JP2006180226A - Power switch ic - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive power switch IC which can be turned off in case of abnormality occurring on a desired power input among multiple power sources. <P>SOLUTION: Only a power input to a power MOS transistor is used and a power input for a control circuit is not needed in addition to the power input, so power pins of the power switch IC do not increase in number and the IC can be manufactured at low cost, thereby desired power source input can be turned off. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、パワースイッチICに関し、特に多電源が供給される機器の電源の異常を検出するパワースイッチICに関する。   The present invention relates to a power switch IC, and more particularly to a power switch IC that detects an abnormality of a power supply of a device to which multiple power supplies are supplied.

現在のノートパソコンは、PCカードスロットを搭載することが一般的である。また、デスクトップパソコンでも拡張ボードを追加することでPCカードを扱うことができる。このPCカードに代わる次世代カードとして「Express Card(登録商標)」が業界団体により制定され、このExpress Cardを搭載したパソコンが2004年末頃から出荷される。
Express Card用のカードスロットには3.3V、3.3VAUX(補助電源入力)、1.5Vの三系統の電源が供給される。このカードスロットから見て、この三系統の電源のすぐ上流にはパワースイッチICが配置される。Express Card用のパワースイッチICに必要な機能としては、3.3V、3.3VAUX、1.5Vの電源入力のうちのいずれか一つがオフした場合にリセット出力をLレベルにするものがある。
The current notebook personal computer is generally equipped with a PC card slot. A desktop PC can also handle PC cards by adding an expansion board. “Express Card (registered trademark)” has been established by an industry group as a next-generation card to replace this PC card, and a personal computer equipped with this Express Card will be shipped from the end of 2004.
Three card power supplies of 3.3V, 3.3VAUX (auxiliary power input), and 1.5V are supplied to the card slot for the Express Card. As seen from the card slot, a power switch IC is arranged immediately upstream of the three power sources. A function required for the power switch IC for the Express Card is to set the reset output to the L level when any one of the 3.3V, 3.3VAUX, and 1.5V power input is turned off.

また、3.3VAUXの電源入力がオフした場合には全ての電源出力がオフすること、3.3Vの電源入力がオフした場合には3.3V及び1.5Vの電源出力がオフすること、1.5Vの電源入力がオフした場合にも3.3V及び1.5Vの電源出力がオフすること、が必要な機能として要求されている。
これらの機能を実現するために、3.3V、3.3VAUX、1.5Vの電源入力以外にパワースイッチICを動作させるための電源を設けることが行われている。
In addition, when the power input of 3.3VAUX is turned off, all power outputs are turned off. When the power input of 3.3V is turned off, power outputs of 3.3V and 1.5V are turned off. Even when the power input of 1.5V is turned off, the power output of 3.3V and 1.5V is turned off as a necessary function.
In order to realize these functions, a power source for operating the power switch IC is provided in addition to the power input of 3.3V, 3.3VAUX, and 1.5V.

図4は従来のパワースイッチICのブロック図である。
SW1、SW2、SW3はNchパワーMOSトランジスタであり、それぞれIN1、IN2、IN3をOUT1、OUT2、OUT3に接続するスイッチの機能を有する。
SW1、SW2、SW3のゲートはゲートコントロール回路に接続され、SW1、SW2、SW3の各ドレインは異常検出回路に接続されている。異常検出回路の出力VDETはゲートコントロール回路に接続されると共にタイミングコントロール回路に接続されている。タイミングコントロール回路にはVDET信号とリセット信号とが入力され、タイミングコントロール回路の出力はインバータ回路INV0に入力される。
同図のイネーブル入力は1本であるが、OUT1、OUT2、OUT3を出力するか否かの組み合わせを作るために複数本としてもよい。
ゲートコントロール回路は、イネーブル入力と異常検出回路の出力(VDET)を受けてどのNchパワーMOSトランジスタをオンさせるかを制御する。
OUT1,2,3の立ち上がり時間、立ち下がり時間を所望の仕様とするために、NchパワーMOSトランジスタのゲート電位を制御する。
異常検出回路はOUT1,2,3が規格内の電位であるか否かを監視する。
タイミングコントロール回路は、リセット入力の変化に応じてリセット出力を変化させ、VDETの変化に応じてリセット出力を変化させる。
これらゲートコントロール回路、タイミングコントロール回路、異常検出回路、INV0は、Vcc端子(ピンともいう。)から電源供給を受けて動作する。これらの各回路の動作のため、IN1、IN2、IN3は供給されている必要はない(例えば、非特許文献1参照。)。
FIG. 4 is a block diagram of a conventional power switch IC.
SW1, SW2, and SW3 are Nch power MOS transistors, and have a function of a switch that connects IN1, IN2, and IN3 to OUT1, OUT2, and OUT3, respectively.
The gates of SW1, SW2, and SW3 are connected to a gate control circuit, and the drains of SW1, SW2, and SW3 are connected to an abnormality detection circuit. The output VDET of the abnormality detection circuit is connected to the gate control circuit and to the timing control circuit. A VDET signal and a reset signal are input to the timing control circuit, and an output of the timing control circuit is input to the inverter circuit INV0.
The number of enable inputs in the figure is one, but a plurality of enable inputs may be used to make a combination of whether or not to output OUT1, OUT2, and OUT3.
The gate control circuit controls which Nch power MOS transistor is turned on in response to the enable input and the output (VDET) of the abnormality detection circuit.
The gate potential of the Nch power MOS transistor is controlled in order to set the rise time and fall time of OUT1, 2, 3 to desired specifications.
The abnormality detection circuit monitors whether OUT1, 2, and 3 are at a potential within the standard.
The timing control circuit changes the reset output according to the change in the reset input, and changes the reset output according to the change in VDET.
The gate control circuit, timing control circuit, abnormality detection circuit, and INV0 operate by receiving power supply from a Vcc terminal (also referred to as a pin). For the operation of each of these circuits, IN1, IN2, and IN3 do not need to be supplied (see, for example, Non-Patent Document 1).

また、チップ面積の増大を抑制しつつ、電源切断機能と出力短絡検出機能を有し、電源回路の小型化と低コスト化を図ることができる電源制御用ICである半導体集積回路を提供するものが開発されている。
この回路は、電源電位がマイナスへ、基準電位がプラスへ入力されるコンパレータと、出力短絡検出回路と、コンパレータの出力信号と、出力短絡検出回路の出力信号が入力されるOR回路とで構成され、これらの回路を電源制御用IC内に組み込むことで、電源切断機能と出力短絡検出機能とを持たせ、電源回路を構成する部品点数の削減を図り、電源回路の小型化と低コスト化とを図るものである(例えば、特許文献1参照。)。
特開2001−244412号公報 ローム社製品仕様書
Further, there is provided a semiconductor integrated circuit which is a power supply control IC having a power supply disconnecting function and an output short circuit detecting function while suppressing an increase in chip area and capable of reducing the size and cost of a power supply circuit. Has been developed.
This circuit is composed of a comparator to which the power supply potential is inputted to minus and a reference potential to be inputted to plus, an output short circuit detection circuit, an output signal of the comparator, and an OR circuit to which an output signal of the output short circuit detection circuit is inputted. By incorporating these circuits in the power supply control IC, the power cut-off function and the output short-circuit detection function are provided, the number of parts constituting the power supply circuit is reduced, and the power supply circuit is reduced in size and cost. (For example, refer to Patent Document 1).
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-244412 ROHM product specifications

ところで、上述した非特許文献1及び特許文献1記載の技術では、ICの内部回路専用電源が必要となるが、内部回路専用電源を搭載することはホストシステムにとってコストアップの要因となってしまう。また、内部回路用の電源ピンの数だけピン数が増加し、IC自体のコストアップの要因ともなってしまう。
そこで、本発明の目的は、多電源のうちの所望の電源入力に異常が生じた場合にオフすることができる安価なパワースイッチICを提供することにある。
By the way, the techniques described in Non-Patent Document 1 and Patent Document 1 described above require a power supply dedicated to the internal circuit of the IC, but mounting the power supply dedicated to the internal circuit causes a cost increase for the host system. In addition, the number of pins increases by the number of power supply pins for internal circuits, and this increases the cost of the IC itself.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inexpensive power switch IC that can be turned off when an abnormality occurs in a desired power source input among multiple power sources.

上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、複数のNchパワーMOSトランジスタを集積したパワースイッチICで各NchパワーMOSトランジスタのソースに異なる電源が入力されており、そのうちの1つの電源Aを用いて、すべてのNchパワーMOSトランジスタを制御する制御回路を動作させるパワースイッチICにおいて、前記制御回路は、前記電源Aをゲート入力とし、前記電源A以外の電源を用いる複数のインバータ回路と、リセット出力端子とGNDとの間にソース及びドレインが並列接続され、前記各インバータ回路の出力端子が各ゲート端子に接続される複数個のリセット出力側NchMOSトランジスタと、前記各NchパワーMOSトランジスタのゲートとGNDとの間に設けられ、前記インバータ回路の出力がゲートに接続され、前記電源A以外の電源が入力され、異常が生じるとNchパワーMOSトランジスタをオフにする電源側NchMOSトランジスタとを含むことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 is a power switch IC in which a plurality of Nch power MOS transistors are integrated, and a different power source is input to the source of each Nch power MOS transistor. In the power switch IC that operates the control circuit that controls all the Nch power MOS transistors, the control circuit uses the power source A as a gate input and a plurality of inverter circuits that use a power source other than the power source A; A plurality of reset output side NchMOS transistors in which a source and a drain are connected in parallel between a reset output terminal and GND, and an output terminal of each inverter circuit is connected to each gate terminal, and a gate of each Nch power MOS transistor And the inverter circuit Output is connected to a gate, said power supply other than A is inputted, characterized in that it comprises a power supply side NchMOS transistor to turn off the Nch power MOS transistor when the abnormality occurs.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記インバータ回路の出力がゲートに入力されたNORゲートと、前記NORゲートの出力がゲートに入力されたNOR側インバータ回路と、前記電源Aがソースに入力された電源A側NchパワーMOSトランジスタのゲートとGNDとの間に設けられ、前記NOR側インバータの出力がゲートに入力され、異常が生じると前記電源A側NchパワーMOSトランジスタをオフにする他のNchMOSトランジスタとを含むことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a NOR gate in which an output of the inverter circuit is input to a gate, a NOR-side inverter circuit in which an output of the NOR gate is input to the gate, and the power source A is provided between the gate of the power source A side Nch power MOS transistor having A input to the source and GND, and the output of the NOR side inverter is input to the gate. And other NchMOS transistors to be turned off.

請求項3記載の発明は、複数のPchパワーMOSトランジスタを集積したパワースイッチICで各PchパワーMOSトランジスタのソースに異なる電源が入力されており、そのうちの1つの電源Aを用いて、すべてのPchパワーMOSトランジスタを制御する制御回路を動作させるパワースイッチICにおいて、前記制御回路は、前記電源Aをゲート入力とし、前記電源A以外の電源を用いる複数の一段目インバータ回路と、前記一段目インバータ回路の出力をゲート入力とし、前記電源A以外の電源を用いる複数の二段目インバータ回路と、リセット出力端子とGNDとの間にソース及びドレインが並列接続され、各ゲート端子に前記一段目インバータ回路の出力が接続されるリセット出力側NchMOSトランジスタと、前記各パワーPchMOSトランジスタのゲートとソースとの間に設けられ、前記二段目インバータ回路の出力が接続され、前記電源A以外の電源が入力され、異常が生じるとPchパワーMOSトランジスタをオフにする電源側PchMOSトランジスタとを含むことを特徴とする。   According to the third aspect of the present invention, in the power switch IC in which a plurality of Pch power MOS transistors are integrated, different power sources are input to the sources of the respective Pch power MOS transistors. In a power switch IC that operates a control circuit that controls a power MOS transistor, the control circuit uses the power source A as a gate input and a plurality of first-stage inverter circuits using a power source other than the power source A, and the first-stage inverter circuit And a plurality of second stage inverter circuits using a power source other than the power source A, and a source and a drain connected in parallel between the reset output terminal and GND, and the first stage inverter circuit is connected to each gate terminal. Reset output side NchMOS transistor to which the outputs of A power supply side provided between the gate and source of a PchMOS transistor, connected to the output of the second stage inverter circuit, and supplied with a power supply other than the power supply A, and turns off the Pch power MOS transistor when an abnormality occurs. And a PchMOS transistor.

請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明において、前記インバータ回路の出力がゲートに入力されたNORゲートと、前記NORゲートの出力がゲートに入力され、前記電源Aがソースに接続され、ドレインが前記電源A側PchパワーMOSトランジスタのゲートに接続され、異常が生じると前記電源A側PchパワーMOSトランジスタをオフにする他のPchMOSトランジスタとを含むことを特徴とする。   The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, wherein the output of the inverter circuit is input to the gate, the output of the NOR gate is input to the gate, and the power source A is connected to the source. The drain is connected to the gate of the power supply A side Pch power MOS transistor, and when an abnormality occurs, the power supply A side Pch power MOS transistor is turned off.

本発明によれば、パワーMOSトランジスタへの電源入力のみ用い、その電源入力以外に制御回路用の電源入力を必要としないので、パワースイッチICの電源ピンの数が増加することがなくICを安価に製造することができ、所望の電源入力をオフすることができる。   According to the present invention, since only the power input to the power MOS transistor is used and no power input for the control circuit is required other than the power input, the number of power pins of the power switch IC does not increase and the IC is inexpensive. The desired power input can be turned off.

本実施形態のパワースイッチICは、複数のNchパワーMOSトランジスタを集積したパワースイッチICで各NchパワーMOSトランジスタのソースに異なる電源が入力されており、そのうちの1つの電源Aを用いて、すべてのNchパワーMOSトランジスタを制御する制御回路を動作させるパワースイッチICにおいて、制御回路は、電源Aをゲート入力とし、電源A以外の電源を用いる複数のインバータ回路と、リセット出力端子とGNDとの間にソース及びドレインが並列接続され、各インバータ回路の出力端子が各ゲート端子に接続される複数個のリセット出力側NchMOSトランジスタと、各NchパワーMOSトランジスタのゲートとGNDとの間に設けられ、インバータ回路の出力がゲートに接続され、電源A以外の電源が入力され、異常が生じるとNchパワーMOSトランジスタをオフにする電源側NchMOSトランジスタとを含むことを特徴とする。   The power switch IC of this embodiment is a power switch IC in which a plurality of Nch power MOS transistors are integrated, and different power sources are input to the sources of the Nch power MOS transistors. In a power switch IC that operates a control circuit for controlling an Nch power MOS transistor, the control circuit uses a power source A as a gate input and a plurality of inverter circuits using a power source other than the power source A, and between a reset output terminal and GND. An inverter circuit is provided between a plurality of reset output side NchMOS transistors whose sources and drains are connected in parallel and whose output terminal is connected to each gate terminal, and between the gate and GND of each Nch power MOS transistor. Output is connected to the gate, except power supply A Power is input, characterized in that it comprises a power supply side NchMOS transistor to turn off the Nch power MOS transistor when the abnormality occurs.

上記構成に加え、本実施形態のパワースイッチICは、インバータ回路の出力がゲートに入力されたNORゲートと、NORゲートの出力がゲートに入力されたNOR側インバータ回路と、電源Aがソースに入力された電源A側NchパワーMOSトランジスタのゲートとGNDとの間に設けられ、NOR側インバータの出力がゲートに入力され、異常が生じると電源A側NchパワーMOSトランジスタをオフにする他のNchMOSトランジスタとを含むのが好ましい。   In addition to the above configuration, the power switch IC of this embodiment includes a NOR gate in which the output of the inverter circuit is input to the gate, a NOR side inverter circuit in which the output of the NOR gate is input to the gate, and the power source A is input to the source Other NchMOS transistors which are provided between the gate of the power supply A side Nch power MOS transistor and the GND and the output of the NOR side inverter is input to the gate and turn off the power supply A side Nch power MOS transistor when an abnormality occurs Are preferably included.

また、本実施形態のパワースイッチICは、複数のPchパワーMOSトランジスタを集積したパワースイッチICで各PchパワーMOSトランジスタのソースに異なる電源が入力されており、そのうちの1つの電源Aを用いて、すべてのPchパワーMOSトランジスタを制御する制御回路を動作させるパワースイッチICにおいて、制御回路は、電源Aをゲート入力とし、電源A以外の電源を用いる複数の一段目インバータ回路と、一段目インバータ回路の出力をゲート入力とし、電源A以外の電源を用いる複数の二段目インバータ回路と、リセット出力端子とGNDとの間にソース及びドレインが並列接続され、各ゲート端子に一段目インバータ回路の出力が接続されるリセット出力側NchMOSトランジスタと、各パワーPchMOSトランジスタのゲートとソースとの間に設けられ、二段目インバータ回路の出力が接続され、電源A以外の電源が入力され、異常が生じるとPchパワーMOSトランジスタをオフにする電源側PchMOSトランジスタとを含むことを特徴とする。   Further, the power switch IC of the present embodiment is a power switch IC in which a plurality of Pch power MOS transistors are integrated, and different power sources are input to the sources of the respective Pch power MOS transistors. In a power switch IC that operates a control circuit that controls all Pch power MOS transistors, the control circuit includes a plurality of first-stage inverter circuits that use a power supply A as a gate input and use a power supply other than the power supply A, and a first-stage inverter circuit. The source and drain are connected in parallel between the reset output terminal and GND, and the output of the first-stage inverter circuit is connected to each gate terminal. Connected reset output NchMOS transistor and each power Pch A power-side PchMOS transistor provided between the gate and source of the OS transistor, connected to the output of the second-stage inverter circuit, and powered by a power source other than the power source A, and turns off the Pch power MOS transistor when an abnormality occurs; It is characterized by including.

上記構成に加え、本実施形態のパワースイッチICは、インバータ回路の出力がゲートに入力されたNORゲートと、NORゲートの出力がゲートに入力され、電源Aがソースに接続され、ドレインが電源A側PchパワーMOSトランジスタのゲートに接続され、異常が生じると電源A側PchパワーMOSトランジスタをオフにする他のPchMOSトランジスタとを含むのが好ましい。   In addition to the above configuration, the power switch IC of the present embodiment includes a NOR gate in which the output of the inverter circuit is input to the gate, an output of the NOR gate is input to the gate, the power source A is connected to the source, and the drain is the power source A. It is preferable to include another PchMOS transistor that is connected to the gate of the side Pch power MOS transistor and turns off the power supply A side Pch power MOS transistor when an abnormality occurs.

〔実施例1〕
本発明に係るパワースイッチICの一実施例について説明する。図1は本発明に係るパワースイッチICの一実施例を示すブロック図である。尚、図4に示した従来例と同様の要素には共通の符号を用いた。
異なる電源電位(例えば、3.3V、3.3VAUX、1.5V)が入力される入力端子IN1、IN2、IN3にそれぞれNchパワーMOSトランジスタSW1、SW2、SW3のソースが接続されている。各NchパワーMOSトランジスタSW1、SW2、SW3のドレインは出力端子OUT1、OUT2、OUT3にそれぞれ接続されている。
[Example 1]
An embodiment of a power switch IC according to the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a power switch IC according to the present invention. In addition, the same code | symbol was used for the element similar to the prior art example shown in FIG.
The sources of Nch power MOS transistors SW1, SW2, and SW3 are connected to input terminals IN1, IN2, and IN3 to which different power supply potentials (for example, 3.3V, 3.3VAUX, and 1.5V) are input, respectively. The drains of the Nch power MOS transistors SW1, SW2, and SW3 are connected to output terminals OUT1, OUT2, and OUT3, respectively.

各NchパワーMOSトランジスタSW1、SW2、SW3のゲートにはゲートコントロール回路の出力端子がそれぞれ接続されている。各出力端子OUT1、OUT2、OUT3は異常検出回路の入力端子にそれぞれ接続されている。異常検出回路の出力端子はゲートコントロール回路の入力端子及びタイミングコントロール回路の入力端子に接続され、出力電位VDETがゲートコントロール回路及びタイミングコントロール回路に入力される。ゲートコントロール回路にはイネーブル入力端子からイネーブル信号が入力され、タイミングコントロール回路にはリセット入力端子からリセット信号が入力される。タイミングコントロール回路の出力端子はインバータ回路INV0の入力端子に接続されインバータ回路INV0の出力端子はリセット出力端子に接続されている。
所望の電源Aとしての3.3Vの電源が入力された入力端子IN1は、ゲートコントロール回路、タイミングコントロール回路、異常検出回路、インバータ回路INV0、後述する2入力ノアゲート回路NOR1、インバータ回路INV3の電源端子に接続されている他、インバータ回路INV1、INV2のゲート入力となっている。すなわち、ゲートコントロール回路、タイミングコントロール回路、異常検出回路、インバータ回路INV3はIN1端子から電源供給を受けて動作する。
The output terminals of the gate control circuits are connected to the gates of the Nch power MOS transistors SW1, SW2 and SW3, respectively. Each output terminal OUT1, OUT2, OUT3 is connected to an input terminal of the abnormality detection circuit. The output terminal of the abnormality detection circuit is connected to the input terminal of the gate control circuit and the input terminal of the timing control circuit, and the output potential VDET is input to the gate control circuit and the timing control circuit. An enable signal is input from the enable input terminal to the gate control circuit, and a reset signal is input from the reset input terminal to the timing control circuit. The output terminal of the timing control circuit is connected to the input terminal of the inverter circuit INV0, and the output terminal of the inverter circuit INV0 is connected to the reset output terminal.
An input terminal IN1 to which a 3.3V power supply as a desired power supply A is input includes a gate control circuit, a timing control circuit, an abnormality detection circuit, an inverter circuit INV0, a power supply terminal for a two-input NOR gate circuit NOR1 and an inverter circuit INV3 described later. In addition, the gate inputs of the inverter circuits INV1, INV2. That is, the gate control circuit, the timing control circuit, the abnormality detection circuit, and the inverter circuit INV3 operate by receiving power supply from the IN1 terminal.

一方のインバータ回路INV1の出力端子は、リセット出力側NchMOSトランジスタとしてのNchMOSトランジスタM1、電源側NchMOSトランジスタとしてのM3のゲート及び2入力ノアゲート回路NOR1のゲートに接続されている。他方のインバータ回路INV2の出力端子は、リセット出力側NchMOSトランジスタとしてのNchMOSトランジスタM2、電源側NchMOSトランジスタとしてのM4のゲート及び2入力ノアゲート回路NOR1のゲートに接続されている。
NchMOSトランジスタM3のソースは接地され、ドレインはNchパワーMOSトランジスタSW2のゲートに接続されている。NchMOSトランジスタM4のソースは接地され、ドレインはNchパワーMOSトランジスタSW3のゲートに接続されている。
The output terminal of one inverter circuit INV1 is connected to the NchMOS transistor M1 as the reset output side NchMOS transistor, the gate of M3 as the power supply side NchMOS transistor, and the gate of the 2-input NOR gate circuit NOR1. The output terminal of the other inverter circuit INV2 is connected to the NchMOS transistor M2 as the reset output side NchMOS transistor, the gate of M4 as the power supply side NchMOS transistor, and the gate of the 2-input NOR gate circuit NOR1.
The source of the Nch MOS transistor M3 is grounded, and the drain is connected to the gate of the Nch power MOS transistor SW2. The source of the Nch MOS transistor M4 is grounded, and the drain is connected to the gate of the Nch power MOS transistor SW3.

NchMOSトランジスタM1、M2のソースは共に接地され、ドレインは共にリセット出力端子に接続されている。
2入力ノアゲート回路NOR1の出力端子はインバータ回路INV3の入力端子に接続され、インバータ回路INV3の出力端子はNchMOSトランジスタM5のゲートに接続されている。NchMOSトランジスタM5のソースは接地され、ドレインはNchパワーMOSトランジスタSW1のゲートに接続されている。
これらインバータ回路INV1、INV2、INV3、NchMOSトランジスタM1〜M5、2入力ノアゲート回路NOR1で制御回路が構成されている。
The sources of the Nch MOS transistors M1 and M2 are both grounded, and the drains are both connected to the reset output terminal.
The output terminal of the 2-input NOR gate circuit NOR1 is connected to the input terminal of the inverter circuit INV3, and the output terminal of the inverter circuit INV3 is connected to the gate of the NchMOS transistor M5. The source of the Nch MOS transistor M5 is grounded, and the drain is connected to the gate of the Nch power MOS transistor SW1.
These inverter circuits INV1, INV2, INV3, NchMOS transistors M1 to M5, and a two-input NOR gate circuit NOR1 constitute a control circuit.

次に図1に示したパワースイッチICの動作について説明する。
ここでは、入力端子IN1(AUXIN)、IN2(3.3VIN)、IN3(1.5VIN)にそれぞれ電源電位が入力されてNchパワーMOSトランジスタの出力が正常であれば、リセット出力は“H”レベルを出力する。このような“H”レベルの状態でIN1が取り除かれた場合について述べる。
まず、リセット出力については、入力端子IN1への電源電位の入力が取り除かれると、入力端子IN1のノード(電気回路理論における節点もしくは接続点)に残っている電荷がパワースイッチICの消費電流により放電され、電位は徐々に低下する(図2参照)。
図2は図1に示したパワースイッチICの動作を説明するためのタイミングチャートである。図2において横軸は時間軸を示し、上から入力端子IN3、IN2、IN1、ノードN1、N2、及びリセット端子の電位軸を示す。横向きの波線はGND電位を示す。尚、入力端子IN2の電位>入力端子IN3の電位としている。
入力端子IN1(AUXIN)の電位の低下と共に出力端子OUTの電位も低下し、出力端子OUT1の電位が異常検出回路の閾値を下回ると、リセット端子の電位は“L”レベルになる。入力端子IN1の電位が0Vまで低下すると、インバータ回路INV0の入力電位が不定となるため、リセット端子の電位の“L”レベルをINV0で維持することができなくなる。
Next, the operation of the power switch IC shown in FIG. 1 will be described.
Here, if the power supply potential is input to each of the input terminals IN1 (AUXIN), IN2 (3.3VIN), and IN3 (1.5VIN) and the output of the Nch power MOS transistor is normal, the reset output is at the “H” level. Is output. A case where IN1 is removed in such an “H” level state will be described.
First, regarding the reset output, when the input of the power supply potential to the input terminal IN1 is removed, the electric charge remaining at the node (node or connection point in the electric circuit theory) of the input terminal IN1 is discharged by the consumption current of the power switch IC. The potential gradually decreases (see FIG. 2).
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the power switch IC shown in FIG. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the time axis, and the potential axes of the input terminals IN3, IN2, IN1, nodes N1, N2, and the reset terminal are shown from the top. The horizontal wavy line indicates the GND potential. Note that the potential of the input terminal IN2> the potential of the input terminal IN3.
When the potential of the output terminal OUT decreases as the potential of the input terminal IN1 (AUXIN) decreases, and the potential of the output terminal OUT1 falls below the threshold value of the abnormality detection circuit, the potential of the reset terminal becomes “L” level. When the potential of the input terminal IN1 is reduced to 0V, the input potential of the inverter circuit INV0 becomes unstable, so that the “L” level of the potential of the reset terminal cannot be maintained at INV0.

しかし、ノードN1、N2が“H”レベルになっているので、NchMOSトランジスタM1、M2によりリセット端子の電位の“L”レベルを維持することができる。
ノードN1はt2で“H”レベルになる。t2で入力端子IN1の電位がV2まで低下している(電位V2はインバータ回路INV1の閾値である。)。ノード2はt3で“H”レベルになる。t3で入力端子IN1が電位V3まで低下している(電位V3はインバータ回路INV2の閾値である。)。
次にNchパワーMOSトランジスタの出力について説明する。
ノードN1の電位が“H”レベルになることでNchMOSトランジスタM3がオン状態になり、パワーMOSトランジスタSW2のゲート電位が0Vとなり、NchパワーMOSトランジスタSW2がオフ状態になる。同様に、ノードN2の電位が“H”レベルになってNchパワーMOSトランジスタSW3がオフ状態になる。また、ノードN1またはノードN2の電位が“H”レベルになることでNchパワーMOSトランジスタSW1がオフ状態になる。
However, since the nodes N1 and N2 are at the “H” level, the NchMOS transistors M1 and M2 can maintain the “L” level of the potential of the reset terminal.
The node N1 becomes “H” level at t2. At t2, the potential of the input terminal IN1 drops to V2 (the potential V2 is a threshold value of the inverter circuit INV1). The node 2 becomes “H” level at t3. At t3, the input terminal IN1 drops to the potential V3 (the potential V3 is a threshold value of the inverter circuit INV2).
Next, the output of the Nch power MOS transistor will be described.
When the potential of the node N1 becomes “H” level, the Nch MOS transistor M3 is turned on, the gate potential of the power MOS transistor SW2 becomes 0V, and the Nch power MOS transistor SW2 is turned off. Similarly, the potential of the node N2 becomes “H” level, and the Nch power MOS transistor SW3 is turned off. Further, when the potential of the node N1 or the node N2 becomes “H” level, the Nch power MOS transistor SW1 is turned off.

ここで、ゲートコントロール回路がNchパワーMOSトランジスタSW1、SW2、SW3を駆動する能力よりNchMOSトランジスタM3、M4、M5の能力を十分大きくしておくことが好ましい。これは、時刻t2、t3でNchMOSトランジスタM3、M4がオンするが、この時入力端子IN1のレベルはまだ高く、入力端子IN1のレベルがゲートコントロール回路を動作させうるだけの高さであると、ゲートコントロール回路からNchMOSトランジスタSW1、SW2、SW3を駆動できてしまう。その駆動力に打ち勝ってNchパワーMOSトランジスタSW1、SW2、SW3をオフさせるためである。   Here, it is preferable that the capability of the Nch MOS transistors M3, M4, and M5 is sufficiently larger than the capability of the gate control circuit to drive the Nch power MOS transistors SW1, SW2, and SW3. This is because the NchMOS transistors M3 and M4 are turned on at times t2 and t3. At this time, the level of the input terminal IN1 is still high, and the level of the input terminal IN1 is high enough to operate the gate control circuit. The NchMOS transistors SW1, SW2, and SW3 can be driven from the gate control circuit. This is to overcome the driving force and turn off the Nch power MOS transistors SW1, SW2, and SW3.

〔実施例2〕
図3は本発明に係るパワースイッチICの他の実施例を示すブロック図である。
図3に示したパワースイッチICと図1に示したパワースイッチICとの相違点は、PchMOSトランジスタを用いた点である。PchMOSトランジスタとNchMOSトランジスタとはゲート入力に対するオンオフが逆の特性を有するため、インバータ回路INV1、INV2の後段にそれぞれインバータ回路INV4、INV5が接続され、2入力ノアゲートNOR1の後段にはインバータ回路を用いずに直接PchMOSトランジスタM5のゲートが接続され、PchMOSトランジスタM3、M4、M5のソースは接地されずに各PchパワーMOSトランジスタSW1、SW2、SW3のソースに接続されている。
インバータ回路INV1、INV2のゲート入力は入力端子IN1に入力される電源であり、入力端子IN1に入力される電源は、ゲートコントロール回路、異常検出回路、タイミングコントロール回路、インバータ回路INV0の電源となっており、PchMOSトランジスタM5のドレインに接続されている。PchMOSトランジスタM5のソースはPchパワーMOSトランジスタSW1のソースに接続されている。PchMOSトランジスタM3、M4のソースは接地されずにそれぞれPchパワーMOSトランジスタSW2、SW3のゲートに接続されている。2入力ノアゲート回路NOR1の出力はPchMOSトランジスタM5のゲートに接続されている。
図3に示すパワースイッチICも図1に示したパワースイッチICと同様の効果が得られる。
[Example 2]
FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the power switch IC according to the present invention.
The difference between the power switch IC shown in FIG. 3 and the power switch IC shown in FIG. 1 is that a PchMOS transistor is used. Since the PchMOS transistor and the NchMOS transistor have reverse on / off characteristics with respect to the gate input, the inverter circuits INV4 and INV5 are connected to the subsequent stage of the inverter circuits INV1 and INV2, respectively, and the inverter circuit is not used after the 2-input NOR gate NOR1. Are connected directly to the gates of the Pch MOS transistors M5, and the sources of the Pch MOS transistors M3, M4, and M5 are connected to the sources of the Pch power MOS transistors SW1, SW2, and SW3 without being grounded.
The gate inputs of the inverter circuits INV1 and INV2 are power supplies input to the input terminal IN1, and the power input to the input terminal IN1 is a power supply for the gate control circuit, the abnormality detection circuit, the timing control circuit, and the inverter circuit INV0. And connected to the drain of the PchMOS transistor M5. The source of the Pch MOS transistor M5 is connected to the source of the Pch power MOS transistor SW1. The sources of the Pch MOS transistors M3 and M4 are not grounded but are connected to the gates of the Pch power MOS transistors SW2 and SW3, respectively. The output of the 2-input NOR gate circuit NOR1 is connected to the gate of the PchMOS transistor M5.
The power switch IC shown in FIG. 3 can achieve the same effect as the power switch IC shown in FIG.

〔効果〕
パワーMOSトランジスタへの電源入力のみ用い、その電源入力以外に制御回路用の電源入力を必要としないので、パワースイッチICの電源ピンの数が増加することがなくICを安価に製造することができる。また、パワーMOSトランジスタのいずれかの電源入力がオフしたときに、リセット出力を機能させることや所望の電源入力をオフすることができる。また、ホストシステム(例えば、パソコンのマザーボード)の基板上にパワースイッチの制御回路用の電源を新たに用意する必要がないので、ホストシステムを安価に製造できる。さらに、IC自体の電源をパワーMOSの電源入力から取ることができるので、IC及びホストシステムにとってコストダウン及びICパッケージが小さくなることによりスペースを縮小することができる。
〔effect〕
Since only the power supply input to the power MOS transistor is used and no power supply input for the control circuit is required other than the power supply input, the number of power supply pins of the power switch IC is not increased, and the IC can be manufactured at low cost. . In addition, when any power input of the power MOS transistor is turned off, the reset output can function or a desired power input can be turned off. In addition, since it is not necessary to prepare a new power source for the control circuit of the power switch on the substrate of the host system (for example, a personal computer motherboard), the host system can be manufactured at low cost. Further, since the power supply of the IC itself can be taken from the power supply input of the power MOS, the space can be reduced by reducing the cost and reducing the IC package for the IC and the host system.

本発明は、Express Cardを搭載可能なパソコンに利用することができる。   The present invention can be used for a personal computer on which an Express Card can be mounted.

本発明に係るパワースイッチICの一実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one Example of the power switch IC which concerns on this invention. 図1に示したパワースイッチICの動作を説明するためのタイミングチャートである。3 is a timing chart for explaining the operation of the power switch IC shown in FIG. 1. 本発明に係るパワースイッチICの他の実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other Example of the power switch IC which concerns on this invention. 従来のパワーICスイッチのブロック図である。It is a block diagram of the conventional power IC switch.

符号の説明Explanation of symbols

IN1〜IN3 入力端子
INV0〜INV インバータ回路
M1〜M5 NchMOSトランジスタ(PchMOSトランジスタ)
N1、N2、N4 ノード
NOR1 2入力ノアゲート
OUT1〜OUT3 出力端子
SW1〜SW3 NchパワーMOSトランジスタ(PchパワーMOSトランジスタ)
IN1 to IN3 input terminals INV0 to INV Inverter circuit M1 to M5 NchMOS transistor (PchMOS transistor)
N1, N2, N4 Node NOR1 2-input NOR gate OUT1-OUT3 Output terminal SW1-SW3 Nch power MOS transistor (Pch power MOS transistor)

Claims (4)

複数のNchパワーMOSトランジスタを集積したパワースイッチICで各NchパワーMOSトランジスタのソースに異なる電源が入力されており、そのうちの1つの電源Aを用いて、すべてのNchパワーMOSトランジスタを制御する制御回路を動作させるパワースイッチICにおいて、
前記制御回路は、
前記電源Aをゲート入力とし、前記電源A以外の電源を用いる複数のインバータ回路と、
リセット出力端子とGNDとの間にソース及びドレインが並列接続され、前記各インバータ回路の出力端子が各ゲート端子に接続される複数個のリセット出力側NchMOSトランジスタと、
前記各NchパワーMOSトランジスタのゲートとGNDとの間に設けられ、前記インバータ回路の出力がゲートに接続され、前記電源A以外の電源が入力され、異常が生じるとNchパワーMOSトランジスタをオフにする電源側NchMOSトランジスタとを含むことを特徴とするパワースイッチIC。
A control circuit for controlling all the Nch power MOS transistors by using one power source A of the power source IC of each Nch power MOS transistor in a power switch IC in which a plurality of Nch power MOS transistors are integrated. In the power switch IC that operates
The control circuit includes:
A plurality of inverter circuits using the power source A as a gate input and using a power source other than the power source A;
A plurality of reset output side NchMOS transistors in which a source and a drain are connected in parallel between a reset output terminal and GND, and an output terminal of each inverter circuit is connected to each gate terminal;
Provided between the gate of each Nch power MOS transistor and GND, the output of the inverter circuit is connected to the gate, and a power supply other than the power supply A is input. When an abnormality occurs, the Nch power MOS transistor is turned off. A power switch IC comprising a power supply side NchMOS transistor.
前記インバータ回路の出力がゲートに入力されたNORゲートと、
前記NORゲートの出力がゲートに入力されたNOR側インバータ回路と、
前記電源Aがソースに入力された電源A側NchパワーMOSトランジスタのゲートとGNDとの間に設けられ、前記NOR側インバータの出力がゲートに入力され、異常が生じると前記電源A側NchパワーMOSトランジスタをオフにする他のNchMOSトランジスタとを含むことを特徴とする請求項1記載のパワースイッチIC。
A NOR gate in which the output of the inverter circuit is input to the gate;
A NOR-side inverter circuit in which the output of the NOR gate is input to the gate;
The power supply A side Nch power MOS is provided between the gate of the power supply A side Nch power MOS transistor to which the power source A is input and the output of the NOR side inverter is input to the gate. 2. The power switch IC according to claim 1, further comprising another NchMOS transistor that turns off the transistor.
複数のPchパワーMOSトランジスタを集積したパワースイッチICで各PchパワーMOSトランジスタのソースに異なる電源が入力されており、そのうちの1つの電源Aを用いて、すべてのPchパワーMOSトランジスタを制御する制御回路を動作させるパワースイッチICにおいて、
前記制御回路は、
前記電源Aをゲート入力とし、前記電源A以外の電源を用いる複数の一段目インバータ回路と、
前記一段目インバータ回路の出力をゲート入力とし、前記電源A以外の電源を用いる複数の二段目インバータ回路と、
リセット出力端子とGNDとの間にソース及びドレインが並列接続され、各ゲート端子に前記一段目インバータ回路の出力が接続されるリセット出力側NchMOSトランジスタと、
前記各パワーPchMOSトランジスタのゲートとソースとの間に設けられ、前記二段目インバータ回路の出力が接続され、前記電源A以外の電源が入力され、異常が生じるとPchパワーMOSトランジスタをオフにする電源側PchMOSトランジスタとを含むことを特徴とするパワースイッチIC。
A control circuit for controlling all the Pch power MOS transistors using one power source A of the power source IC of each Pch power MOS transistor in a power switch IC in which a plurality of Pch power MOS transistors are integrated. In the power switch IC that operates
The control circuit includes:
A plurality of first-stage inverter circuits using the power source A as a gate input and using a power source other than the power source A;
A plurality of second-stage inverter circuits using the output of the first-stage inverter circuit as a gate input and using a power source other than the power source A;
A reset output side NchMOS transistor in which a source and a drain are connected in parallel between a reset output terminal and GND, and an output of the first-stage inverter circuit is connected to each gate terminal;
Provided between the gate and source of each power PchMOS transistor, the output of the second-stage inverter circuit is connected, and a power supply other than the power supply A is input. When an abnormality occurs, the Pch power MOS transistor is turned off. A power switch IC comprising a power supply side PchMOS transistor.
前記インバータ回路の出力がゲートに入力されたNORゲートと、
前記NORゲートの出力がゲートに入力され、前記電源Aがソースに接続され、ドレインが前記電源A側PchパワーMOSトランジスタのゲートに接続され、異常が生じると前記電源A側PchパワーMOSトランジスタをオフにする他のPchMOSトランジスタとを含むことを特徴とする請求項3記載のパワースイッチIC。
A NOR gate in which the output of the inverter circuit is input to the gate;
The output of the NOR gate is input to the gate, the power source A is connected to the source, the drain is connected to the gate of the power source A side Pch power MOS transistor, and when an abnormality occurs, the power source A side Pch power MOS transistor is turned off. 4. The power switch IC according to claim 3, further comprising another PchMOS transistor.
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