JP6390801B2 - 過熱検出装置および半導体装置 - Google Patents
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Description
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
図1(a)は過熱検出装置の構成例を示す図である。過熱検出装置1は、温度センサ部1a、検出部1bおよびフィルタ部1cを備える。温度センサ部1aは、温度を検知して、温度検知信号Tempを出力する。
また、発振回路12の他方の電源端子は、チャージポンプ13の他方の電源端子と、ダイオードD2のアノードと、出力端子OUT2と、PMOSトランジスタM4のドレインと接続する。PMOSトランジスタM4のソースは、GND0に接続し、ダイオードD2のカソードは、出力端子OUT1に接続する。なお、発振回路12およびチャージポンプ13の他方の電源端子は、内部GNDに接続する端子になる。
一方、発振信号がLレベルになると、NMOSトランジスタM11がオフし、図5中のポイントP1の電位は、NMOSトランジスタM11がオンのときの電位よりも上昇する。すると、コンデンサC11に充電されていた電荷が、ダイオードD3を介して、コンデンサC12へ流れて移動することになる。
しかし、この方法では、特定な電位を満足するように、ツェナーダイオードのクランプ耐圧の調整を要するので、クランプ耐圧を調整するためのプロセス工程数が増えることになる。また、ツェナーダイオードの製造バラツキによって、内部GNDの振動幅は異なるので、内部GNDの電位変動による過熱検出回路の誤動作を確実に抑制することが困難といえる。
なお、以降では、SRフリップフロップ22cのセット端子をセット端子SNと表記し、リセット端子をリセット端子RNと表記する(“N”は負論理でアクティブを意味する)。
シリコンダイオードの順方向電圧は、温度によって変化し、温度が上がると電圧は低下することが知られている。すなわち、シリコンダイオードは、順方向電圧が温度依存性を持っている。
〔t0≦t≦t1〕温度検知信号Tempのレベルは、復帰検出閾値VTH1のレベル以上である。復帰検出閾値VTH1は、インバータ22bの論理閾値電圧と等しいので、温度検知信号Tempのレベルは、インバータ22bに対してHレベルと認識される。したがって、インバータ22bからはLレベルが出力されて、SRフリップフロップ22cのリセット端子RNの入力レベルはLレベルとなる。
このような構成において、過熱状態のときの状態信号s0のHレベルによってNMOSトランジスタM20がオンして、定電流源IbからコンデンサC1へ信号を流してフィルタリング処理が行われる。そして、フィルタリング処理後の信号がインバータInv1、Inv2で波形整形されて状態通知信号s1になって出力される。
インバータInv5−1の入力端子は、図14のSRフリップフロップ22cの出力端子Qに接続し、インバータInv5−1の出力端子は、次段のインバータInv5−2の入力端子に接続し、インバータInv5−2の出力端子がさらに次段のインバータInv5−3の入力端子に接続するというように、シリアルに接続している。また、インバータInv5−1〜Inv5−nの各GND端子は、内部GNDに接続する。このように、複数のインバータをシリアルに接続した遅延回路で構成することもできる。
次に本発明の半導体装置10−2が適用されるIPSの構成例について説明する。図26はハイサイド型のIPSの構成例を示す図である。
低電圧検出回路35は、VCC電圧が定格電圧より低いとき、異常信号をロジック回路31に送信する。低電圧検出回路35から送信された異常信号を受信したロジック回路31は、スイッチ素子M0を制御するONBH信号をオフ信号にして出力する。
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
1a 温度センサ部
1b 検出部
1c フィルタ部
Temp 温度検知信号
s0 状態信号
s1 状態通知信号
g1 内部グランドの波形
g2 状態信号の波形
g3 状態通知信号の波形
t1、t2、t3 時刻
Claims (11)
- 温度を検知して、温度検知信号を出力する温度センサ部と、
温度が正常状態であることを判別するための第1閾値と、温度が過熱状態であることを判別するための第2閾値とを有し、前記第1閾値および前記第2閾値に対する、前記温度検知信号の検知レベルの位置関係に応じて、前記正常状態または前記過熱状態を認識して状態信号を出力し、内部グランドを基準にして動作する検出部と、
前記内部グランドの電位変動に伴う前記状態信号の発振をフィルタリング処理するフィルタ部と、
を有することを特徴とする過熱検出装置。 - 前記フィルタ部は、トランジスタ、電流源、コンデンサおよびインバータを含み、前記電流源および前記コンデンサによって時定数回路が形成され、前記過熱状態のときの前記状態信号のレベルによって前記トランジスタがオンして、前記電流源から前記時定数回路へ信号を流して、所定の時定数で前記信号をフィルタリング処理し、前記時定数回路の出力信号を前記インバータで波形整形して出力することを特徴とする請求項1記載の過熱検出装置。
- 前記フィルタ部は、第1、第2のインバータ、抵抗およびコンデンサを含み、前記抵抗および前記コンデンサによって時定数回路が形成され、前記第1のインバータで前記状態信号を受信し、前記第1のインバータの出力信号を前記時定数回路でフィルタリング処理し、前記時定数回路の出力信号を前記第2のインバータで波形整形して出力することを特徴とする請求項1記載の過熱検出装置。
- 前記フィルタ部は、シリアルに接続された複数のインバータで構成され、複数の前記インバータによってフィルタリング処理することを特徴とする請求項1記載の過熱検出装置。
- 前記検出部は、
前記検知レベルが前記第2閾値以下に位置する場合は、前記過熱状態と認識して第1レベルを持つ前記状態信号を出力し、
前記検知レベルが前記第1閾値以上に位置する場合は、前記正常状態と認識して第2レベルを持つ前記状態信号を出力し、
温度上昇時に、前記検知レベルが前記第1閾値と前記第2閾値との間に位置する場合は、前記検知レベルが前記第2閾値に達するまでは、前記第2レベルの前記状態信号を継続出力し、
温度下降時に、前記検知レベルが前記第1閾値と前記第2閾値との間に位置する場合は、前記検知レベルが前記第1閾値に達するまでは、前記第1レベルの前記状態信号を継続出力する、
ことを特徴とする請求項1記載の過熱検出装置。 - 前記検出部は、前記温度検知信号を受信し、前記第1閾値のレベルを論理閾値電圧に持つ第1の論理回路と、前記温度検知信号を受信し、前記第2閾値のレベルを論理閾値電圧に持つ第2の論理回路と、前記第1の論理回路の出力および前記第2の論理回路の出力が入力し、入力レベルに応じた出力レベルを出力するフリップフロップ回路と、を備えることを特徴とする請求項1記載の過熱検出装置。
- 発振回路と、前記発振回路の発振動作によって充放電を繰り返し、スイッチ素子のターンオンに要する駆動電圧まで電荷を溜めるチャージポンプとを含む電荷出力源と、
電源電圧を分圧して所定電圧を生成する分圧回路と、前記所定電圧がゲートに印加され、前記所定電圧と、自己の閾値電圧とを加算した電圧を、前記内部グランドとしてドレインから出力し、前記ドレインには前記電荷出力源が接続されているトランジスタと、を含む内部グランド回路と、
が接続されることを特徴とする請求項1記載の過熱検出装置。 - CMOS素子で構成されて論理制御を行うロジック回路と、前記内部グランドを生成し、前記ロジック回路および前記過熱検出装置に前記内部グランドを供給する内部グランド回路とが接続されることを特徴とする請求項1記載の過熱検出装置。
- 前記フィルタ部は、フィルタリング特性が互いに異なる第1フィルタおよび第2フィルタを含み、
前記内部グランドの変動量をモニタするモニタ部と、モニタ結果にもとづき前記状態信号をスイッチングして、前記状態信号を前記第1フィルタへ、または前記第2フィルタへ出力するスイッチ部と、をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の過熱検出装置。 - 負荷を作動させるスイッチ素子と、
発振回路と、前記発振回路の発振動作によって充放電を繰り返し、前記スイッチ素子のターンオンに要する駆動電圧まで電荷を溜めるチャージポンプとを含む電荷出力源と、
電源電圧を分圧して所定電圧を生成する分圧回路と、前記所定電圧がゲートに印加され、前記所定電圧と、自己の閾値電圧とを加算した電圧を、内部グランドとしてドレインから出力し、前記ドレインには前記電荷出力源が接続されているトランジスタと、を含む内部グランド回路と、
温度を検知して、温度検知信号を出力する温度センサ部と、温度が正常状態であることを判別するための第1閾値と、温度が過熱状態であることを判別するための第2閾値とを有し、前記第1閾値および前記第2閾値に対する、前記温度検知信号の検知レベルの位置関係に応じて、前記正常状態または前記過熱状態を認識して状態信号を出力し、前記内部グランドを基準にして動作する検出部と、前記内部グランドの電位変動に伴う前記状態信号の発振をフィルタリング処理するフィルタ部と、を備える過熱検出回路と、
を有することを特徴とする半導体装置。 - CMOS素子で構成されて論理制御を行うロジック回路と、
温度を検知して、温度検知信号を出力する温度センサ部と、温度が正常状態であることを判別するための第1閾値と、温度が過熱状態であることを判別するための第2閾値とを有し、前記第1閾値および前記第2閾値に対する、前記温度検知信号の検知レベルの位置関係に応じて、前記正常状態または前記過熱状態を認識して状態信号を出力し、内部グランドを基準にして動作する検出部と、前記内部グランドの電位変動に伴う前記状態信号の発振をフィルタリング処理するフィルタ部と、を備える過熱検出回路と、
前記内部グランドを生成し、前記ロジック回路および前記過熱検出回路に前記内部グランドを供給する内部グランド回路と、
を有することを特徴とする半導体装置。
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