JP2019168309A - 集積回路 - Google Patents

Abstract

【課題】電源スイッチのトランジスタ毎の故障の検出と故障したトランジスタの特定を行うことを可能にする集積回路を提供する。【解決手段】実施形態の集積回路は、第１のトランジスタ群を有する電源スイッチと、前記電源スイッチのトランジスタ毎の故障の有無に応じたインピーダンスの変化を示す情報を生成する回路群と、を具備する。【選択図】図１

Description

本実施形態は、集積回路に関する。

一般に、半導体集積回路内に設けられた電源スイッチは、並列接続された複数のＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor）（以下、「トランジスタ群」と称す）で構成される。

従来、電源スイッチを構成するトランジスタ群のテストを行う場合、デバイスの動作仕様に基づくスキャンテストやメモリテストのパス／フェイル判定を行うことにより間接的に故障を検出するようにしている。ただし、この方法では、電源スイッチを構成する個々のトランジスタを決定的（deterministic）にテストすることができず、故障しているトランジスタを特定することは難しい。

特開２０１２−１５９４５４号公報

電源スイッチのトランジスタ毎の故障の検出と故障したトランジスタの特定を行うことを可能にする集積回路を提供する。

実施形態の集積回路は、第１のトランジスタ群を有する電源スイッチと、前記電源スイッチのトランジスタ毎の故障の有無に応じたインピーダンスの変化を示す情報を生成する回路群と、を具備する。

図１は、一実施形態に係る半導体集積回路の構成の一例を示す図である。 図２は、「パワースイッチの常時オフ故障」の有無を検証するシーンの一例を示す模式図である。 図３は、常時オフ故障が無いときに形成される等価回路の一例を示す模式図である。 図４は、常時オフ故障があるときに形成される等価回路の一例を示す模式図である。 図５は、「パワースイッチの常時オン故障」の有無を検証するシーンの一例を示す模式図である。 図６は、常時オン故障が無いときに形成される等価回路の一例を示す模式図である。 図７は、常時オン故障があるときに形成される等価回路の一例を示す模式図である。 図８は、同実施形態におけるテストモードに関わる動作の一例を示すタイムチャートである。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する構成要素については、共通する参照符号を付す。

＜基本構成＞
図１は、一実施形態に係る半導体集積回路の構成の一例を示す図である。なお、図１の構成は一例を示すものであり、この例に限定されるものではない。例えば、各種信号のレベル「ロー」，「ハイ」や、論理値「０」，「１」を入れ替えるなど、適宜、変更を加えて実施しても構わない。

図１に示される半導体集積回路１００は、外部端子１〜５、セル群１０、レジスタ１１〜１３、演算素子群１４、選択器Ｓ１，Ｓ２、トランジスタ群Ｔｒ０〜Ｔｒ４、信号線Ｌ１〜Ｌ５等を有する。

なお、これらの要素のうち、トランジスタ群Ｔｒ１は、セル群１０の電源スイッチに相当するものであり、各トランジスタＴｒ１は故障診断とテストの対象になる。ここでは、トランジスタ群Ｔｒ１が３つである場合を例示しているが、トランジスタ群の数はこれに限定されるものではない。

本実施形態の半導体集積回路１００は、電源スイッチを構成するトランジスタ群Ｔｒ１のトランジスタ毎の故障の有無に応じたインピーダンスの変化を示す情報を生成する回路群を含んでいる。当該回路群は、テスト対象のトランジスタＴｒ１と直列接続される別のトランジスタＴｒ２，Ｔｒ３のセットもしくはトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４のセットを有し、また、当該直列接続の箇所の電圧を示す情報を伝送する信号線Ｌ１１，Ｌ１２，もしくはＬ１３を有する。

外部端子（ＴＥＳＴ＿ＤＩＡＧ＿ＭＯＤＥ）１は、通常動作モードとテストモードのいずれか一方を指定するモード指定信号を入力する入力端子である。

モード指定信号は、例えば、通常動作モードの指定を、「０」の値（ＴＥＳＴ＿ＤＩＡＧ＿ＭＯＤＥ＝０）で表し、テストモードの指定を、「１」の値（ＴＥＳＴ＿ＤＩＡＧ＿ＭＯＤＥ＝１）で表す。

外部端子（ＴＥＳＴ＿ＭＯＤＥ）２は、テストの種別を指定するテスト種別指定信号を入力する入力端子である。

テストの種別としては、「パワースイッチの常時オン故障」のテストと、「パワースイッチの常時オフ故障」のテストとがある。

テスト種別指定信号は、例えば、「パワースイッチの常時オン故障」のテストの指定を、「０」の値（ＴＥＳＴ＿ＭＯＤＥ＝０）で表し、「パワースイッチの常時オフ故障」のテストの指定を、「１」の値（ＴＥＳＴ＿ＭＯＤＥ＝１）で表す。

外部端子（ＳＣＬＫ）３は、テストモードのときにテストモード用のクロック信号を入力する入力端子である。

外部端子（ＳＩＮ）４は、テストモードのときにテストパターンデータを入力（スキャンイン）する入力端子である。

外部端子（ＳＯＵＴ）５は、テストモードのときにテスト結果を含むデータを出力（スキャンアウト）する出力端子である。

セル群１０は、例えばＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などを構成する記憶セル群である。

レジスタ１１は、テストモードのときに、例えば「０」と「１」との組み合わせで構成されるテストパターンデータを、外部端子３から供給されてくるクロック信号に同期しながら順次送り出すシフトレジスタとして動作するものである。レジスタ１１内の値「０」または「１」は、トランジスタ群Ｔｒ２の各々をオフ状態またはオン状態にさせる。

レジスタ１２は、通常動作モードのときにはシステムから供給されるデータを、一方、テストモードのときにテストパターンデータを、外部端子３から供給されてくるクロック信号に同期しながら順次送り出すシフトレジスタとして動作するものである。レジスタ１２内の値「０」または「１」は、トランジスタ群Ｔｒ１の各々をオフ状態またはオン状態にさせる。

なお、レジスタ１２は、本来は通常の動作において使用するためにトランジスタ群Ｔｒ１と共に配置された要素であるが、本実施形態では通常動作モードとテストモードとで共用できるように構成されている。

レジスタ１１，１２は、テストモードのときには選択器Ｓ１を通じて１つの経路を形成する。当該レジスタ１１，１２には、テスト対象のトランジスタＴｒ１の選択を指示する情報と、当該テスト対象のトランジスタＴｒ１をオンとオフのいずれの状態にするかを指示する情報とを含むテストパターンデータが流される。

レジスタ１３は、テストモードのときに、テスト結果を含むデータを順次送り出すシフトレジスタとして動作するものである。このレジスタ１３は、テスト対象のトランジスタＴｒ１につき、「故障なし（Ｌ）」示す情報（例えば値「０」）、「故障あり（Ｈ）」を示す情報（例えば値「１」）、テストせず（Ｘ）を示す情報（例えば「Null」）のいずれかを、外部端子３から供給されてくるクロック信号に同期して順次送り出す。送り出された情報は、外部端子５から外部へ出力され、当該情報をもとに、テスト対象のトランジスタＴｒ１の故障の有無が検証される。

比較器群１４は、それぞれ、信号線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を伝送されてくる情報を論理値として入力すると共に、選択器Ｓ２から供給される期待値を入力し、２つの入力値を比較して、その比較結果を出力する演算要素である。各比較器は、例えば、２つの入力値が一致する場合には「故障なし」を表す値「０」（レベル「Ｌ」に相当）を出力し、２つの入力値が一致しない場合には「故障あり」を表す値「１」（レベル「Ｈ」に相当）を出力する。

選択器Ｓ１は、例えばマルチプレクサを用いて構成され、外部端子１から供給されてくるモード指定信号に従って入力先の選択を行う。

この選択器Ｓ１は、例えば、モード指定信号が「通常動作モード」（ＴＥＳＴ＿ＤＩＡＧ＿ＭＯＤＥ＝０）を指定しているときは、システムから送られてくるデータをレジスタ１２側へ伝送する経路を構成する。一方、モード指定信号が「テストモード」（ＴＥＳＴ＿ＤＩＡＧ＿ＭＯＤＥ＝１）を指定しているときは、レジスタ１１から送られてくるデータをレジスタ１２側へ伝送する経路を構成する。

選択器Ｓ２は、例えばマルチプレクサを用いて構成され、外部端子２から供給されてくるテスト種別指定信号に従って入力先の選択を行う。この選択器Ｓ２は、例えば、テスト種別指定信号が「パワースイッチの常時オン故障」のテスト（ＴＥＳＴ＿ＭＯＤＥ＝０）を指定しているときは、「０」の値を比較器群１４側へ出力する。一方、テスト種別指定信号が「パワースイッチの常時オフ故障」のテスト（ＴＥＳＴ＿ＭＯＤＥ＝１）を指定しているときは、「１」の値を比較器群１４側へ出力する。

トランジスタ群Ｔｒ０は、外部端子１から供給されてくるモード指定信号に従って、セル群１０とトランジスタ群Ｔｒ１との電気的接続／非接続の状態を切り替えるスイッチである。このトランジスタ群Ｔｒ０は、例えば、モード指定信号が「通常動作モード」（ＴＥＳＴ＿ＤＩＡＧ＿ＭＯＤＥ＝０）を指定しているときは、オンの状態になり、セル群１０とトランジスタ群Ｔｒ１とを電気的に接続する。一方、モード指定信号が「テストモード」（ＴＥＳＴ＿ＤＩＡＧ＿ＭＯＤＥ＝１）を指定しているときは、オフの状態になり、セル群１０をトランジスタ群Ｔｒ１から電気的に切り離す。

なお、トランジスタ群Ｔｒ０は、必ずしも設置を要するものではない。セル群１０とトランジスタ群Ｔｒ１との電気的接続／非接続を実現できる、あるいはセル群１０が動作しない状態に固定できるのであれば、既設の要素もしくは別の手段で実現してもよい。

トランジスタ群Ｔｒ１は、前述した通り、セル群１０の電源スイッチに相当するものであり、各トランジスタＴｒ１は故障診断とテストの対象になる。

各トランジスタＴｒ１は、レジスタ１２から供給されてくる値に応じてオンの状態またはオフの状態になる。例えば、レジスタ１２から供給されてくる値が「０」のときは、トランジスタＴｒ１はオンの状態になる。このとき、対応するトランジスタＴｒ０がオンの状態になっていれば、電源電圧ＶＤＤはセル群１０へ供給される。一方、レジスタ１２から供給されてくる値が「１」のときは、トランジスタＴｒ１はオフの状態になる。このとき、電源電圧ＶＤＤはセル群１０側に供給されない。

トランジスタ群Ｔｒ２は、信号線群Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を通じてトランジスタ群Ｔｒ１とそれぞれ直列に接続されている。これらのトランジスタ群Ｔｒ２は、対応するトランジスタＴｒ１をトランジスタＴｒ３またはＴｒ４と電気的に接続させるスイッチ群である。トランジスタ群Ｔｒ２のうちの例えばオンの状態となるトランジスタＴｒ２に接続されているトランジスタＴｒ１は、テストの対象となる。

各トランジスタＴｒ２は、レジスタ１１から供給されてくる値に応じてオンの状態またはオフの状態になる。例えば、レジスタ１１から供給されてくる値が「１」のときは、トランジスタＴｒ２はオンの状態になり、対応するトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ３またはＴｒ４とを電気的に接続する。一方、レジスタ１１から供給されてくる値が「０」のときは、トランジスタＴｒ２はオフの状態になり、対応するトランジスタＴｒ１をトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４から電気的に切り離す。なお、各トランジスタＴｒ２のオン抵抗（導通時の抵抗）は、それぞれ同じであるものとする。

トランジスタＴｒ３とトランジスタＴｒ４とは並列に接続されている。トランジスタＴｒ３は、信号線Ｌ４上に設けられ、トランジスタ群Ｔｒ２を介してトランジスタ群Ｔｒ１と接続される。一方、トランジスタＴｒ４は、信号線Ｌ５上に設けられ、トランジスタ群Ｔｒ２を介してトランジスタ群Ｔｒ１と接続される。

トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４は、外部端子２から供給されてくるテスト種別指定信号に従い、いずれか一方だけがオンの状態になるスイッチ群である。例えば、テスト種別指定信号が「パワースイッチの常時オン故障」のテスト（ＴＥＳＴ＿ＭＯＤＥ＝０）を指定しているときは、トランジスタＴｒ４の方がオンの状態になる。一方、テスト種別指定信号が「パワースイッチの常時オフ故障」のテスト（ＴＥＳＴ＿ＭＯＤＥ＝１）を指定しているときは、トランジスタＴｒ３の方がオンの状態になる。

トランジスタＴｒ３は、オン状態のトランジスタＴｒ２を通じて対応するトランジスタＴｒ１と電気的に接続される。トランジスタＴｒ４も同様、オン状態のトランジスタＴｒ２を通じて対応するトランジスタＴｒ１と電気的に接続される。なお、トランジスタＴｒ３のオン抵抗（導通時の抵抗）は、トランジスタＴｒ４のオン抵抗（導通時の抵抗）よりも小さいものとする。

次に、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４のそれぞれのインピーダンス（オン抵抗）の関係について説明する。

＜「パワースイッチの常時オフ故障」の診断とテストを可能にするための条件＞
各トランジスタＴｒ１について「パワースイッチの常時オフ故障」の診断とテストを行えるようにするため、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３の間で以下の関係を満たすようなトランジスタＴｒ２，Ｔｒ３を実装する。

Ｚ_{Ｔｒ１_ｏｎ}＜（Ｚ_{Ｔｒ２_ｏｎ}＋Ｚ_{Ｔｒ３_ｏｎ}）＜Ｚ_{Ｔｒ１_ｆａｕｌｔ_ｏｆｆ} …（１）
ここで、
Ｚ_{Ｔｒ１_ｏｎ}：Ｔｒ１の理想のオン抵抗
Ｚ_{Ｔｒ２_ｏｎ}：Ｔｒ２の理想のオン抵抗
Ｚ_{Ｔｒ３_ｏｎ}：Ｔｒ３の理想のオン抵抗
Ｚ_{Ｔｒ１_ｆａｕｌｔ_ｏｆｆ}:Ｔｒ１の常時オフ故障時のオフ抵抗
すなわち、トランジスタＴｒ２の理想のオン抵抗とトランジスタＴｒ３の理想のオン抵抗とを合わせた値が、トランジスタＴｒ１の常時オフ故障時のオフ抵抗の値よりも小さく、且つ、トランジスタＴｒ１の理想のオン抵抗の値よりも大きくなるように構成される。

＜「パワースイッチの常時オン故障」の診断とテストを可能にするための条件＞
各トランジスタＴｒ１について「パワースイッチの常時オン故障」の診断とテストを行えるようにするため、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ４の間で以下の関係を満たすようなトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４を実装する。

Ｚ_{Ｔｒ１_ｆａｕｌｔ_ｏｎ}＜（Ｚ_{Ｔｒ２_ｏｎ}＋Ｚ_{Ｔｒ４_ｏｎ}）＜Ｚ_{Ｔｒ１_ｏｆｆ} …（２）
ここで、
Ｚ_{Ｔｒ１_ｆａｕｌｔ_ｏｎ}:Ｔｒ１の常時オン故障時のオン抵抗
Ｚ_{Ｔｒ２_ｏｎ}：Ｔｒ２の理想のオン抵抗
Ｚ_{Ｔｒ３_ｏｎ}：Ｔｒ３の理想のオン抵抗
Ｚ_{Ｔｒ１_ｏｆｆ}：Ｔｒ１の理想のオフ抵抗
すなわち、トランジスタのＴｒ２の理想のオン抵抗とトランジスタのＴｒ４の理想のオン抵抗とを合わせた値が、トランジスタＴｒ１の理想のオフ抵抗の値よりも小さく、且つ、トランジスタＴｒ１の常時オン故障時のオン抵抗の値よりも大きくなるように構成される。

なお、図１の例では、１つのトランジスタＴｒ１に対して１つのトランジスタＴｒ２を設ける場合を例示しているが、この１つのトランジスタＴｒ２を複数個のトランジスタの集まりに代えて構成してもよい。この場合、複数個のトランジスタのオン抵抗の合成抵抗が上記１つのトランジスタＴｒ２のオン抵抗と同じになるように構成する。このようにすると、複数個のトランジスタのうちのいくつかにオン抵抗のばらつきが生じても、トランジスタＴｒ２のオン抵抗の変動は少なく、高い安定度を維持することができる。また、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４も、それぞれ、複数個のトランジスタの集まりに代えて構成してもよい。

また、図１の例では、テストパターンデータの供給およびテスト結果の回収を行うことでテストを実施する装置が半導体集積回路１００の外部に設けられる場合を例示しているが、代わりに、テストを実施する装置がＢＩＳＴ（Built-In Self-Test）回路として半導体集積回路１００の内部に配置されるように構成してもよい。

＜「パワースイッチの常時オフ故障」の有無を検証する手法の一例＞
次に、図２乃至図４を参照して、「パワースイッチの常時オフ故障」の有無を検証する手法の一例について説明する。

図２は、半導体集積回路１００において「パワースイッチの常時オフ故障」の有無を検証するシーンの一例を示す模式図である。

図２の例では、トランジスタ群Ｔｒ１のうち、信号線Ｌ２に接続されたトランジスタＴｒ１ｂがテスト対象になっている。

外部端子１からは、テストモードを指定するモード指定信号（ＴＥＳＴ＿ＤＩＡＧ＿ＭＯＤＥ＝１）が入力されており、トランジスタ群Ｔｒ０はオフの状態になっており、選択器Ｓ１はレジスタ１１から送られてくるデータをレジスタ１２側へ伝送する経路を構成している。

外部端子２からは、「パワースイッチの常時オフ故障」のテストを指定するテスト種別指定信号（ＴＥＳＴ＿ＭＯＤＥ＝１）が入力されており、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４のうちのトランジスタＴｒ３の方がオンの状態になっており、選択器Ｓ２は「１」の値を比較器群１４側へ出力している。

外部端子３からは、クロック信号が入力されており、クロック信号がレジスタ１１乃至１３へそれぞれ供給されている。

外部端子４からは、テストパターンデータが入力されている。

ここで、図２に示されるように外部端子４からレジスタ１１，１２に供給されたテストパターンデータは、レジスタ１２内の値「０」が、テスト対象のトランジスタＴｒ１ｂがオン状態となるように作用し、また、レジスタ１１内の値「１」が、テスト対象のトランジスタＴｒ１ｂに対応するＴｒ２がオン状態となるように作用する。

その結果、電源電圧ＶＤＤから、トランジスタＴｒ１ｂ、信号線Ｌ２上のトランジスタＴｒ２、信号線Ｌ４上のトランジスタＴｒ３を経由して、グランドまで至る経路が形成される。

このとき、テスト対象のトランジスタＴｒ１ｂと、対応するトランジスタＴｒ２およびＴｒ３のセットとは、信号線Ｌ２を通じて直列接続されている。当該直列接続の箇所で生じた電圧は、信号線Ｌ１２を通じて対応する比較器１４へ伝えられる。この比較器１４は、信号線Ｌ２を伝送されてくる電圧のレベルを論理値「１」または「０」として入力すると共に、選択器Ｓ２から供給される期待値「１」を入力し、２つの入力値を比較して、その比較結果を出力する。

例えば、信号線Ｌ２を伝送されてくる電圧のレベルが論理値「１」に相当する場合は、２つの入力値が一致するため、選択器Ｓ２は「故障なし」を表す値「０」（レベル「Ｌ」に相当）を出力する。一方、信号線Ｌ２を伝送されてくる電圧のレベルが論理値「０」に相当する場合は、２つの入力値が一致しないため、選択器Ｓ２は「故障あり」を表す値「１」（レベル「Ｈ」に相当）を出力する。

レジスタ１３は、テスト対象のトランジスタＴｒ１ｂにつき、「故障あり」を表す値「０」（レベル「Ｈ」に相当）または「故障なし」を表す値「０」（レベル「Ｌ」に相当）を比較器１４から取得し、外部端子５側へ出力する。

図３は、常時オフ故障が無いときに形成される等価回路の一例を示す模式図である。一方、図４は、常時オフ故障があるときに形成される等価回路の一例を示す模式図である。

図３に示すように、常時オフ故障がトランジスタＴｒ１に発生していない状況は、上記（１）式の中の「Ｚ_{Ｔｒ１_ｏｎ}＜（Ｚ_{Ｔｒ２_ｏｎ}＋Ｚ_{Ｔｒ３_ｏｎ}）」の関係に該当する。この場合、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２，Ｔｒ３との間の電圧は、所定の閾値を上回り、論理値「１」を満たすレベルとなる。この論理値「１」は期待値「１」と一致するため、選択器Ｓ２は「故障なし」を表す値「０」（レベル「Ｌ」に相当）を出力することになる。

一方、図４に示すように、常時オフ故障がトランジスタＴｒ１に発生している状況は、上記（１）式の中の「（Ｚ_{Ｔｒ２_ｏｎ}＋Ｚ_{Ｔｒ３_ｏｎ}）＜Ｚ_{Ｔｒ１_ｆａｕｌｔ_ｏｆｆ}」の関係に該当する。この場合、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２，Ｔｒ３との間の電圧は、所定の閾値を下回り、論理値「０」を満たすレベルとなる。この論理値「０」は期待値「１」と一致しないため、選択器Ｓ２は「故障あり」を表す値「１」（レベル「Ｈ」に相当）を出力することになる。

＜「パワースイッチの常時オン故障」の有無を検証する手法の一例＞
次に、図５乃至図７を参照して、「パワースイッチの常時オン故障」の有無を検証する手法の一例について説明する。

図５は、半導体集積回路１００において「パワースイッチの常時オン故障」の有無を検証するシーンの一例を示す模式図である。

図５の例では、トランジスタ群Ｔｒ１のうち、信号線Ｌ２に接続されたトランジスタＴｒ１ｂがテスト対象になっている。

外部端子１からは、テストモードを指定するモード指定信号（ＴＥＳＴ＿ＤＩＡＧ＿ＭＯＤＥ＝１）が入力されており、トランジスタ群Ｔｒ０はオフの状態になっており、選択器Ｓ１はレジスタ１１から送られてくるデータをレジスタ１２側へ伝送する経路を構成している。

外部端子２からは、「パワースイッチの常時オン故障」のテストを指定するテスト種別指定信号（ＴＥＳＴ＿ＭＯＤＥ＝０）が入力されており、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４のうちのトランジスタＴｒ４の方がオンの状態になっており、選択器Ｓ２は「０」の値を比較器群１４側へ出力している。

外部端子３からは、クロック信号が入力されており、クロック信号がレジスタ１１乃至１３へそれぞれ供給されている。

外部端子４からは、テストパターンデータが入力されている。

ここで、図２に示されるように外部端子４からレジスタ１１，１２に供給されたテストパターンデータは、レジスタ１２内の値「１」が、テスト対象のトランジスタＴｒ１ｂがオン状態となるように作用し、また、レジスタ１１内の値「１」が、テスト対象のトランジスタＴｒ１ｂに対応するＴｒ２がオン状態となるように作用する。

その結果、電源電圧ＶＤＤから、トランジスタＴｒ１ｂ、信号線Ｌ２上のトランジスタＴｒ２、信号線Ｌ５上のトランジスタＴｒ４を経由して、グランドまで至る経路が形成される。

このとき、テスト対象のトランジスタＴｒ１ｂと、対応するトランジスタＴｒ２およびＴｒ４のセットとは、信号線Ｌ２を通じて直列接続されている。当該直列接続の箇所で生じた電圧は、信号線Ｌ１２を通じて対応する比較器１４へ伝えられる。この比較器１４は、信号線Ｌ２を伝送されてくる電圧のレベルを論理値「０」または「１」として入力すると共に、選択器Ｓ２から供給される期待値「０」を入力し、２つの入力値を比較して、その比較結果を出力する。

例えば、信号線Ｌ２を伝送されてくる電圧のレベルが論理値「０」に相当する場合は、２つの入力値が一致するため、選択器Ｓ２は「故障なし」を表す値「０」（レベル「Ｌ」に相当）を出力する。一方、信号線Ｌ２を伝送されてくる電圧のレベルが論理値「１」に相当する場合は、２つの入力値が一致しないため、選択器Ｓ２は「故障あり」を表す値「１」（レベル「Ｈ」に相当）を出力する。

レジスタ１３は、テスト対象のトランジスタＴｒ１ｂにつき、「故障なし」を表す値「０」（レベル「Ｌ」に相当）または「故障あり」を表す値「０」（レベル「Ｈ」に相当）を比較器１４から取得し、外部端子５側へ出力する。

図６は、常時オン故障が無いときに形成される等価回路の一例を示す模式図である。一方、図７は、常時オン故障があるときに形成される等価回路の一例を示す模式図である。

図６に示すように、常時オン故障がトランジスタＴｒ１に発生していない状況は、上記（２）式の中の「（Ｚ_{Ｔｒ２_ｏｎ}＋Ｚ_{Ｔｒ４_ｏｎ}）＜Ｚ_{Ｔｒ１_ｏｆｆ}」の関係に該当する。この場合、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４との間の電圧は、所定の閾値を下回り、論理値「０」を満たすレベルとなる。この論理値「０」は期待値「０」と一致するため、選択器Ｓ２は「故障なし」を表す値「０」（レベル「Ｌ」に相当）を出力することになる。

一方、図７に示すように、常時オン故障がトランジスタＴｒ１に発生している状況は、上記（２）式の中の「Ｚ_{Ｔｒ１_ｆａｕｌｔ_ｏｎ}＜（Ｚ_{Ｔｒ２_ｏｎ}＋Ｚ_{Ｔｒ４_ｏｎ}）」の関係に該当する。この場合、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４との間の電圧は、所定の閾値を上回り、論理値「１」を満たすレベルとなる。この論理値「１」は期待値「０」と一致しないため、選択器Ｓ２は「故障あり」を表す値「１」（レベル「Ｈ」に相当）を出力することになる。

次に、図８のタイムチャートを参照して、本実施形態におけるテストモードに関わる動作の一例を説明する。

期間Ｔ１においては、モード指定信号（ＴＥＳＴ＿ＤＩＡＧ＿ＭＯＤＥ）は、まだテストモードを指定しておらず、通常動作モードをしている状態にある。このとき、トランジスタ群Ｔｒ０はオンの状態になっており、選択器Ｓ１はシステムからから送られてくるデータをレジスタ１２側へ伝送する経路を構成している。

また、期間Ｔ１においては、テスト種別指定信号（ＴＥＳＴ＿ＭＯＤＥ）は、例えば初期設定として「パワースイッチの常時オン故障」のテストを指定している。このとき、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４のうちのトランジスタＴｒ４の方がオンの状態になっており、選択器Ｓ２は「０」の値を比較器群１４側へ出力している。

但し、まだ、外部端子（ＳＩＮ）３からはテストモード用のクロック（ＳＣＬＫ）が供給されておらず、外部端子（ＳＯＵＴ）４からはテストパターンデータが供給されていない。また、外部端子５からは有意なデータは出力されていない。

期間Ｔ２においては、モード指定信号（ＴＥＳＴ＿ＤＩＡＧ＿ＭＯＤＥ）の指定が通常動作モードからテストモードに切り替わる。

また、期間Ｔ２においては、テストモード用のクロック（ＳＣＬＫ）の供給が開始され、テストパターンデータの供給が開始される。

但し、まだ、比較器群１４では期待値との比較処理を行っておらず、レジスタ１３はテスト結果を取得しておらず、外部端子５からは有意なデータは出力されない。

期間Ｔ３においては、テスト種別指定信号（ＴＥＳＴ＿ＭＯＤＥ）は、「パワースイッチの常時オフ故障」のテストを指定する。このとき、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４のうちのトランジスタＴｒ３の方がオンの状態に切り替わり、選択器Ｓ２は「１」の値を比較器群１４側へ出力する。

このとき、出力電圧の変動が生じるので、その変動が収まるまでの期間、外部端子（ＳＩＮ）３からのテストモード用のクロック（ＳＣＬＫ）の供給が休止される。

期間Ｔ４においては、外部端子（ＳＩＮ）３からのテストモード用のクロック（ＳＣＬＫ）の供給が再開され、外部端子（ＳＩＮ）４から入力されるテストパターンデータがレジスタ１１，１２へ送られる。

また、期間Ｔ４においては、レジスタ１１，１２にそれぞれ送られたデータの作用により、電源電圧ＶＤＤから、テスト対象のトランジスタＴｒ１、これに対応するトランジスタＴｒ２、信号線Ｌ４上のトランジスタＴｒ３を経由して、グランドまで至る経路が形成される。このとき、テスト対象のトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２との間の箇所で生じた電圧が対応する比較器１４へ伝えられる。

比較器１４は、２つの入力値を比較して、その比較結果を出力する。比較結果は、「故障なし（Ｌ）」示す情報（例えば値「０」）、「故障あり（Ｈ）」を示す情報（例えば値「１」）、テストせず（Ｘ）を示す情報（例えば「Null」）のいずれかである。当該比較結果は、テスト結果として外部端子（ＳＯＵＴ）５から出力され、当該結果をもとに、テスト対象のトランジスタＴｒ１の故障の有無が検証される。

「故障あり（Ｈ）」が認められた場合には、当該テスト対象のトランジスタＴｒ１が「常時オフ故障」を起こしたトランジスタであるとして特定される。

期間Ｔ５においては、１つのトランジスタＴｒ１をテスト対象にした処理が終了した状態にある。以降、別のトランジスタＴｒ１をテスト対象にした処理が繰り返される。また、「パワースイッチの常時オフ故障」のテストのための処理の後には、「パワースイッチの常時オン故障」のテストのための処理も行われる。

以上詳述したように、実施形態によれば、電源スイッチのトランジスタ毎の故障の検出と故障したトランジスタの特定を行うことを可能にする集積回路を提供することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１〜５…外部端子、１０…セル群、１１〜１３…レジスタ、１４…比較器群、Ｓ１，Ｓ２…選択器、Ｔｒ０〜Ｔｒ４…トランジスタ群、Ｌ１〜Ｌ５…信号線。

Claims (10)

1. 第１のトランジスタ群を有する電源スイッチと、
   前記電源スイッチのトランジスタ毎の故障の有無に応じたインピーダンスの変化を示す情報を生成する回路群と、
   を具備する集積回路。
2. 前記回路群は、
   テスト対象のトランジスタと直列接続される別のトランジスタと、
   当該直列接続の箇所の電圧を示す情報を伝送する信号線と、
   を具備する、請求項１に記載の集積回路。
3. 前記回路群は、
   前記信号線を伝送されてくる情報と期待値との比較結果を出力する演算要素
   を具備する、請求項２に記載の集積回路。
4. 前記回路群は、
   テスト対象のトランジスタの選択を指示する情報と、当該テスト対象のトランジスタをオンとオフのいずれの状態にするかを指示する情報とを順次送り出すレジスタを具備する、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の集積回路。
5. 前記回路群は、
   前記第１のトランジスタ群とそれぞれ直列に接続される第２のトランジスタ群を具備し、
   前記第２のトランジスタ群のうち、オンの状態となる第２のトランジスタに接続されている第１のトランジスタがテスト対象となる、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の集積回路。
6. 前記回路群は、
   前記第２のトランジスタ群を介して前記第１のトランジスタ群と接続される第３のトランジスタと、
   前記第２のトランジスタ群を介して前記第１のトランジスタ群と接続される第４のトランジスタと
   を具備し、
   前記第３のトランジスタのオン抵抗は、前記第４のトランジスタのオン抵抗よりも小さい、
   請求項５に記載の集積回路。
7. 常時オフの状態となる第１のトランジスタの有無を検証する第１のテストモードでは、前記第３のトランジスタがオンの状態となり、
   常時オフの状態となる第１のトランジスタの有無を検証する第２のテストモードでは、前記第４のトランジスタがオンの状態となる、
   請求項６に記載の集積回路。
8. 前記回路群は、
   前記第１のテストモードと前記第２のテストモードのいずか一方が有効となるように設定する切替え手段を具備する、
   請求項７に記載の集積回路。
9. 第２のトランジスタのオン抵抗と第３のトランジスタのオン抵抗とを合わせた値が、第１のトランジスタの常時オフ故障時のオフ抵抗の値よりも小さく、且つ、第１のトランジスタの理想のオン抵抗の値よりも大きくなるように構成されている、
   請求項６乃至８のいずれか１項に記載の集積回路。
10. 第２のトランジスタのオン抵抗と第４のトランジスタのオン抵抗とを合わせた値が、第１のトランジスタの理想のオフ抵抗の値よりも小さく、且つ、第１のトランジスタの常時オン故障時のオン抵抗の値よりも大きくなるように構成されている、
    請求項６乃至９のいずれか１項に記載の集積回路。