JP2019096692A - Protection circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、保護回路に関する。 The present invention relates to a protection circuit.
従来より、半導体集積回路装置の多くでは、ともに内部回路である高耐圧回路と低耐圧回路とを含む。高耐圧回路は、例えばバッテリ電源電圧により動作する回路であり、低耐圧回路は、例えば内部電源電圧で動作する回路である。 Conventionally, many semiconductor integrated circuit devices include a high breakdown voltage circuit and a low breakdown voltage circuit, both of which are internal circuits. The high breakdown voltage circuit is, for example, a circuit operated by a battery power supply voltage, and the low breakdown voltage circuit is, for example, a circuit operated by an internal power supply voltage.
上記のような半導体集積回路装置において、高耐圧回路に接続される高耐圧端子と、低耐圧回路に接続される低耐圧端子とが隣接する場合がある。その場合、高耐圧端子と低耐圧端子とは短絡する可能性があり、もし短絡した場合、低耐圧回路に過電圧が印加される。このとき、低耐圧回路が破壊される虞があった。 In the semiconductor integrated circuit device as described above, the high withstand voltage terminal connected to the high withstand voltage circuit may be adjacent to the low withstand voltage terminal connected to the low withstand voltage circuit. In that case, there is a possibility that the high withstand voltage terminal and the low withstand voltage terminal may short circuit, and if short circuited, an overvoltage is applied to the low withstand voltage circuit. At this time, there is a possibility that the low withstand voltage circuit may be broken.
そこで、例えば特許文献1に開示された発明を用いて、高耐圧端子と低耐圧端子とが短絡することを抑制するために、高耐圧端子と低耐圧端子とで未接続端子(NC)を挟む構成とすることが考えられる。 Therefore, for example, in order to suppress short circuit between the high withstand voltage terminal and the low withstand voltage terminal using the invention disclosed in Patent Document 1, the non-connected terminal (NC) is sandwiched between the high withstand voltage terminal and the low withstand voltage terminal. It is conceivable to configure.
または、低耐圧素子で構成できる回路を高耐圧素子で構成するように変更する対策を採ることもあった。 Alternatively, in some cases, a circuit that can be configured by a low breakdown voltage element is changed to be configured by a high breakdown voltage element.
しかしながら、上記方法では、パッケージの端子数が増えたり、チップサイズが大きくなり、半導体集積回路装置の小型化が阻害される問題があった。 However, in the above method, there is a problem that the number of terminals of the package increases and the chip size increases, which hinders the miniaturization of the semiconductor integrated circuit device.
上記状況に鑑み、本発明は、隣接端子間短絡による低耐圧回路の破壊を抑制するとともに、半導体集積回路装置の小型化を図ることのできる保護回路を提供することを目的とする。 In view of the above situation, the present invention has an object to provide a protection circuit capable of suppressing the breakdown of a low breakdown voltage circuit due to a short circuit between adjacent terminals and miniaturizing a semiconductor integrated circuit device.
本発明の一態様に係る保護回路は、
低耐圧回路と低耐圧端子との間の経路の導通/遮断を切替える第1スイッチと、
前記低耐圧端子に印加される電圧に応じて前記第1スイッチのオンオフを切替える切替制御部と、
を備える構成としている(第1の構成)。
A protection circuit according to an aspect of the present invention is
A first switch for switching on / off of a path between the low breakdown voltage circuit and the low breakdown voltage terminal;
A switching control unit that switches on and off of the first switch according to a voltage applied to the low withstand voltage terminal;
(The first configuration).
また、上記第1の構成において、前記切替制御部は、
Nチャネル型MOSFETである前記第1スイッチのゲートに接続されるプルアップ抵抗と、
前記ゲートとグランドとの間の経路の導通/遮断を切替える第2スイッチと、を有することとしてもよい(第2の構成)。
Further, in the first configuration, the switching control unit
A pull-up resistor connected to the gate of the first switch, which is an N-channel MOSFET;
A second switch may be provided to switch conduction / cutoff of a path between the gate and the ground (second configuration).
また、上記第2の構成において、前記プルアップ抵抗は、ディプレション型のN型MOSFETであることとしてもよい(第3の構成)。 In the second configuration, the pull-up resistor may be a depletion type N-type MOSFET (third configuration).
また、上記第2または第3の構成において、前記切替制御部は、第1ツェナーダイオードと、第1抵抗と、をさらに有し、
Nチャネル型MOSFETである前記第2スイッチのゲートは、前記第1ツェナーダイオードのアノードと前記第1抵抗の一端とが接続される第1接続点に接続され、
前記第2スイッチのソースは、グランド電位の印加端とともに前記第1抵抗の他端に接続され、
前記第2スイッチのドレインは、前記第1スイッチのゲートに接続され、
前記第1ツェナーダイオードのカソードは、前記低耐圧端子に接続されることとしてもよい(第4の構成)。
In the second or third configuration, the switching control unit further includes a first Zener diode and a first resistor,
The gate of the second switch, which is an N-channel MOSFET, is connected to a first connection point where the anode of the first Zener diode and one end of the first resistor are connected.
The source of the second switch is connected to the other end of the first resistor together with the application end of the ground potential,
The drain of the second switch is connected to the gate of the first switch,
The cathode of the first Zener diode may be connected to the low withstand voltage terminal (fourth configuration).
また、上記第4の構成において、前記切替制御部は、第2ツェナーダイオードと、第2抵抗と、をさらに有し、
前記第2ツェナーダイオードのアノードは、前記第2スイッチのソースに接続され、
前記第2ツェナーダイオードのカソードは、前記第2スイッチのゲートと前記第2抵抗の一端とが接続される第2接続点に接続され、
前記第2抵抗の他端は、前記第1接続点に接続されることとしてもよい(第5の構成)。
In the fourth configuration, the switching control unit further includes a second Zener diode and a second resistor,
The anode of the second zener diode is connected to the source of the second switch,
The cathode of the second Zener diode is connected to a second connection point where the gate of the second switch and one end of the second resistor are connected,
The other end of the second resistor may be connected to the first connection point (fifth configuration).
また、上記第1の構成において、前記切替制御部は、Pチャネル型MOSFETである前記第1スイッチのゲートに接続されるプルダウン抵抗と、
前記ゲートと電源端子との間の経路の導通/遮断を切替える第3スイッチと、を有することとしてもよい(第6の構成)。
In the first configuration, the switching control unit may be a pull-down resistor connected to the gate of the first switch, which is a P-channel MOSFET.
A third switch may be provided to switch on / off of the path between the gate and the power supply terminal (sixth configuration).
また、上記第6の構成において、前記プルダウン抵抗は、ディプレション型のN型MOSFETであることとしてもよい(第7の構成)。 In the sixth configuration, the pull-down resistor may be a depletion type N-type MOSFET (seventh configuration).
また、上記第6または第7の構成において、前記切替制御部は、第3ツェナーダイオードと、第3抵抗と、をさらに有し、
Pチャネル型MOSFETである前記第3スイッチのゲートは、前記第3ツェナーダイオードのカソードと前記第3抵抗の一端とが接続される第3接続点に接続され、
前記第3スイッチのソースは、前記電源端子とともに前記第3抵抗の他端に接続され、
前記第3スイッチのドレインは、前記第1スイッチのゲートに接続され、
前記第3ツェナーダイオードのアノードは、前記低耐圧端子に接続されることとしてもよい(第8の構成)。
In the sixth or seventh configuration, the switching control unit further includes a third Zener diode and a third resistor,
The gate of the third switch, which is a P-channel MOSFET, is connected to a third connection point where the cathode of the third Zener diode and one end of the third resistor are connected,
The source of the third switch is connected to the other end of the third resistor together with the power supply terminal.
The drain of the third switch is connected to the gate of the first switch,
The anode of the third Zener diode may be connected to the low withstand voltage terminal (eighth configuration).
また、上記第8の構成において、前記切替制御部は、第4ツェナーダイオードと、第4抵抗と、をさらに有し、
前記第4ツェナーダイオードのカソードは、前記第3スイッチのソースに接続され、
前記第4ツェナーダイオードのアノードは、前記第3スイッチのゲートと前記第4抵抗の一端とが接続される第4接続点に接続され、
前記第4抵抗の他端は、前記第3接続点に接続されることとしてもよい(第9の構成)。
In the eighth configuration, the switching control unit further includes a fourth Zener diode and a fourth resistor,
The cathode of the fourth Zener diode is connected to the source of the third switch,
The anode of the fourth Zener diode is connected to a fourth connection point to which the gate of the third switch and one end of the fourth resistor are connected,
The other end of the fourth resistor may be connected to the third connection point (ninth configuration).
また、本発明の一態様に係る半導体集積回路装置は、上記いずれかの構成とした保護回路と、低耐圧端子と、前記低耐圧端子に隣接する高耐圧端子と、を備える構成としている(第10の構成)。 Further, a semiconductor integrated circuit device according to an aspect of the present invention includes the protection circuit having any one of the above-described configurations, a low withstand voltage terminal, and a high withstand voltage terminal adjacent to the low withstand voltage terminal. 10 configurations).
また、上記第10の構成において、前記低耐圧端子は、過電流保護回路の過電流設定値を設定するための抵抗器を接続可能な端子であることとしてもよい(第11の構成)。 Further, in the tenth configuration, the low breakdown voltage terminal may be a terminal to which a resistor for setting an overcurrent setting value of the overcurrent protection circuit can be connected (an eleventh configuration).
また、本発明の一態様に係る車載用電子機器は、上記いずれかの構成とした半導体集積回路装置と、前記半導体集積回路装置に接続される負荷と、を有する構成としている。 A vehicle-mounted electronic device according to an aspect of the present invention includes the semiconductor integrated circuit device having any one of the above-described configurations, and a load connected to the semiconductor integrated circuit device.
本発明によると、隣接端子間短絡による低耐圧回路の破壊を抑制するとともに、半導体集積回路装置の小型化を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the breakdown of the low breakdown voltage circuit due to the short circuit between the adjacent terminals and to miniaturize the semiconductor integrated circuit device.
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る保護回路の構成を示す回路図である。図1に示す保護回路10は、半導体集積回路装置(パッケージ品)に備えられ、低耐圧回路(内部回路)に接続される低耐圧端子TLに短絡により過電圧が印加された場合でも低耐圧回路を保護することを目的とする。なお、本実施形態では、低耐圧・高耐圧は、グランド基準での耐圧である。また、後述する図2は、図1と同様に保護回路10の構成を示すが、図1とスイッチのオンオフ状態が異なる。
First Embodiment
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a protection circuit according to a first embodiment of the present invention. The
保護回路10は、トランジスタNM1〜NM3と、ツェナーダイオードZD1,ZD2と、抵抗R1,R2と、を備えている。トランジスタNM2,NM3、ツェナーダイオードZD1,ZD2、および抵抗R1,R2から切替制御部101が構成される。切替制御部101は、低耐圧端子TLに印加される電圧に応じてトランジスタNM1のオンオフを切替える機能を有する。
The
トランジスタNM1は、Nチャネル型MOSFETで構成される。トランジスタNM1のドレインは、端子Tcを介して不図示の低耐圧回路に接続される。当該低耐圧回路は、例えばグランド基準の7V耐圧とされる。トランジスタNM1のソースは、外部端子である低耐圧端子TLに接続される。トランジスタNM1は、端子TLと端子Tcとの間の経路を導通/遮断するスイッチである。 The transistor NM1 is formed of an N-channel MOSFET. The drain of the transistor NM1 is connected to a low breakdown voltage circuit (not shown) via the terminal Tc. The low withstand voltage circuit is, for example, 7 V withstand voltage with reference to ground. The source of the transistor NM1 is connected to the low breakdown voltage terminal TL which is an external terminal. The transistor NM1 is a switch that conducts / blocks the path between the terminal TL and the terminal Tc.
トランジスタNM1のゲートは、トランジスタNM2を介して端子Tvrに接続される。端子Tvrには、内部電源電圧Vregが印加される。内部電源電圧Vregは、例えばグランド基準の5Vとされる。トランジスタNM2は、ディプレション型のN型MOSFETである。トランジスタNM2は、低耐圧のトランジスタである。トランジスタNM2のゲートと、トランジスタNM2のソースとは、短絡される。トランジスタNM2のソースは、トランジスタNM1のゲートに接続される。トランジスタNM2のドレインは、端子Tvrに接続される。トランジスタNM2は、プルアップ抵抗として機能する。なお、プルアップ抵抗として、一般的な抵抗器を用いることも可能である。 The gate of the transistor NM1 is connected to the terminal Tvr via the transistor NM2. Internal power supply voltage Vreg is applied to terminal Tvr. The internal power supply voltage Vreg is, for example, 5 V referenced to ground. The transistor NM2 is a depletion type N-type MOSFET. The transistor NM2 is a low breakdown voltage transistor. The gate of the transistor NM2 and the source of the transistor NM2 are shorted. The source of the transistor NM2 is connected to the gate of the transistor NM1. The drain of the transistor NM2 is connected to the terminal Tvr. The transistor NM2 functions as a pull-up resistor. It is also possible to use a general resistor as the pull-up resistor.
トランジスタNM3は、Nチャネル型MOSFETであり、グランド端子TgdとトランジスタNM1のゲートとの間の経路の導通/遮断を切替えるスイッチとして機能する。トランジスタNM3は、低耐圧のトランジスタである。 The transistor NM3 is an N-channel MOSFET, and functions as a switch for switching on / off of the path between the ground terminal Tgd and the gate of the transistor NM1. The transistor NM3 is a low withstand voltage transistor.
トランジスタNM3のドレインは、トランジスタNM1のゲートに接続される。トランジスタNM3のゲートは、抵抗R2の一端とツェナーダイオードZD2のカソードとが接続される接続点P2に接続される。抵抗R2の他端は、ツェナーダイオードZD1のアノードと抵抗R1の一端とが接続される接続点P1に接続される。ツェナーダイオードZD1のカソードは、低耐圧端子TLに接続される。 The drain of the transistor NM3 is connected to the gate of the transistor NM1. The gate of the transistor NM3 is connected to a connection point P2 at which one end of the resistor R2 and the cathode of the Zener diode ZD2 are connected. The other end of the resistor R2 is connected to a connection point P1 to which the anode of the Zener diode ZD1 and one end of the resistor R1 are connected. The cathode of the Zener diode ZD1 is connected to the low breakdown voltage terminal TL.
抵抗R1の他端、ツェナーダイオードZD2のアノード、トランジスタNM3のソース、およびトランジスタNM1のバックゲートは、グランド電位が印加されるグランド端子Tgdに接続される。 The other end of the resistor R1, the anode of the Zener diode ZD2, the source of the transistor NM3, and the back gate of the transistor NM1 are connected to the ground terminal Tgd to which the ground potential is applied.
このような構成の保護回路10の動作について説明する。ここで、保護回路10を備える不図示の半導体集積回路装置は、低耐圧端子TLに隣接する不図示の高耐圧端子を備える。当該高耐圧端子は、不図示の高耐圧回路(内部回路)に接続され、例えばバッテリ電圧などの高電圧が印加される。低耐圧端子TLと高耐圧端子は隣接するので短絡する可能性がある。
The operation of the
低耐圧端子TLと高耐圧端子が短絡されない通常状態では、端子TLには、トランジスタNM3の閾値電圧VthとツェナーダイオードZD1のツェナー電圧Vzとの和よりも低い電圧が印加されるので、トランジスタNM3はオフとなる(図1)。 In a normal state in which the low withstand voltage terminal TL and the high withstand voltage terminal are not short-circuited, a voltage lower than the sum of the threshold voltage Vth of the transistor NM3 and the zener voltage Vz of the zener diode ZD1 is applied to the terminal TL. It turns off (Figure 1).
この場合、グランド端子TgdとトランジスタNM1のゲートとは遮断された状態であり、トランジスタNM1のゲートには、プルアップ抵抗としてのトランジスタNM2を介して内部電源電圧Vregが印加される。これにより、トランジスタNM1はオンとなり、トランジスタNM1によって低耐圧端子TLと端子Tcとの間の経路は導通する(図1)。すなわち、通常状態において、低耐圧端子TLと低耐圧回路とは接続された状態である。 In this case, the ground terminal Tgd and the gate of the transistor NM1 are disconnected, and the internal power supply voltage Vreg is applied to the gate of the transistor NM1 via the transistor NM2 as a pull-up resistor. Thereby, the transistor NM1 is turned on, and the path between the low withstand voltage terminal TL and the terminal Tc is conducted by the transistor NM1 (FIG. 1). That is, in the normal state, the low breakdown voltage terminal TL and the low breakdown voltage circuit are connected.
一方、低耐圧端子TLと上記高耐圧端子とが短絡された異常状態が生じた場合、低耐圧端子TLに印加される電圧は、閾値電圧Vthとツェナー電圧Vzとの和以上となる。従って、トランジスタNM3はオンとなり(図2)、グランド端子TgdとトランジスタNM1のゲートとが導通される。 On the other hand, when an abnormal state occurs in which the low withstand voltage terminal TL and the high withstand voltage terminal are short-circuited, the voltage applied to the low withstand voltage terminal TL is equal to or more than the sum of the threshold voltage Vth and the zener voltage Vz. Therefore, the transistor NM3 is turned on (FIG. 2), and the ground terminal Tgd and the gate of the transistor NM1 are conducted.
より具体的には、抵抗R1の両端間に閾値電圧Vth以上でツェナーダイオードZD2のツェナー電圧よりも低い電圧が印加される場合は、ツェナーダイオードZD2はオフとなり、抵抗R1に電流が流れ、トランジスタNM3はオンとなる。 More specifically, when a voltage higher than the threshold voltage Vth and lower than the Zener voltage of the Zener diode ZD2 is applied across the resistor R1, the Zener diode ZD2 is turned off, and a current flows through the resistor R1. Turns on.
また、低耐圧端子TLに印加される電圧がより高くなり、抵抗R1の両端間にツェナーダイオードZD2のツェナー電圧以上の電圧が印加されると、ツェナーダイオードZD2はオンとなり、抵抗R2に電流が流れ、トランジスタNM3はオンとなる(図2)。すなわち、トランジスタNM3のゲート・ソース間の電圧は、ツェナーダイオードZD2のツェナー電圧にクランプされる。これにより、トランジスタNM3のゲート・ソース間に過電圧が印加されることを抑制できる。 Further, when the voltage applied to the low withstand voltage terminal TL becomes higher and a voltage higher than the Zener voltage of the Zener diode ZD2 is applied across the resistor R1, the Zener diode ZD2 turns on and a current flows in the resistor R2 The transistor NM3 is turned on (FIG. 2). That is, the voltage between the gate and source of the transistor NM3 is clamped to the Zener voltage of the Zener diode ZD2. This can suppress the application of an overvoltage between the gate and the source of the transistor NM3.
グランド端子TgdとトランジスタNM1のゲートとが導通されると、トランジスタNM1のゲートにグランド電位が印加されるので、高耐圧のトランジスタNM1はオフとなる(図2)。よって、低耐圧端子TLと端子Tcとの間の経路は遮断される。従って、隣接する高耐圧端子との短絡により低耐圧端子に過電圧が印加された場合に、端子Tcに接続される低耐圧回路には過電圧は印加されないので、低耐圧回路が破壊されることを抑制できる。 When the ground terminal Tgd and the gate of the transistor NM1 are conducted, the ground potential is applied to the gate of the transistor NM1, and the high breakdown voltage transistor NM1 is turned off (FIG. 2). Thus, the path between the low withstand voltage terminal TL and the terminal Tc is cut off. Therefore, when an overvoltage is applied to the low withstand voltage terminal due to a short circuit with an adjacent high withstand voltage terminal, an overvoltage is not applied to the low withstand voltage circuit connected to the terminal Tc. it can.
このような保護回路10によれば、半導体集積回路装置において低耐圧端子TLと高耐圧端子との間に短絡を防止するための未接続端子(NC)を配置する必要がなくなる。また、低耐圧回路(端子Tcに接続される回路)を高耐圧素子により構成する必要もない。従って、パッケージの端子数の増加を防ぎ、チップサイズが大きくなることを抑制するので、半導体集積回路装置の小型化を図ることが可能となる。
According to such a
<第2実施形態>
図3は、本発明の第2実施形態に係る保護回路の構成を示す回路図である。図3に示す保護回路20は、半導体集積回路装置(パッケージ品)に備えられ、低耐圧回路(内部回路)に接続される低耐圧端子TLに短絡により過電圧が印加された場合でも低耐圧回路を保護することを目的とする。なお、本実施形態では、低耐圧・高耐圧は、電源電圧基準での耐圧である。また、後述する図4は、図3と同様に保護回路20の構成を示すが、図3とスイッチのオンオフ状態が異なる。
Second Embodiment
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a protection circuit according to a second embodiment of the present invention. The
保護回路20は、トランジスタPM1,PM2と、トランジスタNM4と、ツェナーダイオードZD3,ZD4と、抵抗R3,R4と、を備えている。トランジスタPM2、トランジスタNM4、ツェナーダイオードZD3,ZD4、および抵抗R3,R4から切替制御部201が構成される。切替制御部201は、低耐圧端子TLに印加される電圧に応じてトランジスタPM1のオンオフを切替える機能を有する。
The
トランジスタPM1は、Pチャネル型MOSFETで構成される。トランジスタPM1のドレインは、端子Tcを介して不図示の低耐圧回路に接続される。当該低耐圧回路は、例えば電源電圧基準の−7V耐圧とされる。トランジスタPM1のソースは、外部端子である低耐圧端子TLに接続される。トランジスタPM1は、端子TLと端子Tcとの間の経路を導通/遮断するスイッチである。 The transistor PM1 is configured of a P-channel MOSFET. The drain of the transistor PM1 is connected to a low breakdown voltage circuit (not shown) via a terminal Tc. The low withstand voltage circuit is, for example, a -7 V withstand voltage based on the power supply voltage. The source of the transistor PM1 is connected to the low breakdown voltage terminal TL which is an external terminal. The transistor PM1 is a switch that conducts / blocks a path between the terminal TL and the terminal Tc.
トランジスタPM1のゲートは、トランジスタNM4を介して端子Tvrに接続される。端子Tvrには、内部電源電圧Vregが印加される。内部電源電圧Vregは、例えば電源電圧基準の−5Vとされる。トランジスタNM4は、ディプレション型のN型MOSFETである。トランジスタNM4は、低耐圧のトランジスタである。トランジスタNM4のゲートと、トランジスタNM4のソースとは、短絡される。トランジスタNM4のドレインは、トランジスタPM1のゲートに接続される。トランジスタNM4のソースは、端子Tvrに接続される。トランジスタNM4は、プルダウン抵抗として機能する。なお、プルダウン抵抗として、一般的な抵抗器を用いることも可能である。 The gate of the transistor PM1 is connected to the terminal Tvr via the transistor NM4. Internal power supply voltage Vreg is applied to terminal Tvr. The internal power supply voltage Vreg is, for example, -5 V which is a power supply voltage reference. The transistor NM4 is a depletion type N-type MOSFET. The transistor NM4 is a low withstand voltage transistor. The gate of the transistor NM4 and the source of the transistor NM4 are shorted. The drain of the transistor NM4 is connected to the gate of the transistor PM1. The source of the transistor NM4 is connected to the terminal Tvr. The transistor NM4 functions as a pull-down resistor. It is also possible to use a general resistor as the pull-down resistor.
トランジスタPM2は、Pチャネル型MOSFETであり、電源端子TvdとトランジスタPM1のゲートとの間の経路の導通/遮断を切替えるスイッチとして機能する。トランジスタPM2は、低耐圧のトランジスタである。 The transistor PM2 is a P-channel MOSFET, and functions as a switch for switching on / off of the path between the power supply terminal Tvd and the gate of the transistor PM1. The transistor PM2 is a low withstand voltage transistor.
トランジスタPM2のドレインは、トランジスタPM1のゲートに接続される。トランジスタPM2のゲートは、抵抗R4の一端とツェナーダイオードZD4のアノードとが接続される接続点P4に接続される。抵抗R4の他端は、ツェナーダイオードZD3のカソードと抵抗R3の一端とが接続される接続点P3に接続される。ツェナーダイオードZD3のアノードは、低耐圧端子TLに接続される。 The drain of the transistor PM2 is connected to the gate of the transistor PM1. The gate of the transistor PM2 is connected to a connection point P4 at which one end of the resistor R4 and the anode of the Zener diode ZD4 are connected. The other end of the resistor R4 is connected to a connection point P3 to which the cathode of the Zener diode ZD3 and one end of the resistor R3 are connected. The anode of the Zener diode ZD3 is connected to the low breakdown voltage terminal TL.
抵抗R3の他端、ツェナーダイオードZD4のカソード、トランジスタPM2のソース、およびトランジスタPM1のバックゲートは、電源電圧Vdが印加される電源端子Tvdに接続される。電源電圧Vdは、例えば12Vとされる。 The other end of the resistor R3, the cathode of the Zener diode ZD4, the source of the transistor PM2, and the back gate of the transistor PM1 are connected to the power supply terminal Tvd to which the power supply voltage Vd is applied. The power supply voltage Vd is, for example, 12V.
このような構成の保護回路20の動作について説明する。ここで、保護回路20を備える不図示の半導体集積回路装置は、低耐圧端子TLに隣接する不図示の高耐圧端子を備える。当該高耐圧端子は、例えばグランド電位などが印加される。低耐圧端子TLと高耐圧端子は隣接するので短絡する可能性がある。
The operation of the
低耐圧端子TLと高耐圧端子が短絡されない通常状態では、電源端子Tvdと端子TLとの間には、トランジスタPM2の閾値電圧VthとツェナーダイオードZD3のツェナー電圧Vzとの和よりも低い電圧が印加されるので、トランジスタPM2はオフとなる(図3)。 In a normal state in which the low withstand voltage terminal TL and the high withstand voltage terminal are not short circuited, a voltage lower than the sum of the threshold voltage Vth of the transistor PM2 and the zener voltage Vz of the zener diode ZD3 is applied between the power supply terminal Tvd and the terminal TL. Transistor PM2 is turned off (FIG. 3).
この場合、電源端子TvdとトランジスタPM1のゲートとは遮断された状態であり、トランジスタPM1のゲートには、プルダウン抵抗としてのトランジスタNM4を介して内部電源電圧Vregが印加される。これにより、トランジスタPM1はオンとなり、トランジスタPM1によって低耐圧端子TLと端子Tcとの間の経路は導通する(図3)。すなわち、通常状態において、低耐圧端子TLと低耐圧回路とは接続された状態である。 In this case, the power supply terminal Tvd and the gate of the transistor PM1 are cut off, and the internal power supply voltage Vreg is applied to the gate of the transistor PM1 via the transistor NM4 as a pull-down resistor. Thereby, the transistor PM1 is turned on, and the path between the low breakdown voltage terminal TL and the terminal Tc is conducted by the transistor PM1 (FIG. 3). That is, in the normal state, the low breakdown voltage terminal TL and the low breakdown voltage circuit are connected.
一方、低耐圧端子TLと上記高耐圧端子(すなわちグランド電位等)とが短絡された異常状態が生じた場合、電源端子Tvdと低耐圧端子TLとの間に印加される電圧は、閾値電圧Vthとツェナー電圧Vzとの和以上となる。従って、トランジスタPM2はオンとなり(図4)、電源端子TvdとトランジスタPM1のゲートとが導通される。 On the other hand, when an abnormal state occurs in which the low withstand voltage terminal TL and the high withstand voltage terminal (that is, the ground potential or the like) are shorted, the voltage applied between the power supply terminal Tvd and the low withstand voltage terminal TL is the threshold voltage Vth. And the sum of the zener voltage and the zener voltage Vz. Accordingly, the transistor PM2 is turned on (FIG. 4), and the power supply terminal Tvd and the gate of the transistor PM1 are conducted.
より具体的には、抵抗R3の両端間に閾値電圧Vth以上でツェナーダイオードZD4のツェナー電圧よりも低い電圧が印加される場合は、ツェナーダイオードZD4はオフとなり、抵抗R3に電流が流れ、トランジスタPM2はオンとなる。 More specifically, when a voltage lower than the Zener voltage of the Zener diode ZD4 at the threshold voltage Vth or higher is applied across the resistor R3, the Zener diode ZD4 is turned off, and a current flows in the resistor R3. Turns on.
また、電源端子Tvdと低耐圧端子TLとの間に印加される電圧がより高くなり、抵抗R3の両端間にツェナーダイオードZD4のツェナー電圧以上の電圧が印加されると、ツェナーダイオードZD4はオンとなり、抵抗R4に電流が流れ、トランジスタPM2はオンとなる。すなわち、トランジスタPM2のゲート・ソース間の電圧は、ツェナーダイオードZD4のツェナー電圧にクランプされる。これにより、トランジスタPM2のゲート・ソース間に過電圧が印加されることを抑制できる。 Also, when the voltage applied between the power supply terminal Tvd and the low withstand voltage terminal TL becomes higher and a voltage higher than the Zener voltage of the Zener diode ZD4 is applied across the resistor R3, the Zener diode ZD4 turns on. The current flows to the resistor R4, and the transistor PM2 is turned on. That is, the voltage between the gate and source of the transistor PM2 is clamped to the Zener voltage of the Zener diode ZD4. This can suppress the application of an overvoltage between the gate and the source of the transistor PM2.
電源端子TvdとトランジスタPM1のゲートとが導通されると、トランジスタPM1のゲートに電源電圧Vdが印加されるので、高耐圧のトランジスタPM1はオフとなる(図4)。よって、低耐圧端子TLと端子Tcとの間の経路は遮断される。従って、隣接する高耐圧端子との短絡により低耐圧端子に過電圧(グランド電位等)が印加された場合に、端子Tcに接続される低耐圧回路には過電圧は印加されないので、低耐圧回路が破壊されることを抑制できる。 When the power supply terminal Tvd and the gate of the transistor PM1 are conducted, the power supply voltage Vd is applied to the gate of the transistor PM1, and the high breakdown voltage transistor PM1 is turned off (FIG. 4). Thus, the path between the low withstand voltage terminal TL and the terminal Tc is cut off. Therefore, when an overvoltage (such as a ground potential) is applied to the low withstand voltage terminal due to a short circuit with the adjacent high withstand voltage terminal, the low withstand voltage circuit is broken because an overvoltage is not applied to the low withstand voltage circuit connected to the terminal Tc. Can be suppressed.
このような保護回路20によっても、第1実施形態と同様に、半導体集積回路装置の小型化を図ることが可能となる。
Such a
<半導体集積回路装置の一例>
次に、以上説明した保護回路を適用可能な半導体集積回路装置の一例について述べる。図5は、半導体集積回路装置の一構成例を示すブロック図である。本実施形態の半導体集積回路装置1は、ECU[electronic control unit]2からの指示に応じて電源電圧(VBBX.VBBY)の印加端と負荷(3X,3Y)との間を導通/遮断する車載用ハイサイドスイッチICである。車載用ハイサイドスイッチICは、車載用IPD(インテリジェントパワーデバイス)の一例である。
<Example of Semiconductor Integrated Circuit Device>
Next, an example of a semiconductor integrated circuit device to which the protection circuit described above can be applied will be described. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a semiconductor integrated circuit device. The semiconductor integrated circuit device 1 of this embodiment is connected to / blocked between the application terminal of the power supply voltage (VBBX.VBBY) and the load (3X, 3Y) according to an instruction from the ECU [electronic control unit] 2. High-side switch IC. The on-vehicle high side switch IC is an example of an on-vehicle IPD (intelligent power device).
なお、半導体集積回路装置1は、2系統のNMOSFET(ハイサイドスイッチ)(10X,10Y)と、これに対応する2系統の出力端子(T2X,T2Y)を備えており、出力端子に2系統の負荷(3X,3Y)を接続可能である。図5では、系統ごとに同一の符号に「X」「Y」を付しており、系統ごとの構成は同様であるので、以下の説明では便宜的に符号に「X」を付された系統の構成のみについて代表的に説明する。 The semiconductor integrated circuit device 1 includes two systems of NMOSFETs (high side switches) (10X, 10Y) and two systems of output terminals (T2X, T2Y) corresponding thereto, and two systems of output terminals are provided. The loads (3X, 3Y) can be connected. In FIG. 5, “X” and “Y” are attached to the same reference for each system, and the configuration for each system is the same, so in the following description, the system for which “X” is attached to the code for convenience Only the configuration of will be described representatively.
半導体集積回路装置1は、装置外部との電気的な接続を確立するための手段として、外部端子である電源端子T1X、出力端子T2X、および入力端子T3Xを備えている。電源端子T1Xは、不図示のバッテリから電源電圧VBBX(例えば12V)の供給を受け付けるための端子(VBBピン)である。出力端子T2Xは、負荷3X(バルブランプ、リレーコイル、ソレノイド、発光ダイオード、または、モータなど)を外部接続するための端子(OUTピン)である。入力端子T3Xは、ECU2から外部制御信号SiXの外部入力を受け付けるための端子(INピン)である。
The semiconductor integrated circuit device 1 includes a power supply terminal T1X which is an external terminal, an output terminal T2X, and an input terminal T3X as means for establishing an electrical connection with the outside of the device. The power supply terminal T1X is a terminal (VBB pin) for receiving supply of the power supply voltage VBBX (for example, 12 V) from a battery (not shown). The output terminal T2X is a terminal (OUT pin) for externally connecting a
また、半導体集積回路装置1は、NMOSFET10Xと、出力電流監視部20Xと、ゲート制御部30Xと、制御ロジック部40Xと、信号入力部50Xと、内部電源部60Xと、異常保護部70Xと、を有する。
The semiconductor integrated circuit device 1 further includes an NMOSFET 10X, an output
NMOSFET10Xは、ドレインが電源端子T1Xに接続されてソースが出力端子T2Xに接続された高耐圧(例えば42V耐圧)のパワートランジスタである。このように接続されたNMOSFET10Xは、電源電圧VBBXの印加端から負荷3Xを介して接地端に至る電流経路を導通/遮断するためのスイッチ素子(ハイサイドスイッチ)として機能する。なお、NMOSFET10Xは、ゲート駆動信号G1Xがハイレベルであるときにオンし、ゲート駆動信号G1Xがローレベルであるときにオフする。
The NMOSFET 10X is a high withstand voltage (for example, 42 V withstand voltage) power transistor having a drain connected to the power supply terminal T1X and a source connected to the output terminal T2X. The NMOSFET 10X connected in this manner functions as a switch element (high side switch) for conducting / blocking the current path from the application terminal of the power supply voltage VBBX to the ground terminal via the
なお、NMOSFET10Xは、オン抵抗値が数十mΩとなるように設計すればよい。ただし、NMOSFET10Xのオン抵抗値が低いほど、出力端子T2Xの地絡時(=接地端ないしはこれに準ずる低電位端への出力ショート時)に過電流が流れやすくなり、異常発熱を生じやすくなる。従って、NMOSFET10Xのオン抵抗値を下げるほど、後述する過電流保護回路71Xの重要性が高くなる。
The NMOSFET 10X may be designed to have an on-resistance value of several tens of mΩ. However, the lower the on-resistance value of the NMOSFET 10X, the easier it is for an overcurrent to flow at the time of grounding to the output terminal T2X (= when the output is shorted to the ground terminal or a low potential terminal according to this), and abnormal heat generation tends to occur. Therefore, the lower the on-resistance value of the NMOSFET 10X, the higher the importance of the
出力電流監視部20Xは、NMOSFET21Xとセンス抵抗22Xを含み、NMOSFET10Xに流れる出力電流Ioに応じたセンス電圧VsX(=センス信号に相当)を生成する。
The output
NMOSFET21Xは、NMOSFET10Xに対して並列接続されたミラートランジスタであり、出力電流Ioに応じたセンス電流Isを生成する。NMOSFET10XとNMOSFET21Xとのサイズ比は、m:1(ただしm>1)である。従って、センス電流Isは、出力電流Ioを1/mに減じた大きさとなる。なお、NMOSFET21Xは、NMOSFET10Xと同様、ゲート駆動信号G1Xがハイレベルであるときにオンし、ゲート駆動信号G1Xがローレベルであるときにオフする。 The NMOSFET 21X is a mirror transistor connected in parallel to the NMOSFET 10X, and generates a sense current Is according to the output current Io. The size ratio of the NMOSFET 10X to the NMOSFET 21X is m: 1 (where m> 1). Therefore, the sense current Is has a magnitude obtained by reducing the output current Io to 1 / m. As in the case of the NMOSFET 10X, the NMOSFET 21X is turned on when the gate drive signal G1X is at high level, and is turned off when the gate drive signal G1X is at low level.
センス抵抗22X(抵抗値:Rs)は、NMOSFET21Xのソースと出力端子T2Xとの間に接続されており、センス電流Isに応じたセンス電圧VsX(=Is×Rs+VoX、ただし、VoXは出力端子T2Xに現れる出力電圧)を生成する電流/電圧変換素子である。 The sense resistor 22X (resistance value: Rs) is connected between the source of the NMOSFET 21X and the output terminal T2X, and a sense voltage VsX (= Is x Rs + VoX according to the sense current Is, where VoX is the output terminal T2X Is a current / voltage conversion element that generates an output voltage that appears.
ゲート制御部30Xは、ゲート制御信号S1Xの電流能力を高めたゲート駆動信号G1Xを生成してNMOSFET10Xおよび21Xそれぞれのゲートに出力することにより、NMOSFET10Xおよび21Xのオン/オフ制御を行う。なお、ゲート制御部30Xは、過電流保護信号S71Xに応じて出力電流Ioを制限するようにNMOSFET10Xおよび21Xを制御する機能を備えている。
The
制御ロジック部40Xは、内部電源電圧Vregの供給を受けてゲート制御信号S1Xを生成する。例えば、外部制御信号SiXがハイレベル(=NMOSFET10Xをオンさせるときの論理レベル)であるときには、内部電源部60Xから内部電源電圧Vregが供給されるので、制御ロジック部40Xが動作状態となり、ゲート制御信号S1Xがハイレベル(=Vreg)となる。一方、外部制御信号SiXがローレベル(=NMOSFET10Xをオフさせるときの論理レベル)であるときには、内部電源部60Xから内部電源電圧Vregが供給されないので、制御ロジック部40Xが非動作状態となり、ゲート制御信号S1Xがローレベル(=GND)となる。また、制御ロジック部40Xは、各種の異常保護信号(過電流保護信号S71X等)を監視している。
The
信号入力部50Xは、入力端子T3Xから外部制御信号SiXの入力を受け付けて制御ロジック部40Xや内部電源部60Xに伝達するシュミットトリガである。なお、外部制御信号SiXは、例えば、NMOSFET10Xをオンさせるときにハイレベルとなり、NMOSFET10Xをオフさせるときにローレベルとなる。
The
内部電源部60Xは、電源電圧VBBXから所定の内部電源電圧Vregを生成して半導体集積回路装置1の各部に供給する。なお、内部電源部60Xの動作可否は、外部制御信号SiXに応じて制御される。より具体的に述べると、内部電源部60Xは、外部制御信号SiXがハイレベルであるときに動作状態となり、外部制御信号SiXがローレベルであるときに非動作状態となる。
The internal
異常保護部70Xは、半導体集積回路装置1の各種異常を検出する回路ブロックであり、過電流保護回路71Xの他、不図示のオープン保護回路、温度保護回路、および減電圧保護回路を含む。
The abnormality protection unit 70X is a circuit block that detects various abnormalities in the semiconductor integrated circuit device 1, and includes an open protection circuit (not shown), a temperature protection circuit, and a voltage reduction protection circuit in addition to the
過電流保護回路71Xは、センス電圧VsXの監視結果(=出力電流Ioの過電流異常が生じているか否か)に応じた過電流保護信号S71Xを生成する。なお、過電流保護信号S71Xは、例えば、異常未検出時にローレベルとなり、異常検出時にハイレベルとなる。
The
図6は、半導体集積回路装置1(パッケージ品)のピン配置の一例を示す図である。図6に示す半導体集積回路装置1は、矩形体の対向する辺の一方に8つのピンを配置され、他方に8つのピンが配置される。 FIG. 6 is a view showing an example of the pin arrangement of the semiconductor integrated circuit device 1 (package product). In the semiconductor integrated circuit device 1 shown in FIG. 6, eight pins are arranged on one of the opposite sides of the rectangular body and eight pins are arranged on the other.
一方の辺に配置される8つのピンにおいては、端から順にピンVBB、ピンSET、およびその他のピンが配置される。すなわち、ピンVBBとピンSETとは、隣接する。他方の辺に配置される8つのピンにおいては、端から順に4つのピンOUT1、および4つのピンOUT2が配置される。 In the eight pins disposed on one side, the pin VBB, the pin SET, and the other pins are disposed in order from the end. That is, the pin VBB and the pin SET are adjacent to each other. In the eight pins arranged on the other side, four pins OUT1 and four pins OUT2 are arranged in order from the end.
ピンVBBは、図5における電源端子T1Xに相当し、電源電圧が印加される高耐圧端子である。ピンSETは、図5における過電流保護回路71X,71Yの過電流設定値を設定するための抵抗器を接続可能な端子であり、低耐圧端子である。ピンOUT1は、図5における出力端子T2Xに相当し、負荷3Xを接続するための端子であり、高耐圧端子である。ピンOUT2は、図5における出力端子T2Yに相当し、負荷3Yを接続するための端子であり、高耐圧端子である。
The pin VBB corresponds to the power supply terminal T1X in FIG. 5, and is a high breakdown voltage terminal to which a power supply voltage is applied. The pin SET is a terminal to which a resistor for setting the overcurrent setting value of the
従って、図6において、基本的に同一の辺には高耐圧端子、低耐圧端子のいずれかのみが配置されるようにしているが、ピン配置の都合上、高耐圧端子であるピンVBBと低耐圧端子であるピンSETとが同一の辺に配置されて隣接している。よって、ピンVBBとピンSETとは、短絡する可能性がある。 Therefore, in FIG. 6, only one of the high withstand voltage terminal and the low withstand voltage terminal is basically arranged on the same side, but the pin VBB and the low withstand voltage terminal are low because of the pin arrangement. The pin SET, which is a withstand voltage terminal, is disposed on the same side and adjacent to one another. Therefore, the pin VBB and the pin SET may short-circuit.
ここで、半導体集積回路装置1には先述した保護回路10(図1,図2)を搭載することが可能であり、この場合、低耐圧端子TLがピンSETに相当する。従って、ピンVBBとピンSETとが短絡した場合でも、保護回路10によりピンSET(低耐圧端子TL)と低耐圧回路との間の経路が遮断されるので(図2の状態)、低耐圧回路に過電圧が印加されることを抑制し、低耐圧回路の破壊を抑制できる。よって、ピンSETとピンVBBとの間に未接続端子(NC)を配置したり、低耐圧回路を高耐圧の素子により構成する必要がないので、半導体集積回路装置1の小型化を図れる。 Here, the protection circuit 10 (FIGS. 1 and 2) described above can be mounted on the semiconductor integrated circuit device 1. In this case, the low breakdown voltage terminal TL corresponds to the pin SET. Therefore, even when the pin VBB and the pin SET are short-circuited, the path between the pin SET (low withstand voltage terminal TL) and the low withstand voltage circuit is cut off by the protection circuit 10 (state of FIG. 2). It is possible to suppress the application of overvoltage to prevent the breakdown of the low withstand voltage circuit. Therefore, the semiconductor integrated circuit device 1 can be miniaturized since it is not necessary to arrange the unconnected terminal (NC) between the pin SET and the pin VBB or to configure the low breakdown voltage circuit with a high breakdown voltage element.
特に、近年では、車載用ICに対して、ISO26262(自動車の電気/電子に関する機能安全についての国際規格)を順守することが求められており、車載用IPDについても、より高い信頼性が要求されており、本発明に係る保護回路は有効性が高い。 In particular, in recent years, automotive ICs are required to comply with ISO 26262 (international standard for functional safety related to electrical and electronic of vehicles), and higher reliability is also required for automotive IPD. The protection circuit according to the present invention is highly effective.
<車両への適用>
図7は、車両の一構成例を示す外観図である。本構成例の車両Xは、バッテリ(本図では不図示)と、バッテリから電力供給を受けて動作する種々の電子機器X11〜X18とを搭載している。なお、本図における電子機器X11〜X18の搭載位置については、図示の便宜上、実際とは異なる場合がある。
<Application to vehicles>
FIG. 7 is an external view showing a configuration example of a vehicle. The vehicle X of this configuration example is equipped with a battery (not shown in the figure) and various electronic devices X11 to X18 that operate by receiving power supply from the battery. The mounting positions of the electronic devices X11 to X18 in this figure may differ from the actual ones for convenience of illustration.
電子機器X11は、エンジンに関連する制御(インジェクション制御、電子スロットル制御、アイドリング制御、酸素センサヒータ制御、および、オートクルーズ制御など)を行うエンジンコントロールユニットである。 The electronic device X11 is an engine control unit that performs control related to the engine (injection control, electronic throttle control, idling control, oxygen sensor heater control, auto cruise control, and the like).
電子機器X12は、HID[high intensity discharged lamp]やDRL[daytime running lamp]などの点消灯制御を行うランプコントロールユニットである。 The electronic device X12 is a lamp control unit that performs on / off control such as HID [high intensity discharged lamp] or DRL [daytime running lamp].
電子機器X13は、トランスミッションに関連する制御を行うトランスミッションコントロールユニットである。 The electronic device X13 is a transmission control unit that performs control related to the transmission.
電子機器X14は、車両Xの運動に関連する制御(ABS[anti-lock brake system]制御、EPS[electric power steering]制御、電子サスペンション制御など)を行うボディコントロールユニットである。 The electronic device X14 is a body control unit that performs control related to the motion of the vehicle X (ABS (anti-lock brake system) control, EPS (electric power steering) control, electronic suspension control, and the like).
電子機器X15は、ドアロックや防犯アラームなどの駆動制御を行うセキュリティコントロールユニットである。 The electronic device X15 is a security control unit that performs drive control of a door lock, a security alarm, and the like.
電子機器X16は、ワイパー、電動ドアミラー、パワーウィンドウ、ダンパー(ショックアブソーバー)、電動サンルーフ、および、電動シートなど、標準装備品やメーカーオプション品として、工場出荷段階で車両Xに組み込まれている電子機器である。 The electronic device X16 is an electronic device incorporated in the vehicle X at the factory shipment stage as a standard accessory or a manufacturer option such as a wiper, an electric door mirror, a power window, a damper (shock absorber), an electric sunroof, and an electric seat. It is.
電子機器X17は、車載A/V[audio/visual]機器、カーナビゲーションシステム、および、ETC[electronic toll collection system]など、ユーザオプション品として任意で車両Xに装着される電子機器である。 The electronic device X17 is an electronic device optionally mounted on the vehicle X as a user option item such as an on-board A / V [audio / visual] apparatus, a car navigation system, and an ETC [electronic toll collection system].
電子機器X18は、車載ブロア、オイルポンプ、ウォーターポンプ、バッテリ冷却ファンなど、高耐圧系モータを備えた電子機器である。 The electronic device X18 is an electronic device equipped with a high voltage system motor such as a vehicle blower, an oil pump, a water pump, and a battery cooling fan.
なお、先に説明した半導体集積回路装置1、ECU2、および、負荷3X,3Yは、電子機器X11〜X18のいずれにも組み込むことが可能である。
The semiconductor integrated circuit device 1, the ECU 2, and the
<その他の変形例>
また、上記の実施形態では、車載用ハイサイドスイッチICを例に挙げて説明を行ったが、本明細書中に開示されている発明の適用対象は、これに限定されるものではなく、例えば、その他の車載用IPD(車載用ローサイドスイッチICや車載用電源ICなど)はもちろん、車載用途以外の半導体集積回路装置にも広く適用することが可能である。
<Other Modifications>
Further, although the above embodiment has been described by taking the on-vehicle high-side switch IC as an example, the application object of the invention disclosed in the present specification is not limited to this, for example, The present invention can be widely applied to semiconductor integrated circuit devices other than in-vehicle applications as well as other in-vehicle IPDs (in-vehicle low-side switch ICs, in-vehicle power ICs, etc.).
また、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。 Further, various technical features disclosed in the present specification can be modified in various ways without departing from the gist of the technical creation other than the above embodiment. That is, the above embodiment should be considered as illustrative in all points and not restrictive, and the technical scope of the present invention is shown by the claims rather than the description of the above embodiment. It is to be understood that the present invention includes all modifications that fall within the meaning and scope equivalent to the claims.
本発明は、例えば、車載用IPDに利用することができる。 The present invention can be used, for example, in an in-vehicle IPD.
10、20 保護回路
101、201 切替制御部
NM1〜NM4 トランジスタ
PM1、PM2 トランジスタ
ZD1〜ZD4 ツェナーダイオード
R1〜R4 抵抗
TL 低耐圧端子
Tvr 端子
Tc 端子
Tgd グランド端子
Tvd 電源端子
1 半導体集積回路装置
2 ECU
3X,3Y 負荷
T1X,T1Y 電源端子
T2X,T2Y 出力端子
T3X,T3Y 入力端子
10X,10Y NMOSFET
20X,20Y 出力電流監視部
21X,21Y NMOSFET
22X,22Y センス抵抗
30X,30Y ゲート制御部
40X,40Y 制御ロジック部
50X,50Y 信号入力部
60X,60Y 内部電源部
70X,70Y 異常保護部
71X,71Y 過電流保護回路
10, 20
3X, 3Y Load T1X, T1Y Power Supply Terminal T2X, T2Y Output Terminal T3X,
20X, 20Y output
22X,
Claims (12)
前記低耐圧端子に印加される電圧に応じて前記第1スイッチのオンオフを切替える切替制御部と、
を備える保護回路。 A first switch for switching on / off of a path between the low breakdown voltage circuit and the low breakdown voltage terminal;
A switching control unit that switches on and off of the first switch according to a voltage applied to the low withstand voltage terminal;
Protection circuit.
Nチャネル型MOSFETである前記第1スイッチのゲートに接続されるプルアップ抵抗と、
前記ゲートとグランドとの間の経路の導通/遮断を切替える第2スイッチと、を有する、請求項1に記載の保護回路。 The switching control unit
A pull-up resistor connected to the gate of the first switch, which is an N-channel MOSFET;
The protection circuit according to claim 1, further comprising: a second switch that switches conduction / cutoff of a path between the gate and the ground.
Nチャネル型MOSFETである前記第2スイッチのゲートは、前記第1ツェナーダイオードのアノードと前記第1抵抗の一端とが接続される第1接続点に接続され、
前記第2スイッチのソースは、グランド電位の印加端とともに前記第1抵抗の他端に接続され、
前記第2スイッチのドレインは、前記第1スイッチのゲートに接続され、
前記第1ツェナーダイオードのカソードは、前記低耐圧端子に接続される、請求項2または請求項3に記載の保護回路。 The switching control unit further includes a first Zener diode and a first resistor,
The gate of the second switch, which is an N-channel MOSFET, is connected to a first connection point where the anode of the first Zener diode and one end of the first resistor are connected.
The source of the second switch is connected to the other end of the first resistor together with the application end of the ground potential,
The drain of the second switch is connected to the gate of the first switch,
The protection circuit according to claim 2, wherein a cathode of the first Zener diode is connected to the low voltage terminal.
前記第2ツェナーダイオードのアノードは、前記第2スイッチのソースに接続され、
前記第2ツェナーダイオードのカソードは、前記第2スイッチのゲートと前記第2抵抗の一端とが接続される第2接続点に接続され、
前記第2抵抗の他端は、前記第1接続点に接続される、請求項4に記載の保護回路。 The switching control unit further includes a second Zener diode and a second resistor,
The anode of the second zener diode is connected to the source of the second switch,
The cathode of the second Zener diode is connected to a second connection point where the gate of the second switch and one end of the second resistor are connected,
The protection circuit according to claim 4, wherein the other end of the second resistor is connected to the first connection point.
Pチャネル型MOSFETである前記第1スイッチのゲートに接続されるプルダウン抵抗と、
前記ゲートと電源端子との間の経路の導通/遮断を切替える第3スイッチと、を有する、請求項1に記載の保護回路。 The switching control unit
A pull-down resistor connected to the gate of the first switch which is a P-channel MOSFET;
The protection circuit according to claim 1, further comprising: a third switch that switches conduction / cutoff of a path between the gate and the power supply terminal.
Pチャネル型MOSFETである前記第3スイッチのゲートは、前記第3ツェナーダイオードのカソードと前記第3抵抗の一端とが接続される第3接続点に接続され、
前記第3スイッチのソースは、前記電源端子とともに前記第3抵抗の他端に接続され、
前記第3スイッチのドレインは、前記第1スイッチのゲートに接続され、
前記第3ツェナーダイオードのアノードは、前記低耐圧端子に接続される、請求項6または請求項7に記載の保護回路。 The switching control unit further includes a third Zener diode and a third resistor,
The gate of the third switch, which is a P-channel MOSFET, is connected to a third connection point where the cathode of the third Zener diode and one end of the third resistor are connected,
The source of the third switch is connected to the other end of the third resistor together with the power supply terminal.
The drain of the third switch is connected to the gate of the first switch,
The protection circuit according to claim 6, wherein an anode of the third Zener diode is connected to the low withstand voltage terminal.
前記第4ツェナーダイオードのカソードは、前記第3スイッチのソースに接続され、
前記第4ツェナーダイオードのアノードは、前記第3スイッチのゲートと前記第4抵抗の一端とが接続される第4接続点に接続され、
前記第4抵抗の他端は、前記第3接続点に接続される、請求項8に記載の保護回路。 The switching control unit further includes a fourth Zener diode and a fourth resistor,
The cathode of the fourth Zener diode is connected to the source of the third switch,
The anode of the fourth Zener diode is connected to a fourth connection point to which the gate of the third switch and one end of the fourth resistor are connected,
The protection circuit according to claim 8, wherein the other end of the fourth resistor is connected to the third connection point.
低耐圧端子と、
前記低耐圧端子に隣接する高耐圧端子と、を備える半導体集積回路装置。 A protection circuit according to any one of claims 1 to 9;
Low withstand voltage terminal,
And a high withstand voltage terminal adjacent to the low withstand voltage terminal.
前記半導体集積回路装置に接続される負荷と、を有する車載用電子機器。 A semiconductor integrated circuit device according to claim 10 or 11;
And a load connected to the semiconductor integrated circuit device.
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