JP3313773B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JP3313773B2 JP3313773B2 JP23130792A JP23130792A JP3313773B2 JP 3313773 B2 JP3313773 B2 JP 3313773B2 JP 23130792 A JP23130792 A JP 23130792A JP 23130792 A JP23130792 A JP 23130792A JP 3313773 B2 JP3313773 B2 JP 3313773B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はパワーＭＯＳＦＥＴ（以
下パワーＦＥＴという）等の電流供給素子と、これの供
給電流を検出する電流検出素子を一体に形成した半導体
装置に関する。
下パワーＦＥＴという）等の電流供給素子と、これの供
給電流を検出する電流検出素子を一体に形成した半導体
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】かかる半導体装置の素子構成の一例を図
２に示す。図において、半導体チップＡ上には外部の負
荷Ｌに電流を供給するパワーＦＥＴ１が形成されてお
り、該パワーＦＥＴ１には供給電流ｉｄに比例した検出
電流ｉｓを出力するセンスＭＯＳＦＥＴ２（以下センス
ＦＥＴという）が一体に形成されている。この検出電流
ｉｓは、チップＡ上に形成したオペアンプ７の入出力端
子間に接続された外付けの検出抵抗３に流れ、ここで検
出電圧Ｖｓに変換されて差動増幅回路７に入力した後、
コンパレータ６で基準電圧Ｖｃと比較される。
２に示す。図において、半導体チップＡ上には外部の負
荷Ｌに電流を供給するパワーＦＥＴ１が形成されてお
り、該パワーＦＥＴ１には供給電流ｉｄに比例した検出
電流ｉｓを出力するセンスＭＯＳＦＥＴ２（以下センス
ＦＥＴという）が一体に形成されている。この検出電流
ｉｓは、チップＡ上に形成したオペアンプ７の入出力端
子間に接続された外付けの検出抵抗３に流れ、ここで検
出電圧Ｖｓに変換されて差動増幅回路７に入力した後、
コンパレータ６で基準電圧Ｖｃと比較される。
【０００３】しかして、負荷短絡等により供給電流ｉｄ
が過大になると検出電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｃを越え、コ
ンパレータ６より電流検出信号が発せられて電源遮断等
のパワーＦＥＴを保護する処置が採られる。
が過大になると検出電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｃを越え、コ
ンパレータ６より電流検出信号が発せられて電源遮断等
のパワーＦＥＴを保護する処置が採られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来装
置においては、検出抵抗３をチップＡ外に設けている。
これはチップＡ内に形成する拡散抵抗は、絶対精度が出
ず（誤差は通常±２０％程度）、温度特性も悪いため、
同一検出電流に対して検出電圧がバラつき、一定の基準
電圧に対して電流検出信号発生のスレッショールドがチ
ップ間でバラつき、あるいは雰囲気温度によって変動す
るという問題が生じるからである。
置においては、検出抵抗３をチップＡ外に設けている。
これはチップＡ内に形成する拡散抵抗は、絶対精度が出
ず（誤差は通常±２０％程度）、温度特性も悪いため、
同一検出電流に対して検出電圧がバラつき、一定の基準
電圧に対して電流検出信号発生のスレッショールドがチ
ップ間でバラつき、あるいは雰囲気温度によって変動す
るという問題が生じるからである。
【０００５】そして、検出抵抗３をチップＡ外に設けた
上記構成によると、この抵抗３両端に現れる検出電圧Ｖ
ｓを基準電圧Ｖｃと同じアースレベルにするための作動
増幅回路７を設ける等の必要があり、回路構造が複雑化
するとともに、同一半導体チップＡ上に全ての回路を形
成していないため、コストアップが避けられないという
問題がある。
上記構成によると、この抵抗３両端に現れる検出電圧Ｖ
ｓを基準電圧Ｖｃと同じアースレベルにするための作動
増幅回路７を設ける等の必要があり、回路構造が複雑化
するとともに、同一半導体チップＡ上に全ての回路を形
成していないため、コストアップが避けられないという
問題がある。
【０００６】本発明はかかる課題を解決するもので、コ
スト低減と正確な電流検出を併せて実現した半導体装置
を提供することを目的とする。
スト低減と正確な電流検出を併せて実現した半導体装置
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体チップ
上に形成される抵抗素子は絶対精度は悪いが、同一チッ
プ上の複数の抵抗素子間の相対精度は良く、かつ同一の
温度特性を有することに注目してなされたもので、その
構成を説明すると、半導体装置は、外部負荷Ｌへ電流を
供給する電流供給素子１と、供給電流ｉｄに比例した検
出電流ｉｓを生じる電流検出素子２と、検出電流ｉｓを
流す抵抗素子であって、その電圧降下により検出電流ｉ
ｓをこれに応じた検出電圧Ｖｓに変換する検出抵抗素子
３と、定電流源４と、定電流源４からの定電流ｉｃを流
す抵抗素子であって、その電圧降下により定電流源４か
らの定電流ｉｃを一定の基準電圧Ｖｃに変換する基準抵
抗素子５と、上記検出電圧Ｖｓと基準電圧Ｖｃを比較し
て比較結果を電流検出信号として出力するコンパレータ
素子６とを同一半導体チップＡ上に形成してなるもので
ある。
上に形成される抵抗素子は絶対精度は悪いが、同一チッ
プ上の複数の抵抗素子間の相対精度は良く、かつ同一の
温度特性を有することに注目してなされたもので、その
構成を説明すると、半導体装置は、外部負荷Ｌへ電流を
供給する電流供給素子１と、供給電流ｉｄに比例した検
出電流ｉｓを生じる電流検出素子２と、検出電流ｉｓを
流す抵抗素子であって、その電圧降下により検出電流ｉ
ｓをこれに応じた検出電圧Ｖｓに変換する検出抵抗素子
３と、定電流源４と、定電流源４からの定電流ｉｃを流
す抵抗素子であって、その電圧降下により定電流源４か
らの定電流ｉｃを一定の基準電圧Ｖｃに変換する基準抵
抗素子５と、上記検出電圧Ｖｓと基準電圧Ｖｃを比較し
て比較結果を電流検出信号として出力するコンパレータ
素子６とを同一半導体チップＡ上に形成してなるもので
ある。
【０００８】
【作用】上記構成において、電流検出素子２より出力さ
れた検出電流ｉｓは検出抵抗素子３に流れて検出電圧Ｖ
ｓに変換される。一方、基準抵抗素子５では定電流ｉｃ
を変換して基準電圧Ｖｃを作成し、この基準電圧Ｖｃと
上記検出電圧Ｖｓがコンパレータ素子６にて比較され
て、電流検出信号が出力される。
れた検出電流ｉｓは検出抵抗素子３に流れて検出電圧Ｖ
ｓに変換される。一方、基準抵抗素子５では定電流ｉｃ
を変換して基準電圧Ｖｃを作成し、この基準電圧Ｖｃと
上記検出電圧Ｖｓがコンパレータ素子６にて比較され
て、電流検出信号が出力される。
【０００９】同一チップＡ上に形成した検出抵抗素子３
と基準抵抗素子５は互いの相対精度が良いから、同一電
流に対して同一の電圧を発生する。また、雰囲気温度の
変化に伴い両抵抗素子３，５の抵抗値は変化するが、温
度特性が同一であるから、抵抗値変化に伴う電圧変化は
コンパレータ素子６で相殺され、比較結果には影響しな
い。かくして、正確な電流検出が可能である。
と基準抵抗素子５は互いの相対精度が良いから、同一電
流に対して同一の電圧を発生する。また、雰囲気温度の
変化に伴い両抵抗素子３，５の抵抗値は変化するが、温
度特性が同一であるから、抵抗値変化に伴う電圧変化は
コンパレータ素子６で相殺され、比較結果には影響しな
い。かくして、正確な電流検出が可能である。
【００１０】本発明では全ての回路素子が同一の半導体
チップＡ上に形成されるから、製造コストの大幅な低減
が可能である。
チップＡ上に形成されるから、製造コストの大幅な低減
が可能である。
【００１１】
【実施例】図１には本発明の半導体装置の構成を示す。
半導体チップＡ上には電流供給素子としてのパワーＦＥ
Ｔ１が形成され、図略の制御回路より入力するゲート信
号により外部負荷Ｌへの供給電流を制御する。上記パワ
ーＦＥＴ１のドレインより分岐して、ゲートを共通にす
る電流検出素子としてのセンスＦＥＴ２が形成され、該
センスＦＥＴ２は供給電流ｉｄに比例した極く小さい
（例えば４００μＡ／Ａ程度）検出電流を生じる。
半導体チップＡ上には電流供給素子としてのパワーＦＥ
Ｔ１が形成され、図略の制御回路より入力するゲート信
号により外部負荷Ｌへの供給電流を制御する。上記パワ
ーＦＥＴ１のドレインより分岐して、ゲートを共通にす
る電流検出素子としてのセンスＦＥＴ２が形成され、該
センスＦＥＴ２は供給電流ｉｄに比例した極く小さい
（例えば４００μＡ／Ａ程度）検出電流を生じる。
【００１２】オペアンプ素子７が形成され、その「−」
端子と出力端子間を結んで検出抵抗素子３が形成される
とともに、この「−」端子に上記センスＦＥＴ２のソー
スが接続されている。オペアンプ７の「＋」端子はパワ
ーＦＥＴ１のソースに接続されている。
端子と出力端子間を結んで検出抵抗素子３が形成される
とともに、この「−」端子に上記センスＦＥＴ２のソー
スが接続されている。オペアンプ７の「＋」端子はパワ
ーＦＥＴ１のソースに接続されている。
【００１３】上記オペアンプ７の出力端子には基準抵抗
素子５の一端が接続され、該基準抵抗素子５は上記検出
抵抗素子３と同一形状で拡散形成してある。基準抵抗素
子５の他端は定電流源４に接続されている。
素子５の一端が接続され、該基準抵抗素子５は上記検出
抵抗素子３と同一形状で拡散形成してある。基準抵抗素
子５の他端は定電流源４に接続されている。
【００１４】センスＦＥＴ２からの検出電流ｉｓは検出
抵抗素子３に流入してこれに比例した検出電圧Ｖｓに変
換される。また、定電流源４からの定電流ｉｃは基準抵
抗素子５に流入して一定の基準電圧Ｖｃに変換される。
これら検出電圧Ｖｓと基準電圧Ｖｃはオペアンプ７の出
力端子電位を共通電位とし、コンパレータ素子６に入力
してここで大小が比較され、その比較結果が２値の電流
検出信号として出力される。
抵抗素子３に流入してこれに比例した検出電圧Ｖｓに変
換される。また、定電流源４からの定電流ｉｃは基準抵
抗素子５に流入して一定の基準電圧Ｖｃに変換される。
これら検出電圧Ｖｓと基準電圧Ｖｃはオペアンプ７の出
力端子電位を共通電位とし、コンパレータ素子６に入力
してここで大小が比較され、その比較結果が２値の電流
検出信号として出力される。
【００１５】かかる構造において、検出抵抗素子３と基
準抵抗素子５は同一形状に拡散形成され、その抵抗値の
相対精度は±１％程度と極めて良いから、両者の抵抗値
の差は極く小さい。また、両抵抗素子３，５は温度特性
も殆ど同じであるから、雰囲気温度が変化しても抵抗値
の差が大きくなることはない。
準抵抗素子５は同一形状に拡散形成され、その抵抗値の
相対精度は±１％程度と極めて良いから、両者の抵抗値
の差は極く小さい。また、両抵抗素子３，５は温度特性
も殆ど同じであるから、雰囲気温度が変化しても抵抗値
の差が大きくなることはない。
【００１６】しかして、雰囲気温度が変化しても、検出
電流ｉｓが定電流ｉｃに等しければ必ず検出電圧Ｖｓは
基準電圧Ｖｃに等しくなり、供給電流ｉｄが予め定めら
れた値に達して検出電流ｉｓが定電流ｉｃを越えると確
実に電流検出信号が出力される。
電流ｉｓが定電流ｉｃに等しければ必ず検出電圧Ｖｓは
基準電圧Ｖｃに等しくなり、供給電流ｉｄが予め定めら
れた値に達して検出電流ｉｓが定電流ｉｃを越えると確
実に電流検出信号が出力される。
【００１７】
【発明の効果】以上の如く、本発明の半導体装置によれ
ば、電流供給素子による供給電流を電圧に変換する抵抗
素子、及び電流検出素子による検出電流を電圧に変換す
る抵抗素子の相対精度に着目し、これらの素子を一体の
半導体チップ内に形成したため、各素子の相対精度の点
から確実な電流検出が可能であると共に、コスト低減が
可能である。
ば、電流供給素子による供給電流を電圧に変換する抵抗
素子、及び電流検出素子による検出電流を電圧に変換す
る抵抗素子の相対精度に着目し、これらの素子を一体の
半導体チップ内に形成したため、各素子の相対精度の点
から確実な電流検出が可能であると共に、コスト低減が
可能である。
【図１】本発明の半導体装置の回路図である。
【図２】従来の半導体装置の回路図である。
１ パワーＭＯＳＦＥＴ（電流供給素子） ２ センスＭＯＳＦＥＴ（電流検出素子） ３ 検出抵抗素子 ４ 定電流源 ５ 基準抵抗素子 ６ コンパレータ素子 Ａ 半導体チップ Ｌ 外部負荷
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 俊男 愛知県安城市篠目町井山３番地 アンデ ン株式会社内 (72)発明者 池本 秀行 愛知県安城市篠目町井山３番地 アンデ ン株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−288615（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−32543（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 29/78 H01L 21/822 H03K 17/00 - 17/70 H01L 27/06
Claims (1)
- 【請求項１】 外部負荷へ電流を供給する電流供給素子
と、供給電流に比例した検出電流を生じる電流検出素子
と、検出電流を流す抵抗素子であって、その電圧降下に
より検出電流をこれに応じた検出電圧に変換する検出抵
抗素子と、定電流源と、定電流源からの定電流を流す抵
抗素子であって、その電圧降下により定電流源からの定
電流を一定の基準電圧に変換する基準抵抗素子と、上記
検出電圧と基準電圧を比較して比較結果を出力するコン
パレータ素子とを同一半導体チップ上に形成してなる半
導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23130792A JP3313773B2 (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23130792A JP3313773B2 (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661432A JPH0661432A (ja) | 1994-03-04 |
| JP3313773B2 true JP3313773B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=16921578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23130792A Expired - Fee Related JP3313773B2 (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3313773B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0865876A (ja) * | 1994-08-22 | 1996-03-08 | Advantest Corp | 過電流保護装置 |
| JP3628576B2 (ja) | 1999-02-14 | 2005-03-16 | 矢崎総業株式会社 | 微少電流検出装置 |
| JP3631933B2 (ja) | 1999-02-14 | 2005-03-23 | 矢崎総業株式会社 | スイッチングデバイス |
| US6392859B1 (en) | 1999-02-14 | 2002-05-21 | Yazaki Corporation | Semiconductor active fuse for AC power line and bidirectional switching device for the fuse |
| US6269011B1 (en) | 1999-02-14 | 2001-07-31 | Yazaki Corporation | Power supply system having semiconductor active fuse |
| JP2000299924A (ja) | 1999-02-14 | 2000-10-24 | Yazaki Corp | 電源供給制御装置及び方法 |
| JP2000308340A (ja) | 1999-02-19 | 2000-11-02 | Yazaki Corp | ヒューズレスｄｃ／ｄｃコンバータ |
| JP2000312433A (ja) | 1999-02-26 | 2000-11-07 | Yazaki Corp | スイッチング・デバイス |
| JP2000311789A (ja) | 1999-02-26 | 2000-11-07 | Yazaki Corp | オートライトコントロールシステム |
| JP2000312143A (ja) | 1999-02-26 | 2000-11-07 | Yazaki Corp | スイッチング・デバイス |
| JP2000253570A (ja) | 1999-02-26 | 2000-09-14 | Yazaki Corp | 電気自動車のモータ起電力制御システム |
| US6441679B1 (en) | 2000-02-14 | 2002-08-27 | Yazaki Corporation | Semiconductor active fuse operating at higher supply voltage employing current oscillation |
| DE10152527A1 (de) * | 2001-10-24 | 2003-05-08 | Delphi Tech Inc | Schaltungsanordnung zur Laststromüberwachung |
| JP3739361B2 (ja) | 2003-02-26 | 2006-01-25 | ローム株式会社 | 半導体集積回路装置 |
| DE102009006179B4 (de) * | 2009-01-26 | 2010-12-30 | Continental Automotive Gmbh | Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Einspritzventils |
| JP5372257B2 (ja) | 2010-09-03 | 2013-12-18 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
-
1992
- 1992-08-06 JP JP23130792A patent/JP3313773B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0661432A (ja) | 1994-03-04 |
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