JP2021158861A - 保護回路 - Google Patents

Abstract

【課題】逆接保護回路に静電気保護機能を備えた保護回路を提供する。【解決手段】電子制御システム１００において、保護回路１は、第１トランジスタ７２１、第２トランジスタ７２３及び第１抵抗７２６を備える。第１トランジスタは、バッテリの正極に接続される第１電源端子３１から延設された第１電源配線５１に第１主電極を接続し、出力端子２４に第２主電極を接続する。第２トランジスタは、デプレッション型であり、第１主電極に第３主電極を接続し、第１制御電極に第４主電極を接続し、第３主電極及びバッテリの負極に接続される第２電源端子３２から延設された第２電源配線５２に、第２制御電極を接続する。第１抵抗７２６は第３主電極と第２制御電極との間に直列に接続される。そして、保護回路１は、更に第１静電気保護回路６１を備える。第１静電気保護回路は、第３主電極と第２電源配線との間に接続され、静電気を吸収する。【選択図】図２

Description

本発明は、保護回路に関する。

自動車を含む車両では、バッテリから電子制御ユニット（ECU：Electrical Control Unit）等の負荷へ電源が供給されている。このような電源供給システムには、例えば、下記特許文献１の図３に開示されている逆接保護回路が組み込まれている。この逆接保護回路は、バッテリの正極と負荷との間に挿入されたパワートランジスタ（MOSFET）と、このパワートランジスタのソース電極とゲート電極との間に接続されたデプレッション型のトランジスタとを備えている。デプレッション型のトランジスタのゲート電極はバッテリの負極に接続されている。

米国特許第５５１７３７９号公報

車載用バッテリは、一定の期間が経過したときに、又は電圧の低下により一定の電圧が得られないときに交換されている。交換の際には、バッテリの正極と負極とが間違って逆に接続される「逆接（誤接）」が発生する可能性があり、前記逆接保護回路は電源供給システムに組み込まれている。すなわち、前記逆接保護回路では、仮にバッテリが逆接されると、パワートランジスタのゲート電極とソース電極の間がデプレッション型のトランジスタを介してショート状態となり、パワートランジスタがオフ動作状態とされる。これにより、負荷に逆電圧が印加されないので、例えば電子制御ユニットを保護することができる。しかしながら、上記逆接保護回路では静電気に対する十分な保護を備えていないため、改善の余地があった。

本発明は、上記事実を考慮して、逆接保護回路に静電気保護機能を備えた保護回路を提供する。

本発明の第１実施態様に係る保護回路は、バッテリの正極に接続される第１電源端子から延設された第１電源配線と、バッテリの負極に接続される第２電源端子から延設された第２電源配線と、第１電源端子に第１主電極が接続され、出力端子に第２主電極が接続された第１トランジスタと、第１電源配線に第３主電極が接続され、第１トランジスタの第１制御電極に第４主電極が接続され、第３主電極及び第２電源配線に第２制御電極が接続されたデプレッション型の第２トランジスタと、第３主電極と第２制御電極との間に直列に接続された第１抵抗と、第３主電極と第２電源配線との間に接続され、静電気を吸収する静電気保護回路と、を備えている。

第１実施態様に係る保護回路は、第１電源配線と、第２電源配線と、第１トランジスタと、第２トランジスタと、第１抵抗と、静電気保護回路とを備える。第１電源配線は、バッテリの正極に接続される第１電源端子から延設される。第２電源配線は、バッテリの負極に接続される第２電源端子から延設される。第１トランジスタは、第１電源端子に第１主電極を接続し、出力端子に第２主電極を接続する。第２トランジスタは、第１電源配線に第３主電極を接続し、第１トランジスタの第１制御電極に第４主電極を接続し、第３主電極及び第２電源配線に第２制御電極を接続する。第１抵抗は、第３主電極と第２制御電極の間に電気的に直列に接続する。
ここで、仮に、バッテリが逆接されたとき、第２電源配線を通して第２制御電極に正電圧が印加され、第１電源配線を通して第３主電極に負電圧が印加される。第２制御電極と第３主電極との間には第１抵抗が接続されているので、第２制御電極と第３主電極との間にはバイアスが発生する。このため、第２トランジスタがオン動作状態とされる。第２トランジスタがオン動作状態とされるので、第１制御電極には第１主電極と同等の電圧が印加され、第１トランジスタがオフ動作状態とされる。
つまり、第１トランジスタ及び第２トランジスタは逆接保護回路を構築し、この逆接保護回路によりバッテリの負極と出力端子との間を遮断することができる。これにより、出力端子に接続される次段素子又は次段回路を逆接に対して保護することができる。
一方、静電気保護回路は、第３主電極と第２電源配線との間に接続され、静電気を吸収する。静電気保護回路は静電気に対して第１電源配線又は第２電源配線に接続される回路を保護する。
このように構成される保護回路では、第１トランジスタと第２トランジスタとを含んで構成される逆接保護回路が組み込まれ、さらに静電気保護回路が組み込まれる。

本発明の第２実施態様に係る保護回路では、第１実施態様に係る保護回路において、静電気保護回路は、第１電源配線にアノード電極が接続された第１整流ダイオードと、第１整流ダイオードのカソード電極が接続された第１配線と、第２電源配線にカソード電極が接続された第２整流ダイオードと、第２整流ダイオードのアノード電極が接続された第２配線と、第１配線にカソード電極、第２配線にアノード電極が接続されたツェナーダイオードと、を備えている。

第２実施態様に係る保護回路では、静電気保護回路は、第１配線と、第２配線と、第１整流ダイオードと、第２整流ダイオードと、ツェナーダイオードとを更に備える。第１整流ダイオードは、第１電源配線にアノード電極を接続し、第１配線にカソード電極を接続する。第２整流ダイオードは、第２電源配線にカソード電極を接続し、第２配線にアノード電極を接続する。ツェナーダイオードは、第１配線にカソード電極、第２配線にアノード電極を接続する。
仮に、バッテリが逆接されたとき、第１電源端子を通して第１電源配線に負電圧が印加される。第１電源配線と第１配線との間において、第１整流ダイオードは順方向に接続されているので、電流の流れは第１整流ダイオードにより遮断される。また、第２電源配線には第２電源端子を通して正電圧が印加される。第２電源配線と第２配線との間において、第２整流ダイオードは順方向に接続されているので、電流の流れは第２整流ダイオードにより遮断される。つまり、第１整流ダイオード及び第２整流ダイオードは逆接保護回路を構築し、逆接保護回路はバッテリの逆接に対して、第１配線と第２配線の間に接続された静電気保護回路を保護する。

本発明の第３実施態様に係る保護回路は、第２実施態様に係る保護回路において、第１電源配線にカソード電極が接続され、第２配線にアノード電極が接続された第３整流ダイオードと、第２電源配線にアノード電極が接続され、第１配線にカソード電極が接続された第４整流ダイオードと、を更に備えている。

第３実施態様に係る保護回路は、第３整流ダイオードと、第４整流ダイオードとを更に備える。第３整流ダイオードは、第１電源配線にカソード電極を接続し、第２配線にアノード電極を接続する。第４整流ダイオードは、第２電源配線にアノード電極を接続し、第１配線にカソード電極を接続する。
仮に、第１電源配線に負のサージが印加されたとき、第２配線から第３整流ダイオードを通して第１電源配線へ電流が流れ、サージを吸収することができる。また、第２電源配線に負のサージが印加されたとき、第４整流ダイオードの降伏電圧を超えると、第１配線から第４整流ダイオードを通して第２電源配線へ電流が流れ、サージを吸収することができる。
もう１つの経路として、静電気保護回路が降伏すると、第２電源配線、第２整流ダイオードのそれぞれを経由して、サージを吸収することができる。
ここで、第３整流ダイオード及び第４整流ダイオードはサージ保護回路を構築しているので、サージ保護回路によりサージに対して静電気保護回路を保護することができる。
加えて、第１電源配線と第２配線との間に第３整流ダイオードを接続し、第２電源配線と第１配線との間に第４整流ダイオードを接続しているので、保護回路内にサージ保護回路を集積化することができる。従って、保護回路の小型化を実現することができる。

本発明の第４実施態様に係る保護回路では、第２実施態様又は第３実施態様に係る保護回路において、第１制御電極と第４主電極との間にアノード電極が接続された第５整流ダイオードと、第５整流ダイオードのカソード電極が接続された第３配線と、第４主電極にカソード電極が接続され、第２配線にアノード電極が接続された第６整流ダイオードと、を備え、静電気保護回路は、第１配線と第２配線との間に接続され、静電気を吸収する第１静電気保護素子と、第１配線と第３配線との間に接続され、静電気を吸収する第２静電気保護素子と、第２配線と第３配線との間に接続され、静電気を吸収する第３静電気保護素子と、を更に備えている。

第４実施態様に係る保護回路は、第５整流ダイオードと、第６整流ダイオードと、第３配線と、第１静電気保護素子と、第２静電気保護素子と、第３静電気保護素子とを更に備える。
第５整流ダイオードは、第４主電極にアノード電極を接続し、第３配線にカソード電極を接続する。第６整流ダイオードは、第４主電極にカソード電極を接続し、第２配線にアノード電極を接続する。
仮に、バッテリが逆接されたとき、第４主電極に負電圧が印加されるが、第３配線から第４主電極への電流の流れは第５整流ダイオードを用いて遮断される。つまり、第５整流ダイオードは逆接保護回路を構築し、逆接保護回路はバッテリの逆接に対して第１静電気保護素子〜第３静電気保護素子を保護する。
一方、仮に、第４主電極に負のサージが印加されたとき、第２配線から第６整流ダイオードを通して電流が流れ、サージは吸収される。つまり、第６整流ダイオードはサージ保護回路を構築し、サージ保護回路はサージに対して第１静電気保護素子〜第３静電気保護素子を保護する。

第１静電気保護素子は、第１配線と第２配線との間に接続され、静電気を吸収する。第１静電気保護素子は静電気保護回路を構築し、静電気保護回路は静電気に対して第１配線又は第２配線に接続される回路を保護する。第２静電気保護素子は、第１配線と第３配線との間に接続され、静電気を吸収する。第２静電気保護素子は静電気保護回路を構築し、静電気保護回路は静電気に対して第１配線又は第３配線に接続される回路を保護する。第３静電気保護素子は、第２配線と第３配線との間に接続され、静電気を吸収する。第３静電気保護素子は静電気保護回路を構築し、静電気保護回路は静電気に対して第２配線又は第３配線に接続される回路を保護する。

このように構成される保護回路では、第４主電極と第３配線との間に第５整流ダイオードを接続して逆接保護回路が組み込まれる。また、保護回路では、第４主電極と第２配線との間に第６整流ダイオードを接続してサージ保護回路が組み込まれる。そして、保護回路では、第１配線と第２配線との間に第１静電気保護素子を接続し、第１配線と第３配線との間に第２静電気保護素子を接続し、第２配線と第３配線との間に第３静電気保護素子を接続して静電気保護回路が組み込まれる。また、このように構成される保護回路では、保護回路内にサージ保護回路、静電気保護回路を逆接保護回路とともに集積化することができ、保護回路の小型化を実現することができる。

本発明の第５実施態様に係る保護回路は、第１実施態様〜第４実施態様に係る保護回路において、第１抵抗と第２電源端子との間に直列に接続された第２抵抗と、第２抵抗に並列に接続され、第１抵抗にアノード電極が接続された第７整流ダイオードとを更に備えている。

第５実施態様に係る保護回路は、第２抵抗と、第７整流ダイオードとを更に備える。
第２抵抗は第１抵抗と第２電源端子との間に直列に接続される。第７整流ダイオードは第２抵抗と並列に接続され、第１抵抗にアノード電極を接続する。
バッテリが正常に接続されているときは、第２抵抗により第１抵抗から第２電源配線へ流れる電流を減少させて消費電流を制限し、保護回路の消費電力を小さくすることができる。仮にバッテリが逆接されたときは、第７整流ダイオードが第２抵抗と電気的に並列に逆方向に接続されているので、第２トランジスタの第２制御電極への充電速度が速くなり、逆接保護の応答速度を速くすることができる。つまり、第７整流ダイオードは、保護回路の消費電力を小さくしたまま、逆接保護の応答を速くすることを実現する。

本発明の第６実施態様に係る保護回路は、第５実施態様に係る保護回路において、第２電源配線に第５主電極が接続され、第２抵抗に第６主電極が接続され、イネーブル回路に第３制御電極が接続され、イネーブル回路によってオン、オフ制御される第３トランジスタと、第５主電極にアノード電極が接続され、第６主電極にカソード電極が接続された第８整流ダイオードと、を更に備えている。

第６実施態様に係る保護回路は、第３トランジスタ及び第８整流ダイオードを更に備える。
第５主電極は第２電源配線に接続され、第６主電極は第２抵抗に接続され、第３制御電極はイネーブル回路に接続される。
このため、イネーブル回路から出力される制御信号により、第３トランジスタのオン動作、オフ動作を制御することができる。例えば、第３トランジスタをオフ動作させることにより、第２抵抗から第２電源配線に流れる電流を遮断することができる。従って、保護回路の消費電流を制限し、保護回路の消費電力を小さくすることができる。

本発明の第７実施態様に係る保護回路は、第１実施態様〜第６実施態様に係る保護回路において、第１主電極に第７主電極が接続され、正極に第８主電極が接続され、第１制御電極に供給される制御電圧と同等の制御電圧が供給される第４制御電極を有する、第４トランジスタを更に備えている。

第７実施態様に係る保護回路は、第４トランジスタを更に備える。
第４トランジスタは、第７主電極に第１主電極が接続され、第８主電極に正極が接続され、第４制御電極に第１制御電極に供給される制御電圧と同等の制御電圧が供給される。

ここで、仮にバッテリが逆接されたとき、第２電源配線を通して第２制御電極に正電圧が印加され、第２トランジスタがオン動作状態とされる。第２トランジスタがオン動作状態とされるので、第１制御電極、第１主電極、第４制御電極、第７主電極のそれぞれに同等の電位が印加され、第１トランジスタ及び第４トランジスタがオフ動作状態とされる。
つまり、第１トランジスタ、第２トランジスタ、第４トランジスタは逆接保護回路を構築し、この逆接保護回路によりバッテリの負極と出力端子との間を遮断することができる。これにより、出力端子に接続される次段素子又は次段回路を逆接に対して保護することができる。

また、出力端子が誤って接地（例えばＧＮＤ電位）されたと仮定する。このとき、第１電源配線の電圧が下がり、第２トランジスタがオン動作状態にされる。第２トランジスタがオン動作状態とされるので、第１制御電極、第１主電極、第４制御電極、第７主電極のそれぞれに同等の電圧が印加され、第１トランジスタ及び第４トランジスタがオフ動作状態とされる。
つまり、第１トランジスタ、第２トランジスタ、第４トランジスタは出力接地保護回路を構築し、この出力接地保護回路によりバッテリの正極と出力端子との間を遮断することができる。これにより、第１トランジスタ及び第４トランジスタを出力端子の接地に対して保護することができる。

本発明の第８実施態様に係る保護回路は、第１実施態様〜第６実施態様に係る保護回路において、出力端子に第９主電極が接続され、第２主電極に第１０主電極が接続され、第１制御電極に供給される制御電圧と同等の制御電圧が供給される第５制御電極を有する、第５トランジスタを更に備えている。

第８実施態様に係る保護回路は、第５トランジスタを更に備える。
第５トランジスタは、出力端子に第９主電極が接続され、第２主電極に第１０主電極が接続され、第５制御電極に、第１制御電極に供給される制御電圧と同等の制御電圧が供給される。

ここで、仮にバッテリが逆接されたとき、第２電源配線を通して第２制御電極に正電圧が印加され、第２トランジスタがオン動作状態とされる。第２トランジスタがオン動作状態とされるので、第１制御電極及び第１主電極がショートされ、第１トランジスタがオフ動作状態とされる。さらに、第５制御電極には第１制御電極に供給される制御電圧と同等の制御電圧が印加されるので、第５トランジスタがオフ動作状態とされる。
つまり、第１トランジスタ、第２トランジスタ及び第５トランジスタは逆接保護回路を構築し、この逆接防止回路によりバッテリの負極と出力端子との間を遮断することができる。これにより、出力端子に接続される次段素子又は次段回路を逆接に対して保護することができる。

本発明の第９実施態様に係る保護回路は、第１実施態様〜第８実施態様のいずれか１つに係る保護回路において、出力端子と第２電源配線との間に接続されたコンデンサを更に備え、第２トランジスタは、第１電源端子の電圧が下がるときに、この電圧が０Ｖよりも大きい閾値電圧以下になるとターンオンし、第１トランジスタは、第２トランジスタのターンオンに伴いターンオフし、コンデンサは、第１トランジスタがターンオフしたときに、出力端子が閾値電圧よりも大きい値となるように電荷を保持する。

第９実施態様に係る保護回路は、更にコンデンサを備える。コンデンサは出力端子と第２電源配線との間に接続される。そして、第２トランジスタは、第１電源端子の電圧が下がるときに、この電圧が０Ｖよりも大きい閾値電圧以下になるとターンオンする。第１トランジスタは、第２トランジスタのターンオンに伴いターンオフする。
ここで、コンデンサは、第１トランジスタがターンオフしたときに、出力端子が閾値電圧よりも大きい値となるように電荷を保持する。このため、仮に、バッテリが逆接されても、コンデンサが出力端子を閾値電圧よりも大きい値となる電荷に保持するので、出力端子の負電圧の印加を防止することができる。

本発明の実施形態によれば、逆接保護機能に静電気保護機能を備えた、保護回路を提供することができる。

本発明の第１実施の形態に係る保護回路及びこの保護回路が組み込まれた電子制御システムのブロック構成図である。 第１実施の形態に係る保護回路の回路構成図である。 本発明の第２実施の形態に係る保護回路の回路構成図である。 本発明の第３実施の形態に係る保護回路の回路構成図である。 本発明の第４実施の形態に係る保護回路の回路構成図である。 本発明の第５実施の形態に係る保護回路の回路構成図である。 本発明の第６実施の形態に係る保護回路の回路構成図である。 本発明の第７実施の形態に係る保護回路の回路構成図である。 本発明の第８実施の形態に係る保護回路の回路構成図である。 本発明の第９実施の形態に係る保護回路の回路構成図である。 前述の第１実施の形態に係る保護回路の逆接保護動作における波形図である。

［第１実施の形態］
図１を用いて、本発明の第１実施の形態に係る保護回路１について、説明する。ここで、保護回路１は、自動車、トラック、バス、二輪車、電車、船舶、航空機等の車両に搭載される電子制御ユニット（ECU）等の保護回路として構築され、車載用バッテリと電子制御ユニットとの間、又は電子制御ユニットに組み込まれている。

（保護回路１及び電子制御システム１００の全体構成）
図１に示されるように、本実施の形態に係る保護回路１は、１つの半導体基板２に集積化された逆電圧保護（Reverse Voltage Protection）回路として構成されている。回路が集積化される半導体基板２の主面に対して、垂直方向から見た平面視において、半導体基板２は矩形状に形成されている。半導体基板２には、例えばシリコン単結晶基板が使用されている。半導体基板２の周辺領域であって、半導体基板２の主面上には、第１電源端子３１、第２電源端子３２、出力端子３５、イネーブル端子３６のそれぞれが、外部端子（ボンディングパッド）として配設されている。なお、半導体基板２としては、化合物半導体基板、絶縁基板上にシリコン単結晶層を積層した複合基板等が使用されてもよい。そして、保護回路１は、幾つかの外付け素子を含んで電子制御システム１００に組み込まれている。以下、詳細に説明する。

（電子制御システム１００の構成）
電子制御システム１００は配線基板２０をベースとして構成されている。配線基板２０には、例えばプリント回路基板（PCB：Printed Circuit Board）を実用的に使用することができる。
配線基板２０の周辺領域であって、配線基板２０の実装面上には、第１電源端子２１、第２電源端子２２のそれぞれが配設されている。また、配線基板２０の中央領域であって、配線基板２０の実装面上には、出力端子２４、イネーブル端子２５、第２電源端子２３のそれぞれが配設されている。

第１電源端子２１は車載用バッテリ（以下、単に「バッテリ」という。）１０の正極に接続される構成とされている。この第１電源端子２１にはバッテリ１０から供給される電源電圧ＶＩＮが印加される。電源電圧ＶＩＮは例えば１２［Ｖ］又は２４［Ｖ］である。
第２電源端子２２はバッテリ１０の負極に接続される構成とされている。この第２電源端子２２にはバッテリ１０から供給される電源電圧ＧＮＤが印加される。電源電圧ＧＮＤは、例えば接地電圧であり、０［Ｖ］である。

第１電源端子２１は、この第１電源端子２１から延設される第１電源配線２０１を通して出力端子２４に接続されている。この出力端子２４には第１電源配線２０３が接続されている。第２電源端子２２は、この第２電源端子２２から延設される第２電源配線２０２を通して第２電源端子２３に接続されている。この第２電源端子２３には第２電源配線２０４が接続されている。
出力端子２４及び第２電源端子２３の近傍において、第１電源配線２０１と第２電源配線２０２との間にはクランプ素子９１が配設されている。クランプ素子９１は、ここでは、第１電源配線２０１にカソード電極が接続され、第２電源配線２０２にアノード電極が接続されたダイオード９１１を用いて構成されている（図２参照）。クランプ素子９１は、第１電源配線２０１と第２電源配線２０２との間に加わる一定以上の電圧をクランプする。
なお、第１電源配線２０１、第１電源配線２０３のそれぞれは出力端子２４を介在させずに直接接続されてもよい。同様に、第２電源配線２０２、第２電源配線２０４のそれぞれは第２電源端子２３を介在させずに直接接続されてもよい。

第１電源配線２０１と第２電源配線２０２との間には、本実施の形態に係る保護回路１が組み込まれている。この保護回路１については、後に詳述する。また、第１電源配線２０３と第２電源配線２０４との間には、電圧監視回路１２、電解コンデンサ１３、電子制御ユニット（ECU）１４のそれぞれが組み込まれている。

電圧監視回路１２の入力は第１電源配線２０３、第２電源配線２０４のそれぞれに接続され、電圧監視回路１２の出力はイネーブル端子２５に接続されている。電圧監視回路１２では、第１電源配線２０３と第２電源配線２０４との間の電圧差が、例えば２０［Ｖ］を超えると、イネーブル端子２５にディスエーブル信号が出力される。
電解コンデンサ１３は、第１電源配線２０３に一方の電極を接続し、第２電源配線２０４に他方の電極を接続する、極性を有する平滑コンデンサとして構成されている。この電解コンデンサ１３は、保護回路１、電子制御ユニット１４のそれぞれに対して外付け素子として、配線基板２０の実装面に実装されている。
電子制御ユニット１４は、第１電源配線２０３、第２電源配線２０４のそれぞれに接続されている。この電子制御ユニット１４は、車両として、例えば図示省略の自動車のパワーユニットの運転制御を電気的に補助する補助装置を総合的に制御するマイクロコントローラとして構築されている。

（保護回路１の構成）
図１及び図２に示されるように、保護回路１において、第１電源端子３１は配線基板２０の実装面上に延設される第１電源配線２０１に接続され、第１電源端子３１には電源電圧ＶＩＮが印加される。第２電源端子３２は配線基板２０の実装面上に延設される第２電源配線２０２に接続され、第２電源端子３２には電源電圧ＧＮＤが印加される。出力端子３５には、後述する第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１を制御する制御信号が出力される。イネーブル端子３６は配線基板２０の実装面上に配設されたイネーブル端子２５に接続され、イネーブル端子３６には電圧監視回路１２からのイネーブル信号が入力される。

そして、図２に示されるように、保護回路１は、第１静電気保護回路６１と、第２静電気保護回路６２と、第１逆接保護回路７１と、第２逆接保護回路７２と、第１サージ保護回路８１とを備えている。さらに、保護回路１は、チャージポンプ４１と、イネーブル回路４２とを備えている。これらの回路は１つの半導体基板の主面に集積化されている。
ここで、第２逆接保護回路７２の一部の素子（第１トランジスタ７２１及びダイオード７２２）は、半導体基板２に対して外付け素子として構成されている。
また、図１に示されるように、保護回路１は第２サージ保護回路８２を備えている。この第２サージ保護回路８２は半導体基板２に対して外付け素子として構成されている。

（１）第１静電気保護回路６１の構成
図２に示される第１静電気保護回路６１（静電気保護回路）は、第１静電気保護素子６１１と、第２静電気保護素子６１２と、第３静電気保護素子６１３とを含んで構成されている。第１静電気保護素子６１１〜第３静電気保護素子６１３は、ここではツェナーダイオードを用いて構成されている。

第１静電気保護素子６１１は第１配線５３と第２配線５４との間に接続されている。第１静電気保護素子６１１のカソード電極は第１配線５３に接続され、第１静電気保護素子６１１のアノード電極は第２配線５４に接続されている。第２静電気保護素子６１２は第１配線５３と第３配線５５との間に接続されている。第２静電気保護素子６１２のアノード電極は第１配線５３に接続され、第２静電気保護素子６１２のカソード電極は第３配線５５に接続されている。第３静電気保護素子６１３は第２配線５４と第３配線５５との間に接続されている。第３静電気保護素子６１３のアノード電極は第２配線５４に接続され、第３静電気保護素子６１３のカソード電極は第３配線５５に接続されている。

ここで、第１配線５３には、第１電源配線５１から供給される電源電圧ＶＩＮが第１逆接保護回路７１の第１整流ダイオード７１１によりシフトされた、電源電圧ＶＩＮに比し若干低い高電位が印加され、第１配線５３は高電位ノード配線として使用される。
一方、第２配線５４には、第２電源配線５２から供給される電源電圧ＧＮＤが第１逆接保護回路７１の第２整流ダイオード７１２によりシフトされた、電源電圧ＧＮＤに比し若干高い低電位が印加され、第２配線５４は低電位ノード配線として使用されている。ここで、第２配線５４に印加される低電位は、第１配線５３に印加される高電位に比し低い設定とされている。
さらに、第３配線５５には中間電位が印加され、第３配線５５は中間電位ノード配線として使用されている。中間電位は、第１電源配線５１から供給される電源電圧ＶＩＮが第１逆接保護回路７１及び第２逆接保護回路７２によりシフトされ、第１配線５３に印加される電位よりも若干低い電位から高い電位、かつ、第２配線５４に印加される電位よりも高い電位である。
なお、第１静電気保護回路６１は、２つのツェナーダイオードを逆直列に接続して構成してもよい。

（２）第２静電気保護回路６２の構成
第２静電気保護回路６２は、イネーブル端子３６とイネーブル回路４２とを接続する信号配線５６に配設されている。第２静電気保護回路６２は、静電気保護素子６２１〜静電気保護素子６２５を含んで構成されている。

静電気保護素子６２１及び静電気保護素子６２２は、ここでは整流ダイオードを用いて構成されている。静電気保護素子６２１のアノード電極は信号配線５６に接続され、静電気保護素子６２１のカソード電極は第１配線５３に接続されている。静電気保護素子６２２のアノード電極は第２配線５４に接続され、静電気保護素子６２２のカソード電極は信号配線５６に接続されている。

静電気保護素子６２３は抵抗を用いて構成されている。静電気保護素子６２３は、一端を静電気保護素子６２１のアノード電極及び静電気保護素子６２２のカソード電極に接続し、他端をイネーブル回路４２に接続されている。
静電気保護素子６２４はここではツェナーダイオードを用いて構成されている。静電気保護素子６２４は、カソード電極をイネーブル回路４２に接続し、アノード電極を第２配線５４に接続している。
静電気保護素子６２５は、ここでは抵抗を用いて構成され、静電気保護素子６２４に並列に接続されている。

（３）第１逆接保護回路７１の構成
第１逆接保護回路７１は、第１整流ダイオード７１１、第２整流ダイオード７１２及び第５整流ダイオード７１３を含んで構成されている。
第１整流ダイオード７１１は、第１電源配線５１の他端にアノード電極を接続し、第１配線５３の一端にカソード電極を接続している。第１整流ダイオード７１１のアノード電極は第１電源配線５１を通してダイレクトに第１電源端子３１に接続され、第１整流ダイオード７１１は第１電源配線５１と第１配線５３との間に順方向に接続されている。
第２整流ダイオード７１２は、第２電源配線５２の他端にカソード電極を接続し、第２配線５４の一端にアノード電極を接続している。第２整流ダイオード７１２のカソード電極は第２電源配線５２を通してダイレクトに第２電源端子３２に接続され、第２整流ダイオード７１２は第２配線５４と第２電源配線５２との間に順方向に接続されている。
第５整流ダイオード７１３は、後述する第２トランジスタ７２３のドレイン電極（第４主電極）及び出力端子３５にアノード電極を接続し、第３配線５５にカソード電極を接続している。

（４）第２逆接保護回路７２の構成
第２逆接保護回路７２は、第１トランジスタ７２１及び第２トランジスタ７２３を少なくとも含んで構成されている。

第１トランジスタ７２１は、半導体基板２に対して外付け素子として、配線基板２０の実装面上に実装されている。第１トランジスタ７２１は、具体的な断面構造の図示を省略するが、本実施の形態では縦型構造を有するパワートランジスタであって、ｎチャネル導電型絶縁ゲート電界効果トランジスタ（IGFET：Insulated Gate Field Effect Transistor）を用いて構成されている。ここで、絶縁ゲート電界効果トランジスタとは、金属−酸化膜−半導体型電界効果トランジスタ（MOSFET：Metal Oxide Semiconductor FET）、金属−絶縁体−半導体型電界効果トランジスタ（MISFET：Metal Insulator Semiconductor FET）の双方が少なくとも含まれる意味において使用されている。
第１トランジスタ７２１のソース電極（第１主電極）は、第１電源配線２０１を通して第１電源端子２１及び第１電源端子３１に接続されている。第１トランジスタ７２１のドレイン電極（第２主電極）は、第１電源配線２０１を通して出力端子２４に接続されている。第１トランジスタ７２１のゲート電極（第１制御電極）は出力端子３５に接続されている。

第１トランジスタ７２１の主電極間には電気的に並列にダイオード７２２が挿入されている。このダイオード７２２は、整流ダイオードであり、第１トランジスタ７２１のソース電極にアノード電極を接続し、ドレイン電極にカソード電極を接続している。つまり、ダイオード７２２は第１電源配線２０１に順方向に接続されている。

第２トランジスタ７２３は、第１静電気保護回路６１、第２静電気保護回路６２、第１逆接保護回路７１と共に、半導体基板２に集積化されている。第２トランジスタ７２３は、デプレッション型のｎチャネル導電型絶縁ゲート電界効果トランジスタ（IGFET）を用いて構成されている。
第２トランジスタ７２３のソース電極（第３主電極）は、第１電源配線５１を通して第１電源端子３１に接続されている。第２トランジスタ７２３のドレイン電極（第４主電極）は、出力端子３５に接続され、この出力端子３５を介在させて第１トランジスタ７２１のゲート電極に接続されている。第２トランジスタ７２３のゲート電極（第２制御電極）は第２電源端子３２及びソース電極（第３主電極）に接続されている。

第２トランジスタ７２３には保護素子７２４、保護素子７２５、第１抵抗７２６が配設されている。
保護素子７２４は、第２トランジスタ７２３のソース電極にアノード電極が接続され、ドレイン電極にカソード電極が接続されたツェナーダイオードを用いて構成されている。保護素子７２５は、保護素子７２４のアノード電極に一端が接続され、保護素子７２４のカソード電極に他端が接続された抵抗を用いて構成されている。これらの保護素子７２４と保護素子７２５は、主に第２トランジスタ７２３の破壊の防止を目的として組み込まれている。
さらに、第２トランジスタ７２３には第１抵抗７２６が配設されている。第１抵抗７２６は、第２トランジスタ７２３のソース電極に一端が接続され、ゲート電極に他端が接続されている。第１抵抗７２６は、バッテリ１０が正常に接続されているときには、第２トランジスタ７２３をオフ動作状態に保持する。一方、第１抵抗７２６は、バッテリ１０が逆接されたときには、第２トランジスタ７２３のソース電極とゲート電極との間にバイアス電圧を発生させ、第２トランジスタ７２３をオン動作状態に保持する。
そして、第１抵抗７２６の一端と他端との間にはクランプ回路７２７が挿入されている。クランプ回路７２７は、ここではアノード電極同士を接続した２個のツェナーダイオードを用いて構成されている。つまり、一方のツェナーダイオードは、カソード電極を第２トランジスタ７２３のソース電極及び第１抵抗７２６の一端に接続し、アノード電極を他方のツェナーダイオードのアノード電極に接続している。他方のツェナーダイオードのカソード電極は、第２トランジスタ７２３のゲート電極及び第１抵抗７２６の他端に接続されている。第１抵抗７２６は、第２トランジスタ７２３のゲート破壊の防止を目的としている。
また、保護素子７２５の他端と出力端子３５との間には抵抗７２８が挿入されている。
なお、クランプ回路７２７は、第１抵抗７２６の一端にカソード電極が接続され、第１抵抗７２６の他端にアノード電極が接続された１個のツェナーダイオード、カソード電極同士を接続した２個のツェナーダイオード等を用いて構成されてもよい。

第２逆接保護回路７２は、更に第３トランジスタ７３１を備えている。第３トランジスタ７３１は、第２トランジスタ７２３と共に、半導体基板２に集積化されている。第３トランジスタ７３１は、横型構造を有するｎチャネル導電型絶縁ゲート電界効果トランジスタ（IGFET）を用いて構成されている。
第３トランジスタ７３１のドレイン電極は、第２抵抗７３２、抵抗７３３、第１抵抗７２６、第１電源配線５１のそれぞれを介在させて第１電源端子３１に接続されている。第３トランジスタ７３１のソース電極は、抵抗７３４、第２電源配線５２のそれぞれを介在させて第２電源端子３２に接続されている。第３トランジスタ７３１のゲート電極は、保護素子７３９を介してイネーブル回路４２に接続されている。
第３トランジスタ７３１は、イネーブル回路４２からの制御信号に基づいてオフ動作状態に制御されると、第１電源端子３１から第２電源端子３２へ流れる電流を遮断する。この第３トランジスタ７３１により、保護回路１の消費電力を減少させることができる。
ここで、一例として、第２抵抗７３２は１［ＭΩ］、抵抗７３３は０．１［ＭΩ］、第１抵抗７２６は１０［ＭΩ］、抵抗７３４は４００［Ω］のそれぞれの抵抗値に設定されている。

また、第３トランジスタ７３１の主電極間には電気的に並列にダイオード７３５が挿入され接続されている。ダイオード７３５は、整流ダイオードを使用し、第３トランジスタ７３１のドレイン電極にカソード電極を接続し、ソース電極にアノード電極を接続している。つまり、ダイオード７３５は、第１電源端子３１と第２電源端子３２との間に逆方向に接続されている。
また、第２抵抗７３２の一端と他端との間にも電気的に並列に第７整流ダイオード７３６が挿入されている。第７整流ダイオード７３６は、第２抵抗７３２の第１電源端子３１側の一端にカソード電極を接続し、第２抵抗７３２の第２電源端子３２側の他端並びにダイオード７３５のカソード電極にアノード電極を接続している。つまり、第７整流ダイオード７３６は、第１電源端子３１と第２電源端子３２との間に逆方向に接続され、かつ、ダイオード７３５に電気的に直列に接続されている。
ダイオード７３５、第７整流ダイオード７３６のそれぞれは、仮にバッテリ１０が逆接されたとき、第２電源端子３２から第２トランジスタ７２３のゲート電極への充電速度を速めて、過渡応答性を向上させる機能を有する。すなわち、ダイオード７３５、第７整流ダイオード７３６を備えることにより、第２トランジスタ７２３のオン動作速度が速くなり、結果的に第１トランジスタ７２１のオフ動作速度を速めることができる。

さらに、第３トランジスタ７３１には保護素子７３７及び保護素子７３８が配設されている。保護素子７３７は、第３トランジスタ７３１のソース電極にアノード電極が接続され、第３トランジスタ７３１のゲート電極にカソード電極が接続されたツェナーダイオードを用いて構成されている。保護素子７３８は、保護素子７３７のカソード電極、アノード電極のそれぞれに一端、他端のそれぞれが接続された抵抗を用いて構成されている。
保護素子７３７及び保護素子７３８は第３トランジスタ７３１のゲート破壊の防止を目的として組み込まれている。

ここで、チャージポンプ４１の出力は、イネーブル回路４２により制御され、出力端子３５を介して第１トランジスタ７２１のゲート電極に接続されている。チャージポンプ４１では、第１トランジスタ７２１のゲート電極に供給される制御電圧を昇圧することができる。チャージポンプ４１、前述のイネーブル回路４２のそれぞれには、いずれも第１配線５３から高電位が供給され、第２配線５４から低電位が供給されている。

（５）第１サージ保護回路８１の構成
第１サージ保護回路８１は、第３整流ダイオード８１１、第４整流ダイオード８１２及び第６整流ダイオード８１３を含んで構成されている。

第３整流ダイオード８１１は、第２配線５４の他端にアノード電極を接続し、第１電源配線５１の他端にカソード電極を接続している。
第４整流ダイオード８１２は、第１配線５３の他端にカソード電極を接続し、第２電源配線５２の他端にアノード電極を接続している。
第６整流ダイオード８１３は、第２トランジスタ７２３のドレイン電極及び出力端子３５にカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極を接続している。

（６）第２サージ保護回路８２の構成
図１に示されるように、第２サージ保護回路８２は、外付け素子として、配線基板２０の実装面上に実装されている。この第２サージ保護回路８２は、第１ツェナーダイオード８２１と、第２ツェナーダイオード８２２とを含んで構成されている。

第１ツェナーダイオード８２１は、第１電源端子２１の近傍であって第１電源端子２１と第１電源端子３１及び第１トランジスタ７２１との間の第１電源配線２０１にアノード電極を接続している。第１ツェナーダイオード８２１のカソード電極は第２ツェナーダイオード８２２のカソード電極に接続されている。第２ツェナーダイオード８２２は、第２電源端子２２の近傍であって第２電源端子２２と第２電源端子３２及び第２電源端子２３との間の第２電源配線２０２にアノード電極を接続している。
第２サージ保護回路８２では、バッテリ１０から発生するサージに比し、例えば車両のモータ、発電機等から発生する過大なサージが、予め設定された一定の電圧値にクランプされる。
なお、第１ツェナーダイオード８２１及び第２ツェナーダイオード８２２のアノード電極同士を接続した構成に代えて、カソード電極同士を接続した構成としても、同様の機能を得ることができる。

（保護回路１の保護動作）
（１）第１静電気保護回路６１の静電気保護動作
図２に示される保護回路１では、仮に、第１電源端子３１に正の静電気が印加されると、静電気は第１電源配線５１、第１逆接保護回路７１の第１整流ダイオード７１１、第１配線５３のそれぞれを通って第１静電気保護回路６１に入力される。第１静電気保護回路６１では、静電気が第２静電気保護素子６１２を通って第３配線５５に吸収される。また、静電気は、第１静電気保護素子６１１の降伏電圧を超えるときには、第１静電気保護素子６１１を通って第２配線５４に吸収される。
一方、仮に、第２電源端子３２に負の静電気が印加されると、静電気は第２電源配線５２、第１逆接保護回路７１の第２整流ダイオード７１２、第２配線５４のそれぞれを通って第１静電気保護回路６１に入力される。第１静電気保護回路６１では、静電気が第１静電気保護素子６１１の降伏電圧を超えるときには、第１配線５３から第１静電気保護素子６１１を通って第２配線５４へ電流が流れ、静電気は吸収される。また、静電気が第３静電気保護素子６１３の降伏電圧を超えるときには、第３配線５５から第３静電気保護素子６１３を通って第２配線５４へ電流が流れ、静電気は吸収される。

仮に、出力端子３５に正の静電気が印加されると、静電気は第１逆接保護回路７１の第５整流ダイオード７１３、第３配線５５のそれぞれを通って第１静電気保護回路６１に入力される。第１静電気保護回路６１では、静電気が第２静電気保護素子６１２の降伏電圧を超えるときには、第３配線５５から第２静電気保護素子６１２を通って第１配線５３へ電流が流れ、静電気は吸収される。また、静電気が第３静電気保護素子６１３の降伏電圧を超えるときには、第３配線５５から第３静電気保護素子６１３を通って第２配線５４へ電流が流れ、静電気は吸収される。
一方、出力端子３５に負の静電気が印加されると、静電気は第１サージ保護回路８１の第６整流ダイオード８１３、第２配線５４のそれぞれを通って第１静電気保護回路６１に入力される。第１静電気保護回路６１では、静電気が第１静電気保護素子６１１の降伏電圧を超えるときには、第１配線５３から第１静電気保護素子６１１を通って第２配線５４へ電流が流れ、静電気は吸収される。また、静電気が第３静電気保護素子６１３の降伏電圧を超えるときには、第３配線５５から第３静電気保護素子６１３を通って第２配線５４に電流が流れ、静電気は吸収される。

（２）第２静電気保護回路６２の静電気保護動作
保護回路１では、仮に、イネーブル端子３６に静電気が印加されると、静電気は信号配線５６を通って第２静電気保護回路６２に入力される。第２静電気保護回路６２では、正の静電気であれば、静電気は信号配線５６から静電気保護素子６２１を通って第１配線５３に吸収される。また、静電気が静電気保護素子６２２の降伏電圧を超えるときには、信号配線５６から静電気保護素子６２２を通って第２配線５４へ電流が流れ、静電気は吸収される。
一方、負の静電気であれば、第２配線５４から静電気保護素子６２２を通って信号配線５６へ電流が流れ、静電気は吸収される。また、静電気が静電気保護素子６２１の降伏電圧を超えるときには、第１配線５３から静電気保護素子６２１を通って信号配線５６へ電流が流れ、静電気は吸収される。
さらに、第２静電気保護回路６２では、静電気保護素子６２３及び静電気保護素子６２５によりイネーブル回路４２に入力される静電気が抑制される。また、第２静電気保護回路６２では、静電気保護素子６２４により信号配線５６と第２配線５４との間の電圧が予め設定された一定の電圧値にクランプされる。

（３）第１逆接保護回路７１の逆接保護動作
バッテリ１０の交換の際に、誤って、図１に示される電子制御システム１００の配線基板２０の第１電源端子２１にバッテリ１０の負極が接続され、第２電源端子２２にバッテリ１０の正極が接続されたとする。つまり、バッテリ１０が電子制御システム１００に逆接されたとする。
このとき、電子制御システム１００には図２に示される保護回路１が組み込まれているので、保護回路１の第１電源端子３１には負極が接続され、第２電源端子３２には正極が接続されたことになる。
保護回路１では、第１電源端子３１から第１電源配線５１に負電圧が印加されるが、第１電源配線５１には第１逆接保護回路７１の第１整流ダイオード７１１が接続されている。このため、負電圧は第１整流ダイオード７１１により遮断されて第１配線５３へ伝わらない。
同様に、第２電源端子３２から第２電源配線５２に正電圧が印加されるが、第２電源配線５２には第１逆接保護回路７１の第２整流ダイオード７１２が接続されている。このため、正電圧は第２整流ダイオード７１２により遮断されて第２配線５４へ伝わらない。

（４）第２逆接保護回路７２の逆接保護動作
図１に示される電子制御システム１００に、誤って、バッテリ１０が逆接されたとする。このとき、図２に示されるように、配線基板２０の第１電源端子２１から第１電源配線２０１を通して、第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１のソース電極に負電圧が印加される。
一方、配線基板２０の第２電源端子２２から第２電源配線２０２を通って保護回路１の第２電源端子３２に正電圧が印加される。従って、逆接された状態では、第２電源配線５２、第２逆接保護回路７２の抵抗７３４、ダイオード７３５、第７整流ダイオード７３６、抵抗７３３、第１抵抗７２６のそれぞれを主に通って、第２電源端子３２から第１電源端子２１へ電流が流れる。第１抵抗７２６に流れる電流により、第２トランジスタ７２３のソース電極とゲート電極の間にバイアス電圧が印加され、第２トランジスタ７２３はオン動作状態とされる。第１電源端子３１に印加された負電圧は、第１電源配線５１、第２トランジスタ７２３、出力端子３５のそれぞれを通って、第１トランジスタ７２１のゲート電極にも印加される。つまり、第１トランジスタ７２１は、ソース電極とゲート電極のそれぞれが実質的に同一電位とされるので、オフ動作状態とされる。
このため、電子制御システム１００において、第１電源端子２１に印加される負電圧は第１トランジスタ７２１により遮断されて出力端子２４に伝わらない。さらに、逆接だけでなく、過渡的なサージ電圧での第１電源端子２１へ負電圧印加のときにも、出力端子２４に負電圧が出力されないように、第２トランジスタ７２３はデプレッション型のｎチャネル導電型絶縁ゲート電界効果トランジスタ（IGFET）を使用している。これにより、出力端子２４に接続される次段素子又は次段回路を確実に保護することができる。
ここで、一例として、本実施の形態では、第２トランジスタのゲート−ソース間のしきい値電圧は−２［Ｖ］に設定されている。

（５）第１サージ保護回路８１のサージ保護動作
図２に示される保護回路１では、第１電源端子３１にサージが印加されると、サージは第１電源端子３１、第１電源配線５１のそれぞれを通って入力される。仮に、正のサージであれば、サージは、第１サージ保護回路８１の第３整流ダイオード８１１の降伏電圧を超えるときには、第３整流ダイオード８１１を通って第２配線５４に吸収される。仮に、負のサージであれば、第２配線５４から第３整流ダイオード８１１を通って第１電源配線５１へ電流が流れ、サージは吸収される。
一方、第２電源端子３２にサージが印加されると、サージは第２電源配線５２を通って第１サージ保護回路８１に入力される。仮に、正のサージであれば、第２電源配線５２から第４整流ダイオード８１２を通って第１配線５３へ電流が流れ、サージは吸収される。仮に、負のサージであれば、第４整流ダイオード８１２の降伏電圧を超えるときには、第１配線５３から第４整流ダイオード８１２を通って第２電源配線５２へ電流が流れ、サージは吸収される。
また、第１サージ保護回路８１では、出力端子３５に印加されたサージも吸収することができる。仮に、正のサージであれば、第６整流ダイオード８１３の降伏電圧を超えるときには、出力端子３５から第６整流ダイオード８１３を通って第２配線５４へ電流が流れ、サージは吸収される。仮に、負のサージであれば、第２配線５４から第６整流ダイオード８１３を通って出力端子３５へ電流が流れ、サージは吸収される。

（６）第２サージ保護回路８２のサージ保護動作
図１に示される電子制御システム１００において、配線基板２０の第１電源端子２１又は第２電源端子２２に過大なサージが印加されたときには、第２サージ保護回路８２により、第１電源配線２０１と第２電源配線２０２との間が予め設定された一定の電圧にクランプされる。ここでは、サージは例えば４０［Ｖ］の電圧を超えると、第２サージ保護回路８２によりクランプされる。

（７）クランプ素子９１の動作
クランプ素子９１のダイオード９１１は、第１電源配線２０１と第２電源配線２０２の電圧差が予め設定された設定値を超えると電圧をクランプする。

（作用効果）
本実施の形態に係る保護回路１は、図２に示されるように、第１電源配線５１と、第２電源配線５２と、第１トランジスタ７２１と、第２トランジスタ７２３と、第１抵抗７２６と、第１静電気保護回路６１とを備える。
第１電源配線５１は、バッテリ１０の正極に接続される第１電源端子３１から延設される。第２電源配線５２は、バッテリ１０の負極に接続される第２電源端子３２から延設される。第１トランジスタ７２１は、正極と第１電源端子３１との間にソース電極（第１主電極）を接続し、出力端子２４にドレイン電極（第２主電極）を接続する。第２トランジスタ７２３は、第１電源配線５１にソース電極（第３主電極）を接続し、第１トランジスタ７２１のゲート電極（第１制御電極）にドレイン電極（第４主電極）を接続し、第２電源配線５２及びソース電極（第３主電極）にゲート電極（第２制御電極）を接続する。第１抵抗７２６は、第２トランジスタ７２３のソース電極と第２トランジスタ７２３のゲート電極との間に電気的に直列に接続される。

ここで、仮に、バッテリ１０が逆接されたとき、第２電源端子３２から第２電源配線５２を通して、第２トランジスタ７２３のゲート電極に正電圧が印加される。一方、第１電源端子３１及び第１トランジスタ７２１のソース電極には、負電圧が印加される。第２トランジスタ７２３のソース電極とゲート電極との間には第１抵抗７２６が接続されているので、ソース電極とゲート電極との間にはバイアス電圧が発生する。このため、第２トランジスタ７２３がオン動作状態とされる。第２トランジスタ７２３がオン動作状態とされるので、第１トランジスタ７２１のゲート電極には、ソース電極に印加される負電圧と同等の負電圧が印加され、第１トランジスタ７２１がオフ動作状態とされる。
つまり、第１トランジスタ７２１及び第２トランジスタ７２３は逆接保護回路を構築し、この逆接保護回路により、逆接のときのバッテリ１０の負極と出力端子２４との間を遮断することができる。
本実施の形態では、図１に示される電子制御システム１００において、出力端子２４から延設された第１電源配線２０３と、第２電源端子２３から延設された第２電源配線２０４との間に極性を有する電解コンデンサ１３が接続されている。電子制御システム１００では、第２逆接保護回路７２により、逆接に対して、電解コンデンサ１３を保護することができる。

また、第２逆接保護回路７２では、第２トランジスタ７２３にデプレッション型のｎチャネル導電型絶縁ゲート電界効果トランジスタ（IGFET）が使用されるので、逆接だけでなく、第１電源端子２１に過渡的なサージ電圧による負電圧が印加されたときにも、出力端子２４に負電圧が出力されない。

さらに、保護回路１では、第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１が外付け素子として構成され、第２トランジスタ７２３が半導体基板２に集積化される。このため、第１トランジスタ７２１では、第２トランジスタ７２３に対して独立して、逆接保護耐性を向上させるデバイス構造を採用することができる。
一方、第１静電気保護回路６１は、第１電源配線５１と第２電源配線５２との間に接続され、静電気を吸収する。第１静電気保護回路６１は、静電気に対して第１電源配線５１又は第２電源配線５２に接続される回路を保護することができる。
このように構成される保護回路１では、第１トランジスタ７２１と第２トランジスタ７２３とを有する第２逆接保護回路７２が、第１静電気保護回路６１と共に組み込まれる。

また、本実施の形態に係る保護回路１は、図２に示されるように、第１配線５３と、第２配線５４と、第１整流ダイオード７１１と、第２整流ダイオード７１２とを備える。
第１整流ダイオード７１１は、第１電源配線５１にアノード電極を接続し、第１配線５３にカソード電極を接続する。第２整流ダイオード７１２は、第２電源配線５２にカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極を接続する。

仮に、バッテリ１０が逆接されたとき、第１電源端子３１を通って第１電源配線５１に負電圧が印加される。第１電源配線５１と第１配線５３との間において、第１整流ダイオード７１１は順方向に接続されているので、電流の流れは第１整流ダイオード７１１により遮断される。また、第２電源端子３２を通って第２電源配線５２には正電圧が印加される。第２電源配線５２と第２配線５４との間において、第２整流ダイオード７１２は順方向に接続されているので、電流の流れは第２整流ダイオード７１２により遮断される。
つまり、第１整流ダイオード７１１及び第２整流ダイオード７１２は第１逆接保護回路７１を構築し、第１逆接保護回路７１によりバッテリ１０の逆接に対して第１静電気保護回路６１を保護することができる。

また、本実施の形態に係る保護回路１は、図２に示されるように、第３整流ダイオード８１１と、第４整流ダイオード８１２とを更に備える。
第３整流ダイオード８１１は、第１電源配線５１にカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極を接続する。第４整流ダイオード８１２は、第２電源配線５２にアノード電極を接続し、第１配線５３にカソード電極を接続する。

仮に、第１電源配線５１に負のサージが印加されたとき、第２配線５４から第３整流ダイオード８１１を通って第１電源配線５１へ電流が流れ、サージを吸収することができる。また、第２電源配線５２に負のサージが印加されたとき、第４整流ダイオード８１２の降伏電圧を超えると、第１配線５３から第４整流ダイオード８１２を通って第２電源配線５２へ電流が流れ、サージを吸収することができる。
第３整流ダイオード８１１及び第４整流ダイオード８１２は第１サージ保護回路８１を構築しているので、第１サージ保護回路８１によりサージに対して第１静電気保護回路６１を保護することができる。加えて、第１電源配線５１と第２配線５４との間に第３整流ダイオード８１１を接続し、第２電源配線５２と第１配線５３との間に第４整流ダイオード８１２を接続しているので、保護回路１内に第１サージ保護回路８１を集積化することができる。従って、保護回路１の更なる小型化を実現することができる。

また、本実施の形態に係る保護回路１は、図２に示されるように、第５整流ダイオード７１３と、第６整流ダイオード８１３と、第３配線５５と、第１静電気保護素子６１１と、第２静電気保護素子６１２と、第３静電気保護素子６１３とを更に備える。
第５整流ダイオード７１３は、第２トランジスタ７２３のドレイン電極にアノード電極を接続し、第３配線５５にカソード電極を接続する。第６整流ダイオード８１３は、第２トランジスタ７２３のドレイン電極にカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極を接続する。
仮に、バッテリ１０が逆接されたとき、第２トランジスタ７２３のドレイン電極に負電圧が印加されるが、第３配線５５から第２トランジスタのドレイン電極への電流の流れは第５整流ダイオード７１３により遮断される。つまり、第５整流ダイオード７１３は第１逆接保護回路７１を構築し、第１逆接保護回路７１はバッテリ１０の逆接に対して第１静電気保護素子６１１〜第３静電気保護素子６１３を保護する。

一方、仮に第２トランジスタ７２３のドレイン電極に負のサージが印加されたとき、第２配線５４から第６整流ダイオード８１３を通して電流が流れ、サージは吸収される。つまり、第６整流ダイオード８１３は第１サージ保護回路８１を構築し、第１サージ保護回路８１はサージに対して第１静電気保護素子６１１〜第３静電気保護素子６１３を保護する。
第１静電気保護素子６１１は、第１配線５３と第２配線５４との間に接続され、静電気を吸収する。第１静電気保護素子６１１は第１静電気保護回路６１を構築し、第１静電気保護回路６１は静電気に対して第１配線５３又は第２配線５４に接続される回路を保護する。第２静電気保護素子６１２は、第１配線５３と第３配線５５との間に接続され、静電気を吸収する。第２静電気保護素子６１２は第１静電気保護回路６１を構築し、第１静電気保護回路６１は静電気に対して第１配線５３又は第３配線５５に接続される回路を保護する。第３静電気保護素子６１３は、第２配線５４と第３配線５５との間に接続され、静電気を吸収する。第３静電気保護素子６１３は第１静電気保護回路６１を構築し、第１静電気保護回路６１は静電気に対して第２配線５４又は第３配線５５に接続される回路を保護する。
また、このように構成される保護回路１では、保護回路１内に第１サージ保護回路８１、第１静電気保護回路６１を第１逆接保護回路７１とともに集積化することができ、小型化を実現することができる。

また、本実施の形態に係る保護回路１は、図２に示されるように、第２抵抗７３２と、第７整流ダイオード７３６とを更に備える。
第２抵抗７３２は第１抵抗７２６の第２電源端子３２側の一端と第２電源端子３２との間に電気的に直列に接続される。第７整流ダイオード７３６は第２抵抗７３２と電気的に並列に接続され、カソード電極は第２抵抗７３２の第１電源端子３１側の一端に接続され、アノード電極は第２抵抗７３２の第２電源端子３２側の他端に接続される。

バッテリ１０が正常に接続されているときは、この第２抵抗７３２により第１電源端子３１から第２電源端子３２へ流れる電流を抑えて消費電流を制限し、保護回路１の消費電力を小さくすることができる。仮にバッテリ１０が逆接されたときは、第７整流ダイオード７３６が第２抵抗７３２と電気的に並列に逆方向に接続されているので、第２電源端子３２から第７整流ダイオード７３６を通って、第２トランジスタ７２３のゲート電極へ電流が流れる。このため、第２トランジスタ７２３のゲート電極の充電速度が速くなり、逆接保護の応答速度を速くすることができる。つまり、第７整流ダイオード７３６を備えることにより、保護回路１の消費電力を小さくすることができ、さらに、逆接保護の応答を速くすることができる。

一方、第７整流ダイオード７３６、第２抵抗７３２のそれぞれは、第１静電気保護回路６１、第１逆接保護回路７１及び第１サージ保護回路８１と共に半導体基板２に集積化することができる。従って、保護回路１の更なる小型化を実現することができる。

また、本実施の形態に係る保護回路１は、図２に示されるように、第３トランジスタ７３１を更に備える。
第３トランジスタ７３１のドレイン電極（第６主電極）は、第２抵抗７３２の他端に接続され、第３トランジスタ７３１のソース電極（第５主電極）は第２電源端子３２に接続さる。第３トランジスタ７３１のゲート電極（第３制御電極）はイネーブル回路４２に接続される。

このため、イネーブル回路４２から出力される制御信号により、第３トランジスタ７３１のオン動作、オフ動作を制御することができる。例えば、第３トランジスタ７３１をオフ動作させることにより、第２抵抗７３２から第２電源端子３２に流れる電流を遮断することができる。従って、消費電流を制限し、保護回路１の消費電力を小さくすることができる。

また、バッテリ１０が正常に接続されているときには、第３トランジスタ７３１を備えることにより、出力端子２４への電圧出力をするか否かの制御が実現できる。

さらに、第３トランジスタ７３１の主電極間には、電気的に並列に、かつ、逆方向にダイオード７３５が接続される。加えて、主電極間には、第３トランジスタ７３１の寄生素子も含んで接続される。仮にバッテリ１０が逆に接続されたとき、第３トランジスタ７３１のオン動作、オフ動作に関係なく、第２電源端子３２からダイオード７３５を通して、第２トランジスタ７２３のゲート電極に正電圧が印加される。これにより、第２トランジスタ７２３がオン動作状態にされ、第１トランジスタ７２１はオフ動作状態にされる。第１トランジスタ７２１がオフ動作状態にされることにより、バッテリ１０の負極と出力端子２４との間を遮断することができる。
また、第３トランジスタ７３１は第１静電気保護回路６１、第１逆接保護回路７１及び第１サージ保護回路８１と共に半導体基板２に集積化することができる。従って、保護回路１の更なる小型化を実現することができる。

また、本実施の形態に係る保護回路１は、図２に破線により示されるように、コンデンサ９２を外付け素子として備える。このコンデンサ９２は、一方の電極を出力端子２４の前段の第１電源配線２０１に接続し、他方の電極を第２電源端子２３の前段の第２電源配線２０２に接続している。つまり、コンデンサ９２は、出力端子２４と第２電源配線２０２との間に接続されている。

図１１には、図２に示される第２逆接保護回路７２の逆接保護動作を示す波形が示されている。横軸は第２逆接保護回路７２の逆接保護動作時間［μｓ］、縦軸は電圧［Ｖ］である。

図１１に示されるように、第１電源端子２１に印加される電源電圧ＶＩＮが１２［Ｖ］から１［μｓ］後に−１２［Ｖ］まで変化する。つまり、逆接がなされた状態である。このとき、電源電圧ＶＩＮの降下に従い、第２トランジスタ７２３のゲート電極−ソース電極間電圧（ＶＧＳ）は上昇し、やがて電源電圧ＶＩＮが０［Ｖ］よりも大きい閾値電圧Ｖｔｈ１以下になると、第２トランジスタ７２３がオン動作（ターンオン）状態となる。クランプ回路７２７において、ツェナーダイオードのツェナー電圧が例えば１０［Ｖ］に設定されているので、１０［Ｖ］を超える正電圧又は負電圧はクランプされる。このため、第２トランジスタ７２３のゲート電極−ソース電極間電圧（ＶＧＳ）は１０［Ｖ］まで上昇する。
第２トランジスタ７２３がオン動作状態となれば、第１トランジスタ７２１のゲート電極−ソース電極間電圧（ＶＧＳ）が０［Ｖ］となり、第１トランジスタ７２１はオフ動作（ターンオフ）状態となる。これにより、出力端子２４には負電圧が印加されなくなる。

ここで、図２に示されるコンデンサ９２が外付け素子として備えられ、コンデンサ９２の容量は例えば１００［μＦ］に調整されている。コンデンサ９２を備えるので、出力端子２４に印加される電圧は約４［Ｖ］までの降下で止まる。なお、第２トランジスタ７２３の閾値電圧Ｖｔｈ２は例えば−１［Ｖ］〜−４［Ｖ］に設定されている。ここで、閾値電圧Ｖｔｈ１と閾値電圧Ｖｔｈ２とは以下の関係にある。
Ｖｔｈ１＝−Ｖｔｈ２
このため、仮に、バッテリ１０が逆接されても、コンデンサ９２が出力端子２４を閾値電圧よりも大きい値となる電荷に保持するので、出力端子２４の負電圧の印加を防止することができる。

［第２実施の形態］
図３を用いて、本発明の第２実施の形態に係る保護回路１について説明する。
本実施の形態に係る保護回路１は、前述の第１実施の形態に係る保護回路１に内蔵されていたチャージポンプ４１に代えて、外部から電源を供給する例を説明するものである。
なお、本実施の形態並びに後述する他の実施の形態において、第１実施の形態に係る保護回路１の構成要素と同一の構成要素又は実質的に同一の構成要素には、同一符号を付し、重複する説明は省略する。

（保護回路１及び電子制御システム１００の全体構成）
図３に示されるように、本実施の形態に係る保護回路１では、第１実施の形態に係る保護回路１のチャージポンプ４１（図２参照）が配設されていない。
保護回路１のチャージポンプ４１以外の構成は、第１実施の形態に係る保護回路１の構成と同一である。保護回路１では、チャージポンプ４１に代えて、外部電源１５が組み込まれている。
詳しく説明すると、外部電源１５の正極は、抵抗１６を介して、第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１のゲート電極に接続されている。外部電源１５の負極は第１トランジスタ７２１のドレイン電極と出力端子２４との間に接続されている。外部電源１５は、ゲート電極を昇圧し、第１トランジスタ７２１のオン動作を制御する。

（作用効果）
このように構成される本実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００では、第１実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

また、本実施の形態に係る保護回路１では、電子制御システム１００に外部電源１５を備えてチャージポンプ４１を外したので、チャージポンプ４１に相当する分、小型化を実現することができる。

［第３実施の形態］
図４を用いて、本発明の第３実施の形態に係る保護回路１について説明する。
本実施の形態に係る保護回路１は、前述の第２実施の形態に係る保護回路１に内蔵されていたイネーブル回路４２及びそれに関係する構成を外した例を説明するものである。

（保護回路１及び電子制御システム１００の全体構成）
図４に示されるように、本実施の形態に係る保護回路１では、第２実施の形態に係る保護回路１のイネーブル端子３６、第２静電気保護回路６２、第３トランジスタ７３１、保護素子７３７〜保護素子７３９、ダイオード７３５を外し、第７整流ダイオード７３６のアノードは抵抗７３４の第２電源端子３２側の端部に接続されている。これ以外の構成は第２実施の形態に係る保護回路１の構成と同一である。

（作用効果）
このように構成される本実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００では、第２実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

また、保護回路１では、図３に示されるイネーブル回路４２に関連する構成を外したので、それに相当する分、より小型化を実現することができる。

［第４実施の形態］
図５を用いて、本発明の第４実施の形態に係る保護回路１について説明する。
本実施の形態に係る保護回路１の構成は、実質的に第１実施の形態に係る保護回路１の構成と同一である。この保護回路１が組み込まれた電子制御システム１００では、更に第４トランジスタ７５１が配設されている。

（保護回路１及び電子制御システム１００の全体構成）
第４トランジスタ７５１のソース電極（第７主電極）は保護回路１の第１電源端子３１及び第１トランジスタ７２１のソース電極に接続されている。ドレイン電極は（第８主電極）はバッテリ１０（図１参照）の正極が接続される第１電源端子２１に接続されている。第４トランジスタ７５１のゲート電極（第４制御電極）は第１トランジスタ７２１のゲート電極に接続されている。

第４トランジスタ７５１は、第１トランジスタ７２１と同様に、縦型構造を有するパワートランジスタであって、ｎチャネル導電型絶縁ゲート電界効果トランジスタ（IGFET）を用いて構成されている。

また、第４トランジスタ７５１の主電極間には電気的に並列にダイオード７５２が挿入されている。このダイオード７５２は、整流ダイオードであり、第４トランジスタ７５１のドレイン電極にカソード電極を接続し、ソース電極にアノード電極を接続している。第４トランジスタ７５１は第３逆接保護回路７３を構築する。そして、第３逆接保護回路７３はダイオード７５２を含んで構築されている。

（第３逆接保護回路７３の逆接保護動作）
前述の図１示される電子制御システム１００において、仮に、バッテリ１０が逆接されたとする。
このとき、図５に示される第２トランジスタ７２３がオン動作状態になるので、第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１及び第３逆接保護回路７３の第４トランジスタ７５１はオフ動作状態となる。つまり、配線基板２０の第１電源端子２１と出力端子２４との間は第２逆接保護回路７２及び第３逆接保護回路７３により遮断される。ここで、第３逆接保護回路７３では、第４トランジスタ７５１の主電極間の耐圧に相当する分、保護耐性が向上されている。また、第４トランジスタ７５１の主電極間にダイオード７５２が挿入されているので、ダイオード７５２の降伏耐圧に相当する分、保護耐性が向上されている。

（第３逆接保護回路７３の出力接地保護動作）
図５示される電子制御システム１００において、仮に、出力端子２４又は第１電源配線２０１が接地されたとする。
このとき、第２トランジスタ７２３がオン動作状態になり、第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１及び第３逆接保護回路７３の第４トランジスタ７５１はオフ動作状態となる。つまり、出力端子２４の接地による、第１電源端子２１から出力端子２４へ流れる過電流を第２逆接保護回路７２及び第３逆接保護回路７３により遮断することができる。

（作用効果）
このように構成される本実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００では、第１実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

また、保護回路１は第４トランジスタ７５１を更に備える。そして、第４トランジスタ７５１は第３逆接保護回路７３を構築する。
第４トランジスタ７５１は、第１電源端子３１及び第１トランジスタ７２１のソース電極にソース電極を接続し、バッテリ１０（図１参照）の正極にドレイン電極を接続する。第４トランジスタ７５１のゲート電極は第１トランジスタ７２１のゲート電極に接続される。このため、保護回路１では、逆接保護機能並びに静電気保護機能に加えて、更に出力接地保護機能を備えているので、保護耐性を向上させることができる。

［第５実施の形態］
図６を用いて、本発明の第５実施の形態に係る保護回路１について説明する。
本実施の形態に係る保護回路１は、前述の第４実施の形態に係る保護回路１に内蔵されていたチャージポンプ４１に代えて、外部から電源を供給する例を説明するものである。

（作用効果）
このように構成される本実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００では、第４実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

また、保護回路１では、電子制御システム１００に外部電源１５を備えてチャージポンプ４１を外したので、チャージポンプ４１に相当する分、小型化を実現することができる。

（保護回路１及び電子制御システム１００の全体構成）
図６に示されるように、本実施の形態に係る保護回路１では、第４実施の形態に係る保護回路１のチャージポンプ４１（図５参照）が配設されていない。
保護回路１のチャージポンプ４１以外の構成は、第４実施の形態に係る保護回路１の構成と同一である。チャージポンプ４１に代えて、電子制御システム１００では、外部電源１５が組み込まれている。
外部電源１５の正極は、抵抗１６を介して、第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１のゲート電極（第１制御電極）に接続されている。外部電源１５の負極は第１トランジスタ７２１と出力端子２４との間において第１電源配線２０１に接続されている。外部電源１５は、ゲート電極を昇圧し、第１トランジスタ７２１のオン動作を制御する。

［第６実施の形態］
図７を用いて、本発明の第６実施の形態に係る保護回路１について説明する。
本実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００は、第１実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００の応用例を説明するものである。

（保護回路１及び電子制御システム１００の全体構成）
図７に示されるように、本実施の形態に係る保護回路１では、半導体基板２の主面上に、出力端子３７、出力端子３８（ＶＯＵＴ）のそれぞれが更に外部端子として配設されている。加えて、半導体基板２には、第８整流ダイオード７１４、第９整流ダイオード８１４のそれぞれが配設されている。第８整流ダイオード７１４は第３静電気保護回路６３を構築している。第９整流ダイオード８１４は第３サージ保護回路８３を構築している。そして、保護回路１には、更に第４逆接保護回路７４が配設されている。

（第４逆接保護回路７４の構成）
第４逆接保護回路７４は、第５トランジスタ７４１及び第６トランジスタ７４３を少なくとも含んで構成されている。
第５トランジスタ７４１は、半導体基板２に対して外付け素子として、配線基板２０上に実装されている。第５トランジスタ７４１は、第１トランジスタ７２１と同様に、ｎチャネル導電型絶縁ゲート電界効果トランジスタ（IGFET）を用いて構成されている。第５トランジスタ７４１のソース電極（第９主電極）は、出力端子３８と出力端子２４との間に接続されている。第５トランジスタ７４１のドレイン電極（第１０主電極）は、第１トランジスタ７２１のドレイン電極に接続されている。第５トランジスタ７４１のゲート電極（第５制御電極）は出力端子３７に接続されている。
出力端子３７にはチャージポンプ４１が接続され、第５トランジスタ７４１のゲート電圧はチャージポンプ４１により制御される。

第５トランジスタ７４１の主電極間には電気的に並列にダイオード７４２が挿入されている。このダイオード７４２は、整流ダイオードであり、第５トランジスタ７４１のソース電極にアノード電極を接続し、ドレイン電極にカソード電極を接続している。

第６トランジスタ７４３のソース電極（第１１主電極）は出力端子３８に接続され、ドレイン電極（第１２主電極）は出力端子３７に接続されている。出力端子３７には第５トランジスタ７４１のゲート電極が接続されている。第６トランジスタのゲート電極（第６制御電極）は抵抗７４６を介してソース電極に接続されるとともに、第３トランジスタ７３１のドレイン電極に接続されている。第６トランジスタ７４３は第２トランジスタ７２３と同様に、デプレッション型のｎチャネル導電型絶縁ゲート電界効果トランジスタ（IGFET）により構成されている。

第６トランジスタ７４３には保護素子７４４及び保護素子７４５が配設されている。
保護素子７４４は、第６トランジスタ７４３のソース電極にアノード電極が接続され、ドレイン電極にカソード電極が接続されたツェナーダイオードを用いて構成されている。保護素子７４５は、保護素子７４４のアノード電極に一端が接続され、保護素子７４４のカソード電極に他端が接続された抵抗を用いて構成されている。保護素子７４４及び保護素子７４５は、主に第６トランジスタ７４３のゲート破壊（ゲート絶縁膜の破壊）の防止を目的として組み込まれている。
クランプ回路７４７は、アノード電極同士を接続した２個のツェナーダイオードを用いて構成されている。一方のツェナーダイオードのカソード電極は抵抗７４６の一端に接続され、他方のツェナーダイオードのカソード電極は抵抗７４６の他端に接続されている。
なお、クランプ回路７４７は抵抗７４６の一端にカソード電極が接続され、抵抗７４６の他端にアノード電極が接続されたツェナーダイオード、カソード電極同士を接続した２個のツェナーダイオード等を用いて構成されてもよい。

第６トランジスタ７４３のゲート電極は抵抗７４８及び抵抗７４９を介して第３トランジスタ７３１のドレイン電極に接続されている。また、抵抗７４９の一端と他端との間に電気的には電気的に並列に第１０整流ダイオード７５０が挿入されている。第１０整流ダイオード７５０のアノード電極は第３トランジスタ７３１のドレイン電極に接続され、カソード電極は抵抗７４６第２電源端子３２側の端部に接続されている。

このように構成される第４逆接保護回路７４は、第２逆接保護回路７２のミラー回路として配設されている。第４逆接保護回路７４の第６トランジスタ７４３を含む一部は、第２逆接保護回路７２の第２トランジスタ７２３を含む一部と同様に、第１静電気保護回路６１、第２静電気保護回路６２、第１逆接保護回路７１と共に、半導体基板２に集積化されている。

（第３静電気保護回路７５の構成）
第３静電気保護回路７５は、第８整流ダイオード７１４を含んで構成されている。第８整流ダイオード７１４は、出力端子３７と第６トランジスタ７４３のドレイン電極との間にアノード電極を接続し、第３配線５５にカソード電極を接続している。

（第３サージ保護回路８３の構成）
第３サージ保護回路８３は更に第９整流ダイオード８１４を含んで構成されている。第９整流ダイオード８１４は出力端子３７と第６トランジスタ７４３のドレイン電極との間にカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極が接続している。

（第４逆接保護回路７４の逆接保護動作）
図１に示される電子制御システム１００に、誤って、バッテリ１０が逆接されたとする。このとき、図７に示されるように、配線基板２０（図１参照）の第１電源端子２１から第１電源配線２０１を通して、第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１のソース電極に負電圧が印加される。第２電源端子２２から第２電源配線２０２を通って保護回路１の第２電源端子３２に正電圧が印加される。これにより、第４逆接保護回路７４において、第６トランジスタ７４３はオン動作状態となり、第５トランジスタ７４１はソース電極とゲート電極の電位が同等となるので、第５トランジスタ７４１はオフ動作状態とされる。このため、電子制御システム１００において、第１電源端子２１に印加される負電圧は第５トランジスタ７４１により遮断されて出力端子２４に伝わらない。

（第４逆接保護回路７４の出力接地保護動作）
図７に示される電子制御システム１００において、出力端子２４が誤って接地されたとする。このとき、第４逆接保護回路７４において、デプレッション型の第６トランジスタ７４３がオン動作状態になるので、第５トランジスタ７４１がオフ動作状態となる。つまり、出力端子２４の接地による、第１電源端子２１から出力端子２４へ流れる過電流を、第４逆接保護回路７４により遮断することができる。

（第３静電気保護回路７５の静電気保護動作）
仮に、出力端子３７に正の静電気が印加されると、静電気は第３静電気保護回路７５の第８整流ダイオード７１４、第３配線５５のそれぞれを通って第１静電気保護回路６１に入力される。第１静電気保護回路６１では、静電気が第２静電気保護素子６１２の降伏電圧を超えるときには、第３配線５５から第２静電気保護素子６１２を通って第１配線５３へ電流が流れ、静電気は吸収される。また、静電気が第３静電気保護素子６１３の降伏電圧を超えるときには、第３配線５５から第３静電気保護素子６１３を通って第２配線５４へ電流が流れ、静電気は吸収される。
一方、出力端子３７に負の静電気が印加されると、第８整流ダイオード７１４の降伏電圧を超えるときには、第１配線５３から第８整流ダイオード７１４を通って、出力端子３７へ電流が流れ、静電気は吸収される。

（第３サージ保護回路８３のサージ保護動作）
第３サージ保護回路８３では、出力端子３７に印加されたサージを吸収することができる。仮に、正のサージであれば、第１サージ保護回路８１の第９整流ダイオード８１４の降伏電圧を超えるときには、出力端子３７から第９整流ダイオード８１４を通って第２配線５４へ電流が流れ、サージは吸収される。仮に、負のサージであれば、第２配線５４から第９整流ダイオード８１４を通って出力端子３７へ電流が流れ、サージは吸収される。

（作用効果）
このように構成される本実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００では、第１実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

また、本実施の形態に係る保護回路１は、第５トランジスタ７４１及び第６トランジスタ７４３を備える。第５トランジスタ７４１のドレイン電極は、第１トランジスタのドレイン電極に接続されている。第５トランジスタ７４１のソース電極は、出力端子３８と出力端子２４との間に接続される。第５トランジスタ７４１のゲート電極は出力端子３７に接続される。このため、保護回路１内に、第１逆接保護回路７１、第２逆接保護回路７２及び第４逆接保護回路７４が、第１静電気保護回路６１、第２静電気保護回路６２、第３静電気保護回路、第１サージ保護回路８１、第３サージ保護回路８３のそれぞれと共に集積化することができる。これにより、保護回路１の小型化を実現することができる。加えて、保護回路１を小型化することができるので、保護回路１の軽量化を実現することができる。

［第７実施の形態］
図８を用いて、本発明の第７実施の形態に係る保護回路１について説明する。
本実施の形態に係る保護回路１は、前述の第６実施の形態に係る保護回路１に内蔵されていたチャージポンプ４１に代えて、外部から電源を供給する例を説明するものである。

（保護回路１及び電子制御システム１００の全体構成）
図８に示されるように、本実施の形態に係る保護回路１では、第６実施の形態に係る保護回路１のチャージポンプ４１（図７参照）が配設されていない。
保護回路１のチャージポンプ４１以外の構成は、第６実施の形態に係る保護回路１の構成と同一である。チャージポンプ４１に代えて、電子制御システム１００では、外部電源４６が組み込まれている。
外部電源４６の正極は、抵抗４８を介して、第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１のゲート電極に接続されている。さらに、外部電源４６の正極は抵抗４７を介して、第４逆接保護回路７４の第５トランジスタ７４１のゲート電極に接続されている。外部電源４６の負極は第５トランジスタ７４１のソース電極及び出力端子３８と出力端子２４との間に接続されている。外部電源４６は、ゲート電極を昇圧し、第１トランジスタ７２１及び第５トランジスタ７４１のオン動作を制御する。

（作用効果）
このように構成される本実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００では、第６実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

また、本実施の形態に係る保護回路１では、電子制御システム１００に外部電源４６を備えてチャージポンプ４１を外したので、チャージポンプ４１に相当する分、小型化を実現することができる。

［第８実施の形態］
図９を用いて、本発明の第８実施の形態に係る保護回路１について説明する。
本実施の形態に係る保護回路１は、前述の第６実施の形態に係る保護回路１に内蔵されていたチャージポンプ４１に代えて、外部から電源を供給する例を説明するものである。

（保護回路１及び電子制御システム１００の全体構成）
図９に示されるように、本実施の形態に係る保護回路１では、第６実施の形態に係る保護回路１のチャージポンプ４１（図７参照）が配設されていない。チャージポンプ４１に代えて、電子制御システム１００では、外部電源４３が組み込まれている。保護回路１のチャージポンプ４１以外の構成は、第６実施の形態に係る保護回路１の構成と同一である。
外部電源４３の正極は、抵抗４４を介して、第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１のゲート電極に接続されている。さらに、外部電源４３の正極は抵抗４５を介して、第４逆接保護回路７４の第５トランジスタ７４１のゲート電極に接続されている。外部電源４３の負極は第１トランジスタ７２１のソース電極及び第１電源端子３１と第１電源端子２１との間に接続されている。外部電源４３は、ゲート電極を昇圧し、第１トランジスタ７２１及び第５トランジスタ７４１のオン動作を制御する。

（作用効果）
このように構成される本実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００では、第６実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

また、本実施の形態に係る保護回路１では、電子制御システム１００に外部電源４３を備えてチャージポンプ４１を外したので、チャージポンプ４１に相当する分、小型化を実現することができる。

［第９実施の形態］
図１０を用いて、本発明の第９実施の形態に係る保護回路１について説明する。
本実施の形態に係る保護回路１は、前述の第６実施の形態に係る保護回路１に内蔵されていたチャージポンプ４１に代えて、外部から電源を供給する例を説明するものである。

（保護回路１及び電子制御システム１００の全体構成）
図１０に示されるように、本実施の形態に係る保護回路１では、第６実施の形態に係る保護回路１のチャージポンプ４１（図７参照）が配設されていない。
保護回路１のチャージポンプ４１以外の構成は、第２実施の形態に係る保護回路１の構成と同一である。チャージポンプ４１に代えて、電子制御システム１００では、外部電源４６及び外部電源４３が組み込まれている。
外部電源４３の正極は、抵抗４４を介して、第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１のゲート電極に接続されている。外部電源４３の負極は第１トランジスタ７２１のソース電極及び第１電源端子３１と第１電源端子２１との間に接続されている。外部電源４３は、ゲート電極を昇圧し、第１トランジスタ７２１のオン動作を制御する。
外部電源４６の正極は、抵抗４７を介して、第４逆接保護回路７４の第５トランジスタ７４１のゲート電極に接続されている。外部電源４６の負極は第５トランジスタ７４１のソース電極と出力端子３８及び出力端子２４との間に接続されている。外部電源４６は、ゲート電極を昇圧し、第５トランジスタのオン動作を制御する。

（作用効果）
このように構成される本実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００では、第６実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

また、本実施の形態に係る保護回路１では、電子制御システム１００に外部電源４３及び外部電源４６を備えてチャージポンプ４１を外したので、チャージポンプ４１に相当する分、小型化を実現することができる。

［その他の実施の形態］
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲において、種々変形可能である。
例えば、前述の図７に示される第６実施の形態に係る保護回路１において、イネーブル回路４２及びそれに関係する構成を外してもよい。関係する構成とは、具体的には、イネーブル端子３６、第２静電気保護回路６２、第３トランジスタ７３１等である。このように構成される保護回路１では、より一層の小型化を実現することができる。
また、上記実施の形態に係る保護回路１の静電気保護回路において、静電気保護素子はダイオード若しくはツェナーダイオードに限定されない。本発明では、静電気保護素子として、例えばトランジスタを使用することができる。ここで、トランジスタとしては、絶縁ゲート型電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタのそれぞれを実用的に使用することができる。
上記実施の形態では、電子制御システム１００に電子制御ユニット１４が実装されているが、本発明は、電子制御ユニット１４に代えて、エンジン制御ユニット（ECU：Engine Control Unit）を電子制御システム１００に実装してもよい。

１…保護回路、１０…バッテリ、１２…電圧監視回路、１３…電解コンデンサ、１４…電子制御ユニット、１００…電子制御システム、２…半導体基板、２０…配線基板、２１、３１…第１電源端子、２２、２３、３２…第２電源端子、２４、３５、３７、３８…出力端子、２５、３６…イネーブル端子、４１…チャージポンプ、４２…イネーブル回路、５６…信号配線、５１、２０１、２０３…第１電源配線、５２、２０２、２０４…第２電源配線、５３…第１配線、５４…第２配線、５５…第３配線、６１…第１静電気保護回路、６２…第２静電気保護回路、６１１〜６１３、６２１〜６２５…静電気保護素子、７１…第１逆接保護回路、７２…第２逆接保護回路、７３…第３逆接保護回路、７４…第４逆接保護回路、７５…第３静電気保護回路、７１１…第１整流ダイオード、７１２…第２整流ダイオード、７２６…第１抵抗、７３２…第２抵抗、８１１…第３整流ダイオード、８１２…第４整流ダイオード、７１３…第５整流ダイオード、８１３…第６整流ダイオード、７３６…第７整流ダイオード、７１４…第８整流ダイオード、８１４…第９整流ダイオード、７２１…第１トランジスタ、７２３…第２トランジスタ、７５１…第４トランジスタ、７４１…第５トランジスタ、７４３…第６トランジスタ、８１…第１サージ保護回路、８２…第２サージ保護回路、８３…第３サージ保護回路、９２…コンデンサ。

Claims (9)

1. バッテリの正極に接続される第１電源端子から延設された第１電源配線と、
   前記バッテリの負極に接続される第２電源端子から延設された第２電源配線と、
   前記第１電源端子に第１主電極が接続され、出力端子に第２主電極が接続された第１トランジスタと、
   前記第１電源配線に第３主電極が接続され、前記第１トランジスタの第１制御電極に第４主電極が接続され、前記第３主電極及び前記第２電源配線に第２制御電極が接続されたデプレッション型の第２トランジスタと、
   前記第３主電極と前記第２制御電極との間に直列に接続された第１抵抗と、
   前記第３主電極と前記第２電源配線との間に接続され、静電気を吸収する静電気保護回路と、
   を備えている保護回路。
2. 前記静電気保護回路は、
   前記第１電源配線にアノード電極が接続された第１整流ダイオードと、
   前記第１整流ダイオードのカソード電極が接続された第１配線と、
   前記第２電源配線にカソード電極が接続された第２整流ダイオードと、
   前記第２整流ダイオードのアノード電極が接続された第２配線と、
   前記第１配線にカソード電極、前記第２配線にアノード電極が接続されたツェナーダイオードと、を備えている
   請求項１に記載の保護回路。
3. 前記第１電源配線にカソード電極が接続され、前記第２配線にアノード電極が接続された第３整流ダイオードと、
   前記第２電源配線にアノード電極が接続され、前記第１配線にカソード電極が接続された第４整流ダイオードと、
   を更に備えている請求項２に記載の保護回路。
4. 前記第１制御電極と前記第４主電極との間にアノード電極が接続された第５整流ダイオードと、
   前記第５整流ダイオードのカソード電極が接続された第３配線と、
   前記第４主電極にカソード電極が接続され、前記第２配線にアノード電極が接続された第６整流ダイオードと、
   を備え、
   前記静電気保護回路は、
   前記第１配線と前記第２配線との間に接続され、静電気を吸収する第１静電気保護素子と、
   前記第１配線と前記第３配線との間に接続され、静電気を吸収する第２静電気保護素子と、
   前記第２配線と前記第３配線との間に接続され、静電気を吸収する第３静電気保護素子と、
   を更に備えている請求項２又は請求項３に記載の保護回路。
5. 前記第１抵抗と前記第２電源端子との間に直列に接続された第２抵抗と、
   前記第２抵抗に並列に接続され、前記第１抵抗にアノード電極が接続された第７整流ダイオードと、
   を更に備えている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の保護回路。
6. 前記第２電源配線に第５主電極が接続され、前記第２抵抗に第６主電極が接続され、イネーブル回路に第３制御電極が接続され、前記イネーブル回路によってオン、オフ制御される第３トランジスタと、
   前記第５主電極にアノード電極が接続され、前記第６主電極にカソード電極が接続された第８整流ダイオードと、を更に備えている
   請求項５に記載の保護回路。
7. 前記第１主電極に第７主電極が接続され、前記正極に第８主電極が接続され、前記第１制御電極に供給される制御電圧と同等の制御電圧が供給される第４制御電極を有する第４トランジスタを更に備えている
   請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の保護回路。
8. 前記出力端子に第９主電極が接続され、前記第２主電極に第１０主電極が接続され、前記第１制御電極に供給される制御電圧と同等の制御電圧が供給される第５制御電極を有する第５トランジスタを更に備えている
   請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の保護回路。
9. 前記出力端子と前記第２電源配線との間に接続されたコンデンサを更に備え、
   前記第２トランジスタは、前記第１電源端子の電圧が下がるときに、この電圧が０Ｖよりも大きい閾値電圧以下になるとターンオンし、
   前記第１トランジスタは、前記第２トランジスタのターンオンに伴いターンオフし、
   前記コンデンサは、前記第１トランジスタがターンオフしたときに、前記出力端子が前記閾値電圧よりも大きい値となるように電荷を保持する
   請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の保護回路。

Images