JP2023015658A - 多チャネルスイッチｉｃ - Google Patents

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Abstract

【課題】 多チャネルスイッチＩＣのテスト端子の数を低減する。【解決手段】 一つの実施形態によれば、多チャネルスイッチＩＣは、多チャネルスイッチユニット、共通テスト端子を含む。多チャネルスイッチユニットは、複数のスイッチユニットを含む。各スイッチユニットは、出力端子を介して出力信号を出力する出力トランジスタと、出力トランジスタに流れる電流に応じて検出電流を検出する過電流検出回路と、アノードに検出電流が入力されるダイオードとから構成される。共通テスト端子は、各スイッチユニットに接続され、ダイオードを介して過電流検出回路に接続され、ダイオードのカソードに接続される。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、多チャネルスイッチＩＣに関する。
スイッチＩＣは、産業用及び民生用などに適用され、出力トランジスタ、コントローラ、ドライバなどを備える。スイッチＩＣは、モータ制御システム、バッテリ監視システム、パワーマネージメントシステム、照明制御システム等などに搭載され、近年多チャネル化が進展している。
多チャネルスイッチＩＣでは、過電流検出や過熱検出が重要となる。過電流検出や過熱検出などを行う保護機能回路は、スイッチＩＣの動作異常やアプリケーションの破壊などを防止する。保護機能回路では、チャネルごとにテスト端子が設けられるのでテスト端子の数が増加するという問題点がある。
保護機能回路を備える多チャネルスイッチＩＣでは、チップサイズの増大やテストの複雑化を考慮してテスト端子の数の低減化が強く要求されている。
特開２０１２－９０１０８号公報
本発明は、テスト端子の数を低減することができる多チャネルスイッチＩＣを提供することにある。
一つの実施形態によれば、多チャネルスイッチＩＣは、多チャネルスイッチユニット、共通テスト端子を含む。多チャネルスイッチユニットは、複数のスイッチユニットを含む。各スイッチユニットは、出力端子を介して出力信号を出力する出力トランジスタと、出力トランジスタに流れる電流に応じて検出電流を検出する過電流検出回路と、アノードに検出電流が入力されるダイオードとから構成される。共通テスト端子は、各チャネルスイッチユニットに接続され、ダイオードを介して過電流検出回路に接続され、ダイオードのカソードに接続される。
第１の実施形態に係る多チャネルスイッチＩＣを示す回路図である。 第１の実施形態に係る多チャネルスイッチＩＣのテストを説明する図である。 第１の実施形態に係る多チャネルスイッチＩＣのテストを説明するタイミングチャート。 第２の実施形態に係る多チャネルスイッチＩＣを示す回路図である。 第３の実施形態に係る多チャネルスイッチＩＣを示す回路図である。 第３の実施形態に係る多チャネルスイッチＩＣのテストを説明するタイミングチャート。 第３の実施形態に係る多チャネルスイッチＩＣのテストを説明するタイミングチャート。 第１の変形例の多チャネルスイッチＩＣを示す回路図である。 比較例の多チャネルスイッチＩＣを示す回路図である。
以下本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る多チャネルスイッチＩＣについて、図面を参照して説明する。図１は多チャネルスイッチＩＣを示す回路図である。
第１の実施形態では、多チャネルスイッチＩＣは、２つのスイッチユニット、共通テスト端子を含む。２つのスイッチユニットは、それぞれ、出力端子を介して出力信号を出力する出力トランジスタと、出力トランジスタに流れる電流に応じて検出電流を検出する過電流検出回路と、アノードに検出電流が入力されるダイオードとから構成される。共通テスト端子は、２つのスイッチユニットに接続され、ダイオードを介して過電流検出回路に接続され、ダイオードのカソードに接続される。
図1に示すように、多チャネルスイッチＩＣ１００は、２チャネルスイッチＩＣであり、スイッチユニット１、スイッチユニット２、コントローラ３Ａ、ドライバ４Ａ、共通テスト端子Ｐｃｍｔを含む。多チャネルスイッチＩＣ１００は、過電流の発生を監視する保護機能回路としての過電流検出回路を搭載してスイッチユニットの動作異常やアプリケーションの破壊などを防止している。多チャネルスイッチＩＣ１００は、産業用及び民生用に適用され、モータ制御システム、バッテリ監視システム、パワーマネージメントシステム、照明監視システムなどに搭載される。
コントローラ３Ａは、ドライバ４Ａの動作を制御する制御信号Ｓｃｎをドライバ４Ａに出力する。コントローラ３Ａは、通常動作時、テスト時にスイッチユニット１とスイッチユニット２から出力される情報を入力し、その情報に基づいてスイッチユニット１及びスイッチユニット２をフィードバック制御する(詳細は後述する)。
ドライバ４Ａは、制御信号Ｓｃｎに基づいて、スイッチユニット１の出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１の動作を制御する制御信号Ｓｓｇ１、スイッチユニット２の出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２の動作を制御する制御信号Ｓｓｇ２を生成する。
スイッチユニット１とスイッチユニット２は、同一回路構成を有する。
スイッチユニット１は、過電流検出回路１１、ダイオードＤ１、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１、出力端子Ｐｏｕｔ１を含む。
出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１（出力トランジスタ）は、ハイサイドＮｃｈ出力ＭＯＳトランジスタである。出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１は、第１端子（ドレイン）が抵抗Ｒ１を介して電源電圧(高電位側電源)Ｖｄｄに接続され、制御端子（ゲート）に制御信号Ｓｓｇ１を入力し、制御信号Ｓｓｇ１がイネーブル状態のときにオンして第２端子（ソース）側から出力信号(出力電流Ｉｏｕｔ１)を出力端子Ｐｏｕｔ１に出力する。
過電流検出回路１１は、保護機能回路として機能し、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１に流れる出力電流Ｉｏｕｔ１を監視する。過電流検出回路１１は、出力電流Ｉｏｕｔ１が所定値以内か或いは所定値以上(過電流)かを検出する。過電流検出回路１１は、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１に所定値以上の過電流が流れた場合に、その情報をコントローラ３Ａにフィードバック送信する。コントローラ３Ａは、過電流検出回路１１で検出された過電流情報を入力して、スイッチユニット１の発熱や破壊、出力端子Ｐｏｕｔ１の出力側に設けられるアプリケーションの発熱や破壊を未然に防止する。
過電流検出回路１１は、電流源１２、電流源１３、抵抗Ｒ１～Ｒ７、ＰＮＰトランジスタＱ１～Ｑ３、検出電圧端子Ｐｖｄｔ１を含む。
抵抗Ｒ１は、一端(ノードＮ１)が電源電圧(高電位側電源)Ｖｄｄに接続され、他端（ノードＮ２）が出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１の第１端子(ドレイン)に接続される。抵抗Ｒ２は、一端がノードＮ１に接続され、他端がノードＮ３に接続される。抵抗Ｒ３は、一端がノードＮ２に接続され、他端がノードＮ４に接続される。ＰＮＰトランジスタＱ３は、第１端子（エミッタ）がノードＮ３に接続され、制御端子(ベース)がノードＮ６に接続される。抵抗Ｒ４は、一端がＰＮＰトランジスタＱ３の第２端子（コレクタ）に接続され、他端がノードＮ７に接続される。検出電圧端子Ｐｖｄｔ１は、ノードＮ７に接続され、過電流検出回路１１で検出され、出力電流Ｉｏｕｔ１に応じて検出電圧Ｖｄｔ１を出力する。検出電圧Ｖｄｔ１は、出力電流Ｉｏｕｔ１が設定レベルまで流れた場合に検出される。抵抗Ｒ７は、一端がノードＮ７に接続され、他端が接地電位（低電位側電源）Ｖｓｓに接続される。ＰＮＰトランジスタＱ１は、第１端子（エミッタ）がノードＮ３に接続され、制御端子（ベース）がノードＮ５（第２端子、コレクタ）とＰＮＰトランジスタＱ２の制御端子（ベース）に接続される。ＰＮＰトランジスタＱ２は、第１端子（エミッタ）がノードＮ４に接続され、第２端子（コレクタ）がノードＮ６に接続される。抵抗Ｒ５は、一端がノードＮ５に接続され、他端がノードＮ８に接続される。電流源１２は、抵抗Ｒ５と接地電位（低電位側電源）Ｖｓｓの間に設けられ、接地電位（低電位側電源）Ｖｓｓ側に電流Ｉ１を流す。抵抗Ｒ６は、一端がノードＮ６に接続され、他端がノードＮ９に接続される。電流源１３は、抵抗Ｒ６と接地電位（低電位側電源）Ｖｓｓの間に設けられ、接地電位（低電位側電源）Ｖｓｓ側に電流Ｉ２を流す。
ＰＮＰトランジスタＱ１とＰＮＰトランジスタＱ２は、カレントミラー回路を構成し、ミラー比(ＰＮＰトランジスタＱ１のエミッタ面積とＰＮＰトランジスタＱ２のエミッタ面積の比)に応じて、ミラー倍された電流Ｉ２を接地電位（低電位側電源）Ｖｓｓ側に流す。カレントミラー回路を構成するＰＮＰトランジスタＱ１とＰＮＰトランジスタＱ２の代わりにＮＰＮトランジスタ、ＮｃｈＭＯＳトランジスタ、ＰｃｈＭＯＳトランジスタなどを用いてもよい。
過電流検出回路１１は、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１に流れる電流に応じて検出電流Ｉｄｔ１をノードＮ２(抵抗Ｒ１の他端)⇒抵抗Ｒ３⇒ノードＮ４を経由して出力する。
ダイオードＤ１は、ベースがコレクタに接地するベース接地ＰＮＰトランジスタである。ダイオードＤ１は、アノードに検出電流Ｉｄｔ１を入力し、カソードが共通テスト端子Ｐｃｍｔに接続される。ダイオードＤ１は、検出電流Ｉｄｔ１に対して順方向となり、共通テスト端子Ｐｃｍｔを介して他のスイッチユニット（スイッチユニット２）から発生する検出電流Ｉｄｔ（スイッチユニット２の検出電流Ｉｄｔ２）に対して逆方向となり検出電流Ｉｄｔ（スイッチユニット２の検出電流Ｉｄｔ２）の過電流検出回路１１への進入を遮断する。
スイッチユニット２は、過電流検出回路２１、ダイオードＤ２、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２、出力端子Ｐｏｕｔ２を含む。
出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２（出力トランジスタ）は、ハイサイドＮｃｈ出力ＭＯＳトランジスタである。出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２は、第１端子（ドレイン）が抵抗Ｒ１１を介して電源電圧(高電位側電源)Ｖｄｄに接続され、制御端子（ゲート）に制御信号Ｓｓｇ２を入力し、制御信号Ｓｓｇ２がイネーブル状態のときにオンして第２端子（ソース）側から出力信号(出力電流Ｉｏｕｔ２)を出力端子Ｐｏｕｔ２に出力する。
過電流検出回路２１は、保護機能回路として機能し、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２に流れる出力電流Ｉｏｕｔ２を監視する。過電流検出回路２１は、出力電流Ｉｏｕｔ２が所定値以内か或いは所定値以上(過電流)か検出する。過電流検出回路２１は、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２に所定値以上の過電流が流れた場合に、その情報をコントローラ３Ａにフィードバック送信する。コントローラ３Ａは、過電流検出回路２１で検出された過電流情報を入力して、スイッチユニット２の発熱や破壊、出力端子Ｐｏｕｔ２の出力側に設けられるアプリケーションの発熱や破壊を未然に防止する。
過電流検出回路２１は、電流源２２、電流源２３、抵抗Ｒ１１～Ｒ１７、ＰＮＰトランジスタＱ１１～Ｑ１３、検出電圧端子Ｐｖｄｔ２を含む。
抵抗Ｒ１１は、一端(ノードＮ１１)が電源電圧(高電位側電源)Ｖｄｄに接続され、他端（ノードＮ１２）が出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２の第１端子(ドレイン)に接続される。抵抗Ｒ１２は、一端がノードＮ１１に接続され、他端がノードＮ１３に接続される。抵抗Ｒ１３は、一端がノードＮ１２に接続され、他端がノードＮ１４に接続される。ＰＮＰトランジスタＱ１３は、第１端子（エミッタ）がノードＮ１３に接続され、制御端子(ベース)がノードＮ１６に接続される。抵抗Ｒ１４は、一端がＰＮＰトランジスタＱ１３の第２端子（コレクタ）に接続され、他端がノードＮ１７に接続される。検出電圧端子Ｐｖｄｔ２は、ノードＮ１７に接続され、過電流検出回路２１で検出され、出力電流Ｉｏｕｔ２に応じて検出電圧Ｖｄｔ２を出力する。検出電圧Ｖｄｔ２は、出力電流Ｉｏｕｔ２が設定レベルまで流れた場合に検出される。抵抗Ｒ１７は、一端がノードＮ１７に接続され、他端が接地電位（低電位側電源）Ｖｓｓに接続される。ＰＮＰトランジスタＱ１１は、第１端子（エミッタ）がノードＮ１３に接続され、制御端子（ベース）がノードＮ１５（第２端子、コレクタ）とＰＮＰトランジスタＱ１２の制御端子（ベース）に接続される。ＰＮＰトランジスタＱ１２は、第１端子（エミッタ）がノードＮ１４に接続され、第２端子（コレクタ）がノードＮ１６に接続される。抵抗Ｒ１５は、一端がノードＮ１５に接続され、他端がノードＮ１８に接続される。電流源２２は、抵抗Ｒ１５と接地電位（低電位側電源）Ｖｓｓの間に設けられ、接地電位（低電位側電源）Ｖｓｓ側に電流Ｉ１１を流す。抵抗Ｒ１６は、一端がノードＮ１６に接続され、他端がノードＮ１９に接続される。電流源２３は、抵抗Ｒ１６と接地電位（低電位側電源）Ｖｓｓの間に設けられ、接地電位（低電位側電源）Ｖｓｓ側に電流Ｉ２１を流す。
ＰＮＰトランジスタＱ１１とＰＮＰトランジスタＱ１２は、カレントミラー回路を構成し、ミラー比(ＰＮＰトランジスタＱ１１のエミッタ面積とＰＮＰトランジスタＱ１２のエミッタ面積の比)に応じて、ミラー倍された電流Ｉ２１を接地電位（低電位側電源）Ｖｓｓ側に流す。カレントミラー回路を構成するＰＮＰトランジスタＱ１１とＰＮＰトランジスタＱ１２の代わりにＮＰＮトランジスタ、ＮｃｈＭＯＳトランジスタ、ＰｃｈＭＯＳトランジスタなどを用いてもよい。
過電流検出回路２１は、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２に流れる電流に応じて検出電流Ｉｄｔ２をノードＮ１２(抵抗Ｒ１１の他端)⇒抵抗Ｒ１３⇒ノードＮ１４を経由して出力する。
ダイオードＤ２は、ベースがコレクタに接地するベース接地ＰＮＰトランジスタである。ダイオードＤ２は、アノードに検出電流Ｉｄｔ２を入力し、カソードが共通テスト端子Ｐｃｍｔに接続される。ダイオードＤ２は、検出電流Ｉｄｔ２に対して順方向となり、共通テスト端子Ｐｃｍｔを介して他のスイッチユニット（スイッチユニット１）から発生する検出電流Ｉｄｔ（スイッチユニット１の検出電流Ｉｄｔ１）に対して逆方向となり検出電流Ｉｄｔ（スイッチユニット１の検出電流Ｉｄｔ１）の過電流検出回路２１への進入を遮断する。
比較例の多チャネルスイッチＩＣについて、図９を参照して説明する。図９に示すように、比較例の多チャネルスイッチＩＣ４００は、本実施形態の多チャネルスイッチＩＣ１００に対してダイオードＤ１、ダイオードＤ２が省かれており、共通テスト端子Ｐｃｍｔの代わりにテスト端子Ｐｔ１とテスト端子Ｐｔ２が設けられている。比較例の多チャネルスイッチＩＣ４００は、スイッチユニット毎にテスト端子が設けられているので、本実施例の多チャネルスイッチＩＣ１００に対してテスト端子の数が多い。比較例の多チャネルスイッチＩＣ４００では、本実施例の多チャネルスイッチＩＣ１００に対して異なる点のみ説明する。
スイッチユニット１ｂとスイッチユニット２ｂは、同一回路構成を有する。
スイッチユニット１ｂは、過電流検出回路１１、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１、出力端子Ｐｏｕｔ１を含む。スイッチユニット２ｂは、過電流検出回路２１、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２、出力端子Ｐｏｕｔ２を含む。
テスト端子Ｐｔ１は、過電流検出回路１１のノードＮ４に接続され、検出電流Ｉｄｔ１を入力する。テスト端子Ｐｔ２は、過電流検出回路２１のノードＮ１４に接続され、検出電流Ｉｄｔ２を入力する。
次に、多チャネルスイッチＩＣ１００のテストについて図２、図３を参照して説明する。図２は多チャネルスイッチＩＣのテストを説明する図である。図３は多チャネルスイッチＩＣのテストを説明するタイミングチャートである。
図２示すように、多チャネルスイッチＩＣ１００のダイソータ（Ｄ／Ｓ）やチャネルスイッチＩＣモジュールなどのテスト時、テスタ５Ａはプローブなどを用いて共通テスト端子Ｐｃｍｔ、検出電圧端子Ｐｖｄｔ１、検出電圧端子Ｐｖｄｔ１などにコンタクトし、共通テスト端子Ｐｃｍｔ、検出電圧端子Ｐｖｄｔ１、検出電圧端子Ｐｖｄｔ１などからそれぞれ出力される情報を取得する。
図３に示すように、多チャネルスイッチＩＣ１００のスイッチユニット１とスイッチユニット２のパラレルテスト（順次テスト）では、例えば、制御信号Ｓｓｇ１をイネーブル状態(High Level)、制御信号Ｓｓｇ２をディセーブル状態(Low Level)に設定する。このとき出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１がオンし、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２がオフし、出力電流Ｉｏｕｔ１に応じて検出電流Ｉｄｔ１を共通テスト端子Ｐｃｍｔを介して検出し、出力電流Ｉｏｕｔ１に応じて検出電圧Ｖｄｔ１を検出電圧端子Ｐｖｄｔ１を介して検出する。検出電流Ｉｄｔ１、検出電圧Ｖｄｔ１の値から出力電流Ｉｏｕｔ１が所定の範囲内か或いは範囲外(過電流)かを判定する。
次に、制御信号Ｓｓｇ２をイネーブル状態(High Level)、制御信号Ｓｓｇ１をディセーブル状態(Low Level)に設定する。このとき出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１がオフし、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２がオンし、出力電流Ｉｏｕｔ２に応じて検出電流Ｉｄｔ２を共通テスト端子Ｐｃｍｔを介して検出し、出力電流Ｉｏｕｔ２に応じて検出電圧Ｖｄｔ２を検出電圧端子Ｐｖｄｔ２を介して検出する。検出電流Ｉｄｔ２、検出電圧Ｖｄｔ２の値から出力電流Ｉｏｕｔ２が所定の範囲内か或いは範囲外(過電流)かを判定する。
多チャネルスイッチＩＣ１００のスイッチユニット１とスイッチユニット２の同時テストでは、制御信号Ｓｓｇ１をイネーブル状態(High Level)、制御信号Ｓｓｇ２をイネーブル状態(High Level)に設定する。このとき出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１がオンし、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２がオンし、合算出力電流（Ｉｏｕｔ１＋Ｉｏｕｔ２）に応じた合算検出電流（Ｉｄｔ１＋Ｉｄｔ２）を共通テスト端子Ｐｃｍｔを介して検出し、出力電流Ｉｏｕｔ１に応じて検出電圧Ｖｄｔ１を検出電圧端子Ｐｖｄｔ１を介して検出し、出力電流Ｉｏｕｔ２に応じて検出電圧Ｖｄｔ２を検出電圧端子Ｐｖｄｔ２を介して検出する。合算検出電流（Ｉｄｔ１＋Ｉｄｔ２）、検出電圧Ｖｄｔ１、検出電圧Ｖｄｔ２の値から出力電流Ｉｏｕｔ１、出力電流Ｉｏｕｔ２が所定の範囲内か或いは範囲外(過電流)かを判定する。
上述したように、第１の実施形態の多チャネルスイッチＩＣ１００では、スイッチユニット１、スイッチユニット２、コントローラ３Ａ、ドライバ４Ａ、共通テスト端子Ｐｃｍｔが設けられる。スイッチユニット１は、過電流検出回路１１、ダイオードＤ１、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１、出力端子Ｐｏｕｔ１を含む。スイッチユニット２は、過電流検出回路２１、ダイオードＤ２、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２、出力端子Ｐｏｕｔ２を含む。過電流検出回路１１は、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１に流れる出力電流Ｉｏｕｔ１に応じて検出電流Ｉｄｔ１を共通テスト端子Ｐｃｍｔを介して出力する。過電流検出回路２１は、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２に流れる出力電流Ｉｏｕｔ２に応じて検出電流Ｉｄｔ２を共通テスト端子Ｐｃｍｔを介して出力する。
このため、テスト端子の数を削減することができる。したがって、チップサイズやテストコストの上昇を抑制することができる。
なお、本実施形態の多チャネルスイッチＩＣ１００では、過電流検出回路を用いてハイサイド出力ＭＯＳトランジスタに流れる出力電流を監視しているが必ずしもこれに限定されるものではない。図８に示す第１の変形例の多チャネルスイッチＩＣ１００ａのように、ローサイド出力ＭＯＳトランジスタに流れる出力電流を監視してもよい。具体的には、多チャネルスイッチＩＣ１００ａは、スイッチユニット１ａ、スイッチユニット２ａ、コントローラ３Ｃ、ドライバ４Ｃ、共通テスト端子Ｐｃｍｔが設けられる。
スイッチユニット１ａは、過電流検出回路１１、ダイオードＤ１、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１１、出力端子Ｐｏｕｔ１を含む。スイッチユニット２ａは、過電流検出回路２１、ダイオードＤ２、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２１、出力端子Ｐｏｕｔ２を含む。以下、多チャネルスイッチＩＣ１００と異なる点のみ説明する。
コントローラ３Ｃは、ドライバ４Ｃの動作を制御する制御信号Ｓｃｎｂをドライバ４Ｃに出力する。コントローラ３Ｃは、通常動作時、テスト時にスイッチユニット１ａとスイッチユニット２ａから出力される情報を入力し、その情報に基づいてスイッチユニット１ａとスイッチユニット２ａをフィードバック制御する。
ドライバ４Ｃは、制御信号Ｓｃｎｂに基づいて、スイッチユニット１ａの出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１１の動作を制御する制御信号Ｓｓｇ１１、スイッチユニット２ａの出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２１の動作を制御する制御信号Ｓｓｇ２１を生成する。
スイッチユニット１ａとスイッチユニット２ａは、同一回路構成を有する。
出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１は、第１端子（ドレイン）が電源電圧（高電位側電源）Ｖｄｄに接続され、制御端子（ゲート）に制御信号Ｓｓｇ１が入力され、第２端子（ソース）がノードＮ１０、出力端子Ｐｏｕｔ１に接続される。出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１１は、ローサイドＮｃｈ出力ＭＯＳトランジスタであり、第１端子（ドレイン）がノードＮ１０に接続され、制御端子（ゲート）に制御信号Ｓｓｇ１１が入力され、第２端子（ソース）がノードＮ１に接続され、制御信号Ｓｓｇ１１がイネーブル状態(High Level)のときにオンし、制御信号Ｓｓｇ１１がディセーブル状態(Low Level)のときにオフする。過電流検出回路１１は、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ１１に流れる電流に応じて検出電流と検出電圧を出力する。
出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２は、第１端子（ドレイン）が電源電圧（高電位側電源）Ｖｄｄに接続され、制御端子（ゲート）に制御信号Ｓｓｇ２が入力され、第２端子（ソース）がノードＮ２０、出力端子Ｐｏｕｔ２に接続される。出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２１は、ローサイドＮｃｈ出力ＭＯＳトランジスタであり、第１端子（ドレイン）がノードＮ２０に接続され、制御端子（ゲート）に制御信号Ｓｓｇ２１が入力され、第２端子（ソース）がノードＮ１１に接続され、制御信号Ｓｓｇ２１がイネーブル状態(High Level)のときにオンし、制御信号Ｓｓｇ２１がディセーブル状態(Low Level)のときにオフする。過電流検出回路２１は、出力ＭＯＳトランジスタＭＴ２１に流れる電流に応じて検出電流と検出電圧を出力する。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る多チャネルスイッチＩＣについて、図面を参照して説明する。図４は多チャネルスイッチＩＣを示す回路図である。
第２の実施形態では、多チャネルスイッチＩＣは、４つのスイッチユニット、共通テスト端子を含む。4つのスイッチユニットは、それぞれ、出力端子を介して出力信号を出力する出力トランジスタと、出力トランジスタに流れる電流に応じた検出電流を検出する過電流検出回路と、アノードに検出電流を入力するダイオードとから構成される。共通テスト端子は、４つのスイッチユニットに接続され、ダイオードを介して過電流検出回路に接続され、ダイオードのカソードに接続される。
以下、第１の実施形態と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
図４に示すように、多チャネルスイッチＩＣ２００は、４チャネルスイッチＩＣであり、スイッチユニット１乃至４、共通テスト端子Ｐｃｍｔを含む。多チャネルスイッチＩＣ２００は、過電流の発生を監視する過電流検出回路を搭載してスイッチユニットの動作異常やアプリケーションの破壊などを防止している。多チャネルスイッチＩＣ２００は、産業用及び民生用に適用され、モータ制御システム、バッテリ監視システム、パワーマネージメントシステム、照明監視システムなどに搭載される。
コントローラ３Ｂは、ドライバ４Ｂの動作を制御する制御信号Ｓｃｎａをドライバ４Ｂに出力する。コントローラ３Ｂは、通常動作時、テスト時にスイッチユニット１乃至４からそれぞれ出力される情報を入力し、その情報に基づいてスイッチユニット１乃至４をフィードバック制御する。
ドライバ４Ｂは、制御信号Ｓｃｎａに基づいて、スイッチユニット１の出力ＭＯＳトランジスタ（図示せず）の動作を制御する制御信号Ｓｓｇ１、スイッチユニット２の出力ＭＯＳトランジスタ(図示せず)の動作を制御する制御信号Ｓｓｇ２、スイッチユニット３の出力ＭＯＳトランジスタ（図示せず）の動作を制御する制御信号Ｓｓｇ３、スイッチユニット４の出力ＭＯＳトランジスタ (図示せず)の動作を制御する制御信号Ｓｓｇ４を生成する。
スイッチユニット１乃至４は、同一回路構成を有する。
スイッチユニット３の設けられる過電流検出回路（図示せず）は、出力ＭＯＳトランジスタ（図示せず）に流れる出力電流に応じて検出電流と検出電圧を検出する。スイッチユニット４の設けられる過電流検出回路（図示せず）は、出力ＭＯＳトランジスタ（図示せず）に流れる出力電流に応じて検出電流と検出電圧を検出する。
スイッチユニット３の過電流検出回路（図示せず）から出力される検出電流は、ダイオード（図示せず）を介して共通テスト端子Ｐｃｍｔに入力され、スイッチユニット４の過電流検出回路（図示せず）から出力される検出電流は、ダイオード（図示せず）を介して共通テスト端子Ｐｃｍｔに入力される。
上述したように、第２の実施形態の多チャネルスイッチＩＣ２００では、スイッチユニット１乃至４、共通テスト端子Ｐｃｍｔが設けられる。スイッチユニット１乃至４は、同一回路構成を有する。スイッチユニット１乃至４からそれぞれ出力される検出電流は、ダイオードを介して共通テスト端子Ｐｃｍｔに入力される。
このため、テスト端子の数を削減することができる。したがって、チップサイズやテストコストの上昇を抑制することができる。
なお、本実施形態の多チャネルスイッチＩＣは、４チャネル構成にしているが必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、３チャネル構成や５チャネル構成以上にしてもよい。
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る多チャネルスイッチＩＣについて、図面を参照して説明する。図５は多チャネルスイッチＩＣを示す回路図である。
第３の実施形態では、多チャネルスイッチＩＣは、４つのスイッチユニット、第１共通テスト端子、第２共通テスト端子を含む。４つのスイッチユニットは、それぞれ、出力端子を介して出力信号を出力する出力トランジスタと、出力トランジスタに流れる電流に応じた検出電流を検出する過電流検出回路と、アノードに検出電流を入力するダイオードとから構成される。第１共通テスト端子は、奇数番目のスイッチユニットに接続され、ダイオードを介して過電流検出回路に接続され、ダイオードのカソードに接続される。第２共通テスト端子は、偶数番目のスイッチユニットに接続され、ダイオードを介して過電流検出回路に接続され、ダイオードのカソードに接続される。
以下、第２の実施形態と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
図５に示すように、多チャネルスイッチＩＣ３００は、４チャネルスイッチＩＣであり、スイッチユニット１乃至４、共通テスト端子Ｐｃｍｔ１、共通テスト端子Ｐｃｍｔ２を含む。多チャネルスイッチＩＣ３００は、過電流の発生を監視する過電流検出回路を搭載してスイッチユニットの動作異常やアプリケーションの破壊などを防止している。多チャネルスイッチＩＣ３００は、産業用及び民生用に適用され、モータ制御システム、バッテリ監視システム、パワーマネージメントシステム、照明監視システムなどに搭載される。
共通テスト端子Ｐｃｍｔ１(第１共通テスト端子)は、奇数番目のスイッチユニットであるスイッチユニット１及びスイッチユニット３に接続され、ダイオードを介して過電流検出回路に接続され、ダイオードのカソードに接続される。共通テスト端子Ｐｃｍｔ２（第２共通テスト端子）は、偶数番目のスイッチユニットであるスイッチユニット２及びスイッチユニット４に接続され、ダイオードを介して過電流検出回路に接続され、ダイオードのカソードに接続される。
次に、多チャネルスイッチＩＣ３００のテストについて図６、図７を参照して説明する。図６、図７は多チャネルスイッチＩＣのテストを説明するタイミングチャートである。図６は隣接チャネルによるノイズの影響がない場合のタイミングチャートであり、図７は隣接チャネルによるノイズの影響がある場合のタイミングチャートである。
図６に示すように、例えば、奇数番目のスイッチユニット（スイッチユニット1及びスイッチユニット３）の出力ＭＯＳトランジスタを同時オンして、合算出力電流（Ｉｏｕｔ１＋Ｉｏｕｔ３）に応じて共通テスト端子Ｐｃｍｔ１（第１共通テスト端子）に合算検出電流（Ｉｄｔ１＋Ｉｄｔ３）を検出し、出力電流Ｉｏｕｔ１に応じて検出電圧Ｖｄｔ１を検出し、出力電流Ｉｏｕｔ３に応じて検出電圧Ｖｄｔ３を検出したとき、オンしていない偶数番目のスイッチユニット(例えば、スイッチユニット1及びスイッチユニット３の間に配置されるスイッチユニット２)に寄生動作電流などのノイズが発生しない場合、検出電圧端子（例えば検出電圧端子Ｐｖｄｔ２）に検出電圧が観測されない。
図７に示すように、例えば、奇数番目のスイッチユニット（スイッチユニット1及びスイッチユニット３）の出力ＭＯＳトランジスタを同時オンして、合算出力電流（Ｉｏｕｔ１＋Ｉｏｕｔ３）に応じて共通テスト端子Ｐｃｍｔ１（第１共通テスト端子）に合算検出電流（Ｉｄｔ１＋Ｉｄｔ３）を検出し、出力電流Ｉｏｕｔ１に応じて検出電圧Ｖｄｔ１を検出し、出力電流Ｉｏｕｔ３に応じて検出電圧Ｖｄｔ３を検出したとき、オンしていない偶数番目のスイッチユニットを構成する回路が寄生動作して寄生動作電流などのノイズが発生した場合、検出電圧端子（例えば検出電圧端子Ｐｖｄｔ２）に検出電圧が観測される。
具体的には、偶数番目のスイッチユニット２のみ検出電圧が観測された場合、ノイズ発生が奇数番目のスイッチユニット１及びスイッチユニット３の間に配置される偶数番目のスイッチユニット２にのみノイズが発生したと考えられる。
また、偶数番目のスイッチユニット２及びスイッチユニット４で検出電圧が観測された場合、ノイズ発生が奇数番目のスイッチユニット１及びスイッチユニット３の間に配置される偶数番目のスイッチユニット２とスイッチユニット３に隣接配置される偶数番目のスイッチユニット４にノイズが発生したと考えられる。
奇数番目の共通テスト端子Ｐｃｍｔ１、偶数番目の共通端子Ｐｃｍｔ２に設けることにより、多チャネルスイッチＩＣでの隣接するスイッチユニットで発生するチャネル間での相互干渉やノイズ発生の有無を確認することができる。
上述したように、第３の実施形態の多チャネルスイッチＩＣ３００では、スイッチユニット１乃至４、共通テスト端子Ｐｃｍｔ１、共通テスト端子Ｐｃｍｔ２が設けられる。共通テスト端子Ｐｃｍｔ１は、奇数番目のスイッチユニットであるスイッチユニット１及びスイッチユニット３に接続され、ダイオードを介して過電流検出回路に接続され、ダイオードのカソードに接続される。共通テスト端子Ｐｃｍｔ２は、偶数番目のスイッチユニットであるスイッチユニット２及びスイッチユニット４に接続され、ダイオードを介して過電流検出回路に接続され、ダイオードのカソードに接続される。多チャネルスイッチＩＣ３００のテストでは、奇数番目のスイッチユニットの出力ＭＯＳトランジスタを同時オンさせて偶数番目のスイッチユニットの出力ＭＯＳトランジスタをオフさせた状態での偶数番目のスイッチユニットの検出電流と検出電圧の有無を確認し、或いは偶数番目のスイッチユニットの出力ＭＯＳトランジスタを同時オンさせて奇数番目のスイッチユニットの出力ＭＯＳトランジスタをオフさせた状態での奇数番目のスイッチユニットの検出電流と検出電圧の有無を確認して隣接するスイッチユニットで発生するチャネル間での相互干渉やノイズ発生の有無を確認する。
このため、テスト端子の数を削減しながら、隣接するスイッチユニットで発生するチャネル間での相互干渉やノイズ発生の有無を効率的に確認することができる。
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
１～４、１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ スイッチユニット
３Ａ コントローラ
４Ａ ドライバ
５Ａ テスタ
１１、２１ 過電流検出回路
１２、１３、２２、２３ 電流源
１００、１００ａ、２００、３００、４００ 多チャネルスイッチＩＣ
Ｄ１、Ｄ２ ダイオード
Ｉ１、Ｉ２、Ｉ１１、Ｉ２１ 電流
Ｉｄｔ、Ｉｄｔ１、Ｉｄｔ２、ＩｄｔＡ、ＩｄｔＢ 検出電流
Ｉｏｕｔ１、Ｉｏｕｔ２ 出力電流
ＭＴ１、ＭＴ２、ＭＴ１１、ＭＴ２１ 出力ＭＯＳトランジスタ
Ｎ１～Ｎ２０ ノード
Ｐｃｍｔ、Ｐｃｍｔ１、Ｐｃｍｔ２ 共通テスト端子
Ｐｏｕｔ１、Ｐｏｕｔ２ 出力端子
Ｐｔ１、Ｐｔ２ テスト端子
Ｐｖｄｔ１、Ｐｖｄｔ２ 検出電圧端子
Ｑ１～Ｑ３、Ｑ１１～Ｑ１３ ＰＮＰトランジスタ
Ｒ１～Ｒ６、Ｒ１１～Ｒ１６ 抵抗
Ｓｃｎ、Ｓｃｎａ、Ｓｃｎｂ、Ｓｓｇ１～Ｓｓｇ４、Ｓｓｇ１１、Ｓｓｇ２１ 制御信号
Ｖｄｄ 電源電圧(高電位側電源)
Ｖｄｔ１、Ｖｄｔ２ 検出電圧
Ｖｓｓ 接地電位（低電位側電源）

Claims (8)

  1. 出力端子を介して出力信号を出力する出力トランジスタと、前記出力トランジスタに流れる電流に応じて検出電流を検出する過電流検出回路と、アノードに前記検出電流が入力されるダイオードとから構成されるスイッチユニットが複数設けられる多チャネルスイッチユニットと、
    各スイッチユニットに接続され、前記ダイオードを介して前記過電流検出回路に接続され、前記ダイオードのカソードに接続される共通テスト端子と、
    を具備することを特徴とする多チャネルスイッチＩＣ。
  2. 出力端子を介して出力信号を出力する出力トランジスタと、前記出力トランジスタに流れる電流に応じて検出電流を検出する過電流検出回路と、アノードに前記検出電流が入力されるダイオードとから構成されるスイッチユニットが３つ以上配置される多チャネルスイッチユニットと、
    前記多チャネルスイッチユニットの奇数番目のスイッチユニットに設けられる前記ダイオードのカソードに接続される第１共通テスト端子と、
    前記多チャネルスイッチユニットの偶数番目のスイッチユニットに設けられる前記ダイオードのカソードに接続される第２共通テスト端子と、
    を具備することを特徴とする多チャネルスイッチＩＣ。
  3. 前記過電流検出回路は、検出電圧端子を介して、前記出力トランジスタに流れる電流に応じて検出電圧を出力する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の多チャネルスイッチＩＣ。
  4. 前記出力トランジスタは、ハイサイド出力ＭＯＳトランジスタである
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の多チャネルスイッチＩＣ。
  5. 前記過電流検出回路は、一端が電源に接続され、他端が前記出力トランジスタの第１端子に接続される第１抵抗を有し、
    前記過電流検出回路は、前記第１抵抗の他端側から前記検出電流を検出し、前記第１抵抗に流れる電流に応じて前記検出電圧を検出する
    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の多チャネルスイッチＩＣ。
  6. 前記出力トランジスタは、ローサイド出力ＭＯＳトランジスタである
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の多チャネルスイッチＩＣ。
  7. 前記過電流検出回路は、前記多チャネルスイッチユニットのテスト時に、奇数番目の前記スイッチユニットの出力トランジスタを同時オンし、偶数番目の前記スイッチユニットの出力トランジスタをオフしたときに、奇数番目の前記スイッチユニットから偶数番目の前記スイッチユニットへのノイズの影響の有無を確認し、
    奇数番目の前記スイッチユニットの出力トランジスタをオフし、偶数番目の前記スイッチユニットの出力トランジスタを同時オンしたときに、偶数番目の前記スイッチユニットから奇数番目の前記スイッチユニットへのノイズの影響の有無を確認する
    ことを特徴とする請求項２に記載の多チャネルスイッチＩＣ。
  8. 前記多チャネルスイッチＩＣは、モータ制御システム、バッテリ監視システム、パワーマネージメントシステム、照明監視システムの少なくともいずれか１つに適用される
    ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の多チャネルスイッチＩＣ。
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