JPH1168530A - Hvldmosの基板電圧の制御 - Google Patents

Hvldmosの基板電圧の制御

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JPH1168530A
JPH1168530A JP10177062A JP17706298A JPH1168530A JP H1168530 A JPH1168530 A JP H1168530A JP 10177062 A JP10177062 A JP 10177062A JP 17706298 A JP17706298 A JP 17706298A JP H1168530 A JPH1168530 A JP H1168530A
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JP
Japan
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circuit
node
voltage
switch
charging
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Pending
Application number
JP10177062A
Other languages
English (en)
Inventor
Angelo Genova
ジェノバ アンジェロ
Mario Tarantola
タラントーラ マリオ
Giuseppe Cantone
カントーネ ジウセップ
Roberto Gariboldi
ガリボルディ ロベルト
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.)
STMicroelectronics SRL
Original Assignee
STMicroelectronics SRL
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/06Modifications for ensuring a fully conducting state
    • H03K17/063Modifications for ensuring a fully conducting state in field-effect transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0018Special modifications or use of the back gate voltage of a FET

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  • Electronic Switches (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 寄生トランジスタによる電力消費を増加させ
ることなしに容量をより効率的に充電することを可能と
した回路を提供する。 【解決手段】 LDMOS(LD)集積化トランジスタ
によって容量(C)を充電する回路において、論理信号
(UVLO)によって制御されるスイッチング手段(S
d1,Sd2,Sd3,Sd4)が設けられており、該
スイッチング手段は、集積回路の供給電圧(Vs)が同
一の集積回路の最小スイッチオン電圧より低いフェーズ
期間中に、基板ノード(VB)をその最大値が予め確立
した値へ制限される電流で充電するために活性状態とさ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は集積回路に関するも
のであって、更に詳細には、パワー段の駆動回路に関す
るものである。更に詳細には、本発明は、コンデンサが
高電圧ダイオードをエミュレーションするLDMOS集
積化トランジスタによって充電される場合のブートスト
ラップ又は同様のシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディスクリートなパワー装置を駆動する
ように構成されているか又はそれ自身が制御回路を包含
する同一のチップ上に集積化されている出力段を有する
集積回路においては、駆動段の正しいパワー供給を確保
するためにブートストラップコンデンサを使用すること
が一般的である。これらのシステムにおいては、ブート
ストラップ容量が非常に短い時間期間で充電されること
が基本的なことであり、且つそのことは、通常、ブート
ストラップ容量を迅速に充電するために使用されるダイ
オードエミュレータLDMOSトランジスタを介して行
なわれている。
【0003】半ブリッジ出力段の所謂高側ドライバ(H
SD)用の駆動回路の場合においては、HSDが低電圧
を参照している場合(即ち、その出力が低である場合)
にブートストラップ容量を充電することが可能なもので
あり、一方HSDが高電圧を参照している場合(即ち、
その出力が高である場合)には高インピーダンスをエミ
ュレーションすべきである。これらの機能的条件は、パ
ワー装置の高電圧供給を維持せねばならないLDMOS
集積化構成体に関連する容量の充電及び放電プロセスか
ら派生することのある電流注入にも拘らずに、高電圧か
ら低電圧又は低電圧から高電圧のHSDスイッチングフ
ェーズ期間中において確保されねばならない。
【0004】刊行物WO94/27370は、低パワー
装置の駆動モジュールと高パワー装置の駆動フローティ
ングモジュールとを有する半ブリッジ回路を開示してお
り、その場合に、高パワートランジスタの駆動モジュー
ルは分離したウエル領域内に構成されており且つ適切に
制御されるLDMOSトランジスタがブートストラップ
コンデンサの高電圧充電用ダイオードをエミュレーショ
ンしている。
【0005】これらの場合においては、LDMOS集積
化構成体に関連している寄生バイポーラ接合トランジス
タの効果を制御することが必要である。
【0006】欧州特許出願EP−A−0743752
は、LDMOS集積化構成体の寄生トランジスタのスイ
ッチオンに関連する問題が発生するある条件を指摘し且
つそれについて記載しており、更に、LDMOS集積化
構成体の寄生トランジスタのスイッチオンによって発生
される電流消費を回避し且つ集積化装置自身の破壊を発
生するような条件が発生することを回避することを可能
とする異なる回路レイアウトについても記載している。
【0007】上述した欧州特許出願EP−A−0743
752は、引用によって本明細書に取込む。図1は、上
述した欧州特許出願において記載されている保護用回路
装置を概略的に示している。
【0008】上述した欧州特許出願において記載されて
いる解決方法によれば、電圧供給VsがLDMOSをも
包含する全体的な集積回路の最小スイッチオン電圧より
も低い場合にUVLOとして呼称される集積回路の機能
フェーズが存在しており、その期間中においては、SW
1及びSW2の両方が開成であり、LDMOS構成体の
VB基板ノードの電圧は回路接地電圧に維持される。
【0009】一方、これらの所謂多目的集積化装置は、
ブートストラップ容量(C)を充電するために、UVL
Oフェーズ期間中において、多くの適用例において有用
なものとなる場合がある。この場合においては、LDM
OS基板構成体が接地へ接続されている場合には、その
ブートストラップ容量を充電する場合の効率は著しく減
少され、実際に、この場合においては、ゲイト・ドレイ
ン(Vgd)電圧は、LDMOS集積化トランジスタを
導通状態に維持するために且つそのスレッシュホールド
電圧(Vth)を増加させるような基板効果に対向する
ために大きな電圧でなければならない。
【0010】更に、この機能フェーズ期間中に、LDM
OS構成体の基板を接地へ維持することにより、UVL
O制御信号のスレッシュホールド電圧が特に高い値(B
CDオフラインと呼ばれる製造プロセスの場合には、し
ばしば、10Vよりも大きい)を有する場合には、寄生
バイポーラトランジスタ(図2の構成におけるP2)の
ベース・エミッタ接合がブレイクダウンする危険性が存
在している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、集積回路の如何なる機能条件下においても
上述したような問題を防止することを可能とした回路を
提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、UVL
Oフェーズ期間中に、LDMOS基板ノード電圧を、ブ
ートストラップ容量上に存在する電圧と同一のLDMO
S集積化構成体の寄生接合バイポーラトランジスタのV
beとの和の電圧に接続させることの可能な回路装置が
提供される。このように、LDMOSトランジスタのス
レッシュホールド電圧上の基板効果は、寄生トランジス
タを横断しての電流消費を悪化させることなしに、効果
的に制限され、該容量をより効率的に充電することを可
能とする。
【0013】本発明の第一実施例によれば、前述した欧
州特許出願第95830207.7に従って寄生トラン
ジスタの制御回路によって既に使用されている同一の電
流発生器によって同一の基板ノードを充電することによ
り、基板ノードの充電用電流に対する制限を確保するこ
とが可能である。
【0014】一方、UVLOフェーズ期間中に、Vs供
給ノードへスイッチオンされる充電用電流経路に直列な
抵抗を介して基板ノードの充電用電流に対するある制限
を確保することが可能である。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明装置の一般的な構成を図2
に示してある。基本的には、本装置は、少なくとも1個
のSWbスイッチを有しており、それは本回路のVs電
圧供給がLD(LDMOS)集積化トランジスタのスイ
ッチオンスレッシュホールド電圧よりも低い機能フェー
ズ期間中に、UVLO信号によって閉成される。SWb
スイッチの閉成は、LD集積化トランジスタの基板ノー
ド充電を決定し、その電圧はブートストラップ電圧と比
較された場合に1つのVdeだけ増加される。
【0016】本発明の基本的な側面は、VB基板ノード
の充電が充電用電流Iの最大値を制限することによって
行なわれ、従ってLDMOSD P1及びP2寄生バイ
ポーラトランジスタのスイッチオンに起因して基板へ向
かって流れる電流が制限されるという点に特徴を有して
いる。
【0017】図3(a)は本発明の回路装置の第一実施
例を示しており、それによれば、両方ともUVLO信号
(図中には示していない)によって制御されるスイッチ
(Sd1及びSd2)を介して、電流発生器Iが、夫
々、LDMOSトランジスタのVB基板ノード及びVs
供給ノードへ接続されている。
【0018】寄生トランジスタのスイッチオン制御回路
内に既に存在している電流発生器Iは、LDMOS制御
システムの電力消費を実質的に増加させることなしに、
Vdノードの最大充電用電流を制限する。
【0019】図3(b)に示した本発明の別の実施例に
よれば、VB基板ノードの充電は、UVLOフェーズ期
間中に、図示したような2個のスイッチSd3及びSd
4に対して、スイッチSd3を及び制限用抵抗R1を介
して、VBノードをVs供給ノードへ接続させるように
コマンドを与えることにより行なわれる。
【0020】スイッチSd4は、UVLOフェーズ期間
中に、LDMOS制御回路の電流発生器Iを切断させる
機能を有しており、従って電流が吸収されることを排除
している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来技術に基づくLDMOS寄生トランジス
タの制御方法を示した概略図。
【図2】 本発明の一般的な保護原理及びLDMOS構
成体の寄生バイポーラトランジスタを示した概略図。
【図3】 (a)及び(b)は本発明の2つの実施例を
夫々示した各概略図。
【符号の説明】
I 電流発生器 P1,P2 寄生バイポーラトランジスタ R1 制限用抵抗 SWb,Sd1,Sd2,Sd3,Sd4 スイッチ VB 基板ノード Vs 供給ノード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジウセップ カントーネ イタリア国, 96100 シラクサ, ビア フィリスト 123 (72)発明者 ロベルト ガリボルディ イタリア国, 20084 ラッチアレッラ , ビア エフ. バラッカ 6/3

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容量(C)の高電圧充電用ダイオードを
    エミュレーションする態様で制御されるLDMOS(L
    D)集積化トランジスタによって容量(C)を充電する
    回路であって、LDMOSトランジスタのソースノード
    (S)と基板ノード(VB)との間において直接的にバ
    イアスされる複数個(n)の接合(D1,D2,...
    Dn)から構成されており過渡的状態期間中にLDMO
    S構成の寄生PNPトランジスタのスイッチオンを回避
    するための回路装置と、本回路の接地ノードの電圧を基
    準とする少なくとも1個の電流発生器(I)と、前記直
    接的にバイアスされた接合からなる遅延の第一接合(D
    1)と前記ソースノード(S)との間の少なくとも1個
    のスイッチ(SW1)と、前記基板ノードと接地を基準
    とする前記電流発生器(I)との間に接続されている制
    限用抵抗(R1)とを有しており、前記スイッチ(SW
    1)は、前記容量(C)の充電フェーズ期間中は開成で
    あり且つ前記容量の充電電圧が制御信号による予め確立
    されたスレッシュホールドを超える場合に閉成されるコ
    ンデンサ(C)を充電するための回路において、 集積回路の供給電圧(Vs)か該集積回路の最小スイッ
    チオン電圧より低いフェーズ期間中に、その最大値が予
    め確立された値へ制限されている電流で前記基板ノード
    (VB)を充電するためにアクティブである論理信号
    (UVLO)によって制御されるスイッチング手段(S
    d1,Sd2,Sd3,Sd4)を有することを特徴と
    する回路。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記基板ノード(V
    B)が、本回路の供給ノード(Vs)と前記基板ノード
    (VB)との間で前記スイッチング手段(Sd1,Sd
    2)によってスイッチ動作される前記電流発生器(I)
    によって制限される電流で充電されることを特徴とする
    回路。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記基板ノード(V
    B)が前記スイッチング手段(Sd3)によって供給ノ
    ード(Vs)へ結合されている前記抵抗(R)を介して
    充電されることを特徴とする回路。
  4. 【請求項4】 請求項3において、前記第二スイッチ手
    段(Sd4)が前記基板ノード(VB)の前記充電フェ
    ーズ期間中に、前記電流発生器(I)を分離させること
    を特徴とする回路。
JP10177062A 1997-06-24 1998-06-24 Hvldmosの基板電圧の制御 Pending JPH1168530A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT97830297.4 1997-06-24
EP97830297A EP0887932A1 (en) 1997-06-24 1997-06-24 Control of the body voltage of a high voltage LDMOS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1168530A true JPH1168530A (ja) 1999-03-09

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ID=8230671

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JP10177062A Pending JPH1168530A (ja) 1997-06-24 1998-06-24 Hvldmosの基板電圧の制御

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US (1) US6031412A (ja)
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JP (1) JPH1168530A (ja)

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