JPH05122036A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
JPH05122036A
JPH05122036A JP3280043A JP28004391A JPH05122036A JP H05122036 A JPH05122036 A JP H05122036A JP 3280043 A JP3280043 A JP 3280043A JP 28004391 A JP28004391 A JP 28004391A JP H05122036 A JPH05122036 A JP H05122036A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sense
resistor
emitter
main
transistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP3280043A
Other languages
English (en)
Inventor
Shogo Mori
昌吾 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Automatic Loom Works Ltd filed Critical Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Priority to JP3280043A priority Critical patent/JPH05122036A/ja
Publication of JPH05122036A publication Critical patent/JPH05122036A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体装置に関し、半導体装置の外部にフィル
ターを設ける必要がなく、その分コンパクト化を図るこ
とを目的とする。 【構成】共通のコレクタ領域1と、前記コレクタ領域1
に設けられた共通のベース領域3と、前記ベース領域3
にそれぞれ独立して設けられたメインエミッタ領域5及
びセンスエミッタ領域6とからなる電流検出機能付トラ
ンジスタTを半導体チップにて構成した半導体装置であ
って、前記半導体チップ上には絶縁層4を介して第1セ
ンス抵抗RS と第2抵抗RF を形成するとともに、前記
絶縁層4上にコンデンサCF を構成する下部電極層と絶
縁層8及び上部電極層を形成し、前記第1センス抵抗R
S と第2抵抗RF との間を前記センスエミッタ領域6に
接続し、更には前記メインエミッタ領域5とコンデンサ
CF 及び第1センス抵抗RSをメインエミッタ端子Eに
接続し、前記コンデンサCF と第2抵抗RF との間には
センスエミッタ端子Sを接続した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電流検出機能付トランジ
スタが構成された半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、図5に示すように半導体装置とな
る電流検出機能付トランジスタTは、メイントランジス
タ20とセンストランジスタ21とによって構成されて
いる。そして、前記メイントランジスタ20及びセンス
トランジスタ21のコレクタ23は共通となり、同様に
メイントランジスタ20及びセンストランジスタ21の
ベース24は共通となっている。又、メイントランジス
タ20及びセンストランジスタ21のエミッタはメイン
エミッタ25とセンスエミッタ26とによりそれぞれ独
立して構成されている。又、前記センスエミッタ26と
メインエミッタ25との間にはポリシリコン層によって
形成された第1センス抵抗RS が接続されている。
【0003】そして、センスエミッタ26に流れるセン
ス電流IS の検出に基づいてコレクタ23に流れるメイ
ン電流IC を検出するようになっている。つまり、前記
センスエミッタ26に流れるセンス電流IS に基づいて
前記第1センス抵抗RS の両端にセンス電圧VS が発生
する。このセンス電圧VS をセンスエミッタ端子S、メ
インエミッタ端子E間を介して検出することによりメイ
ン電流IC を検出す
【0004】る。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6に
示すように、前記メイン及びセンストランジスタ20,
21のオン又はオフ時にはセンストランジスタ21のセ
ンスエミッタ26に過渡的にセンス電流IS が過大に流
れる。そのため、第1センス抵抗RS の両端にサージ電
圧VZ が含まれたセンス電圧VS が発生するので、高精
度なメイン電流IC の検出を行うことができない。
【0005】これを防止する目的で、前記センスエミッ
タ端子Sとメインエミッタ端子Eとの間には第1センス
抵抗RS とコンデンサCF とから構成されるフィルター
27を接続する。これにより、サージ電圧VZ はフィル
ター27によって吸収され、サージ電圧VZ が出力され
なくなる。従って、高精度なメイン電流IC の検出を行
うことができるが、前記フィルター27は電流検出機能
付トランジスタTを構成する半導体装置の外部に取付ら
れることになる。これにより、フィルター27の分だけ
大型化してしまうという問題がある。
【0006】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は半導体装置の外部にフィ
ルターを設ける必要がなく、その分コンパクト化を図る
ことができる半導体装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、共通のコレクタと、前記コレクタに設けら
れた共通のベースと、前記ベースにそれぞれ独立して設
けられたメインエミッタ及びセンスエミッタとからなる
電流検出機能付トランジスタを半導体チップにて構成し
た半導体装置であって、前記半導体チップ上には絶縁層
を介してセンス用抵抗とフィルター用抵抗を形成すると
ともに、前記絶縁層上にフィルター用コンデンサを構成
する下部電極層を絶縁層及び上部電極層を形成し、前記
センス用抵抗とフィルター用抵抗との間と前記センスエ
ミッタに接続し、更には前記メインエミッタとコンデン
サ及びセンス用抵抗とをメインエミッタ端子に接続し、
前記コンデンサとフィルター用抵抗との間にはセンス端
子を接続したことをその要旨とする。
【0008】
【作用】センス用抵抗はセンスエミッタとメインエミッ
タとの間に設けられ、前記センス用抵抗にはフィルター
用抵抗とコンデンサとにより構成されるフィルターが接
続される。前記センス電圧はフィルターを通してセンス
端子及びメインエミッタ端子間に出力される。このセン
ス電圧を検出することによりコレクタに流れるコレクタ
電流を間接的に検出することができる。
【0009】又、ベース電流が入力されてコレクタ電流
が流れ始めるとき、あるいはベース電流によりコレクタ
電流が遮断されるときにセンストランジスタに過渡電流
が流れる。この過度電流はフィルターによって吸収され
るため、センス端子及びメインエミッタ端子間からはサ
ージ電圧が出力されない。従って、前記センス用抵抗、
フィルター用抵抗及びコンデンサを半導体装置内に設け
た分だけ半導体装置周辺が集約される。
【0010】
【実施例】以下、本発明をマルチエミッタ式のバイポー
ラトランジスタに具体化した一実施例を図1〜図3に従
って説明する。
【0011】図1,2に示すように、電流検出機能付ト
ランジスタTのコレクタ領域1となるN型のシリコン基
板(チップ)2上には、P型のベース領域3が形成され
ている。ベース領域3にはN+ 層からなる複数のメイン
エミッタ領域5とセンスエミッタ領域6とがそれぞれ形
成されている。従って、前記コレクタ領域1、ベース領
域3及び複数のメインエミッタ領域5により電流検出機
能付トランジスタTの一部を構成するメイントランジス
タTr1が構成され、コレクタ領域1、ベース領域3及
びセンスエミッタ領域6により電流検出機能付トランジ
スタTの一部を構成するセンストランジスタTr2が構
成されている。
【0012】前記エミッタ領域5,6が形成されていな
い前記ベース領域3の略中央には、絶縁層としてのシリ
コン酸化膜4が形成されている。前記シリコン酸化膜4
の上面にはセンス用抵抗としての第1センス抵抗Rs 及
びフィルター用抵抗としての第2抵抗RF を構成し、下
部電極層を兼ねるポリシリコン層7が形成されている。
そして、前記ポリシリコン層7の一部上面にはコンデン
サCF を構成するシリコン酸化膜8が形成されている。
尚、前記シリコン酸化膜8の上面は上部電極層である。
【0013】そして、前記接続点S1と接続点S2との
間のポリシリコン層7によって前記第1センス抵抗RS
が形成され、接続点S2と接続点S3との間のポリシリ
コン層7によって第2抵抗RF が形成されている。又、
前記シリコン酸化膜8の上面には接続点S4が設けら
れ、前記接続点S3と接続点S4との間に介在するシリ
コン酸化膜8によって前記コンデンサCF が形成されて
いる。
【0014】前記接続点S1,S4と複数のメインエミ
ッタ領域5はアルミ配線にてメインエミッタ端子Eに接
続されている。従って、前記第1センス抵抗RS の一端
及びコンデンサCF の一端がメインエミッタ領域5とと
もにメインエミッタ端子Eに接続されている。又、接続
点S2とセンスエミッタ領域6とが接続されている。こ
れにより、センスエミッタ領域6は第1センス抵抗RS
と第2抵抗RF との間に接続されている。そして、前記
接続点S3はセンスエミッタ端子Sに接続されている。
又、前記ベース領域3にはベース端子Bが、コレクタ領
域となる基板2にはコレクタ端子Cがそれぞれ接続され
ている。
【0015】従って、メインエミッタ領域5とセンスエ
ミッタ領域6との間には、第1センス抵抗RS が接続さ
れている。又、センスエミッタ領域6とセンスエミッタ
端子Sとの間に第2抵抗RF が設けられ、更にセンスエ
ミッタ端子Sとメインエミッタ端子Eとの間にコンデン
サCF が設けられた状態となっている。そして、この第
2抵抗RF とコンデンサCF とにより、フィルター9が
構成されている。
【0016】次に、上記のように構成された電流検出機
能付トランジスタTの作用について説明する。ベース電
流IB が電流検出機能付トランジスタTのベース端子を
介してベース領域3に入力されると、メイントランジス
タTr1及びセンストランジスタTr2がそれぞれオン
する。これにより、コレクタ領域1にはメイン電流IC
が流れ、コレクタ端子Cに接続された図示しない負荷が
動作する。又、前記センストランジスタTr2がオンす
ることからセンスエミッタ領域6にもセンス電流IS が
流れる。
【0017】定常状態においては、前記センス電流IS
は抵抗RS を流れ、該抵抗RS の両端にはセンス電圧V
S が発生する。このセンス電圧VS はフィルター9を通
してセンスエミッタ端子S及びメインエミッタ端子E間
から出力される。このセンス電圧VS に基づいて図示し
ない保護装置がメイン電流IC を検出する。そして、前
記センス電圧VSが所定レベルを越えると、図示しない
保護装置はメイン電流IC が過負荷電流となっていると
判断する。従って、保護装置はベース電流IBを遮断し
て電流検出機能付トランジスタTをオフする。これによ
り、電流検出機能付トランジスタTを保護する。
【0018】一方、ベース電流IB に基づく電流検出機
能付トランジスタTの立ち上がり又は立下がりにおいて
は、前記センスエミッタには過渡的にセンス電流IS が
多く流れる。
【0019】しかし、過渡電流はフィルター9によって
吸収され、サージ電圧VZ 分を吸収したセンス電圧VS
がセンスエミッタ端子S及びメインエミッタ端子E間か
ら出力される。従って、図示しない保護装置はサージ電
圧VZ が含まれないセンス電圧VS を検出するため、高
精度なメイン電流Ic の検出を行うことができる。
【0020】しかも、第2抵抗RF 及びコンデンサCF
とからなるフィルター9を電流検出機能付トランジスタ
Tとともに半導体チップ上に構成したので、半導体装置
の外部にフィルター9を設ける必要がなくなる。そのた
め、フィルター9を外部に設ける必要がなくなる分だけ
装置をコンパクト化することができる。
【0021】又、本実施例においては、発熱の少ないフ
ィルター9の第2抵抗RF を構成するポリシリコン層7
及びコンデンサCF を構成するシリコン酸化膜8を基板
2の略中央に配置し、発熱の多いメイントランジスタT
r1及びセンストランジスタTr2をその周辺に配置し
たことにより、メイントランジスタTr1及びセンスト
ランジスタTr2の放熱性を向上させることができる。
【0022】尚、本実施例においては、1つのポリシリ
コン層7によって第1センス抵抗RS 及び第2抵抗RF
を構成したが、図4に示すように独立させたポリシリコ
ン層7a,7bによって第1センス抵抗Rs 及び第2抵
抗RF をそれぞれ構成してもよい。
【0023】本実施例においては、マルチエミッタトラ
ンジスタに具体化したが、マルチソースとなるMOSト
ランジスタや静電誘導形トランジスタに適用することも
可能である。
【0024】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、半
導体装置の外部にフィルターを設ける必要がなく、その
分コンパクト化を図ることができる優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置の概略斜視図である。
【図2】半導体装置の構造を示す断面図である。
【図3】半導体装置の電気的構成を示す電気回路図であ
る。
【図4】半導体装置の別例を示す断面図である。
【図5】従来の半導体装置の電気的構成を示す電気回路
図である。
【図6】抵抗の両端に発生するサージ電圧を含んだセン
ス電圧を示す特性図である。
【符号の説明】
1…コレクタ領域、2…チップ(基板)、3…ベース領
域、4…絶縁層としてのシリコン酸化膜、5…メインエ
ミッタ領域、6…センスエミッタ領域、CF …コンデン
サ、RS …センス用抵抗としての第1センス抵抗、R…
フィルター用抵抗としての第2抵抗、T…電流検出機能
付トランジスタ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成3年11月13日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】そして、センスエミッタ26に流れるセン
ス電流IS の検出に基づいてコレクタ23に流れるメイ
ン電流IC を検出するようになっている。つまり、前記
センスエミッタ26に流れるセンス電流IS に基づいて
前記第1センス抵抗RS の両端にセンス電圧VS が発生
する。このセンス電圧VS をセンスエミッタ端子S、メ
インエミッタ端子E間を介して検出することによりメイ
ン電流IC を検出する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6に
示すように、前記メイン及びセンストランジスタ20,
21のオン又はオフ時にはセンストランジスタ21のセ
ンスエミッタ26に過渡的にセンス電流IS が過大に流
れる。そのため、第1センス抵抗RS の両端にサージ電
圧VZ が含まれたセンス電圧VS が発生するので、高精
度なメイン電流IC の検出を行うことができない。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、共通のコレクタと、前記コレクタに設けら
れた共通のベースと、前記ベースにそれぞれ独立して設
けられたメインエミッタ及びセンスエミッタとからなる
電流検出機能付トランジスタを半導体チップにて構成し
た半導体装置であって、前記半導体チップ上には絶縁層
を介してセンス用抵抗とフィルター用抵抗を形成すると
ともに、前記絶縁層上にフィルター用コンデンサを構成
する下部電極層と絶縁層及び上部電極層を形成し、前記
センス用抵抗とフィルター用抵抗との間を前記センスエ
ミッタに接続し、更には前記メインエミッタとコンデン
サ及びセンス用抵抗とをメインエミッタ端子に接続し、
前記コンデンサとフィルター用抵抗との間にはセンス端
子を接続したことをその要旨とする。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成3年11月13日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 共通のコレクタと、前記コレクタに設け
    られた共通のベースと、前記ベースにそれぞれ独立して
    設けられたメインエミッタ及びセンスエミッタとからな
    る電流検出機能付トランジスタを半導体チップにて構成
    した半導体装置であって、 前記半導体チップ上には絶縁層を介してセンス用抵抗と
    フィルター用抵抗を形成するとともに、前記絶縁層上に
    フィルター用コンデンサを構成する下部電極層を絶縁層
    及び上部電極層を形成し、前記センス用抵抗とフィルタ
    ー用抵抗との間と前記センスエミッタに接続し、更には
    前記メインエミッタとコンデンサ及びセンス用抵抗とを
    メインエミッタ端子に接続し、前記コンデンサとフィル
    ター用抵抗との間にはセンス端子を接続した半導体装
    置。
JP3280043A 1991-10-25 1991-10-25 半導体装置 Pending JPH05122036A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001063765A1 (fr) * 2000-02-25 2001-08-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Module de puissance
JP2016162898A (ja) * 2015-03-02 2016-09-05 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
JP2020036530A (ja) * 2016-05-20 2020-03-05 株式会社デンソー スイッチング素子の駆動制御装置

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