JP2011089849A - Wire breaking detector - Google Patents

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友厚 棚橋
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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wire breaking detector for actualizing a wire breaking detecting function, without forming an oxide film insulation isolation structure on an SOI (silicon-on-insulator) substrate and attaining reduction in the manufacturing cost, at attainment. <P>SOLUTION: According to the wire breaking detector, wire break in a ground line 50 is detected among a power supply line 30, the ground line 50 and a signal line 40 which connect a sensor circuit 10A and a control circuit 20. As a result, the detector includes a pull-down resistor R101 provided between the signal line 40 and the ground line 50, and a wire breaking detection circuit 102A for making the electric potential of the signal line 40 rise to the vicinity of the power supply potential of the supply line 30, when the ground line 50 is broken. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、各種の回路に電源電圧や信号など供給する経路の断線を検出する断線検出装置に関する。   The present invention relates to a disconnection detection device that detects disconnection of a path for supplying power supply voltage, signals, and the like to various circuits.

図5は、この種の断線検出装置が適用される従来のセンサ装置の構成の一例を示すブロック図である。
このセンサ装置は、図5に示すように、センサ回路10と、センサ回路10からの出力信号を処理すると共にセンサ回路10に対して電源電圧を供給する制御回路20と、を備えている。センサ回路10と制御回路20とは、電源線30、信号線40、およびグランド線50を介して互いに接続されている。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional sensor device to which this type of disconnection detection device is applied.
As shown in FIG. 5, the sensor device includes a sensor circuit 10 and a control circuit 20 that processes an output signal from the sensor circuit 10 and supplies a power supply voltage to the sensor circuit 10. The sensor circuit 10 and the control circuit 20 are connected to each other via a power line 30, a signal line 40, and a ground line 50.

センサ回路10は、センサ101と、センサ101からの出力信号を内部処理して制御回路20に出力する例えば増幅処理部のような機能回路102と、を備えている。
制御回路20は、センサ回路10を駆動する電源電圧を生成する電源回路201と、センサ回路10からの出力信号を処理するAD変換回路202と、入力端子Vinとグランド端子GNDとの間に接続されるプルダウン抵抗R201と、を備えている。
The sensor circuit 10 includes a sensor 101 and a functional circuit 102 such as an amplification processing unit that internally processes an output signal from the sensor 101 and outputs the processed signal to the control circuit 20.
The control circuit 20 is connected between a power supply circuit 201 that generates a power supply voltage for driving the sensor circuit 10, an AD conversion circuit 202 that processes an output signal from the sensor circuit 10, and an input terminal Vin and a ground terminal GND. Pull-down resistor R201.

図6は、第5図の機能回路102の一部であって、従来の断線検出回路を含む増幅処理部の回路図である(特許文献1参照)。
この増幅処理部は、オペアンプOP3、抵抗Raなどからなり、センサ101からの出力信号の増幅処理を行う。
この増幅処理部は、差動増幅回路A1と、ダイオードD1と、差動増幅回路A1を駆動するための電流制御回路としてのバイアス回路B1と、出力側増幅回路A2と、出力側増幅回路A2用の電流制御回路S1と、トランジスタTr15およびTr16からなる出力電流源に電流を供給するための定電流回路S2とにより構成され、プルダウン抵抗R201と共に断線を検出する。
FIG. 6 is a circuit diagram of an amplification processing unit which is a part of the functional circuit 102 of FIG. 5 and includes a conventional disconnection detection circuit (see Patent Document 1).
The amplification processing unit includes an operational amplifier OP3, a resistor Ra, and the like, and performs amplification processing of an output signal from the sensor 101.
The amplification processing unit is for the differential amplifier circuit A1, the diode D1, the bias circuit B1 as a current control circuit for driving the differential amplifier circuit A1, the output side amplifier circuit A2, and the output side amplifier circuit A2. Current control circuit S1 and a constant current circuit S2 for supplying current to an output current source composed of transistors Tr15 and Tr16, and detects disconnection together with pull-down resistor R201.

ここで、差動増幅回路A1は、トランジスタTr1〜Tr7などにより構成される。出力側増幅回路A2は、トランジスタTr8、Tr14などにより構成される。バイアス回路B1は、トランジスタTr9、Tr10などにより構成される。電流制御回路S1は、トランジスタTr12、Tr13などにより構成される。定電流回路S2は、トランジスタTr17、Tr18などにより構成される。   Here, the differential amplifier circuit A1 includes transistors Tr1 to Tr7 and the like. The output side amplifier circuit A2 includes transistors Tr8, Tr14, and the like. The bias circuit B1 includes transistors Tr9 and Tr10. The current control circuit S1 includes transistors Tr12, Tr13, and the like. The constant current circuit S2 includes transistors Tr17 and Tr18.

次に、このように構成される増幅処理部の動作について説明する。
いま、図5に示すように、制御回路20の入力端子Vinとグランド端子GNDとの間にプルダウン抵抗R201が接続される状態で外部のグランド線50が断線すると、図6のグランド線Vc2に電流が流れたとしても、ダイオードD1が逆接続されているために、その電流はトランジスタTr1、Tr2、Tr6、Tr7には流入しない。
Next, the operation of the amplification processing unit configured as described above will be described.
As shown in FIG. 5, when the external ground line 50 is disconnected in a state where the pull-down resistor R201 is connected between the input terminal Vin of the control circuit 20 and the ground terminal GND, a current flows to the ground line Vc2 of FIG. Current flows, the current does not flow into the transistors Tr1, Tr2, Tr6, Tr7 because the diode D1 is reversely connected.

また、電流制御回路S1がトランジスタTr8のコレクタ電流を遮断するため、出力側増幅回路A2およびトランジスタTr15が機能しなくなり、出力端子Voutから電流が流出しない。このためプルダウン抵抗R201で電圧降下を生じることなく断線を検出することができる。
しかし、上述した増幅処理部を構成するトランジスタTr1〜Tr17などの素子に寄生素子が存在すると、寄生素子が逆流阻止手段D1、電流阻止手段Tr11などのバイパス経路となり、当該阻止手段の機能を阻害する場合がある。
Further, since the current control circuit S1 cuts off the collector current of the transistor Tr8, the output side amplification circuit A2 and the transistor Tr15 do not function, and no current flows out from the output terminal Vout. Therefore, disconnection can be detected without causing a voltage drop by the pull-down resistor R201.
However, if a parasitic element exists in the elements such as the transistors Tr1 to Tr17 constituting the amplification processing unit described above, the parasitic element becomes a bypass path such as the backflow prevention means D1 and the current prevention means Tr11, and inhibits the function of the prevention means. There is a case.

例えば、トランジスタTr11において、シリコンP基板をアノード、トランジスタTr11のベース領域をカソードとする寄生ダイオードが存在する場合、断線検出機能が阻害される。
この場合には、トランジスタの構成に際して、SOI(Silicon On Insulator)基板上に酸化膜絶縁分離構造を形成すれば、寄生素子は存在しなくなるが、製造コストが嵩むことになる。
For example, in the transistor Tr11, when there is a parasitic diode having the silicon P substrate as an anode and the base region of the transistor Tr11 as a cathode, the disconnection detection function is hindered.
In this case, when an oxide film insulating isolation structure is formed on an SOI (Silicon On Insulator) substrate in the configuration of the transistor, the parasitic element does not exist, but the manufacturing cost increases.

特開2004−301670号公報JP 2004-301670 A

そこで、本発明の目的は、SOI基板上に酸化膜絶縁分離構造を形成することなく断線機能の実現を図り、その実現に際して製造コストの抑制を図ることができる断線検出装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a disconnection detection device that can realize a disconnection function without forming an oxide film insulating isolation structure on an SOI substrate and can reduce the manufacturing cost in realizing the disconnection function. .

上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は以下のような構成からなる。
第1の発明は、第1の回路と第2の回路とを接続する電源線、グランド線、および信号線のうち前記グランド線の断線を検出する断線検出装置であって、前記信号線と前記グランド線の間に設けたプルダウン抵抗と、前記グランド線の断線時に、前記プルダウン抵抗と連係して前記信号線の電位を前記電源線の電源電位付近に上昇させる断線検出回路と、を備える。
In order to solve the above-described problems and achieve the object of the present invention, each invention has the following configuration.
1st invention is a disconnection detection apparatus which detects the disconnection of the said ground line among the power supply line which connects a 1st circuit and a 2nd circuit, a ground line, and a signal line, Comprising: A pull-down resistor provided between the ground lines; and a disconnection detection circuit that increases the potential of the signal line in the vicinity of the power supply potential of the power supply line in conjunction with the pull-down resistor when the ground line is disconnected.

第2の発明は、第1の発明において、前記断線検出回路は、前記信号線の電位を前記電源線の電源電位付近に上昇させて、その状態を固定または維持させる。
第3の発明は、第2の発明において、前記断線検出回路は、N型のMOSトランジスタからなる。
第4の発明は、第3の発明において、前記MOSトランジスタは、ソースが前記信号線に接続され、ゲートおよび基板が前記グランド線に接続され、ドレインが前記電源線に接続される。
第5の発明は、第1〜4の発明において、前記第1の回路はセンサ回路からなり、前記第2の回路は、前記センサ回路を駆動する電源電圧を生成するとともに、前記センサ回路からの出力信号を処理する制御回路からなる。
In a second aspect based on the first aspect, the disconnection detection circuit raises the potential of the signal line to near the power supply potential of the power supply line, and fixes or maintains the state.
In a third aspect based on the second aspect, the disconnection detection circuit comprises an N-type MOS transistor.
In a fourth aspect based on the third aspect, the MOS transistor has a source connected to the signal line, a gate and a substrate connected to the ground line, and a drain connected to the power line.
According to a fifth invention, in the first to fourth inventions, the first circuit includes a sensor circuit, and the second circuit generates a power supply voltage for driving the sensor circuit, and from the sensor circuit, It consists of a control circuit that processes the output signal.

このような構成の本発明によれば、電源線とグランド線とが正常に接続された状態において、グランド線が断線したときには、信号線の電位を電源線の電源電位付近に上昇させて、その状態で固定または維持できる。
また、電源線とグランド線とが正常に接続された状態において、電源線または信号線が断線したときには、信号線の電位をグランド線の電位付近に変化させ、その状態で固定または維持できる。
このため、本発明によれば、SOI基板上に酸化膜絶縁分離構造を形成することなく断線機能を実現できるので、その実現に際して製造コストの抑制を図ることができる。
According to the present invention having such a configuration, when the ground line is disconnected in a state where the power supply line and the ground line are normally connected, the potential of the signal line is raised to the vicinity of the power supply potential of the power supply line. Can be fixed or maintained in condition.
In addition, when the power supply line or the signal line is disconnected in a state where the power supply line and the ground line are normally connected, the potential of the signal line can be changed to the vicinity of the potential of the ground line and fixed or maintained in that state.
For this reason, according to the present invention, the disconnection function can be realized without forming an oxide film insulating isolation structure on the SOI substrate, and therefore, the manufacturing cost can be suppressed in realizing the disconnection function.

本発明の断線検出装置の第1実施形態を適用したセンサ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the sensor apparatus to which 1st Embodiment of the disconnection detection apparatus of this invention is applied. 断線検出回路に適用されるMOSトランジスタの断面構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross-section of the MOS transistor applied to a disconnection detection circuit. 本発明の断線検出装置の第2実施形態を適用したセンサ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the sensor apparatus to which 2nd Embodiment of the disconnection detection apparatus of this invention is applied. 断線検出回路に適用されるバイポーラトランジスタの断面構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross-section of the bipolar transistor applied to a disconnection detection circuit. 従来のセンサ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional sensor apparatus. 従来の断線検出回路を含む増幅処理部の回路図であるFIG. 6 is a circuit diagram of an amplification processing unit including a conventional disconnection detection circuit.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の断線検出装置の第1実施形態を、センサ装置に適用したブロック図である。
このセンサ装置は、図1に示すように、センサ回路10Aと制御回路20を備え、センサ回路10Aは制御回路20から供給される電源電圧によって駆動し、かつ、センサ回路10Aの出力信号は制御回路20に出力されて処理される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram in which the first embodiment of the disconnection detection device of the present invention is applied to a sensor device.
As shown in FIG. 1, the sensor device includes a sensor circuit 10A and a control circuit 20. The sensor circuit 10A is driven by a power supply voltage supplied from the control circuit 20, and the output signal of the sensor circuit 10A is a control circuit. 20 to be processed.

また、このセンサ装置は、センサ回路10Aと制御回路20が、電源線30、信号線(出力線)40、およびグランド線50を介して互いに接続され、電源線30、信号線40、およびグランド線50のうちの何れか1つが断線したときに、その断線を検出する。
センサ回路10Aは、図1に示すように、センサ101と、機能回路102Aと、断線検出回路103と、電源端子Vccと、出力端子Voutと、グランド端子GNDとを備えている。
In the sensor device, the sensor circuit 10A and the control circuit 20 are connected to each other via a power line 30, a signal line (output line) 40, and a ground line 50, and the power line 30, the signal line 40, and the ground line are connected. When any one of 50 is disconnected, the disconnection is detected.
As shown in FIG. 1, the sensor circuit 10A includes a sensor 101, a functional circuit 102A, a disconnection detection circuit 103, a power supply terminal Vcc, an output terminal Vout, and a ground terminal GND.

センサ101は、所定の物理量などを電気信号に変換して出力する。機能回路102Aは、センサ101からの出力信号を内部処理して制御回路20に出力するものであり、例えば増幅処理部のようなものからなる。
センサ101および機能回路102Aは、それぞれ電源端子Vccとグランド端子GNDに接続され、制御回路20から電源線30を介して供給される電源電圧により駆動される。機能回路102Aの出力信号は出力端子Voutに出力され、信号線40を経由して制御回路20の入力端子Vinに入力される。
The sensor 101 converts a predetermined physical quantity or the like into an electrical signal and outputs it. The functional circuit 102A internally processes an output signal from the sensor 101 and outputs it to the control circuit 20, and is composed of, for example, an amplification processing unit.
The sensor 101 and the functional circuit 102A are connected to the power supply terminal Vcc and the ground terminal GND, respectively, and are driven by the power supply voltage supplied from the control circuit 20 through the power supply line 30. The output signal of the functional circuit 102A is output to the output terminal Vout and input to the input terminal Vin of the control circuit 20 via the signal line 40.

断線検出回路103は、グランド線50が断線したときに、プルダウン抵抗R101と連係し、センサ回路10Aの出力端子Voutの出力電位(信号線40の電位)を電源端子Vcc(電源線30)の電位付近に上昇させ、その状態を固定させまたは維持させる。言い換えると、断線検出回路103は、グランド線50が断線したときに、プルダウン抵抗R101と連係し、制御回路20の入力端子Vinの電位を電源電圧Vccの電位付近に変化させ、その変化後の状態を固定または維持させる。   The disconnection detection circuit 103 is linked to the pull-down resistor R101 when the ground line 50 is disconnected, and the output potential of the output terminal Vout (the potential of the signal line 40) of the sensor circuit 10A is the potential of the power supply terminal Vcc (power supply line 30). Raise to near and fix or maintain that state. In other words, the disconnection detection circuit 103 links with the pull-down resistor R101 when the ground line 50 is disconnected, and changes the potential of the input terminal Vin of the control circuit 20 to near the potential of the power supply voltage Vcc, and the state after the change To fix or maintain.

このため、断線検出回路103は、スイッチ素子として機能するN型のMOSトランジスタTr101によって構成されている。MOSトランジスタTr101は、ドレインが電源端子Vccに接続され、ソースが出力端子Voutに接続され、ゲートおよび基板(ボディ端子)がグランド端子GNDに接続される。また、MOSトランジスタTr101は、図1および図2に示すように、寄生ダイオードD101、D102を含んでいる。   For this reason, the disconnection detection circuit 103 is configured by an N-type MOS transistor Tr101 that functions as a switch element. The MOS transistor Tr101 has a drain connected to the power supply terminal Vcc, a source connected to the output terminal Vout, and a gate and a substrate (body terminal) connected to the ground terminal GND. The MOS transistor Tr101 includes parasitic diodes D101 and D102 as shown in FIGS.

制御回路20は、図1に示すように、電源回路201と、AD変換回路202と、プルダウン抵抗R101と、電源端子Vccと、入力端子Vinと、グランド端子GNDと、を備えている。
電源回路201は、センサ回路10AとAD変換回路202をそれぞれ駆動する電源電圧を生成する。この生成される電源電圧は、電源線30を介してセンサ回路10Aに供給される。
As shown in FIG. 1, the control circuit 20 includes a power supply circuit 201, an AD conversion circuit 202, a pull-down resistor R101, a power supply terminal Vcc, an input terminal Vin, and a ground terminal GND.
The power supply circuit 201 generates power supply voltages for driving the sensor circuit 10A and the AD conversion circuit 202, respectively. The generated power supply voltage is supplied to the sensor circuit 10 </ b> A via the power supply line 30.

AD変換回路202は、電源回路201が生成する電源電圧により駆動され、センサ回路10Aから出力されるアナログ信号をデジタル信号にAD変換して出力する。このため、AD変換回路202は、電源回路201、入力端子Vin、およびグランド端子GNDと接続されている。
プルダウン抵抗R101は、入力端子Vinとグランド端子GNDとの間に設けられ、その間に接続されている。このプルダウン抵抗R101は、後述のように、断線検出回路103と連係して断線検出機能に寄与する。
The AD conversion circuit 202 is driven by the power supply voltage generated by the power supply circuit 201, AD converts the analog signal output from the sensor circuit 10A into a digital signal, and outputs the digital signal. Therefore, the AD conversion circuit 202 is connected to the power supply circuit 201, the input terminal Vin, and the ground terminal GND.
The pull-down resistor R101 is provided between the input terminal Vin and the ground terminal GND, and is connected therebetween. As will be described later, the pull-down resistor R101 contributes to the disconnection detection function in conjunction with the disconnection detection circuit 103.

図2は、断線検出回路103に使用されるN型のMOSトランジスタTr101の断面構造を示す断面図である。
N型のMOSトランジスタTr101は、図2に示すように、シリコンのP型基板60を使用して構成される。すなわち、P型基板60内にPウェル61が形成され、そのPウェル61内にソース領域となるN+領域62およびドレイン領域となるN+領域63が形成される。また、Pウェル61上に、絶縁物を介してゲート64が形成される。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of an N-type MOS transistor Tr101 used in the disconnection detection circuit 103.
As shown in FIG. 2, the N-type MOS transistor Tr <b> 101 is configured using a silicon P-type substrate 60. That is, a P well 61 is formed in a P-type substrate 60, and an N + region 62 serving as a source region and an N + region 63 serving as a drain region are formed in the P well 61. A gate 64 is formed on the P well 61 via an insulator.

さらに、ソース領域となるN+領域62は出力端子Voutに接続され、ドレイン領域となるN+領域63は電源端子Vccに接続され、ゲート64はグランド端子GNDに接続される。また、P型基板60およびPウェル61は、それぞれグランド端子GNDに接続される。
このような構成のN型のMOSトランジスタTr101では、図2に示すような寄生ダイオードD101、D102が形成される。すなわち、寄生ダイオードD101は、Pウェル61(P型基板60)をアノードとし、ソース領域となるN+領域62をカソードとする。また、寄生ダイオードD102は、Pウェル61をアノードとし、ドレイン領域となるN+領域63をカソードとする。
Further, the N + region 62 serving as the source region is connected to the output terminal Vout, the N + region 63 serving as the drain region is connected to the power supply terminal Vcc, and the gate 64 is connected to the ground terminal GND. The P-type substrate 60 and the P well 61 are each connected to the ground terminal GND.
In the N-type MOS transistor Tr101 having such a configuration, parasitic diodes D101 and D102 as shown in FIG. 2 are formed. That is, the parasitic diode D101 uses the P well 61 (P-type substrate 60) as an anode and the N + region 62 serving as a source region as a cathode. The parasitic diode D102 uses the P well 61 as an anode and the N + region 63 serving as a drain region as a cathode.

次に、このように構成される第1実施形態の動作例について、図1を参照しながら説明する。
電源線30とグランド線50に断線がなく、制御回路20の電源回路201が生成する電源電圧がセンサ回路10Aの電源端子Vccに供給されて正常動作の場合には、断線検出回路103を構成するMOSトランジスタTr101のゲート電圧は、ソース電圧を基準にして相対的に低くなる。このため、MOSトランジスタTr101はオフ状態となり、MOSトランジスタTr101には電流が流れないので、MOSトランジスタTr101による電源端子Vccから出力端子Voutへの電流の流出は生じない。
Next, an operation example of the first embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
When the power supply line 30 and the ground line 50 are not disconnected and the power supply voltage generated by the power supply circuit 201 of the control circuit 20 is supplied to the power supply terminal Vcc of the sensor circuit 10A and operates normally, the disconnection detection circuit 103 is configured. The gate voltage of the MOS transistor Tr101 is relatively low with respect to the source voltage. Therefore, the MOS transistor Tr101 is turned off, and no current flows through the MOS transistor Tr101. Therefore, no current flows from the power supply terminal Vcc to the output terminal Vout by the MOS transistor Tr101.

この電圧状態において、グランド線50が断線した場合の動作について説明する。
図1に示すように、制御回路20の入力端子Vinとグランド端子GNDの間にプルダウン抵抗R101が接続された状態で、グランド線50が断線したとする。この場合には、電源端子Vccからセンサ101および機能回路102Aを介してセンサ回路10A内のグランド線51に電流が流入し、グランド線51の電位が上昇する。
An operation when the ground line 50 is disconnected in this voltage state will be described.
As shown in FIG. 1, it is assumed that the ground line 50 is disconnected while the pull-down resistor R101 is connected between the input terminal Vin of the control circuit 20 and the ground terminal GND. In this case, a current flows from the power supply terminal Vcc to the ground line 51 in the sensor circuit 10A via the sensor 101 and the functional circuit 102A, and the potential of the ground line 51 rises.

このため、MOSトランジスタTr101のゲート電圧は、ソース電圧を基準にして相対的に高くなるので、MOSトランジスタTr101はオン状態になる。これにより、電源端子VccからMOSトランジスタTr101を介して出力端子Voutへ電流が流出する。そして、制御回路20の入力端子Vinの電位、すなわちAD変換回路202の入力電位が電源端子Vccの電位付近に上昇し、その状態に固定される。   For this reason, since the gate voltage of the MOS transistor Tr101 becomes relatively high with reference to the source voltage, the MOS transistor Tr101 is turned on. As a result, a current flows from the power supply terminal Vcc to the output terminal Vout via the MOS transistor Tr101. Then, the potential of the input terminal Vin of the control circuit 20, that is, the input potential of the AD conversion circuit 202 rises to the vicinity of the potential of the power supply terminal Vcc and is fixed in that state.

このように、グランド線50が断線した場合には、MOSトランジスタTr101とプルダウン抵抗R101の連係動作により、制御回路20の入力端子Vinの電位は、センサ回路10Aの電源端子Vccの電位付近、すなわち電源回路201が生成する電源電圧の近傍の値に上昇して固定される。このため、例えば制御回路20は、入力端子Vinの入力電圧をモニタ(検出)することにより、グランド線50の断線の有無を認識することができる。   As described above, when the ground line 50 is disconnected, the potential of the input terminal Vin of the control circuit 20 is in the vicinity of the potential of the power supply terminal Vcc of the sensor circuit 10A, that is, the power supply by the linked operation of the MOS transistor Tr101 and the pull-down resistor R101. The voltage rises to a value near the power supply voltage generated by the circuit 201 and is fixed. For this reason, for example, the control circuit 20 can recognize the presence or absence of the disconnection of the ground line 50 by monitoring (detecting) the input voltage of the input terminal Vin.

なお、グランド線50の断線時には、MOSトランジスタTr101の寄生ダイオードD101は順方向にバイアスされるため、出力端子Voutから寄生ダイオードD101介してグランド線51への電流の流出は生じない。また、寄生ダイオードD102は逆方向にバイアスされるため、寄生ダイオードD102はオフ状態となり、グランド線51から電源端子Vccへの電流の流出は生じない。したがって、寄生ダイオードD101、D102は、グランド線50の断線検出動作を阻害することはない。   When the ground line 50 is disconnected, the parasitic diode D101 of the MOS transistor Tr101 is biased in the forward direction, so that no current flows from the output terminal Vout to the ground line 51 via the parasitic diode D101. Further, since the parasitic diode D102 is biased in the reverse direction, the parasitic diode D102 is turned off, and no current flows from the ground line 51 to the power supply terminal Vcc. Therefore, the parasitic diodes D101 and D102 do not hinder the disconnection detection operation of the ground line 50.

次に、電源線30が断線した場合の動作について説明する。
この場合には、制御回路20の電源回路201が生成する電源電圧のセンサ回路10Aへの供給が停止するので、センサ101、機能回路102A、およびMOSトランジスタTr101は動作不能となる。しかし、制御回路20の入力端子Vinの電位は、プルダウン抵抗R101によりグランド端子GNDの電位付近に変化するとともに、その変化後の状態で固定される。
なお、寄生ダイオードD101、D102はオフ状態になり、断線検出動作を阻害することはない。
Next, an operation when the power supply line 30 is disconnected will be described.
In this case, since the supply of the power supply voltage generated by the power supply circuit 201 of the control circuit 20 to the sensor circuit 10A is stopped, the sensor 101, the function circuit 102A, and the MOS transistor Tr101 become inoperable. However, the potential of the input terminal Vin of the control circuit 20 changes near the potential of the ground terminal GND by the pull-down resistor R101 and is fixed in the state after the change.
The parasitic diodes D101 and D102 are turned off and do not hinder the disconnection detection operation.

次に、信号線40が断線した場合の動作について説明する。
この場合には、センサ101および機能回路102Aは、電源線30およびグランド線50が正常であるので、正常動作を行う。また、MOSトランジスタTr101はオフ状態となるので、センサ101および機能回路102Aの動作を阻害することはない。
その一方、機能回路102Aの出力信号は、信号線40を介して制御回路20の入力端子Vinに伝送されなくなる。しかし、制御回路20の入力端子Vinの電位は、プルダウン抵抗R101によりグランド端子GNDの電位付近に変化するとともに、その変化後の状態で固定される。
Next, an operation when the signal line 40 is disconnected will be described.
In this case, the sensor 101 and the functional circuit 102A operate normally because the power supply line 30 and the ground line 50 are normal. Further, since the MOS transistor Tr101 is turned off, the operation of the sensor 101 and the functional circuit 102A is not hindered.
On the other hand, the output signal of the functional circuit 102 </ b> A is not transmitted to the input terminal Vin of the control circuit 20 via the signal line 40. However, the potential of the input terminal Vin of the control circuit 20 changes near the potential of the ground terminal GND by the pull-down resistor R101 and is fixed in the state after the change.

なお、寄生ダイオードD101、D102はオフ状態になり、断線検出動作を阻害することはない。
このように、電源線30または信号線40が断線した場合には、制御回路20の入力端子Vinの電位は、グランド端子GNDの電位の近傍の値に変化し、その変化後の状態で固定される。このため、例えば制御回路20は、入力端子Vinの入力電圧をモニタ(検出)することにより、電源線30または信号線40の断線の有無を認識することができる。
The parasitic diodes D101 and D102 are turned off and do not hinder the disconnection detection operation.
Thus, when the power supply line 30 or the signal line 40 is disconnected, the potential of the input terminal Vin of the control circuit 20 changes to a value in the vicinity of the potential of the ground terminal GND, and is fixed in the state after the change. The For this reason, for example, the control circuit 20 can recognize the presence or absence of disconnection of the power supply line 30 or the signal line 40 by monitoring (detecting) the input voltage of the input terminal Vin.

(第2実施形態)
図3は、本発明の断線検出装置の第2実施形態を、センサ装置に適用したブロック図である。
このセンサ装置は、図1のセンサ装置の構成と基本的に同様であり、図1の断線検出回路103を、図3の断線検出回路103Aに置き換えたものである。このため、同一の構成要素に同一符号を付して、その説明を省略する。
断線検出回路103Aは、断線検出回路103と同様に、グランド線50が断線したときに、プルダウン抵抗R101と連係し、センサ回路10Aの出力端子Voutの出力電位(信号線40の電位)を電源端子Vcc(電源線30)の電位付近に上昇させて、その状態で固定させまたは維持させる。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a block diagram in which the second embodiment of the disconnection detection device of the present invention is applied to a sensor device.
This sensor device is basically the same as the configuration of the sensor device in FIG. 1, and is obtained by replacing the disconnection detection circuit 103 in FIG. 1 with a disconnection detection circuit 103A in FIG. For this reason, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and the description is abbreviate | omitted.
Similarly to the disconnection detection circuit 103, the disconnection detection circuit 103A is linked to the pull-down resistor R101 when the ground line 50 is disconnected, and supplies the output potential of the output terminal Vout of the sensor circuit 10A (the potential of the signal line 40) to the power supply terminal. The voltage is raised to the vicinity of the potential of Vcc (power supply line 30) and fixed or maintained in that state.

このため、断線検出回路103Aは、図3に示すように、スイッチ素子として機能するNPN型のバイポーラトランジスタTr102によって構成される。トランジスタTr102は、コレクタが電源端子Vccに接続され、エミッタが出力端子Voutに接続され、ベースがグランド端子GNDに接続される。また、トランジスタTr102は、図3および図4に示すように、寄生ダイオードD103を含んでいる。   Therefore, as shown in FIG. 3, the disconnection detection circuit 103A includes an NPN-type bipolar transistor Tr102 that functions as a switch element. The transistor Tr102 has a collector connected to the power supply terminal Vcc, an emitter connected to the output terminal Vout, and a base connected to the ground terminal GND. The transistor Tr102 includes a parasitic diode D103 as shown in FIGS.

図4は、断線検出回路103Aに使用されるNPN型のトランジスタTr102の断面構造を示す断面図である。
トランジスタTr102は、図4に示すように、シリコンのP型基板70を使用して構成される。すなわち、P型基板70内に、P型アイソレーション層71、72、およびN型埋め込み層73で囲まれ、コレクタ領域となるN型コレクタ領域74が形成される。また、N型コレクタ領域74内には、ベース領域となるP型ベース領域75が形成される。さらに、P型ベース領域75内に、エミッタ領域となるN型エミッタ領域76が形成される。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of an NPN transistor Tr102 used in the disconnection detection circuit 103A.
The transistor Tr102 is configured using a silicon P-type substrate 70 as shown in FIG. That is, an N-type collector region 74 that is surrounded by P-type isolation layers 71 and 72 and an N-type buried layer 73 and serves as a collector region is formed in the P-type substrate 70. In the N-type collector region 74, a P-type base region 75 serving as a base region is formed. Further, an N-type emitter region 76 that becomes an emitter region is formed in the P-type base region 75.

また、N型コレクタ領域74は電源端子Vccに接続され、N型エミッタ領域76は出力端子Voutに接続され、P型ベース領域75はグランド端子GNDに接続される。
このような構成のトランジスタTr102では、図4に示すような寄生ダイオードD103が形成される。すなわち、寄生ダイオードD103は、P型基板70をアノードとし、N型コレクタ領域74をカソードとする。
The N-type collector region 74 is connected to the power supply terminal Vcc, the N-type emitter region 76 is connected to the output terminal Vout, and the P-type base region 75 is connected to the ground terminal GND.
In the transistor Tr102 having such a configuration, a parasitic diode D103 as shown in FIG. 4 is formed. That is, the parasitic diode D103 has the P-type substrate 70 as an anode and the N-type collector region 74 as a cathode.

次に、このように構成される第2実施形態の動作例について、図3を参照しながら説明する。
図3に示すように、制御回路20の入力端子Vinとグランド端子GNDの間にプルダウン抵抗R101が接続された状態において、グランド線50が断線した場合について説明する。
この場合には、電源端子Vccからセンサ101および機能回路102Aを介してセンサ回路10A内のグランド線51に電流が流入し、グランド線51の電位が上昇する。
このため、トランジスタTr102のベース電圧は、エミッタ電圧を基準にして相対的に高くなるので、トランジスタTr102はオン状態になる。これにより、電源端子VccからMOSトランジスタTr102を介して出力端子Voutへ電流が流出する。そして、制御回路20の入力端子Vinの電位、すなわちAD変換回路202の入力電位が電源端子Vccの電位付近に上昇し、その状態で固定される。
Next, an operation example of the second embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, a case where the ground line 50 is disconnected in a state where the pull-down resistor R101 is connected between the input terminal Vin of the control circuit 20 and the ground terminal GND will be described.
In this case, a current flows from the power supply terminal Vcc to the ground line 51 in the sensor circuit 10A via the sensor 101 and the functional circuit 102A, and the potential of the ground line 51 rises.
For this reason, the base voltage of the transistor Tr102 is relatively high with respect to the emitter voltage, so that the transistor Tr102 is turned on. As a result, a current flows from the power supply terminal Vcc to the output terminal Vout via the MOS transistor Tr102. Then, the potential of the input terminal Vin of the control circuit 20, that is, the input potential of the AD conversion circuit 202 rises near the potential of the power supply terminal Vcc and is fixed in that state.

このように、グランド線50が断線した場合には、MOSトランジスタTr101とプルダウン抵抗R101の連係動作により、制御回路20の入力端子Vinの電位は、センサ回路10Aの電源端子Vccの電位付近、すなわち電源回路201が生成する電源電圧の近傍の値になる。このため、例えば制御回路20は、入力端子Vinの入力電圧をモニタ(検出)することにより、グランド線50の断線の有無を認識することができる。   As described above, when the ground line 50 is disconnected, the potential of the input terminal Vin of the control circuit 20 is in the vicinity of the potential of the power supply terminal Vcc of the sensor circuit 10A, that is, the power supply by the linked operation of the MOS transistor Tr101 and the pull-down resistor R101. It becomes a value in the vicinity of the power supply voltage generated by the circuit 201. For this reason, for example, the control circuit 20 can recognize the presence or absence of the disconnection of the ground line 50 by monitoring (detecting) the input voltage of the input terminal Vin.

なお、グランド線50の断線時には、寄生ダイオードD103は逆方向にバイアスされるため、寄生ダイオードD103はオフ状態となり、グランド線51から電源端子Vccへの電流の流出は生じない。したがって、寄生ダイオードD103は、グランド線50の断線検出動作を阻害することはない。
ここで、電源線30または信号線40が断線した場合には、第1実施形態の場合と同様に、制御回路20の入力端子Vinの電位は、グランド端子GNDの電位の近傍の値になる。このため、例えば制御回路20は、入力端子Vinの入力電圧をモニタ(検出)することにより、電源線30または信号線40の断線の有無を認識することができる。
Since the parasitic diode D103 is biased in the reverse direction when the ground line 50 is disconnected, the parasitic diode D103 is turned off, and no current flows from the ground line 51 to the power supply terminal Vcc. Therefore, the parasitic diode D103 does not hinder the disconnection detection operation of the ground line 50.
Here, when the power supply line 30 or the signal line 40 is disconnected, the potential of the input terminal Vin of the control circuit 20 becomes a value near the potential of the ground terminal GND as in the case of the first embodiment. For this reason, for example, the control circuit 20 can recognize the presence or absence of disconnection of the power supply line 30 or the signal line 40 by monitoring (detecting) the input voltage of the input terminal Vin.

本発明の断線検出装置は、上記のセンサ装置の場合のように、センサ回路のような第1の回路と制御回路のような第2の回路とを、電源線、グランド線、および信号線で相互に接続する各種の装置やシステムに適用できる。   As in the case of the sensor device described above, the disconnection detection device of the present invention is configured by connecting a first circuit such as a sensor circuit and a second circuit such as a control circuit with a power supply line, a ground line, and a signal line. It can be applied to various devices and systems connected to each other.

10A・・・センサ回路
20・・・制御回路
30・・・電源線
40・・・信号線(出力線)
50・・・グランド線
101・・・センサ
102A・・・機能回路
103、103A・・・断線検出回路
R101・・・プルダウン抵抗
10A ... sensor circuit 20 ... control circuit 30 ... power supply line 40 ... signal line (output line)
50 ... ground line 101 ... sensor 102A ... functional circuit 103, 103A ... disconnection detection circuit R101 ... pull-down resistor

Claims (5)

第1の回路と第2の回路とを接続する電源線、グランド線、および信号線のうち前記グランド線の断線を検出する断線検出装置であって、
前記信号線と前記グランド線の間に設けたプルダウン抵抗と、
前記グランド線の断線時に、前記プルダウン抵抗と連係して前記信号線の電位を前記電源線の電源電位付近に上昇させる断線検出回路と、
を備えることを特徴とする断線検出装置。
A disconnection detection device for detecting disconnection of the ground line among a power line, a ground line, and a signal line connecting the first circuit and the second circuit,
A pull-down resistor provided between the signal line and the ground line;
A disconnection detection circuit that increases the potential of the signal line in the vicinity of the power supply potential of the power supply line in conjunction with the pull-down resistor when the ground line is disconnected;
A disconnection detecting device comprising:
前記断線検出回路は、前記信号線の電位を前記電源線の電源電位付近に上昇させて、その状態を固定または維持させることを特徴とする請求項1に記載の断線検出装置。   The disconnection detection device according to claim 1, wherein the disconnection detection circuit raises the potential of the signal line to near the power supply potential of the power supply line and fixes or maintains the state. 前記断線検出回路は、N型のMOSトランジスタからなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の断線検出装置。   The disconnection detection device according to claim 1, wherein the disconnection detection circuit includes an N-type MOS transistor. 前記MOSトランジスタは、ソースが前記信号線に接続され、ゲートおよび基板が前記グランド線に接続され、ドレインが前記電源線に接続されることを特徴とする請求項3に記載の断線検出装置。   4. The disconnection detecting device according to claim 3, wherein the MOS transistor has a source connected to the signal line, a gate and a substrate connected to the ground line, and a drain connected to the power supply line. 前記第1の回路は、センサ回路からなり、
前記第2の回路は、前記センサ回路を駆動する電源電圧を生成するとともに、前記センサ回路からの出力信号を処理する制御回路からなることを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちの何れか1項に記載の断線検出装置。
The first circuit comprises a sensor circuit;
5. The circuit according to claim 1, wherein the second circuit includes a control circuit that generates a power supply voltage for driving the sensor circuit and processes an output signal from the sensor circuit. The disconnection detection apparatus according to claim 1.
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