JPH0883909A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

Info

Publication number
JPH0883909A
JPH0883909A JP6216226A JP21622694A JPH0883909A JP H0883909 A JPH0883909 A JP H0883909A JP 6216226 A JP6216226 A JP 6216226A JP 21622694 A JP21622694 A JP 21622694A JP H0883909 A JPH0883909 A JP H0883909A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ground terminal
integrated circuit
semiconductor integrated
terminal
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6216226A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiya Nakano
俊哉 中野
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP6216226A priority Critical patent/JPH0883909A/ja
Priority to US08/402,719 priority patent/US5483404A/en
Priority to KR1019950029435A priority patent/KR0177539B1/ko
Publication of JPH0883909A publication Critical patent/JPH0883909A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/085Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/10Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to mechanical injury, e.g. rupture of line, breakage of earth connection
    • H02H5/105Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to mechanical injury, e.g. rupture of line, breakage of earth connection responsive to deterioration or interruption of earth connection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/03Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors
    • H02P7/04Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors by means of a H-bridge circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接地端子がオープンになっても外部回路の電
圧駆動型電力制御素子に貫通電流を流すことなく、その
破壊を防ぐ半導体集積回路を得る。 【構成】 パワーMOSFETQ1〜Q4の駆動電源V
CCに接続される電源端子P、パワーMOSFETQ1〜
Q4の制御端子に接続されて駆動制御信号を出力する制
御出力端子G1〜G4、及び接地端子を有し、パワーM
OSFETQ1〜Q4を駆動制御する半導体集積回路に
おいて、接地端子を少なくとも2つに分け(GND1、
GND2)外部で接続すると共に、第1のNPNトラン
ジスタ13aと第1のNPNトランジスタ13bとでな
り、一方の接地端子と他方の接地端子との間で消費電流
が流れるのを検出し、かつ接地端子の電位をパワーMO
SFETQ1〜Q4の駆動制御電位以下にクランプする
消費電流検出部13を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電圧駆動型電力制御
素子であるパワーMOSFETやIGBT(Insulated
Gate Bipolar Transistor)を駆動する半導体集積回路に
関するもので、特に、接地端子がオープンになった時に
上記電圧駆動型電力制御素子が破壊するのを防ぐための
半導体集積回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は周辺回路を含んだ従来の半導体集
積回路の一例を示す回路図である。図6において、Q1
〜Q4はモータMを可逆運転制御するためのHブリッジ
を構成する電圧駆動型電力制御素子としてのパワーMO
SFET、T1とT2、D1及びI1はパワーMOSF
ETQ1を駆動(以下プリドライブと称す)するトラン
ジスタ、ダイオード及び電流源で、プリドライバブロッ
ク1を構成する。また、上記Hブリッジを構成する他の
パワーMOSFETQ2〜Q4にも、上記プリドライバ
ーブロック1と同様な構成でなるプリドライバブロック
2〜4が備えられ、高電源側(ハイサイド)のパワーM
OSFETQ1とQ2には昇圧電源VCP(VCP≒2
CC)が供給されると共に、低電源側(ローサイド)の
パワーMOSFETQ3とQ4には電源VCCが供給され
る。
【0003】また、R1〜R4は抵抗で、図中、一点鎖
線より左側が半導体集積回路の一部であるプリドライバ
部、右側が外部回路、G1〜G4は上記パワーMOSF
ETQ1〜Q4の制御端子に接続されて駆動制御信号を
出力する半導体集積回路の制御出力端子、PはパワーM
OSFETQ1〜Q4の駆動電源VCCに接続された半導
体集積回路の電源端子、GNDは半導体集積回路の接地
端子、PGNDは外部回路の接地端子である。なお、以
下、外部回路としてパワーMOSFETの構成をHブリ
ッジで説明するが、ハーフブリッジや三相フルブリッジ
でも同様であることは言うまでもない。
【0004】上記構成に係る半導体集積回路により例え
ば自動車の電動パワーステアリングに使われるモータM
を制御するのに適用した場合は、半導体集積回路の制御
出力端子G1〜G4への出力を制御することにより、例
えば外部回路のパワーMOSFETQ1とQ4をオン、
パワーMOSFETQ2とQ3をオフ制御してモータM
を正転運転制御し、パワーMOSFETQ2とQ3をオ
ン、パワーMOSFETQ1とQ4をオフ制御してモー
タMを反転運転制御し、パワーMOSFETQ3とQ4
をオン、パワーMOSFETQ1とQ2をオフ制御して
モータMでなる負荷両端を短絡させて例えばコイルに蓄
積エネルギーを消費させるようにして電磁ブレーキをか
け、さらに、全てのパワーMOSFETQ1〜Q4をオ
フ制御してモータMを停止制御することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体集積
回路は一般にプリント基板などに実装されるが、自動車
用といった信頼度の高い用途では、FMEA(Failure
Mode Effect analysis)としてよく半導体集積回路の各
端子ピンがオープンになった場合、システムとしてどの
ような現象が起こるかを評価することがあるが、図6に
示す半導体集積回路では、接地端子GNDのピンをオー
プンにすると、パワーMOSFETQ1〜Q4がすべて
オンし、電源VCCからの貫通電流が例えばVCC→Q1→
Q3→PGNDの経路で流れ、パワーMOSFETQ1
〜Q4が破壊するという現象が起こる。
【0006】また、システムとして、ユニットのコネク
タ部などで接地端子GND及び接地端子PGNDのピン
が共にオープンになるならば、上記貫通電流は流れない
が、半導体集積回路の接地端子GNDのピンのみが半田
付け不良などでオープンになると、パワーMOSFET
Q1〜Q4が破壊し、最悪な時には火災にも至り得るこ
とになる。
【0007】ここで、半導体集積回路の接地端子GND
のピンがオープンになった際、パワーMOSFETQ1
〜Q4がすべてオンするメカニズムとしては以下のこと
が推察できる。例えばバイポーラ集積回路の場合、NP
Nトランジスタは、図7に示す構造をしており、コレク
タ(C)−Pサブストレート間に寄生ダイオードDSUB
が存在する(Pサブストレートは、通常、接地端子GN
Dにショートする)。
【0008】このため、図6に示すダイオードD1とし
て、図7に示すNPNトランジスタのコレクタ(C)ー
ベース(B)をショートしてダイオードとしていると、
図8に示す如く等価回路となり、図6に示す接地端子G
NDのオープン時、半導体集積回路の消費電流(以下I
CCと称す)が、例えば、接地端子GND→寄生ダイオー
ドDSUB →制御出力端子G1→抵抗R1→パワーMOS
FETQ1の経路で、パワーMOSFETQ1のゲート
に電流が流れることになり、パワーMOSFETQ1が
オンする。同様に、パワーMOSFETQ2〜Q4もオ
ンする。なお、この時の接地端子GNDの電位は電源V
CC近くまで上昇する。
【0009】また、図9に示すように、図6に示すダイ
オードD1をPNPトランジスタで構成し、制御出力端
子G1に寄生ダイオードDSUB が接続されないようにし
ても、図6に示すトランジスタT2のコレクタにある寄
生ダイオードが存在するため、接地端子GND→トラン
ジスタT2の寄生ダイオード→トランジスタT1のベー
ス→トランジスタT1のエミッタ→制御出力端子G1→
抵抗R1→パワーMOSFETQ1へと消費電流ICC
流れる経路が残り、パワーMOSFETQ1〜Q4がオ
ンしてしまう。
【0010】この発明は上述した点に鑑みてなされたも
ので、接地端子がオープンになっても、外部回路の電圧
駆動型電力制御素子に貫通電流を流すことなく、また、
その破壊を防ぐことができる半導体集積回路を得ること
を目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体集
積回路は、電圧駆動型電力制御素子の駆動電源に接続さ
れる電源端子、上記電圧駆動型電力制御素子の制御端子
に接続されて駆動制御信号を出力する制御出力端子、及
び接地端子を有し、上記電圧駆動型電力制御素子を駆動
制御する半導体集積回路において、接地端子を少なくと
も2つに分け外部で接続すると共に、一方の接地端子と
他方の接地端子との間で消費電流が流れるのを検出し、
かつ上記接地端子ピンの電位を上記電圧駆動型電力制御
素子の駆動制御電位以下にクランプする消費電流検出部
を備えたことを特徴とするものである。
【0012】また、上記消費電流検出部は、一方の接地
端子にベースが接続されると共に他方の接地端子にエミ
ッタが接続された第1のNPNトランジスタと、上記他
方の接地端子にベースが接続されると共に上記一方の接
地端子にエミッタが接続された第2のNPNトランジス
タとでなり、上記第1と第2のNPNトランジスタのコ
レクタ信号を検出信号とすることを特徴とするものであ
る。
【0013】また、上記消費電流検出部は、一方の接地
端子にアノードが接続されると共に他方の接地端子にカ
ソードが接続された第1のダイオードと、上記他方の接
地端子にアノードが接続されると共に上記一方の接地端
子にカソードが接続された第2のダイオードと、上記第
1のダイオードの順方向電圧と基準電圧とを比較する第
1の比較器と、上記第2のダイオードの順方向電圧と基
準電圧とを比較する第2の比較器とでなり、上記第1と
第2の比較器の比較出力を検出信号とすることを特徴と
するものである。
【0014】また、上記消費電流検出部による検出信号
に基づいて上記第1または第2の接地端子のいずれかが
オープンしているという異常状態を外部へ伝達する制御
ロジック部を備えたことを特徴とするものである。
【0015】さらに、上記制御ロジック部は、上記消費
電流検出部による検出信号に基づいて上記駆動制御信号
をオフ制御することを特徴とするものである。
【0016】
【作用】この発明に係る半導体集積回路においては、接
地端子を少なくとも2つに分け外部で接続すると共に、
一方の接地端子と他方の接地端子との間で消費電流が流
れるのを検出し、かつ上記接地端子の電位を外部回路の
電圧駆動型電力制御素子の駆動制御電位以下にクランプ
する消費電流検出部を備えることにより、接地端子がオ
ープンになっても、外部回路の電圧駆動型電力制御素子
に貫通電流を流すことなく、また、その破壊を防ぐ。
【0017】また、上記消費電流検出部を、一方の接地
端子にベースが接続されると共に他方の接地端子にエミ
ッタが接続された第1のNPNトランジスタと、上記他
方の接地端子にベースが接続されると共に上記一方の接
地端子にエミッタが接続された第2のNPNトランジス
タとで構成し、上記第1と第2のNPNトランジスタの
コレクタ信号を検出信号とすることにより、トランジス
タ2石の追加のみによって、素子数の増加による大幅な
チップサイズのアップもなく、接地端子ピンがオープン
になっても、外部回路の電圧駆動型電力制御素子に貫通
電流を流すことなく、また、その破壊を防ぐことができ
る半導体集積回路が得られる。
【0018】また、上記消費電流検出部を、一方の接地
端子にアノードが接続されると共に他方の接地端子にカ
ソードが接続された第1のダイオードと、上記他方の接
地端子にアノードが接続されると共に上記一方の接地端
子にカソードが接続された第2のダイオードと、上記第
1のダイオードの順方向電圧と基準電圧とを比較する第
1の比較器と、上記第2のダイオードの順方向電圧と基
準電圧とを比較する第2の比較器とで構成し、上記第1
と第2の比較器の比較出力を検出信号とすることによ
り、接地端子ピンがオープンになっていない場合に、ノ
イズ等による影響によって一方の接地端子と他方の接地
端子間に電位差が生じても、上記基準電圧の値の設定に
よってノイズ等による影響を除去して検出感度を高める
ことによって外部回路の電圧駆動型電力制御素子を誤っ
て動作するのを防止でき、また、各比較器の基準電圧を
個別に独立して設定でき、検出感度の調整を行うことを
可能にする。
【0019】また、上記消費電流検出部による検出信号
に基づいて上記第1または第2の接地端子のいずれかが
オープンしているという異常状態を外部へ伝達する制御
ロジック部を備えることにより、自己診断を可能にす
る。
【0020】さらに、上記制御ロジック部により、上記
消費電流検出部による検出信号に基づいて上記駆動制御
信号をオフ制御することにより、外部回路の電圧駆動型
電力制御素子の暴走を防ぎ、安全性を確保する。
【0021】
【実施例】以下、この発明を図示実施例に基づいて説明
する。 実施例1.図1は実施例1に係る周辺回路を含む半導体
集積回路を示す構成図である。図1において、11と1
2は半導体集積回路の機能ブロックを2つに分けて示す
もので、制御ロジック部と昇圧回路を内蔵するプリドラ
イバ部を示し、上記制御ロジック部11は、電源VCC
ら電源供給されると共に、入力端子IN1とIN2から
2ビットの動作指令を受けて上記プリドライバ部12に
制御指令を出力し、上記プリドライバ部12は、その制
御出力端子がモータMを可逆運転制御するためのHブリ
ッジを構成する電圧駆動型電力制御素子としての各パワ
ーMOSFETQ1〜Q4の制御端子であるゲートにそ
れぞれ接続されて、上記制御ロジック部11からの制御
指令に基づいて外部回路の各パワーMOSFETQ1〜
Q4をプリドライブする駆動制御信号を出力する。
【0022】また、GND1とGND2は半導体集積回
路の接地端子を2つに分割してなる第1と第2の接地端
子を示し、ここで、上記制御ロジック部11は電源VCC
から第1の接地端子GND1に消費電流が流れるように
なされ、また、上記プリドライバ部12は電源VCCから
第2の接地端子GND2に消費電流が流れるようになさ
れている。すなわち、常時、1つのブロック内で電源か
ら接地端子への消費電流が流れるようになされている。
そして、上記接地端子GND1とGND2のピンは半導
体集積回路の外部で短絡接続される。
【0023】また、13は上記第1と第2の接地端子G
ND1とGND2間で消費電流が流れるのを検出し、か
つ接地端子の電位を外部回路の各パワーMOSFETQ
1〜Q4の駆動制御電位以下にクランプする消費電流検
出部を示し、接地端子のピンがオープンになっても、外
部回路の各パワーMOSFETQ1〜Q4に貫通電流を
流すことなく、また、その破壊を防ぐようになされてい
る。
【0024】ここで、上記消費電流検出部13は、第1
の接地端子GND1にベースが接続されると共に第2の
接地端子GND2にエミッタが接続された第1のNPN
トランジスタ13aと、第2の接地端子GND2にベー
スが接続されると共に第1の接地端子GND1にエミッ
タが接続された第2のNPNトランジスタ13bとで構
成され、第1の接地端子GND1または第2の接地端子
GND2がオープンになっても、これら接地端子はトラ
ンジスタのベースーエミッタ間電圧VBE(約0.7V)
以上は上がらないので、外部回路のパワーMOSFET
Q1〜Q4がオンすることがないようになされている。
すなわち、接地端子の電位を外部回路のパワーMOSF
ETQ1〜Q4の駆動制御電位以下にクランプするよう
になされている。
【0025】また、上記第1と第2のNPNトランジス
タのコレクタ信号を検出信号として上記制御ロジック部
11に出力するようになされ、該制御ロジック部11
は、第1または第2のNPNトランジスタ13aまたは
13bのいずれかのコレクタ信号を検出信号として入力
した時にはすべてのパワーMOSFETQ1〜Q4をオ
フすべき制御指令をプリドライバ部12に出力するよう
になされており、上記制御ロジック部11により、上記
消費電流検出部13による検出信号に基づいて外部回路
のパワーMOSFETQ1〜Q4への駆動制御信号をオ
フ制御することにより、パワーMOSFETQ1〜Q4
の暴走を防ぎ、安全性を確保するようになされている。
【0026】さらに、図1の構成において、R1〜R4
は抵抗、G1〜G4は上記パワーMOSFETQ1〜Q
4の制御端子に接続されて駆動制御信号を出力する半導
体集積回路の制御出力端子、PはパワーMOSFETQ
1〜Q4の駆動電源VCCに接続された半導体集積回路の
電源端子、GND1とGND2は半導体集積回路の第1
と第2の接地端子、PGNDは外部回路の接地端子、I
N1とIN2は半導体集積回路の入力端子を示す。
【0027】ここで、上記制御ロジック部11は該入力
端子IN1とIN2から2ビットの動作指令を受けてプ
リドライバ部12に制御指令を出力するが、このとき、
入力端子IN1とIN2からの2ビットの動作指令とし
ては、例えばモータMの正転運転制御時は「H、L」、
反転運転制御時は「L、H」、ブレーキ制御時は「H、
H」、停止制御時は「L、L」で与えられ、この2ビッ
トの動作指令が制御ロジック部11に入力されることに
より、この動作指令に応じた制御指令を上記プリドライ
バ部12に出力し、上記プリドライバ部12は、その制
御指令に基づいて半導体集積回路の制御出力端子G1〜
G4からの出力を制御することにより、外部回路の各パ
ワーMOSFETQ1〜Q4をプリドライブする。
【0028】すなわち、上記プリドライバ部12は、例
えば外部回路のパワーMOSFETQ1とQ4をオン、
パワーMOSFETQ2とQ3をオフ制御してモータM
を正転運転制御し、パワーMOSFETQ2とQ3をオ
ン、パワーMOSFETQ1とQ4をオフ制御してモー
タMを反転運転制御し、パワーMOSFETQ3とQ4
をオン、パワーMOSFETQ1とQ2をオフ制御して
モータMでなる負荷両端を短絡させて例えばコイルに蓄
積エネルギーを消費させるようにして電磁ブレーキをか
け、全てのパワーMOSFETQ1〜Q4をオフ制御し
てモータMを停止制御する。
【0029】ところで、図1に示す構成においては、半
導体集積回路の機能ブロックを、制御ロジック部11と
プリドライバ部12に分割し、かつこれに対応して接地
端子も第1と第2の接地端子GND1とGND2に分割
し、第1と第2の接地端子GND1とGND2を半導体
集積回路の外部で短絡接続するようにしているが、ここ
で、機能ブロックを分割する際の注意点は、常時、分割
された各機能ブロック内で電源VCCから各接地端子GN
D1またはGND2への消費電流が流れるようにするこ
とである。これは、接地端子GND1またはGND2の
いずれかがオープンになった場合に、これを検出する消
費電流検出部13のトランジスタ13aまたは13bを
必ずオンさせるためである。
【0030】また、一般によくPサブストレートは電位
が浮くのを防止するため、チップ内で接地端子にショー
トさせるが、この実施例1では、Pサブストレートに
は、どちらか一方の接地端子GND1またはGND2の
みしか接続してはならない。これは、片側の接地端子G
ND1またはGND2がオープンになっても、Pサブス
トレートで接地端子GND1及びGND2がショートさ
れていると、オープンになった接地端子の電位が浮かな
いためである。
【0031】例えば、第1の接地端子GND1がオープ
ンになると、制御ロジック部11の消費電流ICC1 はN
PNトランジスタ13aのベースからエミッタ、すなわ
ち第2の接地端子GND2へ流れ、NPNトランジスタ
13aがオンする。このNPNトランジスタ13aのコ
レクタ信号を制御ロジック部11に検出信号として出力
することで、第1のNPNトランジスタ13aがオンす
ると、すべてのパワーMOSFETQ1〜Q4がオフと
なる様にロジックを構成するのである。
【0032】このようにすることで、第1の接地端子G
ND1がオープンになっても、第1の接地端子GND1
は第2の接地端子GND2に対し、ベースーエミッタ間
電圧VBE(約0.7V)程度電位が浮くだけで、機能ブ
ロックとしても正常動作が維持でき、制御ロジック部1
1により制御出力端子G1〜G4をすべてLにし、パワ
ーMOSFETQ1〜Q4をオフにできる。なお、正常
時は、NPNトランジスタ13aと13bのベース−エ
ミッタ間電圧VBEは0Vのため、それらのコレクタは共
にハイインピーダンスである。
【0033】次に、第2の接地端子GND2がオープン
になった場合だが、第1の接地端子GND1のオープン
時と同様に、第2のNPNトランジスタ13bがオン
し、制御出力端子G1〜G4をすべてLにできる。な
お、接地端子GND1とGND2が同時にオープンにな
った場合は、従来と同様になり、制御出力端子G1〜G
4がすべてHになり、パワーMOSFETQ1〜Q4が
貫通してしまうが、第1と第2の接地端子GND1とG
ND2が同時にオープンになる場合はリードの半田付け
不良を想定でき、リードの半田付け不良という意味では
第1と第2の接地端子GND1とGND2が同時にオー
プンになる可能性は極めて少ない。また、その可能性を
少なくするために、第1のと第2の接地端子GND1と
GND2は、図2に示すように、隣同士のピン配置は避
け、例えば図3に示すように、対向配置する等なるべく
離す方がよい。
【0034】但し、プリント基板に組立後、プリント基
板のコネクタの半導体集積回路などの小信号系とパワー
MOSFETの接地端子は別であることが多く、この場
合、半導体集積回路用の接地端子のみコネクタで接触不
良やオープンとなる可能性もあるが、その場合は従来と
同様になってしまうので、システム側としてプリント基
板のコネクタの半導体集積回路系の接地端子に、メイン
リレーのリレードライバー素子の接地端子をつないでお
くと、パワーMOSFETがオンしてもメインリレーが
切れているので、大電流が流れることはない。すなわ
ち、フエールセーフとして、電源と高電源側(ハイサイ
ド)のパワーMOSFETのドレイン間にリレーを付け
ている場合が多い。また、プリント基板側の接地端子が
1つの場合は、オープンになってもパワーMOSFET
の接地端子もオープンなので大電流は流れない。なお、
上記実施例1では、外部回路としてパワーMOSFET
の構成をHブリッジで説明するが、ハーフブリッジや三
相フルブリッジでも同様であることは言うまでもない。
【0035】以上のように、上記実施例1によれば、接
地端子を2つに分け外部で接続すると共に、第1の接地
端子GND1と第2の接地端子GND2との間で消費電
流が流れるのを検出し、かつ接地端子の電位を外部回路
のパワーMOSFETの駆動制御電位以下にクランプす
る消費電流検出部13を備えることにより、接地端子ピ
ンがオープンになっても、外部回路のパワーMOSFE
Tに貫通電流を流すことなく、また、その破壊を防ぐこ
とができる。
【0036】また、上記消費電流検出部13を、第1の
接地端子GND1にベースが接続されると共に第2の接
地端子GND2にエミッタが接続された第1のNPNト
ランジスタ13aと、上記第2の接地端子GND2にベ
ースが接続されると共に上記第1の接地端子GND1に
エミッタが接続された第2のNPNトランジスタ13b
とで構成したので、第1の接地端子GND1または第2
の接地端子GND2がオープンになっても、半導体集積
回路の接地端子の電位はトランジスタのベースーエミッ
タ間電圧以上には上がらなく、外部回路のパワーMOS
FETQ1〜Q4の駆動制御電位以下にクランプするこ
とができ、パワーMOSFETQ1〜Q4がオンするの
を阻止することができると共に、トランジスタ2石の追
加のみによって、素子数の増加による大幅なチップサイ
ズのアップもなく、安価な半導体集積回路が得られる。
【0037】さらに、上記第1と第2のNPNトランジ
スタ13aと13bのコレクタ信号を検出信号として制
御ロジック部11に与え外部回路のパワーMOSFET
Q1〜Q4をオフ制御するようにしたので、検出部によ
る検出信号に基づいて上記駆動制御信号をオフ制御する
ことにより、外部回路のパワーMOSFETQ1〜Q4
の暴走を確実に防ぎ、安全性を確保することができる。
【0038】実施例2.次に、図4は実施例2に係る周
辺回路を含む半導体集積回路を示す構成図である。図4
において、図1に示す実施例1と同一符号は同一部分を
示し、その説明は省略する。新たな構成として、14は
抵抗R5〜R7を介してパワーMOSFETQ1〜Q4
にある設定値以上の過電流が流れるのを検出する過電流
検出部、15は消費電流検出部13のNPNトランジス
タ13a及び13bのコレクタ信号と上記過電流検出部
14の検出信号との論理積を得てその出力を制御ロジッ
ク部11に与えるアンド回路、16は制御ロジック部1
1の出力に基づいてベース駆動制御されて自己診断端子
Dから出力を送出するNPNトランジスタ、17は半導
体集積回路の入力端子IN1とIN2に2ビットの動作
指令を与えて接地端子GND1またはGND2のオープ
ン時の自己診断端子Dからの出力に基づいて自己診断を
行うようになされたマイクロコンピュータである。
【0039】すなわち、この実施例2は、図1に示す実
施例1に対し、上記制御ロジック部11により、接地端
子GND1またはGND2のオープン時、制御出力端子
G1〜G4をLにするだけではなく、外部のマイクロコ
ンピュータ17に異常を知らせる機能を持たせたもの
で、元々半導体集積回路の機能に備えられた過電流保護
の機能、つまりパワーMOSFETQ1〜Q4に流れる
電流をモニターしある設定値以上で出力をオフし、外部
へその異常を伝達する端子を持つなどの機能を利用し、
接地端子GND1またはGND2のオープン時にオンす
る消費電流検出部13のNPNトランジスタ13aと1
3bの信号を使い、過電流検知時と同じ動作になるよう
にしたものである。
【0040】この図4に示す構成では、パワーMOSF
ETQ1〜Q4にある設定値以上の電流が流れた際、過
電流検出部14の出力がLになり、アンド回路15もL
となり、出力端子G1〜G4をオフにすると同時に自己
診断端子Dの出力を正常時に対し反転させてLからHに
するものであるが、消費電流検出部13のトランジスタ
13aと13bのコレクタをアンド回路15に接続する
ことで、接地端子GND1またはGND2のオープン時
にそのコレクタ信号をLにし、前記機能を実現してお
り、追加素子としてNPNトランジスタ13a、13b
の2トランジスタだけであり、チップサイズもほとんど
かわらず、ローコストでの実現が可能である。また、接
地端子GND1またはGND2のいずれかがオープンし
ているという異常状態を外部へ伝達することにより、自
己診断を可能する。
【0041】なお、上述した実施例2において、制御ロ
ジック部11の構成を、接地端子GND1またはGND
2のいずれかのオープン時に、制御出力端子G1〜G4
はオフさせず、自己診断端子Dのみ反転させるようなロ
ジック構成としてもよい。接地端子GND1またはGN
D2がオープンになっても、消費電流検出部13によ
り、接地端子GND2はVBE(約0.7V)以上は上が
らなく、パワーMOSFETQ1〜Q4の駆動制御電位
以下にクランプするので、パワーMOSFETQ1〜Q
4がオンすることはない。
【0042】従って、上記実施例2によれば、制御ロジ
ック部11を、消費電流検出部13による検出信号に基
づいて上記第1または第2の接地端子GND1またはG
ND2のいずれかがオープンしているという異常状態を
外部へ伝達するよう構成したので、自己診断を可能にす
ることができる。
【0043】実施例3.次に、図5は実施例3に係る半
導体集積回路を示す構成図で、主に、図1に示す実施例
1の消費電流検出部13に対応する消費電流検出部23
の構成を示すものである。この実施例3では、図5に示
すように、第1の接地端子GND1と第2の接地端子G
ND2との間で消費電流が流れるのを検出し、かつ接地
端子の電位を外部回路のパワーMOSFETQ1〜Q4
の駆動制御電位以下にクランプする消費電流検出部23
として、第1の接地端子GND1にアノードが接続され
ると共に第2の接地端子GND2にカソードが接続され
た第1のダイオード23aと、上記第1の接地端子GN
D2にカソードが接続されると共に上記第2の接地端子
にアノードが接続された第2のダイオード23bと、上
記第1のダイオード23aの順方向電圧と基準電圧とを
比較する第1の比較器23cと、上記第2のダイオード
23bの順方向電圧と基準電圧とを比較する第2の比較
器23dとで構成されており、上記第1と第2の比較器
23aと23bの比較出力を検出信号として制御ロジッ
ク部11に与えるようにしている。
【0044】すなわち、図5に示す実施例3の消費電流
検出部23では、図1に示す実施例1の消費電流検出部
13に対し、トランジスタ13aと13bの代わりにダ
イオード23aと23bとし、各ダイオードのアノード
側を比較器の比較入力側に接続し、接地端子GND1ま
たはGND2のオープン発生時に各比較器23cと23
dの出力が反転するように構成したもので、単に、接地
端子GND1またはGND2がオープンになっても、オ
ープンした接地端子がダイオードの順方向電圧VF(約
0.7V)分浮くだけで、電源VCC近くまで上がること
はなく、正常動作可能となる。また、各比較器23cと
23dの基準電圧としては、正常時のアノードが0V、
異常時が約0.7Vなので、その間の値として、0.2
〜0.4V程度に設定することにより、結果としては、
実施例1や2と同じ機能が可能となる。
【0045】このように消費電流検出部23を構成する
ことで、接地端子GND1またはGND2がオープンに
なっていない場合に、ノイズ等による影響によって一方
の接地端子と他方の接地端子間に電位差が生じても、上
記基準電圧の値の設定によってノイズ等による影響を除
去して検出感度を高めることによって外部回路のパワー
MOSFETQ1〜Q4が誤って動作するのを防止で
き、また、各比較器の基準電圧を個別に独立して設定で
き、検出感度の調整を行うことを可能にする。
【0046】なお、上述した各実施例は、電圧駆動型電
力制御素子としてパワーMOSFETで説明したが、I
GBTでも同じ効果が得られる。また、半導体集積回路
の接地端子GNDは3つ以上にしても同様の構成にすれ
ば同じ効果が得られる。
【0047】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、接地
端子を少なくとも2つに分け外部で接続すると共に、一
方の接地端子と他方の接地端子との間で消費電流が流れ
るのを検出し、かつ上記接地端子ピンの電位を外部回路
の電圧駆動型電力制御素子の駆動制御電位以下にクラン
プする消費電流検出部を備えることにより、接地端子ピ
ンがオープンになっても、外部回路の電圧駆動型電力制
御素子に貫通電流を流すことなく、また、その破壊を防
ぐことができる。
【0048】また、上記消費電流検出部を、一方の接地
端子にベースが接続されると共に他方の接地端子にエミ
ッタが接続された第1のNPNトランジスタと、上記他
方の接地端子にベースが接続されると共に上記一方の接
地端子にエミッタが接続された第2のNPNトランジス
タとで構成し、上記第1と第2のNPNトランジスタの
コレクタ信号を検出信号とすることにより、トランジス
タ2石の追加のみによって、素子数の増加による大幅な
チップサイズのアップもなく、接地端子ピンがオープン
になっても、外部回路の電圧駆動型電力制御素子に貫通
電流を流すことなく、また、その破壊を防ぐことができ
る半導体集積回路が得られる。
【0049】また、上記消費電流検出部を、一方の接地
端子にアノードが接続されると共に他方の接地端子にカ
ソードが接続された第1のダイオードと、上記他方の接
地端子にアノードが接続されると共に上記一方の接地端
子にカソードが接続された第2のダイオードと、上記第
1のダイオードの順方向電圧と基準電圧とを比較する第
1の比較器と、上記第2のダイオードの順方向電圧と基
準電圧とを比較する第2の比較器とで構成し、上記第1
と第2の比較器の比較出力を検出信号とすることによ
り、接地端子ピンがオープンになっていない場合に、ノ
イズ等による影響によって一方の接地端子と他方の接地
端子間に電位差が生じても、上記基準電圧の値の設定に
よってノイズ等による影響を除去して検出感度を高める
ことによって外部回路の電圧駆動型電力制御素子が誤っ
て動作するのを防止でき、また、各比較器の基準電圧を
個別に独立して設定でき、検出感度の調整を行うことが
できる。
【0050】また、上記消費電流検出部による検出信号
に基づいて上記第1または第2の接地端子のいずれかが
オープンしているという異常状態を外部へ伝達する制御
ロジック部を備えることにより、自己診断を可能にする
ことができる。
【0051】さらに、上記制御ロジック部により、上記
消費電流検出部による検出信号に基づいて上記駆動制御
信号をオフ制御することにより、外部回路の電圧駆動型
電力制御素子の暴走を防ぎ、安全性を確保することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1に係る半導体集積回路と
その周辺回路を示す構成図である。
【図2】 図1の第1と第2の接地端子ピンの悪い配置
例を示す説明図である。
【図3】 図1の第1と第2の接地端子ピンの良い配置
例を示す説明図である。
【図4】 この発明の実施例2に係る半導体集積回路と
その周辺回路を示す構成図である。
【図5】 この発明の実施例3に係る半導体集積回路の
主に検出部を示す構成図である。
【図6】 従来の半導体集積回路とその周辺回路を示す
構成図である。
【図7】 バイポーラ半導体集積回路のNPNトランジ
スタの断面構造図である。
【図8】 バイポーラ半導体集積回路のNPNトランジ
スタで構成したダイオードと寄生ダイオードの関係を示
す説明図である。
【図9】 バイポーラ半導体集積回路のPNPトランジ
スタで構成したダイオードと寄生ダイオードの関係を示
す説明図である。
【符号の説明】
11 制御ロジック部、12 プリドライバ部、13
消費電流検出部、13a 第1のNPNトランジスタ、
13b 第2のNPNトランジスタ、14 過電流検出
部、15 アンド回路、16 NPNトランジスタ、1
7 マイクロコンピュータ、23 消費電流検出部、2
3a 第1のダイオード、23b 第2のダイオード、
23c 第1の比較器、23d 第2の比較器、GND
1 第1の接地端子、GND2 第2の接地端子、VCC
電源、P 電源端子、G1〜G4 制御出力端子、I
N1、IN2 入力端子、D 自己診断端子、Q1〜Q
4 パワーMOSFET、M モータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 17/687 9184−5K H03K 17/687 F

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電圧駆動型電力制御素子の駆動電源に接
    続される電源端子、上記電圧駆動型電力制御素子の制御
    端子に接続されて駆動制御信号を出力する制御出力端
    子、及び接地端子を有し、上記電圧駆動型電力制御素子
    を駆動制御する半導体集積回路において、接地端子を少
    なくとも2つに分け外部で接続すると共に、一方の接地
    端子と他方の接地端子との間で消費電流が流れるのを検
    出し、かつ上記接地端子の電位を上記電圧駆動型電力制
    御素子の駆動制御電位以下にクランプする消費電流検出
    部を備えたことを特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 上記消費電流検出部は、一方の接地端子
    にベースが接続されると共に他方の接地端子にエミッタ
    が接続された第1のNPNトランジスタと、上記他方の
    接地端子にベースが接続されると共に上記一方の接地端
    子にエミッタが接続された第2のNPNトランジスタと
    でなり、上記第1と第2のNPNトランジスタのコレク
    タ信号を検出信号とすることを特徴とする請求項1記載
    の半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 上記消費電流検出部は、一方の接地端子
    にアノードが接続されると共に他方の接地端子にカソー
    ドが接続された第1のダイオードと、上記他方の接地端
    子にアノードが接続されると共に上記一方の接地端子に
    カソードが接続された第2のダイオードと、上記第1の
    ダイオードの順方向電圧と基準電圧とを比較する第1の
    比較器と、上記第2のダイオードの順方向電圧と基準電
    圧とを比較する第2の比較器とでなり、上記第1と第2
    の比較器の比較出力を検出信号とすることを特徴とする
    請求項1記載の半導体集積回路。
  4. 【請求項4】 上記消費電流検出部による検出信号に基
    づいて上記第1または第2の接地端子のいずれかがオー
    プンしているという異常状態を外部へ伝達する制御ロジ
    ック部を備えたことを特徴とする請求項1ないし3のい
    ずれかに記載の半導体集積回路。
  5. 【請求項5】 上記制御ロジック部は、上記消費電流検
    出部による検出信号に基づいて上記駆動制御信号をオフ
    制御することを特徴とする請求項4記載の半導体集積回
    路。
JP6216226A 1994-09-09 1994-09-09 半導体集積回路 Pending JPH0883909A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6216226A JPH0883909A (ja) 1994-09-09 1994-09-09 半導体集積回路
US08/402,719 US5483404A (en) 1994-09-09 1995-03-13 Semiconductor integrated circuit
KR1019950029435A KR0177539B1 (ko) 1994-09-09 1995-09-07 반도체 집적회로

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6216226A JPH0883909A (ja) 1994-09-09 1994-09-09 半導体集積回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0883909A true JPH0883909A (ja) 1996-03-26

Family

ID=16685260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6216226A Pending JPH0883909A (ja) 1994-09-09 1994-09-09 半導体集積回路

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5483404A (ja)
JP (1) JPH0883909A (ja)
KR (1) KR0177539B1 (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009162745A (ja) * 2007-12-31 2009-07-23 Korea Inst Of Geoscience & Mineral Resources 電気比抵抗探査送信電極自動配電制御装置及び方法
JP2010183168A (ja) * 2009-02-03 2010-08-19 Seiko Epson Corp 集積回路装置、及び電子機器
KR20150057633A (ko) * 2013-11-20 2015-05-28 현대모비스 주식회사 차량용 모터 구동 회로
CN105162442A (zh) * 2015-10-08 2015-12-16 重庆中科芯亿达电子有限公司 一种功率管驱动集成电路
WO2019111734A1 (ja) * 2017-12-06 2019-06-13 住友電装株式会社 負荷駆動回路
US11081884B2 (en) 2019-07-16 2021-08-03 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device
WO2022065150A1 (ja) * 2020-09-24 2022-03-31 ローム株式会社 信号伝達装置、電子機器、車両
US11329643B2 (en) 2019-09-06 2022-05-10 Fuji Electric Co., Ltd. Driver circuit and semiconductor device
US11502676B2 (en) 2019-09-06 2022-11-15 Fuji Electric Co., Ltd. Driver circuit and semiconductor device

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5773991A (en) * 1995-05-02 1998-06-30 Texas Instruments Incorporated Motor current sense circuit using H bridge circuits
US5744922A (en) * 1996-09-16 1998-04-28 Xerox Corporation Current regulator
JP3008924B2 (ja) 1998-04-10 2000-02-14 富士電機株式会社 パワー素子のドライブ回路
US6259305B1 (en) * 1999-02-25 2001-07-10 Stmicroelectronics, Inc. Method and apparatus to drive the coil of a magnetic write head
US6489779B1 (en) 2000-06-06 2002-12-03 Mitsubishi Electric And Electronics, U.S.A., Inc System and method for terminal short detection
ITTO20030505A1 (it) * 2003-07-01 2005-01-02 Btm S R L Circuito di pilotaggio di un carico, in particolare di
JP6384201B2 (ja) * 2014-08-28 2018-09-05 セイコーエプソン株式会社 集積回路装置及び電子機器
FR3096519B1 (fr) * 2019-05-22 2022-08-05 Psa Automobiles Sa Dispositif de gestion de masse dans une architecture bi-réseau

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4649454A (en) * 1984-10-09 1987-03-10 Winterton Arvin O Apparatus and method for detecting an open ground connection
JP2746894B2 (ja) * 1988-01-22 1998-05-06 株式会社東芝 電子機器の電源供給ライン

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009162745A (ja) * 2007-12-31 2009-07-23 Korea Inst Of Geoscience & Mineral Resources 電気比抵抗探査送信電極自動配電制御装置及び方法
JP4714251B2 (ja) * 2007-12-31 2011-06-29 コリア インスティチュート オブ ジオサイエンス アンド ミネラル リソースズ 電気比抵抗探査送信電極自動配電制御装置及び方法
JP2010183168A (ja) * 2009-02-03 2010-08-19 Seiko Epson Corp 集積回路装置、及び電子機器
JP4670972B2 (ja) * 2009-02-03 2011-04-13 セイコーエプソン株式会社 集積回路装置、及び電子機器
KR20150057633A (ko) * 2013-11-20 2015-05-28 현대모비스 주식회사 차량용 모터 구동 회로
CN105162442B (zh) * 2015-10-08 2018-12-21 重庆中科芯亿达电子有限公司 一种功率管驱动集成电路
CN105162442A (zh) * 2015-10-08 2015-12-16 重庆中科芯亿达电子有限公司 一种功率管驱动集成电路
WO2019111734A1 (ja) * 2017-12-06 2019-06-13 住友電装株式会社 負荷駆動回路
JP2019103063A (ja) * 2017-12-06 2019-06-24 住友電装株式会社 負荷駆動回路
US11081884B2 (en) 2019-07-16 2021-08-03 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device
US11329643B2 (en) 2019-09-06 2022-05-10 Fuji Electric Co., Ltd. Driver circuit and semiconductor device
US11502676B2 (en) 2019-09-06 2022-11-15 Fuji Electric Co., Ltd. Driver circuit and semiconductor device
WO2022065150A1 (ja) * 2020-09-24 2022-03-31 ローム株式会社 信号伝達装置、電子機器、車両

Also Published As

Publication number Publication date
US5483404A (en) 1996-01-09
KR960012558A (ko) 1996-04-20
KR0177539B1 (ko) 1999-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0883909A (ja) 半導体集積回路
US5920452A (en) Circuit and method for protecting from overcurrent conditions and detecting an open electrical load
EP0709961B1 (en) Method and circuit for controlling and monitoring a load
JP3633522B2 (ja) 負荷駆動回路
US20110221481A1 (en) Gate drive circuit
JPH07245559A (ja) パワーダウン機能を有する出力バッファ回路
US11539312B2 (en) Motor driver and motor driving system
US20040136129A1 (en) Electric parts drive circuit
JP2885967B2 (ja) 電気回路装置
US7369392B2 (en) Circuit for preventing simultaneous on operations
US11777438B2 (en) Motor drive device
JP2005277860A (ja) 負荷駆動装置及び負荷駆動装置の高電圧印加試験方法
JP3272809B2 (ja) 半導体集積回路装置
US6184715B1 (en) Bus-hold input circuit adapted for receiving input signals with voltage levels higher than the voltage supply thereof
JP4278440B2 (ja) 電力用半導体装置および該装置に用いられる半導体集積回路装置
JP2001267898A (ja) 誘導性負荷駆動回路
JP2799833B2 (ja) 電気的負荷の制御装置
JP2658386B2 (ja) 過電流検出回路
JP2007295252A (ja) 過電圧保護回路
RU2054787C1 (ru) Драйвер двигателя
JP2583338Y2 (ja) 電子回路故障診断装置
JPH02301802A (ja) 負荷故障検出回路
JP2021087310A (ja) 故障判定回路
JPH07321627A (ja) Ttl回路
JPH11142462A (ja) オープン検出回路