JP2017112294A - Semiconductor device and motor driver - Google Patents

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木村 純子
Junko Kimura
純子 木村
真平 渡部
Shinpei Watabe
真平 渡部
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small chip semiconductor device excellent in characteristics, while arranging a plurality of H bridge circuits, and to provide a motor diver.SOLUTION: A semiconductor device 10 includes a plurality of H bridge circuits HBR1, HBR2 formed on the same semiconductor substrate. The H bridge circuits HBR1, HBR2 are placed, respectively, along the opposite sides of the semiconductor substrate. Even when the H bridge circuits HBR1, HBR2 are operated asynchronously, malfunction due to mutual interference via a parasitic transistor, and interference due to thermal noise caused by a large current or noise caused by PWM operation can be minimized.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は半導体装置及びモータドライバに関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a motor driver.

自動車のパワーウインドやドアロックを動作させる、正転及び逆転が可能なモータを制御するために、従来のメカニカルスイッチ(リレースイッチ)に代えて、半導体装置を用いた正逆転制御回路が用いられるようになってきている。
例えば、特許文献1には、半導体装置によって正逆転制御を実現するためのHブリッジ回路が開示されている。
A forward / reverse control circuit using a semiconductor device is used in place of a conventional mechanical switch (relay switch) to control a motor capable of normal rotation and reverse rotation that operates a power window and a door lock of an automobile. It is becoming.
For example, Patent Document 1 discloses an H bridge circuit for realizing forward / reverse control by a semiconductor device.

特開2014−093373号公報JP 2014-093373 A

背景技術に係る半導体装置では、Hブリッジ回路を1つ形成したチップを2つ用いる2チップソリューションでモータを制御していた。
しかしながら、ユーザからは、Hブリッジ回路を2つ形成したチップを1つだけ用いる1チップソリューションが求められていた。
In a semiconductor device according to the background art, a motor is controlled by a two-chip solution using two chips each having one H-bridge circuit.
However, there has been a demand for a one-chip solution that uses only one chip in which two H-bridge circuits are formed.

そこで、複数のHブリッジ回路を配置しつつ、小チップ化し、特性的にも優れた半導体装置及びモータドライバが望まれていた。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
Therefore, there has been a demand for a semiconductor device and a motor driver that are small in size and excellent in characteristics while arranging a plurality of H bridge circuits.
Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

一実施の形態によれば、半導体装置は、半導体基板上に複数のHブリッジ回路が形成され、当該Hブリッジ回路が当該基板の対向する辺に沿ってそれぞれ配置される。
なお、上記実施の形態の装置をシステム(例えば、モータドライバ)に置き換えて表現したもの、該装置を備えた自動車なども、本発明の態様としては有効である。
According to one embodiment, in the semiconductor device, a plurality of H bridge circuits are formed on a semiconductor substrate, and the H bridge circuits are respectively disposed along opposing sides of the substrate.
Note that a device in which the device of the above-described embodiment is replaced with a system (for example, a motor driver), an automobile including the device, and the like are also effective as an aspect of the present invention.

上記一実施の形態によれば、複数のHブリッジ回路を配置しつつ、小チップ化し、特性的にも優れた半導体装置及びモータドライバを提供することができる。   According to the one embodiment, it is possible to provide a semiconductor device and a motor driver that are small in size and excellent in characteristics while arranging a plurality of H bridge circuits.

実施の形態1に係る半導体装置1の回路要素の概略配置図である。1 is a schematic arrangement diagram of circuit elements of a semiconductor device 1 according to a first embodiment. 実施の形態2に係る半導体装置10の回路要素の概略配置図である。FIG. 6 is a schematic layout diagram of circuit elements of a semiconductor device 10 according to a second embodiment. 実施の形態2に係る別の半導体装置20の回路要素の概略配置図である。FIG. 10 is a schematic layout diagram of circuit elements of another semiconductor device 20 according to the second embodiment. 実施の形態3に係る半導体装置のVDDモニタ51、52を説明するための図である。6 is a diagram for explaining VDD monitors 51 and 52 of a semiconductor device according to a third embodiment; FIG. 実施の形態4に係る半導体装置30のパッド71の配置を示す図である。7 is a diagram showing an arrangement of pads 71 of a semiconductor device 30 according to a fourth embodiment. FIG.

説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。   For clarity of explanation, the following description and drawings are omitted and simplified as appropriate. Moreover, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and duplication description is abbreviate | omitted as needed.

(実施の形態1)
本実施の形態1に係る半導体装置は、半導体基板上に2つ以上の独立したHブリッジ回路を形成又は配置する場合に、基準電圧生成回路、ロジック回路などを共通回路として一つずつ配置し、2つのHブリッジ回路が共通回路を共用するようにして、半導体装置の小型化を図るものである。
(Embodiment 1)
In the semiconductor device according to the first embodiment, when two or more independent H bridge circuits are formed or arranged on a semiconductor substrate, a reference voltage generation circuit, a logic circuit, etc. are arranged one by one as a common circuit, The two H-bridge circuits share a common circuit so as to reduce the size of the semiconductor device.

図1は本実施の形態1に係る半導体装置1の回路要素の概略配置図である。
半導体装置1は、半導体基板上に配置した、第1のHブリッジ回路HBR1、第2のHブリッジ回路HBR2、Hブリッジ回路HBR1、HBR2をそれぞれ駆動するプリドライバ回路Pre1、Pre2、ロジック回路Logic、基準電圧生成回路BGR(Band Gap Reference)、動作電流生成回路Ibias、その他の回路Other1、2などを備えている。
FIG. 1 is a schematic layout of circuit elements of a semiconductor device 1 according to the first embodiment.
The semiconductor device 1 includes a pre-driver circuit Pre1, Pre2, a logic circuit Logic, a reference that drives a first H-bridge circuit HBR1, a second H-bridge circuit HBR2, an H-bridge circuit HBR1, and an HBR2 disposed on a semiconductor substrate. A voltage generation circuit BGR (Band Gap Reference), an operation current generation circuit Ibias, other circuits Other 1 and 2 are provided.

Hブリッジ回路HBR1、HBR2は、PチャネルパワーMOSトランジスタであるハイサイドドライバHS1、ハイサイドドライバHS2、NチャネルパワーMOSトランジスタであるローサイドドライバLS1、ローサイドドライバLS2をそれぞれ備えた同じ構成の回路である。Hブリッジ回路HBR1、HBR2の具体的な構成は、例えば、特許文献1記載のものと同様であって良い。また、ハイサイドドライバHSをNチャネルパワーMOSトランジスタとチャージポンプとで構成することもできる。Hブリッジ回路HBR1、HBR2は、個別のPWM(Pulse Width Modulation)信号に応じて、非同期で動作する。   The H bridge circuits HBR1 and HBR2 are circuits having the same configuration including a high side driver HS1 and a high side driver HS2 which are P channel power MOS transistors, and a low side driver LS1 and a low side driver LS2 which are N channel power MOS transistors, respectively. The specific configuration of the H-bridge circuits HBR1 and HBR2 may be the same as that described in Patent Document 1, for example. Further, the high side driver HS can also be constituted by an N channel power MOS transistor and a charge pump. The H bridge circuits HBR1 and HBR2 operate asynchronously in response to individual PWM (Pulse Width Modulation) signals.

本実施の形態1に係る半導体装置1では、図1に示すように、半導体基板の一方の長辺に沿って(または、一方の長辺側の外周部分に)、Hブリッジ回路HBR1、HBR2を半導体基板の略半分の領域を占めるように配置し、半導体基板の他方の長辺側の中央部分に共通回路であるロジック回路Logic、基準電圧生成回路BGR、動作電流生成回路Ibiasなどを配置し、他方の長辺側のそれぞれの端部分にHブリッジ回路HBR1又はHブリッジ回路HBR2のためのプリドライバ回路Pre1、Pre2及びその他の回路Other1、Other2をそれぞれ配置している。   In the semiconductor device 1 according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, the H bridge circuits HBR1 and HBR2 are provided along one long side of the semiconductor substrate (or on the outer peripheral portion on one long side). Arranged so that it occupies almost half of the semiconductor substrate, the logic circuit Logic, the reference voltage generation circuit BGR, the operation current generation circuit Ibias, etc., which are common circuits, are arranged in the central part on the other long side of the semiconductor substrate, Pre-driver circuits Pre1 and Pre2 for the H-bridge circuit HBR1 or H-bridge circuit HBR2 and other circuits Other1 and Other2 are arranged at respective end portions on the other long side.

このような構成により、今まではHブリッジ回路毎に設けていたロジック回路Logic、基準電圧生成回路BGR、動作電流生成回路IbiasなどをHブリッジ回路HBR1、HBR2の共通回路として1つずつ設けて、半導体装置1を小型化することができる。また、ロジック回路Logic、すなわち、制御回路を1つにすることで、Hブリッジ回路HBR及びプリドライバ回路Preを制御するときの自由度を上げることができる。   With such a configuration, the logic circuit Logic, the reference voltage generation circuit BGR, the operation current generation circuit Ibias, etc. that have been provided for each H bridge circuit until now are provided one by one as a common circuit for the H bridge circuits HBR1 and HBR2. The semiconductor device 1 can be reduced in size. Further, by using a single logic circuit Logic, that is, a control circuit, the degree of freedom in controlling the H bridge circuit HBR and the pre-driver circuit Pre can be increased.

なお、本実施の形態1に係る半導体装置1では、高精度が要求される基準電圧生成回路BGRは、Hブリッジ回路HBR1、HBR2から最も離れた他方の長辺に沿って配置している。これにより、各ドライバHS、LSのスイッチング動作により発生するノイズの影響を最小限に抑えることができ、基準電圧VBGRを検出基準とする検出回路による誤検出も低減することができる。   In the semiconductor device 1 according to the first embodiment, the reference voltage generation circuit BGR requiring high accuracy is arranged along the other long side farthest from the H bridge circuits HBR1 and HBR2. As a result, the influence of noise generated by the switching operation of each driver HS, LS can be minimized, and erroneous detection by a detection circuit using the reference voltage VBGR as a detection reference can be reduced.

(実施の形態2)
実施の形態1に係る半導体装置1では半導体基板の一方の長辺に沿ってHブリッジ回路HBR1、HBR2を配置したが、本実施の形態2に係る半導体装置では半導体基板の対向する辺に沿ってHブリッジ回路HBRをそれぞれ配置し、基準電圧生成回路BGRなどの共通回路をHブリッジ回路の間の半導体基板の略中央部分に配置し、半導体装置の更なる小型化及び特性の向上を図るものである。
(Embodiment 2)
In the semiconductor device 1 according to the first embodiment, the H bridge circuits HBR1 and HBR2 are arranged along one long side of the semiconductor substrate. However, in the semiconductor device according to the second embodiment, along the opposite sides of the semiconductor substrate. Each H bridge circuit HBR is arranged, and a common circuit such as a reference voltage generating circuit BGR is arranged at a substantially central portion of the semiconductor substrate between the H bridge circuits to further reduce the size and improve the characteristics of the semiconductor device. is there.

図2は本実施の形態2に係る半導体装置10の回路要素の概略配置図である。
半導体装置10も、第1のHブリッジ回路HBR11、第2のHブリッジ回路HBR12、ロジック回路Logic、プリドライバ回路Pre11、Pre12、基準電圧生成回路BGR、その他の回路Other11、Other12などを備えている。
FIG. 2 is a schematic layout diagram of circuit elements of the semiconductor device 10 according to the second embodiment.
The semiconductor device 10 also includes a first H bridge circuit HBR11, a second H bridge circuit HBR12, a logic circuit Logic, pre-driver circuits Pre11 and Pre12, a reference voltage generation circuit BGR, other circuits Other11 and Other12, and the like.

本実施の形態2に係る半導体装置10では、図2に示すように、半導体基板の一方の短辺に沿ってHブリッジ回路HBR11を配置し、半導体基板の他方の短辺に沿ってHブリッジ回路HBR12を配置し、Hブリッジ回路HBR11、HBR12の間、すなわち、半導体基板の略中央部分の、Hブリッジ回路HBR11、HBR12から最も遠い位置に共通回路であるロジック回路Logic、基準電圧生成回路BGRを配置している。Hブリッジ回路HBR11、HBR12は半導体基板の中心に対して、例えば、点対称又は線対称の状態で配置することもでき、その場合には各ドライバHS、LSに均等に大電流(10A以上)を流すことができるようになる。   In the semiconductor device 10 according to the second embodiment, as shown in FIG. 2, an H bridge circuit HBR11 is arranged along one short side of the semiconductor substrate, and an H bridge circuit is arranged along the other short side of the semiconductor substrate. HBR12 is arranged, and logic circuit Logic and reference voltage generation circuit BGR that are common circuits are arranged between H bridge circuits HBR11 and HBR12, that is, at a position farthest from H bridge circuits HBR11 and HBR12, in a substantially central portion of the semiconductor substrate. doing. The H-bridge circuits HBR11 and HBR12 can be arranged, for example, in a point-symmetric or line-symmetric state with respect to the center of the semiconductor substrate. In that case, a large current (10 A or more) is equally applied to each driver HS and LS. It will be able to flow.

また、Hブリッジ回路HBR11のためのその他の回路Other11と、Hブリッジ回路HBR12のためのその他の回路Other12とを、Hブリッジ回路HBR11、HBR12と共通回路との間にそれぞれ配置している。なお、その他の回路Other11、Other12の中には共通回路として機能する回路、素子などが含まれても良い。   The other circuit Other11 for the H bridge circuit HBR11 and the other circuit Other12 for the H bridge circuit HBR12 are respectively arranged between the H bridge circuits HBR11 and HBR12 and the common circuit. The other circuits Other11 and Other12 may include circuits and elements that function as a common circuit.

更に、半導体装置10では、プリドライバ回路Pre11、Pre12をHブリッジ回路HBR11、HBR12を構成するハーフブリッジの間にそれぞれ配置している。   Further, in the semiconductor device 10, the pre-driver circuits Pre11 and Pre12 are arranged between the half bridges constituting the H bridge circuits HBR11 and HBR12, respectively.

このような構成により、Hブリッジ回路HBR11、HBR12相互の負電位寄生、ノイズの影響を最小限にすることができ、また、共通回路、特に、基準電圧生成回路BGRへのこれらの影響を最小限にすることができる。   With such a configuration, the influence of negative potential parasitics and noise between the H-bridge circuits HBR11 and HBR12 can be minimized, and the influence on the common circuit, in particular, the reference voltage generation circuit BGR can be minimized. Can be.

また、プリドライバ回路Pre11、Pre12と各ドライバHS、LSとの間の配線の引き回しも最小限にすることができ、また、Hブリッジ回路HBR11、HBR12と共通回路との配線も短くすることができるなど、効率よく配線して半導体装置10を小型化することができる。   In addition, the wiring between the pre-driver circuits Pre11 and Pre12 and the drivers HS and LS can be minimized, and the wiring between the H-bridge circuits HBR11 and HBR12 and the common circuit can be shortened. For example, the semiconductor device 10 can be reduced in size by efficient wiring.

なお、本実施の形態2に係る半導体装置では、Hブリッジ回路HBRを構成するハイサイドドライバHS1、HS2を半導体装置の対向する辺に沿わせるように配置する、すなわち、ハイサイドドライバHS1、HS2を半導体装置の外周側に配置することもできる。   In the semiconductor device according to the second embodiment, the high side drivers HS1 and HS2 constituting the H bridge circuit HBR are arranged along the opposite sides of the semiconductor device, that is, the high side drivers HS1 and HS2 are arranged. It can also be arranged on the outer peripheral side of the semiconductor device.

図3は本実施の形態2に係る別の半導体装置20の回路要素の概略配置図である。
図3に示すようにハイサイドドライバHS1、HS2を半導体装置20の短辺に沿ってそれぞれ配置している。このような構成により、PチャネルパワーMOSトランジスタであるハイサイドドライバHS1、HS2が基板電流ISubによって受ける影響を最小限にすることができる。
FIG. 3 is a schematic layout of circuit elements of another semiconductor device 20 according to the second embodiment.
As shown in FIG. 3, high-side drivers HS <b> 1 and HS <b> 2 are arranged along the short side of the semiconductor device 20. With such a configuration, it is possible to minimize the influence of the substrate current ISub on the high-side drivers HS1 and HS2 which are P-channel power MOS transistors.

大電流をドライブする2つのHブリッジ回路HBR11、HBR12を1つの半導体基板上に配置した場合、特にこれらを非同期で動作させたときに、寄生トランジスタなどを介して互いに干渉して誤動作を引き起こすことがあり、また、大電流に起因する熱雑音又はPWM動作に起因する雑音による干渉が生じることがあるが、本実施の形態2に係る半導体装置10、20では、これらの可能性を削減することができる。   When the two H-bridge circuits HBR11 and HBR12 that drive a large current are arranged on a single semiconductor substrate, they may interfere with each other via parasitic transistors and cause malfunctions, especially when they are operated asynchronously. In addition, there may be interference due to thermal noise caused by a large current or noise caused by PWM operation. In the semiconductor devices 10 and 20 according to the second embodiment, these possibilities can be reduced. it can.

また、本実施の形態2に係る半導体装置10、20では、2つのHブリッジ回路HBR1、HBR2をそれぞれ半導体基板の対向する短辺に沿わせて配置したが、2つのHブリッジ回路HBR1、HBR2をそれぞれ半導体基板の対向する長辺に沿わせて配置するようにすることもできる。   In the semiconductor devices 10 and 20 according to the second embodiment, the two H bridge circuits HBR1 and HBR2 are arranged along the opposing short sides of the semiconductor substrate, respectively, but the two H bridge circuits HBR1 and HBR2 are arranged. It can also be arranged along the opposing long sides of the semiconductor substrate.

また、本実施の形態2に係る半導体装置10、20では、2つのHブリッジ回路HBR1、HBR2をそれぞれ半導体基板の対向する辺に沿わせて配置したが、半導体基板に3つ以上のHブリッジ回路HBRを配置する場合であっても、各Hブリッジ回路HBRを対向する辺又は隣り合う辺に沿わせて配置することにより、本実施の形態2に係る効果を享受することができる。   In the semiconductor devices 10 and 20 according to the second embodiment, the two H-bridge circuits HBR1 and HBR2 are arranged along the opposing sides of the semiconductor substrate, but three or more H-bridge circuits are provided on the semiconductor substrate. Even when the HBR is arranged, the effect according to the second embodiment can be enjoyed by arranging the H bridge circuits HBR along the opposite side or the adjacent side.

以上、説明したように、本実施の形態2に係る半導体装置10、20は、半導体基板上に複数のHブリッジ回路HBRが形成され、Hブリッジ回路HBRが半導体基板の対向する辺に沿ってそれぞれ配置されたものである。   As described above, in the semiconductor devices 10 and 20 according to the second embodiment, the plurality of H bridge circuits HBR are formed on the semiconductor substrate, and the H bridge circuits HBR are respectively along the opposing sides of the semiconductor substrate. It is arranged.

また、本実施の形態2に係る半導体装置10、20は、当該対向する辺が半導体基板の短辺であることが好ましい。
また、本実施の形態2に係る半導体装置10、20は、半導体基板上に更にHブリッジ回路HBRを駆動するプリドライバ回路Preが形成され、プリドライバ回路PreがHブリッジ回路HBRを構成するハーフブリッジの間に配置されていることが好ましい。
Further, in the semiconductor devices 10 and 20 according to the second embodiment, it is preferable that the opposing sides are short sides of the semiconductor substrate.
Further, in the semiconductor devices 10 and 20 according to the second embodiment, the pre-driver circuit Pre that drives the H-bridge circuit HBR is further formed on the semiconductor substrate, and the pre-driver circuit Pre forms a half-bridge that constitutes the H-bridge circuit HBR. It is preferable to arrange | position between.

また、本実施の形態2に係る半導体装置10、20は、半導体基板上に当該複数のHブリッジ回路HBRが共用する共通回路が形成され、当該共通回路が、複数のHブリッジ回路HBRの間に配置されていることが好ましい。   In the semiconductor devices 10 and 20 according to the second embodiment, a common circuit shared by the plurality of H bridge circuits HBR is formed on a semiconductor substrate, and the common circuit is interposed between the plurality of H bridge circuits HBR. It is preferable that they are arranged.

また、本実施の形態2に係る半導体装置10、20は、当該共通回路は基準電圧生成回路BGRを含み、基準電圧生成回路BGRは、複数のHブリッジ回路HBRのそれぞれから最も距離が大きい位置に配置されていることが好ましい。   Further, in the semiconductor devices 10 and 20 according to the second embodiment, the common circuit includes the reference voltage generation circuit BGR, and the reference voltage generation circuit BGR is located at the position where the distance is the longest from each of the plurality of H bridge circuits HBR. It is preferable that they are arranged.

また、本実施の形態2に係る半導体装置20は、Hブリッジ回路HBRを構成するハイサイドドライバHSが半導体基板の対向する辺に沿って配置されていることが好ましい。   In the semiconductor device 20 according to the second embodiment, it is preferable that the high-side driver HS that constitutes the H-bridge circuit HBR is disposed along the opposing sides of the semiconductor substrate.

また、本実施の形態2に係るモータドライバは、半導体基板上に形成された、複数のHブリッジ回路HBRと、Hブリッジ回路HBRを駆動するプリドライバ回路Preと、複数のHブリッジ回路HBR及びプリドライバ回路Preを制御する制御回路Logicと、基準電圧VBGRを供給する基準電圧生成回路BGRとを備え、Hブリッジ回路HBRが半導体基板の対向する辺に沿ってそれぞれ配置されたものである。   In addition, the motor driver according to the second embodiment includes a plurality of H bridge circuits HBR, a pre-driver circuit Pre that drives the H bridge circuit HBR, a plurality of H bridge circuits HBR, and a pre-driver. A control circuit Logic that controls the driver circuit Pre and a reference voltage generation circuit BGR that supplies a reference voltage VBGR are provided, and an H-bridge circuit HBR is arranged along the opposing sides of the semiconductor substrate.

(実施の形態3)
実施の形態1、2に係る半導体装置では半導体基板に2つのHブリッジ回路を配置した場合に共通回路を設けて半導体装置の小型化を図ったが、本実施の形態3に係る半導体装置では基準電圧生成回路BGRを共通回路とした場合でも、複数の電圧変換回路を設けて、Hブリッジ回路毎に適切な電源電圧を供給できるようにするものである。
(Embodiment 3)
In the semiconductor device according to the first and second embodiments, a common circuit is provided to reduce the size of the semiconductor device when two H-bridge circuits are arranged on the semiconductor substrate. However, in the semiconductor device according to the third embodiment, a reference is provided. Even when the voltage generation circuit BGR is a common circuit, a plurality of voltage conversion circuits are provided so that an appropriate power supply voltage can be supplied to each H bridge circuit.

図4は、本実施の形態3に係る半導体装置のVDDモニタ51、52を説明するための図である。
VDDモニタ(電源電圧監視回路)51は、例えば、半導体装置のその他の回路Other1に、また、VDDモニタ52はその他の回路Other2に含まれるもので、電源配線上に現れる電源電圧VDDの電位レベルをモニタする回路である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the VDD monitors 51 and 52 of the semiconductor device according to the third embodiment.
The VDD monitor (power supply voltage monitoring circuit) 51 is included in, for example, the other circuit Other1 of the semiconductor device, and the VDD monitor 52 is included in the other circuit Other2, and the potential level of the power supply voltage VDD appearing on the power supply wiring is set. This is a circuit to be monitored.

一般に、基準電圧生成回路BGRは半導体装置において大面積を占める回路であり、実施の形態1、2に係る半導体装置においても基準電圧生成回路BGRを共通回路として1つにしている。   In general, the reference voltage generation circuit BGR is a circuit that occupies a large area in the semiconductor device. In the semiconductor devices according to the first and second embodiments, the reference voltage generation circuit BGR is integrated as one common circuit.

しかしながら、車載用の一部の半導体装置のように、Hブリッジ回路毎に設定されたGND基準の電源電圧VDDを用いるような場合には、Hブリッジ回路毎に基準電圧生成回路BGRを設ければならない。   However, in the case where the GND reference power supply voltage VDD set for each H bridge circuit is used as in some in-vehicle semiconductor devices, a reference voltage generation circuit BGR is provided for each H bridge circuit. Don't be.

しかしながら、本実施の形態3に係る半導体装置では、基準電圧生成回路BGRが共通GNDで作成した基準電圧VBGRをVDDモニタ51、52内のレベルシフト回路(基準電圧変換回路)61、62でレベルシフトし、VDDモニタ51では第1のHブリッジ回路HBR1用のGNDA基準の基準電圧VBGRAを作成し、VDDモニタ52では第2のHブリッジ回路HBR2用のGNDB基準の基準電圧VBGRBを作成して、電源電圧VDDをモニタする。   However, in the semiconductor device according to the third embodiment, the reference voltage VBGR created by the reference voltage generation circuit BGR using the common GND is level-shifted by the level shift circuits (reference voltage conversion circuits) 61 and 62 in the VDD monitors 51 and 52. The VDD monitor 51 generates a GNDA reference voltage VBGRA for the first H bridge circuit HBR1, and the VDD monitor 52 generates a GNDB reference voltage VBGRB for the second H bridge circuit HBR2. Monitor the voltage VDD.

このような構成にすれば、レベルシフト回路、コンパレータ、抵抗分圧、カレントミラーなどの簡単で小さな回路要素でVDDモニタ51、52をそれぞれ構成し、また、基準電圧生成回路BGRを2つ設ける必要がない。このため、半導体装置を小チップ化し、特性的にも優れたものとすることができる。   With such a configuration, it is necessary to configure the VDD monitors 51 and 52 with simple and small circuit elements such as a level shift circuit, a comparator, a resistance voltage divider, and a current mirror, respectively, and to provide two reference voltage generation circuits BGR. There is no. For this reason, the semiconductor device can be reduced in size and excellent in characteristics.

以上、説明したように、本実施の形態3に係る半導体装置は、基板上に更に複数のHブリッジ回路HBRに供給する電源電圧VDDを監視する複数の監視回路51、52が形成され、監視回路51、52は、基準電圧生成回路BGRから供給された基準電圧VBGRをHブリッジ回路HBR毎に設定されたGND基準の基準電圧VBGRA、VBGRBに変換する基準電圧変換回路61、62を含むことが好ましい。   As described above, in the semiconductor device according to the third embodiment, a plurality of monitoring circuits 51 and 52 for monitoring the power supply voltage VDD supplied to the plurality of H bridge circuits HBR are further formed on the substrate. 51 and 52 preferably include reference voltage conversion circuits 61 and 62 for converting the reference voltage VBGR supplied from the reference voltage generation circuit BGR into GND reference voltages VBGRA and VBGRB set for each H bridge circuit HBR. .

(実施の形態4)
実施の形態2に係る半導体装置10、20では、Hブリッジ回路HBRを半導体基板の対向する辺に沿って配置したが、本実施の形態4に係る半導体装置は、実施の形態2のように回路要素を配置した場合に、大電流を流す端子を複数のパッドで構成して、半導体装置の小型化を図るものである。
(Embodiment 4)
In the semiconductor devices 10 and 20 according to the second embodiment, the H-bridge circuit HBR is arranged along the opposite sides of the semiconductor substrate. However, the semiconductor device according to the fourth embodiment is a circuit as in the second embodiment. When the elements are arranged, a terminal through which a large current flows is constituted by a plurality of pads to reduce the size of the semiconductor device.

図5は、本実施の形態4に係る半導体装置30のパッド71の配置を示す図である。図2に示した回路要素の配置と同様の配置を有する半導体装置30について、特徴的なパッド71のみを抜き出して示している(つまり、特徴のないパッドは記載を省略している)。また、図2に示した半導体装置10と、図5に示す半導体装置30は、対比のためにその向き(天地)を同じにしている。   FIG. 5 is a diagram showing the arrangement of the pads 71 of the semiconductor device 30 according to the fourth embodiment. Only the characteristic pads 71 are extracted and shown for the semiconductor device 30 having the same arrangement as the circuit elements shown in FIG. 2 (that is, the description of the non-characteristic pads is omitted). Further, the semiconductor device 10 shown in FIG. 2 and the semiconductor device 30 shown in FIG. 5 have the same orientation (top and bottom) for comparison.

これらのパッド71はいずれも銅(Cu)再配線(図示せず)上に形成されている。電源、グラウンド(GND)又はモータに接続するような、大電流を流す端子については、それぞれ5つのパッド(同じハッチングで示す)を設け、これらの5つのパッドをリードフレームの同一のリードにボンディングするようにしている。
半導体装置10の中心に対して略点対称に位置にある5つのパッドは、2つのHブリッジ回路HBRの同種の端子として機能する。
These pads 71 are all formed on a copper (Cu) rewiring (not shown). For the terminals that allow a large current to be connected to the power supply, ground (GND), or motor, five pads (shown by the same hatching) are provided, and these five pads are bonded to the same lead of the lead frame. I am doing so.
The five pads located substantially symmetrical with respect to the center of the semiconductor device 10 function as the same kind of terminals of the two H bridge circuits HBR.

このような構成、すなわち、同一の端子にパッドを5つ以上設けることにより、例えば、SSOP(Shrink Small Outline Package)のようなパッケージを用いた場合に、効率的にワイヤボンディングをすることができる。また、ボンディングワイヤのワイヤ径を例えば40μm以下で最小化してボンディングを安定させることができる。   By providing such a configuration, that is, by providing five or more pads on the same terminal, for example, when a package such as SSOP (Shrink Small Outline Package) is used, wire bonding can be performed efficiently. Further, the bonding wire can be stabilized by minimizing the wire diameter of the bonding wire to 40 μm or less, for example.

また、仮に、ボンディングワイヤが1、2本外れた場合があってもその影響を軽減することができる。
また、接続抵抗、ワイヤ抵抗を最小にして各ドライバHS、LSの面積を最小にすることができる。
Further, even if one or two bonding wires are disconnected, the influence can be reduced.
In addition, the area of each driver HS, LS can be minimized by minimizing connection resistance and wire resistance.

以上、説明したように、本実施の形態4に係る半導体装置30は、Hブリッジ回路HBRがハイサイドドライバHS及びローサイドドライバLSを有し、ハイサイドドライバHS又はローサイドドライバLSに接続される端子をそれぞれ構成する複数のパッド71を備えることが好ましい。   As described above, in the semiconductor device 30 according to the fourth embodiment, the H bridge circuit HBR has the high side driver HS and the low side driver LS, and the terminals connected to the high side driver HS or the low side driver LS are provided. It is preferable to provide a plurality of pads 71 which constitute each.

以上、本発明者によってなされた発明を各実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on each embodiment. However, the present invention is not limited to each embodiment described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that changes are possible.

1、10、20、30 半導体装置
51、52 VDDモニタ(電源電圧監視回路)
61、62 レベルシフト回路(基準電圧変換回路)
71 パッド
HBR Hブリッジ回路
HS ハイサイドドライバ
LS ローサイドドライバ
Pre プリドライバ回路
BGR 基準電圧生成回路
Logic ロジック回路(制御回路)
Other その他の回路
Ibias 動作電流生成回路
1, 10, 20, 30 Semiconductor devices 51, 52 VDD monitor (power supply voltage monitoring circuit)
61, 62 Level shift circuit (reference voltage conversion circuit)
71 Pad HBR H Bridge Circuit HS High Side Driver LS Low Side Driver Pre Predriver Circuit BGR Reference Voltage Generation Circuit Logic Logic Circuit (Control Circuit)
Other Other circuit Ibias Operating current generation circuit

Claims (9)

半導体基板上に複数のHブリッジ回路が形成された半導体装置であって、
前記Hブリッジ回路が前記基板の対向する辺に沿ってそれぞれ配置された半導体装置。
A semiconductor device in which a plurality of H-bridge circuits are formed on a semiconductor substrate,
A semiconductor device in which the H-bridge circuit is disposed along opposite sides of the substrate.
前記対向する辺が前記基板の短辺である
請求項1記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1, wherein the opposing sides are short sides of the substrate.
前記基板上に更に前記Hブリッジ回路を駆動するプリドライバ回路が形成され、
前記プリドライバ回路が前記Hブリッジ回路を構成するハーフブリッジの間に配置された
請求項1記載の半導体装置。
A pre-driver circuit for driving the H-bridge circuit is further formed on the substrate;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the pre-driver circuit is disposed between half bridges constituting the H-bridge circuit.
前記基板上に更に前記複数のHブリッジ回路が共用する共通回路が形成され、
前記共通回路が、前記複数のHブリッジ回路の間に配置された
請求項1記載の半導体装置。
A common circuit shared by the plurality of H bridge circuits is further formed on the substrate,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the common circuit is disposed between the plurality of H bridge circuits.
前記共通回路は基準電圧生成回路を含み、
前記基準電圧生成回路は、前記複数のHブリッジ回路のそれぞれから最も距離が大きい位置に配置された
請求項4記載の半導体装置。
The common circuit includes a reference voltage generation circuit,
The semiconductor device according to claim 4, wherein the reference voltage generation circuit is arranged at a position where the distance from each of the plurality of H bridge circuits is the largest.
前記Hブリッジ回路を構成するハイサイドドライバが前記対向する辺に沿って配置された
請求項1記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1, wherein high-side drivers constituting the H-bridge circuit are arranged along the opposing sides.
前記基板上に更に前記複数のHブリッジ回路に供給する電源電圧を監視する複数の監視回路が形成され、
前記監視回路は、前記基準電圧生成回路から供給された基準電圧を前記Hブリッジ回路毎に設定されたGND基準の基準電圧に変換する基準電圧変換回路を含む
請求項1記載の半導体装置。
A plurality of monitoring circuits for monitoring power supply voltages supplied to the plurality of H bridge circuits are further formed on the substrate.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the monitoring circuit includes a reference voltage conversion circuit that converts a reference voltage supplied from the reference voltage generation circuit into a GND reference voltage set for each of the H bridge circuits.
前記Hブリッジ回路はハイサイドドライバ及びローサイドドライバを有し、
前記ハイサイドドライバ又は前記ローサイドドライバに接続される端子をそれぞれ構成する複数のパッドを備えた
請求項1記載の半導体装置。
The H bridge circuit has a high side driver and a low side driver,
The semiconductor device according to claim 1, further comprising a plurality of pads that respectively constitute terminals connected to the high-side driver or the low-side driver.
半導体基板上に形成された、
複数のHブリッジ回路と、
前記Hブリッジ回路を駆動するプリドライバ回路と、
前記複数のHブリッジ回路及び前記プリドライバ回路を制御する制御回路と
基準電圧を供給する基準電圧生成回路と
を備え、
前記Hブリッジ回路が前記基板の対向する辺に沿ってそれぞれ配置された
モータドライバ。
Formed on a semiconductor substrate,
A plurality of H-bridge circuits;
A pre-driver circuit for driving the H-bridge circuit;
A control circuit that controls the plurality of H-bridge circuits and the pre-driver circuit; and a reference voltage generation circuit that supplies a reference voltage.
A motor driver in which the H-bridge circuit is disposed along opposite sides of the substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113314518A (en) * 2020-02-26 2021-08-27 圣邦微电子(北京)股份有限公司 Layout of motor H-bridge drive circuit chip
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