遮断までの時間が相対
的に長くなることが考えられる。このような場合は過熱
遮断促進回路(過熱遮断促進手段)106によって第1
及び第2の主半導体素子QA1,QA2の遮断を速める
ようにすれば良い。<Second Modification> The nodes N53 and N53 in FIG.
The overheat cutoff promotion circuit 106 shown in FIG. 3 may be connected to N62 to speed up the cutoff of the first and second main semiconductor elements QA1 and QA2. That is, in the case of an overcomplete short circuit, the on / off control of the first and second main semiconductor elements QA1 and QA2 is repeatedly performed to periodically generate heat of the first and second main semiconductor elements QA1 and QA2. When the overheat cutoff is caused to function by the action, the time until the overheat cutoff may be relatively long. In such a case, the first overheat cut-off promotion circuit (overheat cut-off promotion means) 106
In addition, the cutoff of the second main semiconductor elements QA1 and QA2 may be accelerated.
【0082】図3に示すように過熱遮断促進回路106
は、MOSトランジスタQ221、ダイオードD22
1、抵抗R221〜R223及びコンデンサC221を
備えて構成されている。過電流制御に入り、第1又は第
2の主半導体素子QA1,QA2のゲート電位が周期的
に“H”レベルになる度にコンデンサC221は抵抗R
222及び逆流阻止用ダイオードD221を介して充電
される。MOSトランジスタQ221のゲート電位は最
初はしきい値以下なのでオフ状態にあるが、コンデンサ
C221の充電に伴ってゲート電位が上昇するとMOS
トランジスタQ221はオン状態に遷移する。抵抗R2
21を介してノードN62に位置する端子TG(第1又
は第2の主半導体素子QA1,QA2の真のゲート)か
ら接地電位(GND)に電流が流れ、端子TG(ノード
N62)に蓄積される電荷量が減少する。このため、同
じドレイン電流IDに対してもドレイン−ソース間電圧
VD SAが大きくなり、第1及び第2の主半導体素子Q
A1,QA2の電力消費が増大して過熱遮断が早まるこ
ととなる。なお、抵抗R221が小さいほど過熱遮断は
早まる。又、抵抗R223はコンデンサC221の放電
抵抗であり、R222≪R223となるように設定する
のが望ましい。As shown in FIG. 3, the overheat cutoff promotion circuit 106
Is a MOS transistor Q221, a diode D22
1, a resistor R221 to R223 and a capacitor C221. In the overcurrent control, each time the gate potential of the first or second main semiconductor element QA1 or QA2 periodically goes to the “H” level, the capacitor C221 sets the resistance R
The battery is charged via the diode 222 and the backflow prevention diode D221. Since the gate potential of the MOS transistor Q221 is initially lower than the threshold value, the MOS transistor Q221 is in an off state.
Transistor Q221 transitions to an on state. Resistance R2
A current flows from the terminal TG (the true gate of the first or second main semiconductor element QA1 or QA2) located at the node N62 to the ground potential (GND) via the node 21 and is accumulated at the terminal TG (node N62). The charge is reduced. Therefore, also a drain for the same drain current I D - source voltage V D SA is increased, first and second main semiconductor elements Q
The power consumption of A1 and QA2 increases, and the overheating cutoff is accelerated. Note that the smaller the resistance R221, the earlier the overheat cutoff. Further, the resistor R223 is a discharge resistor of the capacitor C221, and is desirably set so that R222≪R223.
【0083】<第3変形例>図4に示す突入電流マスク
回路303をノードN52,53,71に接続しても良
い。この突入電流マスク回路303は、ノードN71に
接続されたMOSトランジスタQ311,Q312、ノ
ードN53に接続されたダイオードD311、ノードN
52に接続された抵抗R313、コンデンサC311及
び抵抗R311、R312を備えて構成されている。こ
の突入電流マスク回路303において、第1又は第2の
主半導体素子QA1,QA2がオン状態に遷移すると、
ゲート−ソース間電圧VGSAがダイオードD311及
び抵抗R312を介してMOSトランジスタQ312の
ゲートに供給され、又同じくゲート−ソース間電圧VG
SAがダイオードD311及び抵抗R311を介してM
OSトランジスタQ311のゲートに供給される。MO
SトランジスタQ312のゲートはコンデンサC311
を介して第1及び第2の主半導体素子QA1,QA2の
ソースSA(ノードN52)に接続されており、第1又
は第2の主半導体素子QA1,QA2がオン状態に遷移
した直後はコンデンサC311が未充電であるため、M
OSトランジスタQ312のゲート電位が十分に上がら
ずMOSトランジスタQ312はオン状態に遷移出来な
い。又、MOSトランジスタQ311はMOSトランジ
スタQ312がオフ状態にある間はオン状態にあり、比
較器CMP1の+端子(ノードN71)に供給される分
圧点を第1及び第2の主半導体素子QA1,QA2のソ
ースSA(ノードN52)に結合させる。そのため、比
較器CMP1の出力は“H”レベルに保たれて、大きな
突入電流が流れても第1及び第2の主半導体素子QA
1,QA2はオフ状態に遷移しないことになる。<Third Modification> Inrush current mask circuit 303 shown in FIG. 4 may be connected to nodes N52, N53, N71. The inrush current mask circuit 303 includes MOS transistors Q311 and Q312 connected to the node N71, a diode D311 connected to the node N53, and a node N31.
52, a resistor R313, a capacitor C311 and resistors R311 and R312 are connected. In the rush current mask circuit 303, when the first or second main semiconductor element QA1, QA2 transitions to the ON state,
Gate - source voltage V GSA is supplied to the gate of the MOS transistor Q312 through a diode D311 and a resistor R312, also similarly gate - source voltage V G
SA is connected to M via a diode D311 and a resistor R311.
It is supplied to the gate of the OS transistor Q311. MO
The gate of the S transistor Q312 is connected to the capacitor C311.
Is connected to the source SA (node N52) of the first and second main semiconductor elements QA1 and QA2 via a capacitor C311 immediately after the first or second main semiconductor element QA1 or QA2 transitions to the ON state. Is not charged, M
Since the gate potential of the OS transistor Q312 does not rise sufficiently, the MOS transistor Q312 cannot transition to the ON state. The MOS transistor Q311 is on while the MOS transistor Q312 is off, and the voltage dividing point supplied to the + terminal (node N71) of the comparator CMP1 is determined by the first and second main semiconductor elements QA1, Q2. It is coupled to the source SA of QA2 (node N52). Therefore, the output of the comparator CMP1 is kept at the “H” level, and the first and second main semiconductor elements QA are output even when a large inrush current flows.
1, QA2 will not transition to the off state.
【0084】時間の経過により、コンデンサC311は
抵抗R312を介して充電されて行き、ついにはMOS
トランジスタQ312がオン状態に遷移する。これに伴
ってMOSトランジスタQ311がオフ状態に遷移した
上記マスク状態が終了して、過電流検出制御が機能する
こととなる。なお抵抗R313は第1又は第2の主半導
体素子QA1,QA2がオフ状態に遷移した後、コンデ
ンサC311をリセットするための放電抵抗である。R
312≪R313となるように設定してマスク時間に影
響しないようにするのが望ましい。又、マスク時間はR
312×C311の時定数で決定されるので、1チップ
化する場合には外付けのコンデンサC311の容量値を
任意に変更することにより、マスク時間の調整が可能と
なる。As time passes, the capacitor C311 is charged via the resistor R312, and finally the MOS transistor C311 is charged.
Transistor Q312 transitions to the on state. Accordingly, the mask state in which the MOS transistor Q311 has transitioned to the off state ends, and the overcurrent detection control functions. Note that the resistor R313 is a discharge resistor for resetting the capacitor C311 after the first or second main semiconductor element QA1, QA2 transitions to the off state. R
It is desirable to set 312≪R313 so as not to affect the mask time. The mask time is R
Since it is determined by the time constant of 312 × C311, the mask time can be adjusted by arbitrarily changing the capacitance value of the external capacitor C311 in the case of one chip.
【0085】本発明の実施の形態において、Hブリッジ
回路の負荷となる直流モータMをオンさせると、安定状
態の数倍から数十倍の突入電流が第1又は第2の主半導
体素子QA1,QA2に流れる。その突入電流が流れる
期間はHブリッジ回路の負荷となる直流モータMの種類
や容量(大きさ)によって異なり、だいたい3msecから
20msecである。この突入電流が流れる期間に、実施の
形態で説明したような過電流制御が行われると、Hブリ
ッジ回路の負荷となる直流モータMが定常状態に至るま
でに時間を要してしまう。負荷となる直流モータの駆動
の開始が悪くなれば、ワイパーやパワーウィンドウの動
作開始が遅れるなど問題が生じる。図4に示す突入電流
マスク回路303を図1の構成に付加することによって
このような問題を解消することが出来る。In the embodiment of the present invention, when the DC motor M serving as a load of the H-bridge circuit is turned on, an inrush current several times to several tens times that of the stable state is generated by the first or second main semiconductor element QA1, Flow to QA2. The period during which the rush current flows varies depending on the type and capacity (size) of the DC motor M serving as the load of the H-bridge circuit, and is approximately 3 msec to 20 msec. If the overcurrent control as described in the embodiment is performed during the period when the inrush current flows, it takes time for the DC motor M serving as the load of the H-bridge circuit to reach a steady state. If the start of the driving of the DC motor, which is a load, becomes poor, problems such as a delay in starting the operation of the wiper and the power window occur. Such a problem can be solved by adding the inrush current mask circuit 303 shown in FIG. 4 to the configuration of FIG.
【0086】このように、本発明はここでは記載してい
ない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従っ
て、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請
求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるも
のである。As described above, the present invention naturally includes various embodiments and the like not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is determined only by the invention specifying matters according to the claims that are appropriate from the above description.
【0087】[0087]
【発明の効果】本発明の電源供給制御装置によれば、H
ブリッジ回路に用いる場合においても、従来のシャント
抵抗を不要として、完全短絡による過電流のみならず、
ある程度の短絡抵抗を持つ不完全短絡などのレアショー
トが発生した場合の異常電流をも簡単、且つ正確に検出
出来る。According to the power supply control device of the present invention, H
Even when used in a bridge circuit, the conventional shunt resistor is unnecessary, and not only overcurrent due to a complete short circuit,
It is also possible to easily and accurately detect an abnormal current when a rare short circuit such as an incomplete short circuit having a certain short-circuit resistance occurs.
【0088】更に、本発明の半導体装置によれば、従来
のシャント抵抗を不要として電源供給制御装置の熱損失
を抑え、又、完全短絡による過電流のみならず、ある程
度の短絡抵抗を持つ不完全短絡などのレアショートが発
生した場合の異常電流をも簡単、且つ正確に検出出来
る。Further, according to the semiconductor device of the present invention, the heat loss of the power supply control device is suppressed by eliminating the need for the conventional shunt resistor. An abnormal current when a rare short circuit such as a short circuit occurs can be detected easily and accurately.
【0089】又、マイコンが不要であるため、特に、主
半導体素子の制御回路部を同一半導体基板上にモノリシ
ックに集積化したパワーICの構造の場合は、半導体チ
ップの面積を縮小出来るとともに、Hブリッジ型の電源
供給制御装置のコストを大幅に削減することが出来る。Further, since a microcomputer is not required, especially in the case of a power IC structure in which the control circuit section of the main semiconductor element is monolithically integrated on the same semiconductor substrate, the area of the semiconductor chip can be reduced and H The cost of the bridge type power supply control device can be greatly reduced.
【図1】本発明の実施の形態に係る半導体装置の回路構
成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の変形例1に係る半導体装置に用いるオ
ン/オフ回数積算回路の回路構成図である。FIG. 2 is a circuit configuration diagram of an on / off frequency integration circuit used in a semiconductor device according to a first modification of the present invention.
【図3】本発明の変形例2に係る半導体装置に用いる過
熱遮断促進回路の回路構成図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram of an overheat cutoff promotion circuit used in a semiconductor device according to a second modification of the present invention.
【図4】本発明の変形例3に係る半導体装置に用いる突
入電流マスク回路の回路構成図である。FIG. 4 is a circuit configuration diagram of an inrush current mask circuit used in a semiconductor device according to a third modification of the present invention.
【図5】本発明の他の電源供給制御装置の回路構成図で
ある。FIG. 5 is a circuit configuration diagram of another power supply control device of the present invention.
【図6】本発明の基礎となる電源供給制御回路の構成図
である。FIG. 6 is a configuration diagram of a power supply control circuit on which the present invention is based.
【図7】本発明の実施の形態に係る半導体装置が利用す
る原理を説明する説明図であり、オフ状態からオン状態
への遷移時のドレイン−ソース間電圧の立ち下がり特性
の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a principle used by the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, and is an explanatory diagram of a fall characteristic of a drain-source voltage at the time of transition from an off state to an on state. .
【図8】本発明の実施の形態に係る半導体装置の主半導
体素子(第1及び第2の主半導体素子)に着目した概念
的等価回路図である。FIG. 8 is a conceptual equivalent circuit diagram focusing on main semiconductor elements (first and second main semiconductor elements) of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention;
【図9】図9(a)は、本発明の実施の形態に係る半導
体装置における、主半導体素子(第1及び第2の主半導
体素子)のドレイン電流の過渡応答特性を、図9(b)
は、対応するドレイン−ソース間電圧の過渡応答特性を
示す説明図である。FIG. 9A is a graph showing a transient response characteristic of a drain current of a main semiconductor element (first and second main semiconductor elements) in a semiconductor device according to an embodiment of the present invention; )
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a transient response characteristic of a corresponding drain-source voltage.
【図10】従来の半導体スイッチの回路構成図である。FIG. 10 is a circuit configuration diagram of a conventional semiconductor switch.
【図11】本発明のスイッチング回路の詳細を示す回路
構成図の一例である。FIG. 11 is an example of a circuit configuration diagram showing details of a switching circuit of the present invention.
101 電源 102、103 負荷 106 過熱遮断促進回路(過熱遮断促進手段) 110 半導体チップ 111 駆動回路(制御手段) 120 過熱遮断回路 121,122 インバータ 190 論理回路 301 過電流検出部 302 電流Enable部 303 突入電流マスク回路(禁止手段) 304 オン/オフ回数積算回路(回数制御手段9 305 チャージポンプ部 306 遮断ラッチ回路 801 第1スイッチング回路 802 第2スイッチング回路 803 スイッチング回路 C131,C221,C311 コンデンサ CMP1,CMP411 比較器 D1,D71,D72,D131,D132,D22
1,D311 ダイオード D33,D34 分離ダイオード QA1 第1の主半導体素子 QA2 第2の主半導体素子 QF 温度センサ内蔵トランジスタ QB MOSトランジスタ(基準半導体素子) QC MOSトランジスタ(第2の基準半導体素子) Q71,Q72,Q131,Q221,Q311,Q3
12 MOSトランジスタ RG 内部抵抗 R1,R2,R5,R131〜R133,R221〜R
223,R311〜R313,R331,R412,R
413 抵抗 Rr1 基準抵抗(第1の基準抵抗) Rr2 第2の基準抵抗 T1,T2,T3,T17,T18,T33〜T38
入出力端子 ZD1 ツェナーダイオードReference Signs List 101 power supply 102, 103 load 106 overheat cutoff promotion circuit (overheat cutoff promotion means) 110 semiconductor chip 111 drive circuit (control means) 120 overheat cutoff circuit 121, 122 inverter 190 logic circuit 301 overcurrent detection section 302 current enable section 303 inrush current Masking circuit (prohibiting means) 304 ON / OFF count integration circuit (count control means 9 305 Charge pump section 306 Cutoff latch circuit 801 First switching circuit 802 Second switching circuit 803 Switching circuit C131, C221, C311 Capacitors CMP1, CMP411 Comparator D1, D71, D72, D131, D132, D22
1, D311 Diode D33, D34 Separation diode QA1 First main semiconductor element QA2 Second main semiconductor element QF Transistor with built-in temperature sensor QB MOS transistor (reference semiconductor element) QC MOS transistor (second reference semiconductor element) Q71, Q72 , Q131, Q221, Q311, Q3
12 MOS transistor RG Internal resistance R1, R2, R5, R131 to R133, R221 to R
223, R311 to R313, R331, R412, R
413 resistance Rr1 reference resistor (first reference resistance) Rr2 second reference resistor T 1, T 2, T 3 , T 17, T 18, T 33 ~T 38
Input / output terminal ZD1 Zener diode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02P 1/22 H01L 27/08 102J H03K 17/08 H03K 17/687 E 17/687 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H02P 1/22 H01L 27/08 102J H03K 17/08 H03K 17/687 E 17/687
Claims (3)
電極端子、負荷の第1の端子に接続した第2の主電極端
子及び制御電極端子とを有する第1スイッチング回路
と、 第2の主半導体素子を内蔵し、第1の主電極端子、前記
負荷の第2の端子に接続した第2の主電極端子及び制御
電極端子とを有する第2スイッチング回路と、 前記負荷の前記第1の端子に接続した第1の主電極、第
2の主電極及び制御電極とを有する第3の主半導体素子
と、 前記負荷の前記第2の端子に接続した第1の主電極、第
2の主電極及び制御電極とを有する第4の主半導体素子
と、 前記第1及び第2の主半導体素子の第1の主電極にそれ
ぞれ接続した第1の主電極と、制御電極及び基準抵抗に
接続した第2の主電極とを有する基準半導体素子と、 前記第1及び第2の主半導体素子の第2の主電極にそれ
ぞれアノードを接続した第1及び第2の分離ダイオード
と、 前記第1及び第2の分離ダイオードのカソードに第1の
入力端子を接続し、前記基準半導体素子の第2の主電極
に第2の入力端子を接続した比較器と、 前記第1及び第2の主半導体素子の制御電極にそれぞれ
接続した第1及び第2のマルチプレクサと、 前記比較器の出力に応じて、前記第1及び第2のマルチ
プレクサ及び前記基準半導体素子の制御電極にそれぞれ
制御電圧を供給する制御電圧供給手段と、 前記第3及び第4の主半導体素子のそれぞれの制御電極
に接続した論理回路とから少なくともなり、前記第1及
び第2の主半導体素子に流れる異常電流を検知して、異
常電流発生時には前記第1及び第2の主半導体素子のい
ずれか一方をオン/オフ制御して電流振動を生成し、こ
の電流振動により、前記第1及び第2の主半導体素子の
いずれか一方の導通状態を遮断することを特徴とする電
源供給制御装置。A first switching circuit having a first main semiconductor element built therein and having a first main electrode terminal, a second main electrode terminal connected to a first terminal of a load, and a control electrode terminal; A second switching circuit incorporating a second main semiconductor element and having a first main electrode terminal, a second main electrode terminal connected to a second terminal of the load, and a control electrode terminal; A third main semiconductor element having a first main electrode, a second main electrode, and a control electrode connected to a first terminal; a first main electrode connected to the second terminal of the load; A fourth main semiconductor element having two main electrodes and a control electrode; a first main electrode respectively connected to the first main electrodes of the first and second main semiconductor elements; a control electrode and a reference resistance; A reference semiconductor device having a second main electrode connected to the first and second main electrodes; A first and a second isolation diode, each having an anode connected to a second main electrode of the main semiconductor element, and a first input terminal connected to the cathodes of the first and second isolation diodes, A comparator in which a second input terminal is connected to a second main electrode of the element; first and second multiplexers respectively connected to control electrodes of the first and second main semiconductor elements; Control voltage supply means for supplying a control voltage to each of the first and second multiplexers and the control electrode of the reference semiconductor element according to an output; and a control voltage supply means for each of the third and fourth main semiconductor elements. An abnormal current flowing through the first and second main semiconductor elements, and detecting one of the first and second main semiconductor elements when an abnormal current occurs On / off control to generate a current oscillation by the current oscillation, the power supply control apparatus characterized by blocking either the conduction state of the first and second main semiconductor elements.
端子に接続した第1の主電極端子、第1の外部出力端子
に接続した第2の主電極端子及び制御電極端子とを有す
る第1スイッチング回路と、 第2の主半導体素子を内蔵し、前記外部入力端子に接続
した第1の主電極端子、第2の外部出力端子に接続した
第2の主電極端子及び制御電極端子とを有する第2スイ
ッチング回路と、 第3の外部出力端子に接続した第1の主電極、接地端子
に接続した第2の主電極及び制御電極とを有する第3の
主半導体素子と、 第4の外部出力端子に接続した第1の主電極、接地端子
に接続した第2の主電極及び制御電極とを有する第4の
主半導体素子と、 前記第1及び第2の主半導体素子の第1の主電極にそれ
ぞれ接続した第1の主電極と、制御電極及び抵抗端子に
接続した第2の主電極とを有する基準半導体素子と、 前記第1及び第2の主半導体素子の第2の主電極にそれ
ぞれアノードを接続した第1及び第2の分離ダイオード
と、 前記第1及び第2の分離ダイオードのカソードに第1の
入力端子を接続し、前記基準半導体素子の第2の主電極
に第2の入力端子を接続した比較器と、 前記第1及び第2の主半導体素子の制御電極にそれぞれ
接続した第1及び第2のマルチプレクサと、 前記比較器の出力に応じて、前記第1及び第2のマルチ
プレクサ及び前記基準半導体素子の制御電極にそれぞれ
制御電圧を供給する制御電圧供給手段と、 前記第3及び第4の主半導体素子のそれぞれの制御電極
に接続した論理回路とから少なくともなり、前記第1及
び第2の外部出力端子にそれぞれ接続される第1及び第
2の負荷に流れる異常電流を検知して、異常電流発生時
には前記第1及び第2の主半導体素子のいずれか一方を
オン/オフ制御して電流振動を生成し、この電流振動に
より、前記外部入力端子と前記第1及び第2の外部出力
端子間のいずれか一方の導通状態を遮断することを特徴
とする半導体装置。A first main electrode terminal connected to the external input terminal, a second main electrode terminal connected to the first external output terminal, and a control electrode terminal. A first switching circuit, a first main electrode terminal having a second main semiconductor element built therein and connected to the external input terminal, a second main electrode terminal and a control electrode terminal connected to the second external output terminal, A third main semiconductor element having a first main electrode connected to a third external output terminal, a second main electrode connected to a ground terminal, and a control electrode; A fourth main semiconductor element having a first main electrode connected to an external output terminal, a second main electrode connected to a ground terminal, and a control electrode; and a first main semiconductor element of the first and second main semiconductor elements. A first main electrode respectively connected to the main electrode, a control electrode and A reference semiconductor element having a second main electrode connected to the counter terminal; first and second isolation diodes each having an anode connected to the second main electrode of the first and second main semiconductor elements; A comparator having a first input terminal connected to the cathodes of the first and second isolation diodes, and a second input terminal connected to a second main electrode of the reference semiconductor device; First and second multiplexers respectively connected to the control electrodes of the main semiconductor element, and control voltages respectively applied to the control electrodes of the first and second multiplexers and the reference semiconductor element according to the output of the comparator. At least a control voltage supply means for supplying, and a logic circuit connected to each control electrode of the third and fourth main semiconductor elements, respectively connected to the first and second external output terminals. An abnormal current flowing through the first and second loads is detected, and when an abnormal current occurs, one of the first and second main semiconductor elements is turned on / off to generate a current oscillation. Wherein a conduction state between one of the external input terminal and the first and second external output terminals is cut off.
第3及び第4の主半導体素子、前記基準半導体素子、前
記第1及び第2の分離ダイオード、前記比較器、前記第
1及び第2のマルチプレクサ、前記制御電圧供給手段及
び前記論理回路が同一半導体基板上に集積化されている
ことを特徴とする請求項2記載の半導体装置。3. The first and second switching circuits, the third and fourth main semiconductor devices, the reference semiconductor device, the first and second isolation diodes, the comparator, the first and second devices. 3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the multiplexer, the control voltage supply means, and the logic circuit are integrated on the same semiconductor substrate.
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JP11-74250 | 1999-02-14 | ||
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104282690A (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-14 | 瑞萨电子株式会社 | Semiconductor device |
JP2015153937A (en) * | 2014-02-17 | 2015-08-24 | セイコーエプソン株式会社 | circuit device and electronic equipment |
JP2018107458A (en) * | 2013-07-10 | 2018-07-05 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device |
US10903831B2 (en) | 2018-08-09 | 2021-01-26 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device |
-
2000
- 2000-02-14 JP JP2000035939A patent/JP2000299928A/en active Pending
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CN104282690A (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-14 | 瑞萨电子株式会社 | Semiconductor device |
JP2015035578A (en) * | 2013-07-10 | 2015-02-19 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device |
JP2018107458A (en) * | 2013-07-10 | 2018-07-05 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device |
CN104282690B (en) * | 2013-07-10 | 2018-12-25 | 瑞萨电子株式会社 | Semiconductor devices |
JP2015153937A (en) * | 2014-02-17 | 2015-08-24 | セイコーエプソン株式会社 | circuit device and electronic equipment |
US10903831B2 (en) | 2018-08-09 | 2021-01-26 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device |
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