JP2009207077A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源から負荷への通電経路中に直列に接続された同一導電型の複数のFETが形成された半導体集積回路装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device in which a plurality of FETs of the same conductivity type connected in series in an energization path from a power source to a load are formed.
ハイサイド駆動またはロウサイド駆動を行う場合に、誤動作を未然に防止するフェイルセーフを目的として、同一導電型の2つのFETを直列に接続した構成の負荷駆動回路を用いる場合がある。このような負荷駆動回路を用いると、何れか一方のFETが故障により短絡した場合でも、負荷の誤駆動を防止することができる。特許文献1に記載された負荷駆動回路は、直列接続された2つのFETと、これら2つのFETのドレイン・ゲート間に接続されたクランプ回路と、負荷側に配置されるFETのゲート・ソース間に直列に接続された抵抗素子およびスイッチ回路と、他方のFETのゲートに接続された抵抗素子とを備えている。 When performing high-side driving or low-side driving, a load driving circuit having a configuration in which two FETs of the same conductivity type are connected in series may be used for the purpose of fail-safe to prevent malfunction. When such a load driving circuit is used, even when any one of the FETs is short-circuited due to a failure, it is possible to prevent erroneous driving of the load. The load driving circuit described in Patent Document 1 includes two FETs connected in series, a clamp circuit connected between the drain and gate of these two FETs, and the gate and source of the FET arranged on the load side. Are connected in series to each other, and a resistance element connected to the gate of the other FET.
この構成によれば、スイッチ回路を閉じて通常動作を行う場合、2つのFETは、それぞれに設けられたクランプ回路のクランプ開始電圧の加算電圧を超えるレベルの過電圧が印加されない限り同時にオンすることはない。また、スクリーニングのためにバーンインテストのような電圧印加テストを実施する場合には、スイッチ回路を開いて、各FETのソース、ドレイン側とゲートとの間にテスト電圧を印加することができ、電圧印加テストを簡単に実施することができる。
上記負荷駆動回路においては、直列接続された複数のFETは同じ指令信号に従ってオンオフ動作する。全てのFETがオフ状態にある場合、隣接するFET同士の相互接続ノードは非常に高いインピーダンスとなり、各相互接続ノードの電位は、各FETのオフ時におけるリーク電流の大小に応じて定まることになる。このため、各相互接続ノードの電位は、グランドレベルから電源電圧レベルまでの何れかの電位となる。例えば、オフ状態とするのにFETのゲートが0Vに駆動される場合、上記複数のFETの中にはゲート・ソース間に電源電圧に近い電圧が印加されるものもあり、ゲート絶縁膜の耐圧が不足する虞があった。 In the load driving circuit, a plurality of FETs connected in series are turned on and off according to the same command signal. When all FETs are in the off state, the interconnection nodes between adjacent FETs have very high impedance, and the potential of each interconnection node is determined according to the magnitude of the leakage current when each FET is off. . Therefore, the potential of each interconnection node is any potential from the ground level to the power supply voltage level. For example, when the gate of the FET is driven to 0 V in order to turn it off, a voltage close to the power supply voltage is applied between the gate and source among the plurality of FETs. There was a risk of shortage.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、負荷通電経路中に直列接続された同一導電型の複数のFETを備えたものにおいて、電圧印加テストを実施可能な構成を備えるとともに各FETのゲート・ソース間を過電圧から保護可能な半導体集積回路装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to provide a configuration capable of performing a voltage application test in a device including a plurality of FETs of the same conductivity type connected in series in a load energizing path. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device capable of protecting the gate and source of each FET from overvoltage.
請求項1に記載した手段によれば、電源から負荷への通電経路中に複数のFETが直列に接続されているので、これら全てのFETを同一のゲート信号に従ってオンオフ動作させることにより、何れかのFETが故障した場合でも負荷への誤通電を防止することができる。 According to the means described in claim 1, since a plurality of FETs are connected in series in the energization path from the power source to the load, any one of these FETs can be turned on or off according to the same gate signal. Even when the FET of this type fails, erroneous energization to the load can be prevented.
直列接続された全てのFETがオフ状態にある場合、各FETのリーク電流の大小などに起因して、FET同士の相互接続ノードの電位が上昇する虞がある。しかし、本手段によれば、最も低電位側に位置するFET以外のFETについて、相互接続ノードであるソースの電位がゲート電位に対してダイオードの順方向電圧以上高くなると、ゲート・ソース間に接続されたダイオードが導通してゲート・ソース間電圧をクランプする。従って、各FETにバランス抵抗を並列接続することなく(このような方法では暗電流が増大してしまう)、オフ状態にある各FETのゲート・ソース間を過電圧から保護できる。 When all the FETs connected in series are in an off state, the potential of the interconnection node between the FETs may increase due to the magnitude of the leakage current of each FET. However, according to this means, when the potential of the source which is the interconnection node becomes higher than the forward voltage of the diode with respect to the gate potential with respect to the FET other than the FET located on the lowest potential side, the gate is connected between the source and the source. The connected diode conducts and clamps the gate-source voltage. Therefore, the gate and source of each FET in the off state can be protected from overvoltage without connecting a balance resistor in parallel to each FET (such a method increases dark current).
また、スクリーニングのためにバーンインテストのような電圧印加テストを実施する場合には、各FETのドレインおよびソースに対して設けられた個別電極と共通電極との間にテスト電圧を印加すればよい。共通電極に印加されたテスト電圧は、共通電極とFETのゲートとの間にそれぞれ接続された回路を通してゲートに印加される。上述したダイオードは、テスト電圧以上の逆耐圧を有しており、その接続極性からして電圧印加テスト中に導通することはない。従って、電圧印加テストも正常に実施することができる。 When a voltage application test such as a burn-in test is performed for screening, a test voltage may be applied between the individual electrode and the common electrode provided for the drain and source of each FET. The test voltage applied to the common electrode is applied to the gate through a circuit connected between the common electrode and the gate of the FET. The diode described above has a reverse breakdown voltage equal to or higher than the test voltage, and does not conduct during the voltage application test due to its connection polarity. Therefore, the voltage application test can also be performed normally.
なお、上記ダイオードは、複数のFETのうち最も低電位側に位置するFET以外の各FETに対して設ければ十分である。オフ駆動されている状態で、最も低電位側に位置するFETのソースは低電位側電源線の電位に等しいため、ゲートとソースとの間に過大な電圧が印加されることがないからである。 It is sufficient to provide the diode for each FET other than the FET located on the lowest potential side among the plurality of FETs. This is because in the off-driven state, the source of the FET located on the lowest potential side is equal to the potential of the power supply line on the lower potential side, so that an excessive voltage is not applied between the gate and the source. .
請求項2に記載の手段は、Pチャネル型のFETを採用したものであり、Nチャネル型のFETを採用した請求項1に記載の手段と同様の作用、効果が得られる。
請求項3に記載した手段によれば、共通電極と複数のFETの各ゲートとの間にそれぞれ接続された回路は、共通電極に対する各FETのゲート電圧をクランプする機能を有している。直列接続されたFETが全てオン駆動されている状態では、FETのドレイン・ソース間電圧は小さくなるので、FET同士の相互接続ノードの電位は共通電極の電位にほぼ等しくなる。従って、各クランプ回路により、各FETのゲートにオン駆動電圧を印加した際のゲート・ソース間を過電圧から保護できる。
The means described in
According to the means described in
請求項4に記載した手段によれば、請求項1に記載した手段と同様に、電源から負荷への通電経路中に複数のFETが直列に接続されているので、これら全てのFETを同一のゲート信号に従ってオンオフ動作させることにより、何れかのFETが故障した場合でも負荷への誤通電を防止することができる。全てのFETがオフ状態にある場合、最も低電位側に位置するFET以外のFETについて、相互接続ノードであるソースの電位がゲート電位に対してダイオードの順方向電圧以上高くなると、ゲート・ソース間に接続されたダイオードが導通してゲート・ソース間電圧をクランプする。従って、ゲート・ソース間を確実に過電圧から保護できる。
According to the means described in
また、電圧印加テストを実施する場合には、スイッチをオフとし、中間電極と個別電極との間にテスト電圧を印加すればよい。中間電極に印加されたテスト電圧は、抵抗素子を通してゲートに印加される。上述したダイオードは、テスト電圧以上の逆耐圧を有しており、その接続極性からして電圧印加テスト中に導通することはない。従って、電圧印加テストも正常に実施することができる。なお、上記ダイオードは、複数のFETのうち最も低電位側に位置するFET以外の各FETに対して設ければ十分である。 When performing a voltage application test, the switch may be turned off and a test voltage may be applied between the intermediate electrode and the individual electrode. The test voltage applied to the intermediate electrode is applied to the gate through the resistance element. The diode described above has a reverse breakdown voltage equal to or higher than the test voltage, and does not conduct during the voltage application test due to its connection polarity. Therefore, the voltage application test can also be performed normally. It is sufficient to provide the diode for each FET other than the FET located on the lowest potential side among the plurality of FETs.
請求項5に記載の手段は、Pチャネル型のFETを採用したものであり、Nチャネル型のFETを採用した請求項4に記載の手段と同様の作用、効果が得られる。
請求項6に記載した手段によれば、ダイオードに替えてバイポーラトランジスタのベース・エミッタ間を用いてもよい。
The means described in
According to the means described in
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について図1を参照しながら説明する。
図1は、バッテリから電源供給を受けて動作する車載用ICの回路構成図である。IC1には、その出力端子2とバッテリ3(電源に相当)との間に接続される負荷4を駆動するロウサイドの負荷駆動回路5が形成されている。本実施形態における負荷4は、車両のボデー系システムのトランク開閉用ソレノイドのコイルに接続されたリレー接点の駆動用コイルである。IC1の端子6はグランド端子であり、その他の入出力端子と電源端子については図示を省略している。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an in-vehicle IC that operates by receiving power supply from a battery. The IC 1 has a low-side
IC1のチップ7(半導体集積回路装置)には電極8〜11(電極用パッド)が形成されている。ウェハ検査が終了した後の組立工程において、電極8、9は端子6に接続され、電極11は端子2に接続される。チップ7において、バッテリ3から負荷4への通電経路12内に位置する電極9と電極11との間には、検査専用の電極10を挟んでNチャネル型のMOSFETQ1とQ2が直列に接続されている。
2つのMOSFETQ1、Q2のうち低電位側に位置するMOSFETQ1のソースに対して設けられた電極9、高電位側に位置するMOSFETQ2のドレインに対して設けられた電極11、およびMOSFETQ1、Q2の相互接続ノードに対して設けられた電極10は、本発明でいう個別電極に相当する。電極8は、テスト電圧を印加するための共通電極である。
Of the two MOSFETs Q1 and Q2, the
ドライバ13、14は、電源線15、16を通して与えられるバッテリ電圧VBにより動作し、同じ論理を持つゲート信号Sdを入力してMOSFETQ1、Q2のゲートに対しゲート駆動電圧を出力する。ドライバ13、14の出力段は、プッシュプル回路構成となっている。電極8とMOSFETQ1のゲートとの間および電極8とMOSFETQ2のゲートとの間には、それぞれ抵抗17とツェナーダイオード18との並列回路により構成されたクランプ回路19が接続されている。ツェナーダイオード18のツェナー電圧Vzは、MOSFETQ1、Q2のゲート・ソース間の最大許容電圧よりも低い電圧(一例として8V)に選択されている。
The
MOSFETQ2のゲート・ソース間にはソース側をアノードとして高耐圧のダイオード20が接続されている。ダイオード20は、バッテリ電圧VB(14V程度)に対し十分に高い逆耐圧(例えば80V)を有している。
A
次に、本実施形態の作用、効果について説明する。
組立工程前のウェハ検査工程では、スクリーニングを目的としてバーンインテストなどの高電圧印加テストが実施される。この場合、電極9、10、11をグランドレベル(0V)に設定し、電極8に高いテスト電圧(一例として19V)を印加することにより、MOSFETQ1、Q2のゲート酸化膜に通常動作時よりも高いテスト電圧を同時に加える。テスト電圧は、クランプ回路19の抵抗17またはツェナーダイオード18を通してMOSFETQ1、Q2のゲートに印加される。
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
In the wafer inspection process before the assembly process, a high voltage application test such as a burn-in test is performed for the purpose of screening. In this case, the
ダイオード20の逆耐圧はこのテスト電圧よりも高いので、ダイオード20が通電状態となることはない。このように、ダイオード20が接続されていても、ウェハ検査工程の高電圧印加テストを正常に実施することができる。なお、MOSFETQ2のゲート・ソース間にクランプ回路19を接続した回路構成では、テスト電圧の印加に伴いツェナーダイオード18がオンするので、高電圧印加テストを実施することができない。
Since the reverse breakdown voltage of the
組立工程を経て完成されたIC1がバッテリ3から電源供給を受けて負荷4を駆動する実動作状態では、ゲート信号SdがHレベルになると、ドライバ13、14の出力段の高電位側トランジスタがオンとなる。ドライバ13、14から出力されるゲート駆動電圧は、クランプ回路19により8Vにクランプされ、MOSFETQ1、Q2のゲートに与えられる。その結果、MOSFETQ1、Q2はともにオンとなり、負荷4に通電される。このとき、チップ7の電極10および端子2(電極11)の電圧はほぼ0Vになる。
In an actual operation state where the IC 1 completed through the assembly process receives power supply from the
一方、ゲート信号SdがLレベルになると、ドライバ13、14の出力段の低電位側トランジスタがオンする。その結果、ゲート駆動電圧は0Vになり、MOSFETQ1、Q2はともにオフする。このとき、端子2はバッテリ電圧VBに等しくなるが、MOSFETQ1、Q2の相互接続ノードである電極10は非常に高いインピーダンス状態となる。このため、その電位はMOSFETQ1、Q2のオフ時におけるリーク電流の大小に応じて定まる。
On the other hand, when the gate signal Sd becomes L level, the low potential side transistors in the output stages of the
MOSFETQ2のリーク電流がMOSFETQ1のリーク電流に対して大きくなるほど電極10の電位は上昇し、クランプする手段がない場合には既述したようにバッテリ電圧VBまで達する虞がある。これに対し本実施形態のIC1では、MOSFETQ2のゲート電位に対してソース電位(電極10の電位)がVf(pn接合の順方向電圧)以上高くなるとダイオード20が導通するので、MOSFETQ2のゲート・ソース間電圧はVf以下に制限される。
The potential of the
なお、低電位側のMOSFETQ1のソースはグランドに接続されているので、そのゲート・ソース間電圧はほぼ0Vになる。さらに、MOSFETQ1のゲート・ソース間にはツェナーダイオード18も接続されている。従って、MOSFETQ1のゲート・ソース間にはダイオード20は不要である。
Since the source of the MOSFET Q1 on the low potential side is connected to the ground, the gate-source voltage is almost 0V. Further, a
以上説明したように、本実施形態によればバッテリ3から負荷4への通電経路12に2つのMOSFETQ1、Q2が直列に接続されており、同じ論理を持つゲート信号SdでMOSFETQ1、Q2を駆動するので、何れかのMOSFETが故障した場合でも負荷4への誤通電を防止することができる。また、ダイオード20の作用により、オフ駆動時においてMOSFETQ1、Q2の相互接続ノードの電位上昇が抑制されるので、MOSFETQ2のゲート酸化膜を過電圧から保護することができる。ダイオード20は、ウェハ検査工程での高電圧印加テストで与えられるテスト電圧以上の逆耐圧を有しているので、高電圧印加テスト中に導通することはなく、高電圧印加テストを正常に実施することができる。
As described above, according to the present embodiment, the two MOSFETs Q1 and Q2 are connected in series to the
(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態を示すもので、図1と同一の構成部分には同一符号を付している。本実施形態のIC21は、第1の実施形態で説明したIC1に対して、通電経路12中に設けられたMOSFETの直列接続数が異なっている。すなわち、負荷駆動回路22が形成されたチップ23において、電極9と電極11との間には3つのMOSFETQ1、Q2、Q3が直列に接続されている。最も高電位側に位置するMOSFETQ3のドレイン、最も低電位側に位置するMOSFETQ1のソース、およびMOSFETQ1、Q2、Q3同士の相互接続ノードに対してそれぞれ設けられた個別電極11、9、10、24は、本発明でいう個別電極に相当する。
(Second Embodiment)
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, and the same components as those in FIG. The
MOSFETQ1、Q2、Q3は、それぞれドライバ13、14、25により互いに同じオンオフ状態に駆動され、電極8とMOSFETQ1、Q2、Q3の各ゲートとの間にはそれぞれクランプ回路19が接続されている。MOSFETQ1、Q2、Q3のうち最も低電位側に位置するMOSFETQ1以外の各MOSFETQ2、Q3のゲート・ソース間には、それぞれソース側をアノードとしてダイオード20、26が接続されている。ダイオード20、26は、バッテリ電圧VBに対し十分に高い逆耐圧(例えば80V)を有している。本実施形態のIC21によっても、第1の実施形態で説明したIC1と同様の作用および効果が得られる。
The MOSFETs Q1, Q2, and Q3 are driven to the same on / off state by
(第3の実施形態)
図3は、本発明の第3の実施形態を示すもので、図1と同一構成部分には同一符号を付している。本実施形態のIC27は、負荷駆動回路28が形成されたチップ29を有している。図1に示したダイオード20は、バイポーラトランジスタ30のベース・エミッタ間により置き換えられている。ゲート信号SdがLレベルの時に電極10の電位が上昇し、MOSFETQ2のゲート電位に対してソース電位がVf以上高くなると、トランジスタ30が一時的にオンして電極10の電位を下げる。これにより、MOSFETQ2のゲート・ソース間電圧はVf以下に制限される。このように、本実施形態によっても第1の実施形態と同様の作用および効果が得られる。
(Third embodiment)
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention, and the same components as those in FIG. The
(第4の実施形態)
図4は、本発明の第4の実施形態を示すもので、図1と同一構成部分には同一符号を付している。本実施形態のIC31は、負荷駆動回路32が形成されたチップ33を有している。負荷駆動回路32は、負荷4に対してハイサイド側に位置しており、端子6には負荷4が接続され、端子2にはバッテリ3が接続されるようになっている。図示しないチャージポンプ回路は、バッテリ電圧VBを昇圧して昇圧電圧Vcpを生成し、ドライバ13、14は、電源線34、16を通して与えられる昇圧電圧Vcpにより動作する。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention, and the same components as those in FIG. The
組立工程前のウェハ検査工程は、第1の実施形態と同様に実施される。負荷4を駆動する実動作状態では、ゲート信号SdがHレベルになると、MOSFETQ1、Q2のゲート・ソース間電圧はクランプ回路19により8Vにクランプされ、MOSFETQ1、Q2はともにオンとなり負荷4に通電される。このとき、チップ33の電極10および端子6の電圧はほぼバッテリ電圧VBに等しくなる。
The wafer inspection process before the assembly process is performed in the same manner as in the first embodiment. In the actual operation state of driving the
一方、ゲート信号SdがLレベルになると、MOSFETQ1、Q2はともにオフする。このとき、端子6はグランド電位(0V)に等しくなるが、MOSFETQ1、Q2の相互接続ノードである電極10は非常に高いインピーダンス状態となる。MOSFETQ2のゲート電位に対してソース電位(電極10の電位)がVf以上高くなるとダイオード20が導通し、MOSFETQ2のゲート・ソース間電圧はVf以下に制限される。以上説明したように、ハイサイド側の負荷駆動回路32を有するIC31によっても、第1の実施形態と同様の作用および効果が得られる。
On the other hand, when the gate signal Sd becomes L level, the MOSFETs Q1 and Q2 are both turned off. At this time, the
(第5の実施形態)
図5は、本発明の第5の実施形態を示すもので、図1と同一構成部分には同一符号を付している。本実施形態のIC35は、負荷駆動回路36が形成されたチップ37を有している。MOSFETQ1、Q2のゲート・ドレイン間には、抵抗、ダイオードおよびツェナーダイオードの直列回路からなるクランプ回路38が接続されている。本実施形態によれば、ゲート・ドレイン間のゲート酸化膜を過電圧から保護できる。
(Fifth embodiment)
FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention, and the same components as those in FIG. The
(第6の実施形態)
図6は、本発明の第6の実施形態を示すもので、図1と同じ構成部分には同一符号を付している。IC39は、負荷駆動回路40が形成されたチップ41を有している。この負荷駆動回路40は、Pチャネル型のMOSFETQ4、Q5を採用した点において既述した負荷駆動回路5と異なる。
(Sixth embodiment)
FIG. 6 shows a sixth embodiment of the present invention, and the same components as those in FIG. The
チップ41において、通電経路12内に位置する電極9と電極11との間には、検査専用の電極10を挟んでPチャネル型のMOSFETQ4とQ5が直列に接続されている。ドライバ13、14は、電源線15、16を通して与えられるバッテリ電圧VBにより動作し、それぞれ同じ論理を持つゲート信号Sdを入力してMOSFETQ4、Q5のゲートに対しゲート駆動電圧を出力する。電極8とMOSFETQ4のゲートとの間および電極8とMOSFETQ5のゲートとの間には、それぞれクランプ回路19が接続されている。低電位側に位置するMOSFETQ5のゲート・ソース間にはソース側をカソードとして高耐圧のダイオード20が接続されている。
In the
組立工程前のウェハ検査工程では、電極9、10、11をグランドレベル(0V)に設定し、電極8に負のテスト電圧(一例として−19V)を印加することにより、MOSFETQ1、Q2のゲート酸化膜に通常動作時よりも高いテスト電圧を同時に加える。ダイオード20の逆耐圧はこのテスト電圧よりも高いので、ダイオード20が通電状態となることはない。このように、ダイオード20が接続されていても、ウェハ検査工程の高電圧印加テストを正常に実施することができる。
In the wafer inspection process before the assembly process, the
IC39がバッテリ3から電源供給を受けて負荷4を駆動する実動作状態において、ゲート信号SdがHレベルになると、ドライバ13、14から出力されるゲート駆動電圧はバッテリ電圧VBに等しくなり、MOSFETQ4、Q5はともにオフする。このとき、端子2はグランド電位(0V)に等しくなるが、MOSFETQ4、Q5の相互接続ノードである電極10は非常に高いインピーダンス状態となる。MOSFETQ5のゲート電位に対してソース電位(電極10の電位)がVf以上低くなるとダイオード20が導通するので、MOSFETQ5のゲート・ソース間電圧はVf以下に制限される。以上説明したように、Pチャネル型のMOSFETQ4、Q5を用いた構成であっても、第1の実施形態と同様の作用および効果が得られる。
In the actual operation state where the
(第7の実施形態)
次に、本発明の第7の実施形態について図7を参照しながら説明する。この図7において、図1と同一構成部分には同一符号を付している。IC42は、負荷駆動回路43が形成されたチップ44を有している。高電位側に位置するMOSFETQ2に対しクランプ回路19は設けられておらず、それに替えてMOSFETQ2のゲート・ソース間に、抵抗45(抵抗素子)とPNP形トランジスタ46(スイッチ回路に相当)とが直列に接続されている。抵抗45にはツェナーダイオード47が並列に接続されており、トランジスタ46のベース・コレクタ間には高い抵抗値を持つ抵抗48が接続されている。トランジスタ46のエミッタとベースに対しそれぞれ電極49、50(中間電極に相当)が設けられている。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The
ウェハ検査工程の高電圧印加テストでは、電極9、10、11をグランドレベル(0V)に設定し、電極8、49、50に高いテスト電圧(一例として19V)を印加する。電極49、50に同じテスト電圧を加えるので、トランジスタ46はオフとなり、テスト電圧は、抵抗45またはツェナーダイオード47を通してMOSFETQ2のゲートに印加される。これにより、MOSFETQ1、Q2のゲート酸化膜に通常動作時よりも高いテスト電圧を同時に印加することができる。
In the high voltage application test in the wafer inspection process, the
一方、IC42がバッテリ3から電源供給を受けて負荷4を駆動する実動作状態では、電極49、50は使用されず開放状態となっている。ゲート信号SdがHレベルになると、ドライバ14の出力段の高電位側トランジスタがオンとなり、ドライバ14はゲート駆動電圧を出力する。このゲート駆動電圧がクランプ電圧Va(=ツェナーダイオード47のツェナー電圧Vz+pn接合の順方向電圧Vf)以上の場合、ツェナーダイオード47とトランジスタ46が通電状態となり、ゲート駆動電圧は、上記クランプ電圧Vaにクランプされる。MOSFETQ1に係る動作は、第1の実施形態と同様となる。
On the other hand, in the actual operation state where the
ゲート信号SdがLレベルになると、ドライバ13、14の出力段の低電位側トランジスタがオンする。その結果、ゲート駆動電圧は0Vになり、MOSFETQ1、Q2はともにオフする。MOSFETQ2のゲート電位に対してソース電位(電極10の電位)がVf以上高くなるとダイオード20が導通するので、MOSFETQ2のゲート・ソース間電圧はVf以下に制限される。なお、電極10の電位が上昇してもトランジスタ46はオンしないので、ダイオード20を省いてツェナーダイオード47の順方向によりMOSFETQ2のゲート・ソース間を保護することはできない。
When the gate signal Sd becomes L level, the low potential side transistors in the output stages of the
本実施形態によっても、ダイオード20の作用により、高電位側に位置するMOSFETQ2のゲート酸化膜を過電圧から保護することができる。また、ダイオード20は、ウェハ検査工程での高電圧印加テストで与えられるテスト電圧以上の逆耐圧を有しているので、電圧印加テスト中に導通することはなく、電圧印加テストも正常に実施することができる。
Also in this embodiment, the gate oxide film of the MOSFET Q2 located on the high potential side can be protected from overvoltage by the action of the
(第8の実施形態)
図8は、本発明の第8の実施形態を示すもので、図6、図7と同じ構成部分には同一符号を付している。IC51は、負荷駆動回路52が形成されたチップ53を有している。この負荷駆動回路52は、Pチャネル型のMOSFETQ4、Q5を採用した点において既述した負荷駆動回路43と異なる。チップ53において、MOSFETQ5のゲート・ソース間には、抵抗45とNPN形トランジスタ54(スイッチ回路に相当)とが直列に接続されている。抵抗45にはツェナーダイオード47が並列に接続されており、トランジスタ54のベース・コレクタ間には抵抗48が接続されている。トランジスタ46のエミッタとベースに対しそれぞれ電極49、50が設けられている。
(Eighth embodiment)
FIG. 8 shows an eighth embodiment of the present invention, and the same components as those in FIGS. 6 and 7 are denoted by the same reference numerals. The
ウェハ検査工程の高電圧印加テストでは、電極9、10、11をグランドレベルに設定し、電極8、49、50に負のテスト電圧(一例として−19V)を印加する。このときトランジスタ54はオフとなり、テスト電圧は、抵抗45またはツェナーダイオード47を通してMOSFETQ2のゲートに印加される。これにより、MOSFETQ4、Q5のゲート酸化膜に通常動作時よりも高いテスト電圧を同時に印加することができる。
In the high voltage application test in the wafer inspection process, the
また、IC51の実動作状態でゲート信号SdがHレベルになると、ドライバ14から出力されるゲート駆動電圧はバッテリ電圧VBに等しくなり、MOSFETQ5はオフする。このとき、MOSFETQ5のゲート電位に対してソース電位(電極10の電位)がVf以上低くなるとダイオード20が導通し、MOSFETQ5のゲート・ソース間電圧はVf以下に制限される。このように、本実施形態によっても第7の実施形態と同様の作用および効果が得られる。
When the gate signal Sd becomes H level in the actual operation state of the
(その他の実施形態)
なお、本発明は上記し且つ図面に示す各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように変形または拡張が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be modified or expanded as follows, for example.
第3ないし第8の各実施形態においても、通電経路12中に設けられたMOSFETの直列接続数を3以上にすることができる。Nチャネル型のMOSFETを採用した場合には、最も低電位側に位置するMOSFET以外の各MOSFETのゲート・ソース間にそれぞれソース側をアノードとしてダイオードを接続すればよい。Pチャネル型のMOSFETを採用した場合には、最も高電位側に位置するMOSFET以外の各MOSFETのゲート・ソース間にそれぞれソース側をカソードとしてダイオードを接続すればよい。
Also in the third to eighth embodiments, the number of MOSFETs connected in series in the
第2、第4ないし第8の各実施形態においても、ダイオード20に替えてバイポーラトランジスタのベース・エミッタ間を接続してもよい。
第2ないし第4、第6ないし第8の各実施形態においても、MOSFETQ1〜Q5のゲート・ドレイン間にそれぞれクランプ回路38を接続してもよい。
Also in the second, fourth to eighth embodiments, the base and emitter of the bipolar transistor may be connected instead of the
In each of the second to fourth and sixth to eighth embodiments, the
電極8とMOSFETQ1、Q2の各ゲートとの間にそれぞれ接続されたクランプ回路19に替えて、抵抗のみからなる回路、ツェナーダイオードのみからなる回路、その他テスト電圧を各ゲートに伝達可能な種々の回路を用いてもよい。
Instead of the
第7、第8の各実施形態において、トランジスタ46、54に替えてMOSFETなどの他のスイッチ回路を用いてもよい。ツェナーダイオード47は必要に応じて設ければよい。
本発明の適用は車載用ICに限られない。
In the seventh and eighth embodiments, other switch circuits such as MOSFETs may be used instead of the
The application of the present invention is not limited to an in-vehicle IC.
図面中、1、21、27、31、35、39、42、51はIC、3はバッテリ(電源)、4は負荷、7、23、29、33、37、41、44、53はチップ(半導体集積回路装置)、8は電極(共通電極)、9、10、11、24は電極(個別電極)、12は通電経路、19はクランプ回路、20、26はダイオード、30はバイポーラトランジスタ、45は抵抗(抵抗素子)、46、54はトランジスタ(スイッチ回路)、49、50は電極(中間電極)、Q1、Q2、Q3、Q4、Q5はMOSFETである。 In the drawing, 1, 2, 27, 31, 35, 39, 42 and 51 are ICs, 3 is a battery (power source), 4 is a load, 7, 23, 29, 33, 37, 41, 44 and 53 are chips ( Semiconductor integrated circuit device), 8 electrodes (common electrodes), 9, 10, 11 and 24 electrodes (individual electrodes), 12 energization paths, 19 clamp circuits, 20 and 26 diodes, 30 bipolar transistors, 45 Is a resistor (resistive element), 46 and 54 are transistors (switch circuits), 49 and 50 are electrodes (intermediate electrodes), and Q1, Q2, Q3, Q4, and Q5 are MOSFETs.
Claims (6)
前記複数のFETのうち最も高電位側に位置するFETのドレイン、前記複数のFETのうち最も低電位側に位置するFETのソース、および前記複数のFET同士の相互接続ノードに対してそれぞれ設けられた個別電極と、
テスト電圧を印加するための共通電極と、
前記共通電極と前記複数のFETの各ゲートとの間にそれぞれ接続され、前記テスト電圧を各ゲートに伝達可能な回路と、
前記テスト電圧以上の逆耐圧を有し、前記複数のFETのうち最も低電位側に位置するFET以外の各FETのゲート・ソース間にそれぞれソース側をアノードとして接続されたダイオードとを備え、
前記複数のFETに対する電圧印加テストの時に、前記個別電極と前記共通電極との間にテスト電圧が印加されるように構成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。 A plurality of N-channel FETs connected in series in a current-carrying path from the power source to the load;
Provided for the drain of the FET located on the highest potential side of the plurality of FETs, the source of the FET located on the lowest potential side of the plurality of FETs, and the interconnection node of the plurality of FETs, respectively. Individual electrodes,
A common electrode for applying a test voltage;
A circuit connected between the common electrode and each gate of the plurality of FETs, respectively, and capable of transmitting the test voltage to each gate;
A diode having a reverse withstand voltage equal to or higher than the test voltage and connected between the gate and source of each FET other than the FET located on the lowest potential side of the plurality of FETs with the source side as an anode,
A semiconductor integrated circuit device, wherein a test voltage is applied between the individual electrode and the common electrode during a voltage application test for the plurality of FETs.
前記複数のFETのうち最も低電位側に位置するFETのドレイン、前記複数のFETのうち最も高電位側に位置するFETのソース、および前記複数のFET同士の相互接続ノードに対してそれぞれ設けられた個別電極と、
テスト電圧を印加するための共通電極と、
前記共通電極と前記複数のFETの各ゲートとの間にそれぞれ接続され、前記テスト電圧を各ゲートに伝達可能な回路と、
前記テスト電圧以上の逆耐圧を有し、前記複数のFETのうち最も高電位側に位置するFET以外の各FETのゲート・ソース間にそれぞれソース側をカソードとして接続されたダイオードとを備え、
前記複数のFETに対する電圧印加テストの時に、前記個別電極と前記共通電極との間にテスト電圧が印加されるように構成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。 A plurality of P-channel type FETs connected in series in the energization path from the power source to the load;
Provided for the drain of the FET located on the lowest potential side of the plurality of FETs, the source of the FET located on the highest potential side of the plurality of FETs, and an interconnection node between the plurality of FETs, respectively. Individual electrodes,
A common electrode for applying a test voltage;
A circuit connected between the common electrode and each gate of the plurality of FETs, respectively, and capable of transmitting the test voltage to each gate;
A diode having a reverse withstand voltage equal to or higher than the test voltage and connected between the gate and source of each FET other than the FET located on the highest potential side of the plurality of FETs, each having a source side as a cathode,
A semiconductor integrated circuit device, wherein a test voltage is applied between the individual electrode and the common electrode during a voltage application test for the plurality of FETs.
前記複数のFETのうち最も高電位側に位置するFETのドレインおよび前記複数のFET同士の相互接続ノードに対してそれぞれ設けられた個別電極と、
前記複数のFETのうち最も低電位側に位置するFET以外の各FETのゲート・ソース間に直列に接続された抵抗素子とスイッチ回路およびこれら抵抗素子とスイッチ回路との相互接続ノードに対して設けられた中間電極と、
テスト電圧以上の逆耐圧を有し、前記複数のFETのうち最も低電位側に位置するFET以外の各FETのゲート・ソース間にそれぞれソース側をアノードとして接続されたダイオードとを備え、
前記複数のFETに対する電圧印加テストの時に、前記スイッチ回路が開かれて前記個別電極と前記中間電極との間にテスト電圧が印加されるように構成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。 A plurality of N-channel FETs connected in series in a current-carrying path from the power source to the load;
Individual electrodes provided for the drain of the FET located on the highest potential side of the plurality of FETs and the interconnection node between the plurality of FETs,
Provided for a resistance element and a switch circuit connected in series between the gate and source of each FET other than the FET located on the lowest potential side among the plurality of FETs, and an interconnection node between these resistance elements and the switch circuit An intermediate electrode formed,
A reverse breakdown voltage equal to or higher than a test voltage, and a diode connected between the gate and source of each FET other than the FET located on the lowest potential side among the plurality of FETs, each having a source side as an anode,
A semiconductor integrated circuit device configured to open the switch circuit and apply a test voltage between the individual electrode and the intermediate electrode during a voltage application test for the plurality of FETs .
前記複数のFETのうち最も低電位側に位置するFETのドレインおよび前記複数のFET同士の相互接続ノードに対してそれぞれ設けられた個別電極と、
前記複数のFETのうち最も高電位側に位置するFET以外の各FETのゲート・ソース間に直列に接続された抵抗素子とスイッチ回路およびこれら抵抗素子とスイッチ回路との相互接続ノードに対して設けられた中間電極と、
テスト電圧以上の逆耐圧を有し、前記複数のFETのうち最も高電位側に位置するFET以外の各FETのゲート・ソース間にそれぞれソース側をカソードとして接続されたダイオードとを備え、
前記複数のFETに対する電圧印加テストの時に、前記スイッチ回路が開かれて前記個別電極と前記中間電極との間にテスト電圧が印加されるように構成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。 A plurality of P-channel type FETs connected in series in the energization path from the power source to the load;
Individual electrodes provided for the drain of the FET located on the lowest potential side of the plurality of FETs and the interconnection node between the plurality of FETs,
Provided for a resistance element and a switch circuit connected in series between the gate and source of each FET other than the FET located on the highest potential side among the plurality of FETs, and an interconnection node between these resistance elements and the switch circuit An intermediate electrode formed,
A reverse withstand voltage equal to or higher than a test voltage, and a diode connected between the gate and source of each FET other than the FET located on the highest potential side among the plurality of FETs with the source side as a cathode,
A semiconductor integrated circuit device configured to open the switch circuit and apply a test voltage between the individual electrode and the intermediate electrode during a voltage application test for the plurality of FETs .
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