JP7341964B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
アイソレーションアンプは、入力回路と出力回路の間を電気的に絶縁する絶縁機能と、入力回路と出力回路の間で信号を伝送する信号伝送機能とを両立するデバイスであり、産業、通信、民生、車載分野等、様々な分野のアプリケーションで広く使用されている。
図2は、第1実施形態のアイソレーションアンプを備える半導体装置の構成を示すブロック図である。アイソレーションアンプ1は、クロック送信回路11、アイソレーション部(または、アイソレーション回路)12、クロック受信回路13、クロック状態検出回路14、クロック状態補正回路15、基準電圧生成回路16、増幅回路17、アナログ-デジタル変換回路(以下、ADコンバータと記す)18、エンコーダ19、データ送信回路20、アイソレーション部(または、アイソレーション回路)21、データ受信回路22、デコーダ23、及び出力バッファ(または、出力回路)24を備える。
以下に、第1実施形態のアイソレーションアンプを備える半導体装置の動作について説明する。
次に、図4、図5及び図6を用いて、アイソレーションアンプ1内のアイソレーション部12、21の構成例について説明する。図4、図5及び図6は、アイソレーション部12、21の構成例を示す図である。
第1実施形態によれば、外部入力信号により入力電圧のダイナミックレンジを変更することができるアイソレーションアンプを提供することができる。
以下に、第2実施形態のアイソレーションアンプを備える半導体装置について説明する。第2実施形態は、外部から供給されるクロック信号MCLK1のデューティ比に応じて増幅回路17内の帰還抵抗切替回路17A及び17Bの抵抗値を切り替えることにより、アイソレーションアンプ1における入力電圧のダイナミックレンジを変更する。第2実施形態では、第1実施形態と異なる点について主に説明する。説明しないその他の構成、動作、及び効果等は第1実施形態と同様である。
図7は、第2実施形態のアイソレーションアンプを備える半導体装置の構成を示すブロック図である。第2実施形態のアイソレーションアンプでは、クロック状態検出回路14に換えてクロックデューティ検出回路31を備え、クロック状態補正回路15に換えてクロックデューティ補正回路32を備える。
以下に、第2実施形態のアイソレーションアンプを備える半導体装置の動作について説明する。
第2実施形態によれば、外部入力信号により入力電圧のダイナミックレンジを変更することができるアイソレーションアンプを提供することができる。
以下に、第3実施形態のアイソレーションアンプを備える半導体装置について説明する。第3実施形態は、外部から供給されるクロック信号MCLK1の状態に応じて、ADコンバータ18で判定電圧レベルとして用いる基準電圧を切り替えることにより、入力電圧のダイナミックレンジを変更する。第3実施形態では、第1実施形態と異なる点について主に説明する。説明しないその他の構成、動作、及び効果等は第1実施形態と同様である。
図9は、第3実施形態のアイソレーションアンプを備える半導体装置の構成を示すブロック図である。第3実施形態のアイソレーションアンプでは、帰還抵抗切替回路17Aに換えて抵抗R13を備え、帰還抵抗切替回路17Bに換えて抵抗R14を備える。
以下に、第3実施形態のアイソレーションアンプを備える半導体装置の動作について説明する。
第3実施形態によれば、外部入力信号により入力電圧のダイナミックレンジを変更することができるアイソレーションアンプを提供することができる。
以下に、第4実施形態のアイソレーションアンプを備える半導体装置について説明する。第4実施形態では、クロック信号MCLK1及びデータの伝送を、1つのアイソレーション部で時分割多重化信号によって行うことにより、入力電圧のダイナミックレンジを変更する。第4実施形態では、第1実施形態と異なる点について主に説明する。説明しないその他の構成、動作、及び効果等は第1実施形態と同様である。
図10は、第4実施形態のアイソレーションアンプを備える半導体装置の構成を示すブロック図である。第4実施形態のアイソレーションアンプでは、データ送受信回路34、35、及び1つのアイソレーション部21を備え、このアイソレーション部21がクロック信号MCLK1及びデータの伝送を行う。
以下に、第4実施形態のアイソレーションアンプを備える半導体装置の動作について説明する。
第4実施形態によれば、外部入力信号により入力電圧のダイナミックレンジを変更することができるアイソレーションアンプを提供することができる。
前述した実施形態は、以下のような変形の構成を有していてもよい。
Claims (7)
- 第1クロック信号の状態を検出する検出回路と、
前記検出回路により検出された前記第1クロック信号の状態に基づいて、増幅率を変更すると共に、第1電圧を前記増幅率で増幅し、増幅された第2電圧を出力する増幅回路と、
前記第1クロック信号を補正し、補正された前記第1クロック信号を出力する補正回路と、
前記補正された前記第1クロック信号を用いて、前記増幅回路から出力された前記第2電圧を第1データに変換する変換回路と、
第1ドライバと、前記第1ドライバに対して電気的に絶縁された第1レシーバとを有し、前記第1ドライバは前記第1データに応じた信号を前記第1レシーバに伝送し、前記第1レシーバは前記第1ドライバから伝送された前記信号に応じた第2データを出力する第1アイソレーション回路と、
前記第1アイソレーション回路から出力された前記第2データを出力する出力回路と、
を具備する半導体装置。 - 第2ドライバと、前記第2ドライバに対して電気的に絶縁された第2レシーバとを有する第2アイソレーション回路をさらに具備し、
前記第2ドライバは第2クロック信号に応じた信号を前記第2レシーバに伝送し、前記第2レシーバは前記第2ドライバから伝送された前記信号に応じた前記第1クロック信号を、前記検出回路に出力する請求項1に記載の半導体装置。 - 前記増幅回路は、増幅部と、前記増幅部の入力部と出力部間に接続された帰還抵抗とを有し、
前記第1クロック信号の状態に基づいて前記帰還抵抗の抵抗値を変更することにより、前記増幅回路の前記増幅率が変更される請求項1に記載の半導体装置。 - 前記変換回路により出力された前記第1データを受け取り、前記第1データを符号化するエンコーダと、
前記エンコーダにより符号化された前記第1データを前記第1アイソレーション回路に出力する送信回路と、
前記第1アイソレーション回路から出力された前記第2データを受け取る受信回路と、
前記受信回路から出力された前記第2データをデコードし、デコードされた前記第2データを前記出力回路に出力するデコーダと、
をさらに具備する請求項1に記載の半導体装置。 - 前記第1クロック信号の状態は、前記第1クロック信号のデューティ比、電圧値、周波数のいずれか1つを含む請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1アイソレーション回路は、光結合、磁気結合、容量結合のいずれかを1つ用いて、前記第1ドライバから前記第1レシーバに前記信号を伝送する請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1アイソレーション回路は、発光ダイオード及びフォトダイオード、またはコイル、コンデンサの少なくともいずれか1つを含む請求項1に記載の半導体装置。
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