JP2012103075A - 信号監視回路及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体装置のサイズを小さくできる信号監視回路を提供する。
【解決手段】半導体装置の電源端子と接地端子との間に直列に設けられた、電流源と、所定信号の状態に応じてオンオフする第一スイッチと、所定信号が監視対象の信号に設定されるとオンする第二スイッチと、を備え、所定信号の状態を前記半導体装置の消費電流によって監視する構成とした信号監視回路。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の内部回路の所定信号を監視する信号監視回路に関する。

従来の信号監視回路について説明する。図４は、従来の信号監視回路を示す図である。
ヒューズ７１が切断されると、抵抗７２によってＮＭＯＳトランジスタ７３のゲート電圧が電源電圧になり、ＮＭＯＳトランジスタ７３がオンする。すると、テスト端子７４の電圧は、半導体装置の内部回路の所定信号Ｓになる。このテスト端子７４の電圧が監視されることにより、所定信号Ｓの反転の有無が監視される（例えば、特許文献１参照）。

特開平０８−１８１１８１号公報

しかし、従来の技術では、所定信号Ｓの反転の有無を監視するためのテスト端子が必要になる。よって、その分、半導体装置のチップサイズが大きくなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、チップサイズを小さくできる信号監視回路を提供する。

本発明は、上記課題を解決するため、半導体装置の内部回路の所定信号を監視する信号監視回路であって、前記半導体装置の電源端子と接地端子との間に設けられる電流源と、前記電流源に直列接続され、前記所定信号の状態に応じてオンオフする第一スイッチと、前記電流源に直列接続され、前記所定信号が監視対象の信号に設定されるとオンする第二スイッチと、を備え、前記所定信号の状態を前記半導体装置の消費電流によって監視する、ことを特徴とする信号監視回路を提供する。

本発明の信号監視回路を備えた半導体装置は、消費電流により所定信号の状態を監視できるので、半導体装置に所定信号監視用のテスト端子が不要になる。従って、半導体装置のサイズを小さくすることが可能である。

本実施形態の信号監視回路を示す回路図である。 本実施形態の信号監視回路を備える半導体装置を示す回路図である。 本実施形態の信号監視回路を複数備えた例を示す回路図である。 従来の信号監視回路を示す回路図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
まず、信号監視回路の構成について説明する。図１は、本実施形態の信号監視回路を示す図である。

信号監視回路４０は、電流源１０、スイッチ２０、及び、スイッチ３０を備える。電流源１０は、デプレション型ＮＭＯＳトランジスタ１１を備える。スイッチ２０は、ＮＭＯＳトランジスタ２１を備える。スイッチ３０は、ＮＭＯＳトランジスタ３１を備える。

電流源１０は、電源端子と接地端子との間に設けられる。スイッチ２０及びスイッチ３０は、電流源１０と接地端子との間に順番に設けられる。

デプレション型ＮＭＯＳトランジスタ１１のゲートは、接地端子に接続され、ソースは、ＮＭＯＳトランジスタ２１のドレインに接続され、ドレインは、電源端子に接続される。ＮＭＯＳトランジスタ２１のゲートは、制御信号線に接続される。ＮＭＯＳトランジスタ３１のゲートは、内部信号線に接続され、ソースは、接地端子に接続され、ドレインは、ＮＭＯＳトランジスタ２１のソースに接続される。

ここで、電流源１０は、定電流Ｉｒｅｆを流すことができる。所定信号Ｓ１が反転すると、スイッチ３０はオンする。所定信号Ｓ１の監視時に、所定信号Ｓ１が監視対象の信号に設定されるように制御信号Ｓ２が反転すると、スイッチ２０はオンする。スイッチ２０及びスイッチ３０の両方がオンすると、半導体装置における電源端子と接地端子との間の電流に定電流Ｉｒｅｆが追加され、その分、半導体装置の消費電流が増える。

次に、信号監視回路４０の動作について説明する。図２は、信号監視回路を備える半導体装置を示す図である。

ここで、図２に示すように、半導体装置５１は信号監視回路４０を備え、電流計５２は半導体装置５１の消費電流を監視し、信号監視回路４０は半導体装置５１の内部回路の所定信号Ｓ１（内部信号線の所定信号Ｓ１）を監視している。

所定信号Ｓ１の監視時において、制御信号線の制御信号Ｓ２がハイレベルに制御されるので、ＮＭＯＳトランジスタ２１がオンし、内部信号線の所定信号Ｓ１が監視対象の信号に設定される。この時、所定信号Ｓ１がハイレベルであると、ＮＭＯＳトランジスタ３１がオンするので、デプレション型ＮＭＯＳトランジスタ１１のゲート及びソースに接地電圧ＶＳＳが印加される。すると、デプレション型ＮＭＯＳトランジスタ１１は、定電流Ｉｒｅｆを流す電流源として機能する。つまり、信号監視回路４０は、定電流Ｉｒｅｆを電源端子と接地端子との間に流す。この定電流Ｉｒｅｆは図２の半導体装置５１の消費電流に影響するので、定電流Ｉｒｅｆが流れる分、半導体装置５１の消費電流が増える。また、所定信号Ｓ１がローレベルであると、ＮＭＯＳトランジスタ３１がオフするので、デプレション型ＮＭＯＳトランジスタ１１は定電流Ｉｒｅｆを流す電流源として機能しない。この時、信号監視回路４０は電流を流さないので、半導体装置５１の消費電流は増えない。

半導体装置５１の動作において、所定信号Ｓ１の監視時、所定信号Ｓ１がハイレベルであるべき時に、図２において電流計５２によって半導体装置５１の消費電流が増えたことが把握されれば、所定信号Ｓ１が実際にハイレベルになっていることが把握される。よって、半導体装置５１が正常に動作していることが把握される。

所定信号Ｓ１の非監視時において、制御信号線の制御信号Ｓ２がローレベルに制御されるので、ＮＭＯＳトランジスタ２１がオフし、内部信号線の所定信号Ｓ１が監視対象の信号に設定されない。この時、信号監視回路４０は電流を流さないので、半導体装置５１の消費電流は増えない。

このようにすると、半導体装置５１の内部回路の所定信号Ｓ１の監視時に、半導体装置５１の電源端子と接地端子との間に流れる消費電流が監視されることにより、所定信号Ｓ１の反転の有無が監視されるので、半導体装置５１に所定信号監視用のテスト端子が不要になる。よって、その分、半導体装置５１のチップサイズが小さくなる。

また、デプレション型ＮＭＯＳトランジスタ１１において、ゲートとソースとが接続される場合、ソース電圧が急激に変動すると、ゲート・ドレイン間寄生容量により、ドレイン電圧も変動してしまう恐れがある。しかし、ゲートはソースでなくて接地端子に接続されるので、前述の恐れはない。

また、ゲート及びソースに接地電圧ＶＳＳを印加されたデプレション型ＮＭＯＳトランジスタ１１が定電流Ｉｒｅｆを流すので、定電流Ｉｒｅｆは電源電圧ＶＤＤに依存しない。

デプレション型ＮＭＯＳトランジスタ１１のゲートは、図１では、接地端子に接続されているが、図示しないが、デプレション型ＮＭＯＳトランジスタ１１のソースに接続されても良い。

電流源１０とスイッチ２０とスイッチ３０とは、図１では、電源端子と接地端子との間に順番に設けられているが、図示しないが、適宜、他の順番に設けられても良い。この時、スイッチ２０及びスイッチ３０内部のトランジスタの導電型は、適宜選択される。

電流源１０は、図１では、デプレション型ＮＭＯＳトランジスタ１１で構成されるが、図示しないが、バイアス回路（図示せず）やカレントミラー回路（図示せず）などで構成されても良い。

図１では、電流源１０と接地端子との間に、制御信号線の制御信号Ｓ２に制御され、内部信号線の所定信号Ｓ１を監視するスイッチ２０及びスイッチ３０が設けられている。ここで、例えば、複数本の内部信号線が監視される場合、図1の信号監視回路４０が複数本の内部信号線にそれぞれ設けられても良いが、図３に示すように、電流源１０と接地端子との間に、制御信号線の制御信号Ｓ４に制御され、内部信号線の所定信号Ｓ３を監視する他のスイッチ２０及びスイッチ３０が追加されても良い。制御信号線の制御信号Ｓ２がハイレベルに制御され、制御信号線の制御信号Ｓ４がローレベルに制御されると、内部信号線の所定信号Ｓ１が監視対象の信号に設定される。制御信号線の制御信号Ｓ２がローレベルに制御され、制御信号線の制御信号Ｓ４がハイレベルに制御されると、内部信号線の所定信号Ｓ３が監視対象の信号に設定される。なお、スイッチ２０及びスイッチ３０は、さらに追加されても良い。

１０ 電流源
１１ デプレション型ＮＭＯＳトランジスタ
２０ スイッチ
２１ ＮＭＯＳトランジスタ
３０ スイッチ
３１ ＮＭＯＳトランジスタ

Claims (3)

1. 半導体装置の内部回路の所定信号を監視する信号監視回路であって、
   前記半導体装置の電源端子と接地端子との間に設けられる電流源と、
   前記電流源に直列接続され、前記所定信号の状態に応じてオンオフする第一スイッチと、
   前記電流源に直列接続され、前記所定信号が監視対象の信号に設定されるとオンする第二スイッチと、を備え、
   前記所定信号の状態を前記半導体装置の消費電流によって監視する、
   ことを特徴とする信号監視回路。
2. 前記第一スイッチ及び前記第二スイッチは、それぞれ監視すべき信号の数だけ設けられる ことを特徴とする請求項１記載の信号監視回路。
3. 請求項１または２記載の信号監視回路を備えた、ことを特徴とする半導体装置。

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