JP6894957B2 - 誤出力防止回路 - Google Patents
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Description
図1は、半導体装置の全体構成を示すブロック図である。本構成例の半導体装置100は、車載用ハイサイドスイッチICであり、装置外部との電気的な接続を確立する手段として、複数の外部端子(INピン、GNDピン、OUTピン、STピン、VBBピン)を備えている。INピンは、CMOSロジックICなどから制御信号の外部入力を受け付けるための入力端子である。GNDピンは、接地端子である。OUTピンは、負荷(エンジン制御用ECU[electronic control unit]、エアコン、ボディ機器など)が外部接続される出力端子である。STピンは、CMOSロジックICなどに自己診断信号を外部出力するための出力端子である。VBBピンは、バッテリから電源電圧Vbb(例えば4.5V〜18V)の供給を受け付けるための電源端子である。なお、VBBピンは、大電流を流すために複数並列(例えば4ピン並列)に設けてもよい。
図2は、誤出力防止回路の導入例を示すブロック図である。本図で示すように、トランジスタN1のゲート・ドレイン間には、寄生キャパシタCgdが付随する。そのため、トランジスタN1のドレインに印加される電源電圧Vbbが変動すると、ゲート電圧VGにも変動が生じる。
図3は、誤出力防止回路14の第1実施形態を示す回路図である。第1実施形態の誤出力防止回路14は、最も単純な回路構成の一例であり、トランジスタN1のゲート・ソース間に接続された抵抗Rxのみを含む。
図5は、誤出力防止回路14の第2実施形態を示す回路図である。第2実施形態の誤出力防止回路14は、Nチャネル型MOS電界効果トランジスタNa及びNbと、キャパシタCaと、ツェナダイオードZaと、を含む。
図8は、誤出力防止回路14の第3実施形態を示す回路図である。第3実施形態の誤出力防止回路14は、第2実施形態(図5)をベースとしつつ、キャパシタCaに代えて、Pチャネル型MOS電界効果トランジスタPaと、Nチャネル型MOS電界効果トランジスタNcと、キャパシタCbと、ツェナダイオードZbと、を含む点に特徴を有する。そこで、第2実施形態と同様の構成要素については、図5と同一の符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では、第3実施形態の特徴部分について重点的な説明を行う。
図10は、車両の一構成例を示す外観図である。本構成例の車両Xは、バッテリ(本図では不図示)と、バッテリから電源電圧Vbbの供給を受けて動作する種々の電子機器X11〜X18と、を搭載している。なお、本図における電子機器X11〜X18の搭載位置については、図示の便宜上、実際とは異なる場合がある。
なお、上記の実施形態では、車載用ハイサイドスイッチICを例に挙げて説明を行ったが、本明細書中に開示されている発明の適用対象は、これに限定されるものではなく、その他の用途に供される車載用IPD[intelligent power device](車載用ローサイドスイッチICや車載用電源ICなど)を始めとして、MOSスイッチを有する半導体装置全般に広く適用することが可能である。
2 定電圧生成回路
3 発振回路
4 チャージポンプ回路
5 ロジック回路
6 ゲート制御回路
7 クランプ回路
8 入力回路
9 基準生成回路
10 温度保護回路
11 減電圧保護回路
12 オープン保護回路
13 過電流保護回路
14 誤出力防止回路
100 半導体装置
N1 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ(パワートランジスタ)
N2 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ(電流検出トランジスタ)
N3 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ(信号出力トランジスタ)
R1、R2 抵抗
Rs センス抵抗
Z1、Z2 ツェナダイオード
Cgd 寄生キャパシタ
Rx、Ra、Rb 抵抗
Na Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
Pa Pチャネル型MOS電界効果トランジスタ
Nb、Nc Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ(デプレッション)
Ca、Cb キャパシタ
Za、Zb ツェナダイオード
X 車両
X11〜X18 電子機器
Claims (7)
- MOSスイッチと、
誤出力防止回路と、
を有する半導体装置であって、
前記MOSスイッチは、バッテリから負荷に向けた出力電流が流れる電流経路を導通/遮断するためのスイッチ素子として機能し、
前記誤出力防止回路は、
前記MOSスイッチのゲート・ソース間に接続された第1トランジスタと、
前記第1トランジスタのゲート・ソース間に接続された第1インピーダンス素子と、
前記MOSスイッチのドレインと前記第1トランジスタのゲートとの間に接続された第2トランジスタと、
前記第2トランジスタのゲート・ソース間に接続された第2インピーダンス素子と、
前記第2トランジスタのゲートと定電位端との間に接続されたキャパシタと、
前記第1トランジスタのゲート・ソース間に接続された第1クランプ素子と、
前記第2トランジスタのゲート・ソース間に接続され、前記第2インピーダンス素子と並列に接続された第2クランプ素子と、
を有し、
前記キャパシタは、前記MOSスイッチのドレインに印加される電源電圧の上昇に追従して前記MOSスイッチのゲート電圧が持ち上がるよりも早く前記第2トランジスタがオンするように、前記第2トランジスタのゲート電圧を平滑する、半導体装置。 - 前記第1インピーダンス素子及び前記第2インピーダンス素子は、デプレッション型トランジスタまたは抵抗である、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記MOSスイッチは、MOS電界効果トランジスタまたは絶縁ゲートバイポーラトランジスタである、請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記MOSスイッチは、ドレインが電源端子に接続されてソースが出力端子に接続されたパワートランジスタである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記半導体装置は、車載用ハイサイドスイッチICである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 請求項5のいずれか一項に記載の半導体装置を有する、電子機器。
- バッテリと、
前記バッテリから電源電圧の供給を受けて動作する請求項6に記載の電子機器と、
を有する、車両。
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