JP2002151969A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2002151969A
JP2002151969A JP2000348306A JP2000348306A JP2002151969A JP 2002151969 A JP2002151969 A JP 2002151969A JP 2000348306 A JP2000348306 A JP 2000348306A JP 2000348306 A JP2000348306 A JP 2000348306A JP 2002151969 A JP2002151969 A JP 2002151969A
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JP
Japan
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capacitor
esr
phase compensation
semiconductor device
resistor
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JP2000348306A
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Yoshiyuki Hojo
喜之 北條
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/08Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements
    • H03F1/14Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements by use of neutralising means

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  • Power Engineering (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、等価直列抵抗成分(ESR成分)が小
さい低ESRコンデンサを位相補償用コンデンサとして
半導体装置の出力端子に接続する場合、前記低ESRコ
ンデンサと直列に抵抗を外部接続する必要があり部品点
数が増加する。 【解決手段】 本発明に係る半導体装置10は、半導体
装置10の内部に形成され一端が出力端子T1に接続さ
れた抵抗RESRと、抵抗RESRの他端に接続されたコンデ
ンサ接続用端子T2とを有しており、コンデンサ接続用
端子T2に外部接続される低ESRコンデンサC1のE
SR成分を抵抗RESRで補う構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、増幅器やレギュレ
ータなど、出力端子に位相補償用コンデンサを接続する
必要がある半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】出力端子に位相補償用コンデンサを接続
する必要がある半導体装置の一従来例として、ここでは
電源ICを例に挙げて説明を行う。図3、図4は従来の
電源ICの概略構成を示す回路図である。図3に示す電
源IC10’’はドライバ回路11の出力を出力端子T
1から負荷Z1に対して送出する半導体装置であり、ド
ライバ回路11は例えば複数の増幅段(図示せず)から
構成されている。
【0003】また、出力端子T1には負荷Z1と並列
に、位相補償用コンデンサC1が外部接続されている。
この位相補償用コンデンサC1はドライバ回路11の異
常発振を抑制する目的で接続されており、入力に対する
出力の位相特性におけるゼロ点(位相0°)でのゲイン
が1以上とならないように、出力の位相が遅れ始める極
(1次ポール)をより低周波域で形成し、高周波側での
ゲインを下げることで位相補償を行っている。
【0004】なお、従来では位相補償用コンデンサC1
として10μF程度の電解コンデンサやタンタルコンデ
ンサが多く用いられてきたが、これらの電解コンデンサ
は極性を持っているため、実装時に誤って逆接続すると
発煙や破壊等が生じてしまうといった課題を有してい
る。そのため、近年では極性を持たないコンデンサ(特
にセラミックコンデンサ)が位相補償用コンデンサC1
として積極的に使用され始めている。
【0005】ただし、前記セラミックコンデンサはその
等価直列抵抗成分(以下、ESR成分(Equivalent ser
ies resistance)と呼ぶ)が電解コンデンサやタンタル
コンデンサに比べて極めて小さい低ESRコンデンサで
ある。また、前記セラミックコンデンサの位相特性は一
般の低ESRコンデンサの位相特性と異なり、もともと
低いESR成分が所定の周波数でさらに低下するといっ
た独特の特性を示す。
【0006】このようにESR成分があまりに小さ過ぎ
る低ESRコンデンサをそのまま位相補償用コンデンサ
C1として用いると、ドライバ回路11の位相まわりが
変化して高周波側で位相特性におけるゼロ点ができてし
まう。従って、そこでゲインを上げてしまうためにドラ
イバ回路11が不安定となり、発振してしまう傾向があ
る。
【0007】ここで、前記ゼロ点の発生する周波数は次
の(1)式で求めることができる。
【数1】 なお、上式中におけるC0は位相補償用コンデンサC1
の静電容量を示しており、ESRは位相補償用コンデン
サC1の等価直列抵抗成分を示している。
【0008】上記の(1)式から分かるように、位相補
償用コンデンサC1のESR成分を大きくすれば前記ゼ
ロ点の発生周波数は低周波側へ移動することになるた
め、位相マージンが取れるようになり、発振が起こりに
くくなる。
【0009】従って、セラミックコンデンサ等の低ES
Rコンデンサを位相補償用トランジスタC1として使用
する場合には、図4に示すように位相補償用コンデンサ
C1に対して直列に抵抗R1を外部接続し、低ESRコ
ンデンサのESR成分を補う必要がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、出力
端子T1に接続される位相補償用コンデンサC1として
極性を持たないセラミックコンデンサ等の低ESRコン
デンサを使用すれば、逆接続による発煙等の心配がない
ので実装時におけるトラブルの発生を低減することがで
き、コンデンサ実装工程の円滑化を図ることが可能とな
る。
【0011】しかしながら、位相補償用コンデンサC1
として低ESRコンデンサを用いるためには、電解コン
デンサ等を用いていれば設ける必要のない抵抗R1を余
分に外部接続しなければならないために部品点数が増大
し、接続箇所の増加による信頼性の低下や実装スペース
増、コスト増等が課題となっている。
【0012】本発明は上記の問題点に鑑み、等価直列抵
抗成分が小さい低ESRコンデンサを前記位相補償用コ
ンデンサとして用いながらも、実装時における省スペー
ス化等を実現することができる半導体装置を提供するこ
とを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体装置においては、出力端子に位
相補償用コンデンサを接続する必要がある半導体装置に
おいて、等価直列抵抗成分が小さい低ESRコンデンサ
を前記位相補償用コンデンサとして用いるために、前記
半導体装置に形成され一端が前記出力端子及び出力トラ
ンジスタに接続された抵抗と、前記抵抗の他端に接続さ
れたコンデンサ接続用端子とを設け、該コンデンサ接続
用端子に前記低ESRコンデンサを外部接続することに
より、前記低ESRコンデンサの等価直列抵抗成分を前
記抵抗によって補う構成としたことを特徴としている。
【0014】もしくは、前記半導体装置に形成され一端
が接地された抵抗と、前記抵抗の他端に接続されたコン
デンサ接続用端子とを設け、前記出力端子と前記コンデ
ンサ接続用端子との間に前記低ESRコンデンサを外部
接続することにより、前記低ESRコンデンサの直列抵
抗成分を前記抵抗によって補う構成としてもよい。
【0015】
【発明の実施の形態】ここでは、本発明に係る半導体装
置として電源ICを例に挙げて説明を行う。図1は本発
明に係る電源ICの第1実施形態を示す回路図である。
なお、本実施形態における電源IC10において、従来
の電源IC10’’(図3、図4参照)と同様の構成及
び動作を有する部分については図3、図4と同一の符号
を付すことで説明を省略し、以下では本実施形態の新規
部分に重点を置いた説明を行うことにする。
【0016】本図に示すように、本実施形態における電
源IC10には、一端が出力端子T1及びドライバ回路
11を構成する出力トランジスタのコレクタに接続され
た抵抗RESRが形成されており、この抵抗RESRの他端は
出力端子T1とは別に設けられたコンデンサ接続用端子
T2に接続されている。位相補償用コンデンサC1はこ
のコンデンサ接続用端子T2とグランド間に接続され
る。
【0017】このように出力端子T1とは別にコンデン
サ接続用端子T2を設け、その内部に接続された抵抗R
ESRによって位相補償用コンデンサC1のESR成分を
補う構成とすることにより、位相補償用コンデンサC1
として低ESRコンデンサを用いる場合であっても、従
来のようにESR成分を補うための抵抗R1(図4参
照)を外部接続する必要がない。従って、電源IC10
を搭載するセットの省スペース化やコスト削減を実現す
ることができる。
【0018】また、位相補償用コンデンサC1としてE
SR成分が小さいセラミックコンデンサ(無極性)が使
用可能となるので、電解コンデンサやタンタルコンデン
サを実装する際に生じていた逆接続による発煙等の問題
が改善され、信頼性の向上にもつながる。加えて、前記
セラミックコンデンサの占有面積は電解コンデンサやタ
ンタルコンデンサよりも小さいため、位相補償用コンデ
ンサC1として電解コンデンサ等を使用した場合と比べ
てもセットの省スペース化を実現することができる。
【0019】続いて、本発明に係る電源ICの第2実施
形態について説明を行う。図2は本発明に係る電源IC
の第2実施形態を示す回路図である。なお、本実施形態
における電源IC10’は、前述の第1実施形態におけ
る電源IC10(図1参照)とほぼ同様の構成から成っ
ている。そこで、第1実施形態と同様の構成及び動作を
有する部分については図1と同一の符号を付すことで説
明を省略し、以下では本実施形態の新規部分に重点を置
いた説明を行うことにする。
【0020】本図に示すように、本実施形態における電
源IC10’の内部には、一端がグランド端子T3を介
して接地された抵抗RESRが形成されており、この抵抗
ESRの他端は出力端子T1とは別に設けられたコンデ
ンサ接続用端子T2に接続されている。そして、位相補
償用コンデンサC1は出力端子T1とコンデンサ接続用
端子T2の間に接続される。このような構成とすること
でも、前述した第1実施形態と同様の効果を得ることが
できる。
【0021】上記した第1、第2実施形態の電源IC1
0、10’において、セラミックコンデンサ等の低ES
Rコンデンサを10μF程度の位相補償用コンデンサC
1として使用した場合に、抵抗RESRによって補うべき
ESR成分は一般的に数10mΩ〜数Ω程度の非常に小
さい値である。そのため、電源IC10、10’の内部
には実際に抵抗素子を形成することなく抵抗RESRを実
現することも可能である。
【0022】例えば、出力端子T1からコンデンサ接続
用端子T2(或いはコンデンサ接続用端子T2からグラ
ンド端子T3)までのアルミニウムやポリシリコン等に
よる内部配線またはワイヤボンディング等の長さや幅を
調整して、その配線抵抗を積極的に活用することにより
抵抗RESRを実現できる。
【0023】また、ESR成分の大きな電解コンデンサ
を位相補償用コンデンサC1として使用する場合には、
従来通り出力端子T1に前記電解コンデンサを直接接続
すればよい。もしくは、前記電解コンデンサを低ESR
コンデンサ接続用端子T2に接続して、出力端子T1と
低ESRコンデンサ接続用端子T2(或いは低ESRコ
ンデンサ接続用端子T2とグランド端子T3)を外部で
短絡することでも従来と同等の特性を得ることができ
る。このように、上記した第1、第2実施形態における
電源IC10、10’では位相補償用コンデンサC1を
ESR成分の大小に関わらず任意に選択できるので汎用
性が高く、非常に使い勝手がよい。
【0024】なお、上記した第1、第2実施形態ではい
ずれも本発明を電源ICに適用した例を挙げて説明を行
ったが、本発明は電源ICに限らず、出力端子に位相補
償用コンデンサを接続する必要がある半導体装置に広く
適用することができる。
【0025】
【発明の効果】上記したように、本発明に係る半導体装
置においては、出力端子に位相補償用コンデンサを接続
する必要がある半導体装置において、等価直列抵抗成分
が小さい低ESRコンデンサを前記位相補償用コンデン
サとして用いるために、前記半導体装置に形成され一端
が前記出力端子及び出力トランジスタ、または基準電位
に接続された抵抗と、前記抵抗の他端に接続されたコン
デンサ接続用端子とを設け、該コンデンサ接続用端子に
前記低ESRコンデンサを外部接続することにより、前
記低ESRコンデンサの等価直列抵抗成分を前記抵抗に
よって補う構成としたことを特徴としている。
【0026】このような構成とすることにより、前記位
相補償用コンデンサとして前記低ESRコンデンサを用
いる場合であっても、従来のように等価直列抵抗成分を
補うための抵抗を外部接続する必要がない。従って、前
記半導体装置を搭載するセットの省スペース化やコスト
削減を実現することができる。
【0027】また、前記位相補償用コンデンサとして等
価直列抵抗成分が小さいセラミックコンデンサ(無極
性)を使用可能となるので、極性を持つ電解コンデンサ
を実装する際に発生していた逆接続による発煙等の問題
が改善され、信頼性の向上にもつながる。加えて、前記
セラミックコンデンサの占有スペースは前記電解コンデ
ンサよりも小さいため、前記位相補償用コンデンサとし
て前記電解コンデンサを使用した場合と比較してもセッ
トの省スペース化を実現することができる。さらに、本
発明に係る半導体装置では前記位相補償用コンデンサを
等価直列抵抗成分の大小に関わらず任意に選択できるの
で汎用性が高く、非常に使い勝手がよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る電源ICの第1実施形態を示す
回路図である。
【図2】 本発明に係る電源ICの第2実施形態を示す
回路図である。
【図3】 従来の電源ICの概略構成を示す回路図であ
る。
【図4】 従来の電源ICの概略構成を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
10、10’ 電源IC 11 ドライバ回路 T1 出力端子 T2 コンデンサ接続用端子 T3 グランド端子 C1 位相補償用コンデンサ Z1 負荷 RESR 抵抗(ESR成分)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】出力端子に位相補償用コンデンサを接続す
    る必要がある半導体装置において、 等価直列抵抗成分が小さい低ESRコンデンサを前記位
    相補償用コンデンサとして用いるために、前記半導体装
    置に形成され一端が前記出力端子及び出力トランジス
    タ、または基準電位に接続された抵抗と、前記抵抗の他
    端に接続されたコンデンサ接続用端子とを設け、該コン
    デンサ接続用端子に前記低ESRコンデンサを外部接続
    することにより、前記低ESRコンデンサの等価直列抵
    抗成分を前記抵抗によって補う構成としたことを特徴と
    する半導体装置。
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