JP6171451B2 - 回路装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
まず図1(A)、図1(B)を用いてブリッジ回路10の基本的な動作について説明する。ブリッジ回路10はモーター100の駆動用のトランジスターQ1、Q2、Q3、Q4を有する。これらのトランジスターQ1〜Q4のゲートノードNG1〜NG4は、プリドライバーPR1〜PR4からの駆動信号DG1〜DG4により駆動される。
V2=IC×RON4 (2)
一方、ディケイ電流IDが流れる図1(B)のディケイ期間では、電圧V1、V2は下式(3)、(4)のように表される。
V2=VBB+ID×RON3 (4)
ここで、モーター100に対する駆動能力を大きくするために、トランジスターQ1〜Q4のサイズは非常に大きくなっており、そのオン抵抗RON1〜RON4は非常に小さくなっている。従って、上式(1)のチャージ期間でのV1はVBBに近い電圧(例えば42V付近)になり、上式(3)のディケイ期間でのV1はVSSに近い電圧(例えば0V付近)になる。従って、チャージ期間からディケイ期間への切り替わりの際に、モーター100の正極側端子のノードN1に急激な電圧変動(例えば42V付近から0V付近への電圧変動)が生じる。
以上のような問題を解決する本実施形態の回路装置の構成例を図7に示す。この回路装置(モータードライバー)は、ブリッジ回路10とプリドライバー回路20と制御回路30と第1〜第4のスイッチ回路SW1〜SW4を含む。
図8に本実施形態の回路装置の詳細な構成例を示す。図8では、図7のプリドライバー回路20が第1〜第4のプリドライバーPR1〜PR4により構成されている。PR1〜PR4の各プリドライバーは、P型のトランジスターとN型のトランジスターからなるインバーター回路により構成されている。例えば第1のプリドライバーPR1はP型のトランジスターT11とN型のトランジスターT12により構成され、第2のプリドライバーPR2はP型のトランジスターT21とN型のトランジスターT22により構成される。第3、第4のプリドライバーPR3、PR4も同様である。これらの第1〜第4のプリドライバーPR1〜PR4に対しては、制御回路30からのオン・オフ制御信号が入力信号IN1〜IN4として入力される。
図11に示すように本実施形態ではトランジスターQ1、Q2は高耐圧トランジスター(例えば42V以上の耐圧)となっている。例えば後述するようなDMOS(Double-diffused Metal Oxide Semiconductor)構造のトランジスターとなっている。一方、プリドライバーPR1、PR2(プリドライバー回路20)やスイッチ回路SW1、SW2等を構成するトランジスターは、低耐圧トランジスター(例えば6〜10V程度の耐圧)となっている。具体的には図7、図8において、トランジスターQ1〜Q4は高耐圧のトランジスターとなっており、DMOS構造のトランジスターとなっている。一方、スイッチ回路SW1〜SW4、プリドライバー回路20、制御回路30を構成するトランジスターは、低耐圧のトランジスターとなっている。
次に本実施形態の変形例について説明する。
図11で説明したように、本実施形態では、ブリッジ回路10を構成するトランジスターとしてDMOS(Double-diffused Metal Oxide Semiconductor)構造のトランジスターを用いている。このDMOS構造のトランジスターの詳細例について説明する。
図17に、本実施形態の回路装置200(モータードライバー)が適用された電子機器の構成例を示す。電子機器は、処理部300、記憶部310、操作部320、入出力部330、回路装置200、これらの各部を接続するバス340、モーター280を含む。以下ではモーター駆動によりヘッドや紙送りを制御するプリンターを例にとり説明するが、本実施形態はこれに限定されず、種々の電子機器に適用可能である。
PR1〜PR4 第1〜第4のプリドライバー、
T11、T12、T21、T22、T31、T32、T41、T42 トランジスター、
TS1、TS2、TS3、TS4 トランジスター、
DG1〜DG4 第1〜第4の駆動信号、NG1〜NG4 第1〜第4のゲートノード、
SC1〜SC4 制御信号、IN1〜IN4 入力信号、
10 ブリッジ回路、20 プリドライバー回路、30 制御回路、
60 検出回路、100 モーター、110 遅延回路、120 カウンター、
130 遅延回路、200 回路装置、280 モーター、300 処理部、
310 記憶部、320 操作部、330 入出力部、
410 第1の領域、420 第2の領域、431〜433 境界領域、
441 P型基板、451、452 N型埋め込み層、
461 ディープN型ウェル、471 P型ボディ、
481〜484 N型プラグ、491〜498 P型層、
501 P型埋め込み層、502 P型層、510、511 P型ウェル、
512 N型ウェル、521〜529 N型層、531〜535 P型層、
541〜543 ゲート層、551 絶縁層
Claims (12)
- 高電位側電源のノードと第1のノードとの間に設けられるP型の第1のトランジスターと、前記第1のノードと低電位側電源のノードとの間に設けられるN型の第2のトランジスターとを有するHブリッジ型又はハーフブリッジ型のブリッジ回路と、
前記第1のトランジスターの第1のゲートノード、前記第2のトランジスターの第2のゲートノードに対して、各々、第1の駆動信号、第2の駆動信号を出力するプリドライバー回路と、
前記高電位側電源のノードと前記第1のトランジスターの前記第1のゲートノードとの間に設けられる第1のスイッチ回路と、
前記第1のスイッチ回路のオン・オフ制御を行う制御回路と、
を含み、
前記制御回路は、
前記プリドライバー回路が前記第1のトランジスターの前記第1のゲートノードに対してローレベルの前記第1の駆動信号を出力している期間では、前記第1のスイッチ回路をオフにし、
前記プリドライバー回路が前記第1の駆動信号をローレベルからハイレベルに変化させた後に、前記第1のスイッチ回路をオフからオンにすることを特徴とする回路装置。 - 請求項1において、
前記制御回路は、
前記第1の駆動信号のローレベルからハイレベルへの変化が終了したタイミングから所与の期間が経過したタイミングで、前記第1のスイッチ回路をオフからオンにすることを特徴とする回路装置。 - 請求項2において、
前記制御回路は、
前記第1の駆動信号のハイレベルからローレベルへの変化が終了するタイミングよりも所与の期間だけ前のタイミングで、前記第1のスイッチ回路をオンからオフにすることを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
レベルシフターを更に含み、
前記プリドライバー回路は、
前記第1のトランジスターの前記第1のゲートノードに対して前記第1の駆動信号を出力する第1のプリドライバーを有し、
前記高電位側電源の電圧をVBBとし、前記低電位側電源の電圧をVSSとし、前記高電位側電源と前記低電位側電源との間の第2の低電位側電源の電圧をVSS2(VBB>VSS2>VSS)とした場合に、
前記第1のプリドライバーは、
VBB〜VSS2の振幅範囲の前記第1の駆動信号を前記第1のトランジスターの前記第1のゲートノードに対して出力し、
前記レベルシフターは、
前記第1のスイッチ回路をオン・オフする制御信号の振幅範囲を、VBB〜VSS2の振幅範囲にレベルシフトすることを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記第1のトランジスター及び前記第2のトランジスターは、高耐圧トランジスターであり、
前記プリドライバー回路及び前記第1のスイッチ回路を構成するトランジスターは、低耐圧トランジスターであることを特徴とする回路装置。 - 請求項5において、
前記第1のトランジスター及び前記第2のトランジスターは、DMOS構造のトランジスターであることを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至6のいずれかにおいて、
前記低電位側電源のノードと前記第2のトランジスターの前記第2のゲートノードとの間に設けられる第2のスイッチ回路を含み、
前記制御回路は、
前記プリドライバー回路が前記第2のトランジスターの前記第2のゲートノードに対してハイレベルの前記第2の駆動信号を出力している期間では、前記第2のスイッチ回路をオフにし、
前記プリドライバー回路が前記第2の駆動信号をハイレベルからローレベルに変化させた場合に、前記第2のスイッチ回路をオフからオンにすることを特徴とする回路装置。 - 請求項7において、
前記制御回路は、
前記第2の駆動信号のハイレベルからローレベルへの変化が終了したタイミングから所与の期間が経過したタイミングで、前記第2のスイッチ回路をオフからオンにすることを特徴とする回路装置。 - 請求項8において、
前記制御回路は、
前記第2の駆動信号のローレベルからハイレベルへの変化が終了するタイミングよりも所与の期間だけ前のタイミングで、前記第2のスイッチ回路をオンからオフにすることを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至9のいずれかにおいて、
前記第1のトランジスターの前記第1のゲートノードの電圧レベルの変化を検出する検出回路を含み、
前記制御回路は、
前記検出回路での検出結果に基づいて、前記第1のスイッチ回路をオン・オフする制御信号を生成することを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至10のいずれかにおいて、
前記ブリッジ回路は、前記高電位側電源のノードと第2のノードとの間に設けられるP型の第3トランジスターと、前記第2のノードと前記低電位側電源のノードとの間に設けられるN型の第4のトランジスターと、を更に有するHブリッジ型のブリッジ回路であり、
前記高電位側電源のノードと前記第3のトランジスターの第3のゲートノードとの間に設けられる第3のスイッチ回路と、
前記低電位側電源のノードと前記第4のトランジスターの第4のゲートノードとの間に設けられる第4のスイッチ回路とを、
更に含み、
前記制御回路は、
前記プリドライバー回路が前記第3のトランジスターの前記第3のゲートノードに対してローレベルの第3の駆動信号を出力している期間では、前記第3のスイッチ回路をオフにし、
前記プリドライバー回路が前記第3の駆動信号をローレベルからハイレベルに変化させた場合に、前記第3のスイッチ回路をオフからオンにし、
前記プリドライバー回路が前記第4のトランジスターの前記第4のゲートノードに対してハイレベルの第4の駆動信号を出力している期間では、前記第4のスイッチ回路をオフにし、
前記プリドライバー回路が前記第4の駆動信号をハイレベルからローレベルに変化させた場合に、前記第4のスイッチ回路をオフからオンにすることを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至11のいずれかに記載の回路装置を含むことを特徴とする電子機器。
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