WO2024079980A1 - 半導体装置、発光装置、車両 - Google Patents

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WO2024079980A1
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switch element
current source
semiconductor device
emitting element
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伸輔 ▲高▼木元
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ローム株式会社
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    • H05B47/23—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection of two or more light sources connected in series
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    • H05B47/20—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection
    • H05B47/25—Circuit arrangements for protecting against overcurrent

Definitions

  • This disclosure relates to a semiconductor device, and a light-emitting device and vehicle using the same.
  • Semiconductor devices e.g., matrix switch ICs [integrated circuits] or bypass switch ICs
  • matrix switch ICs integrated circuits
  • bypass switch ICs bypass switch ICs
  • LEDs light emitting diodes
  • Patent Document 1 As an example of related prior art, Patent Document 1 can be mentioned.
  • the semiconductor device disclosed in this specification includes a switch element configured to be connected in parallel to a light-emitting element, a detection circuit configured to generate a detection signal by comparing the voltage across the switch element with a predetermined threshold voltage, and a fault diagnosis circuit configured to diagnose whether the switch element is stuck off by monitoring the detection signal when the drive signal for the switch element is at an on-logic level.
  • the semiconductor device disclosed in this specification includes a switch element or a current source configured to be connected in series to a light-emitting element, a detection circuit configured to generate a detection signal by comparing the voltage across the switch element or the current source with a predetermined threshold voltage, and a fault diagnosis circuit configured to diagnose whether the switch element or the current source is stuck on by monitoring the detection signal at a timing when the drive signal for the switch element or the current source is at an off logic level.
  • the semiconductor device disclosed in this specification includes a switch element or a current source configured to be connected in series with a light-emitting element, a detection circuit configured to detect a drive current flowing through the switch element or the current source, and a fault diagnosis circuit configured to diagnose whether the switch element or the current source is stuck on by monitoring the detection signal when the drive signal of the switch element or the current source is at an off-logic level, and to diagnose whether the switch element or the current source is stuck off by monitoring the detection signal when the drive signal of the switch element or the current source is at an on-logic level.
  • This disclosure makes it possible to provide a semiconductor device that can increase the fault detection rate, as well as a light-emitting device and a vehicle that use the same.
  • FIG. 1 is a diagram showing a first configuration example of a light emitting device.
  • FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of a semiconductor device.
  • FIG. 3 is a diagram showing a first example of fault diagnosis (normal state).
  • FIG. 4 is a diagram showing a second example of fault diagnosis (when an LED is short-circuited).
  • FIG. 5 is a diagram showing a third example of the fault diagnosis (when the SW is stuck on).
  • FIG. 6 is a diagram showing a fourth example of the fault diagnosis (when the SW is stuck in the off position).
  • FIG. 7 is a diagram showing a second configuration example of the light emitting device.
  • FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment of the semiconductor device.
  • FIG. 9 is a diagram showing a fifth example of fault diagnosis (normal state).
  • FIG. 10 is a diagram showing a sixth example of fault diagnosis (when an LED is short-circuited).
  • FIG. 11 is a diagram showing a seventh example of fault diagnosis (when an LED is open).
  • FIG. 12 is a diagram showing an eighth example of the fault diagnosis (when CS is stuck on).
  • FIG. 13 is a diagram showing a ninth example of the fault diagnosis (when CS is stuck in the off state).
  • FIG. 14 is a diagram showing a third embodiment of the semiconductor device.
  • FIG. 15 is a diagram showing a tenth example of fault diagnosis (normal state).
  • FIG. 16 is a diagram showing an eleventh example of fault diagnosis (when CS is stuck on).
  • FIG. 17 is a diagram showing a twelfth example of fault diagnosis (when CS is stuck in the off state).
  • FIG. 18 is a diagram showing the external appearance (front) of a vehicle on which a light emitting device can be mounted.
  • FIG. 19 is a diagram showing the external appearance (rear view) of
  • ⁇ Light-emitting device (first configuration example)> 1 is a diagram showing a first configuration example of a light emitting device.
  • the light emitting device 100 of this configuration example includes a semiconductor device 1 and light emitting elements 2(0) to 2(7).
  • the light emitting device 100 may be, for example, a head lamp, a tail lamp, a stop lamp, a turn lamp, or an interior lamp (such as an instrument panel lamp) of a vehicle.
  • the semiconductor device 1 is a matrix switch IC (bypass switch IC) that switches between short-circuiting and non-shorting each of the light-emitting elements 2(0) to 2(7).
  • the semiconductor device 1 also has multiple external terminals (external terminals CH(0) to CH(8) in this figure) as means for establishing electrical connections with the outside of the device.
  • Each of the light-emitting elements 2(0) to 2(7) is a series light-emitting element provided on a current path through which the drive current ILED flows.
  • each can be understood as a single LED element, or as a light-emitting element assembly in which multiple LED elements are combined in series or in parallel.
  • the anode of light-emitting element 2(n) is connected to external terminal CH(n+1) of semiconductor device 1.
  • the light emitting device 100 may also include a semiconductor device (a so-called LED driver IC) that generates the above-mentioned drive current ILED.
  • a semiconductor device a so-called LED driver IC
  • the semiconductor device 1 of this configuration example includes a switch circuit 10 and a control circuit 20 built therein.
  • the switch circuit 10 includes switch elements 11(0)-11(7) (in this diagram, NMOSFETs [N-channel type metal oxide semiconductor field effect transistors]), drivers 12(0)-12(7), detection circuits 13(0)-13(7), and level shifters 14(0)-14(7).
  • the control circuit 20 also includes PWM [pulse width modulation] dimmer circuits 21(0)-21(7).
  • the switch element 11(n) connected in this manner is in an on state when the drive signal VG(n) is at a high level, and in an off state when the drive signal VG(n) is at a low level.
  • the driver 12(n) generates the drive signal VG(n) in response to the control signal S4(n) output from the PWM dimming circuit 21(n) (more precisely, the level-shifted control signal S5(n) output from the level shifter 14(n)). For example, the driver 12(n) sets the drive signal VG(n) to a high level when the control signal S4(n) is at a high level, and sets the drive signal VG(n) to a low level when the control signal S4(n) is at a low level.
  • the driver 12(n) also has the function of forcibly fixing the logical level of the drive signal VG(n) in response to the detection signal S2(n) output from the detection circuit 13(n).
  • Detection circuit 13(n) monitors the voltage across switch element 11(n) and generates detection signals S1(n) and S2(n).
  • the voltage across switch element 11(n) is detected as a differential voltage V(n+1)-V(n) between the node voltage V(n) appearing at external terminal CH(n) and the node voltage V(n+1) appearing at external terminal CH(n+1).
  • detection signals S1(n) and S2(n) may be the same signal.
  • the level shifter 14(n) is provided between the control circuit 20 and the driver 12(n) and detection circuit 13(n).
  • the level shifter 14(n) generates a level-shifted control signal S5(n) by shifting the signal level of the control signal S4(n) output from the PWM dimming circuit 21(n).
  • the level shifter 14(n) then outputs the level-shifted control signal S5(n) to the driver 12(n).
  • the level shifter 14(n) also shifts the signal level of the detection signal S1(n) output from the detection circuit 13(n) to generate a level-shifted detection signal S3(n).
  • the level shifter 14(n) then outputs the level-shifted detection signal S3(n) to the control circuit 20.
  • the fault detection rate of the semiconductor device 1 is calculated by dividing the element area by the number of elements. Therefore, for example, if a fault in the switch element 11(n), which has a large element area, cannot be detected, a single point fault will occur, and the fault detection rate of the semiconductor device 1 will be significantly reduced.
  • First Embodiment 2 is a diagram showing a first embodiment (particularly, a group of components related to fault diagnosis) of the semiconductor device 1.
  • a hysteresis comparator is used as the aforementioned detection circuit 13(n).
  • the non-inverting input terminal (+) of detection circuit 13(n) is supplied with an added voltage V(n)+Vth(n) obtained by adding the node voltage V(n) appearing at external terminal CH(n) and the threshold voltage Vth(n).
  • the inverting input terminal (-) of detection circuit 13(n) is supplied with the node voltage V(n+1) appearing at external terminal CH(n+1).
  • the detection signal S1(n) is at a low level when V(n+1)>V(n)+Vth(n) and is at a high level when V(n+1)>V(n)+Vth(n). In other words, the detection signal S1(n) is at a low level when V(n+1)-V(n)>Vth(n) and is at a high level when V(n+1)-V(n) ⁇ Vth(n).
  • the detection circuit 13(n) generates the detection signal S1(n) by comparing the voltage V(n+1)-V(n) across the switch element 11(n) with a predetermined threshold voltage Vth(n).
  • the threshold voltage Vth(n) is set to a voltage value lower than the forward drop voltage Vf of the light-emitting element 2(n), for example.
  • control circuit 20 further includes a fault diagnosis circuit 22(n).
  • ⁇ Fault Diagnosis (First Embodiment)> 3 is a diagram showing a first example of fault diagnosis (normal in the first embodiment).
  • the drive signal VG(n) the on/off state of the switch element 11(n), the on/off state of the light-emitting element 2(n), the voltage V(n+1)-V(n) across the switch element 11(n), and the detection signal S1(n) are depicted.
  • the detection signal S1(n) is at a low level.
  • the fault diagnosis circuit 22(n) diagnoses that both the light-emitting element 2(n) and the switch element 11(n) are normal.
  • FIG. 4 is a diagram showing a second example of fault diagnosis (when the LED is short-circuited in the first embodiment). As with FIG. 3, this diagram depicts, from top to bottom, the drive signal VG(n), the on/off state of the switch element 11(n), the on/off state of the light-emitting element 2(n), the voltage V(n+1)-V(n) across the switch element 11(n), and the detection signal S1(n).
  • FIG. 5 is a diagram showing a third example of fault diagnosis (when SW is stuck on in the first embodiment). As with the above-mentioned FIGS. 3 and 4, this diagram depicts, from top to bottom, the drive signal VG(n), the on/off state of the switch element 11(n), the on/off state of the light-emitting element 2(n), the voltage V(n+1)-V(n) across the switch element 11(n), and the detection signal S1(n).
  • the fault diagnosis circuit 22(n) diagnoses that a short circuit has occurred in the light-emitting element 2(n) ( Figure 4) or that the switch element 11(n) is stuck on ( Figure 5).
  • FIG. 6 is a diagram showing a fourth example of fault diagnosis (when SW is stuck off in the first embodiment). As with FIGS. 3 to 5, from top to bottom, this diagram depicts the drive signal VG(n), the on/off state of switch element 11(n), the on/off state of light-emitting element 2(n), the voltage V(n+1)-V(n) across switch element 11(n), and the detection signal S1(n).
  • the fault diagnosis circuit 22(n) diagnoses that the switch element 11(n) is stuck off when the detection signal S1(n) is at a low level while the drive signal VG(n) is at a high level.
  • the fault diagnosis circuit 22(n) can diagnose not only the short circuit of the light-emitting element 2(n) but also whether the switch element 11(n) is stuck on or stuck off.
  • the fault detection rate of the semiconductor device 1 is calculated by dividing the element area by the number of elements. Therefore, if a fault in the switch element 11(n), which has a large element area, can be detected, the fault detection rate of the semiconductor device 1 will be significantly improved.
  • the conventional LED short detection circuit can be used as is. Therefore, the circuit scale of the semiconductor device 1 does not become unnecessarily large.
  • Fault diagnosis circuit 22(n) may output the fault diagnosis result to the outside of semiconductor device 1.
  • the fault diagnosis result may be a flag output, or may be read out as register data.
  • the host e.g., ECU [electronic control unit]
  • the host that receives the fault diagnosis result from the semiconductor device 1 can transition the light emitting device 100 to a safe state in accordance with the fault diagnosis result.
  • one possible method for achieving functional safety of the light emitting device 100 is to notify the driver of the occurrence of a fault, for example, by stopping the drive current ILED and turning off all the light emitting elements 2(0) to 2(7).
  • Fault diagnosis circuit 22(n) may also transition semiconductor device 1 to a safe state on its own in response to the fault diagnosis result, without waiting for control from the host.
  • a possible method for achieving functional safety of semiconductor device 1 is to notify the driver of the occurrence of a fault by, for example, turning all switch elements 11(0)-11(7) on and off in a manner different from normal (all on, all off, blinking or sequential lighting, etc.).
  • ⁇ Light-emitting device (second configuration example)> 7 is a diagram showing a second configuration example of a light emitting device.
  • the light emitting device 100 of this configuration example includes a semiconductor device 1 and light emitting elements 2(0) to 2(7).
  • the cathode of light emitting element 2(n) is connected to an external terminal CH(n) of the semiconductor device 1.
  • the anodes of light emitting element 2(n) are all connected to a power supply circuit (not shown). That is, the light emitting elements 2(0) to 2(7) are connected in parallel to the power supply circuit (not shown).
  • the semiconductor device 1 includes a switch circuit 10 and a control circuit 20.
  • the switch circuit 10 includes current sources 15(0)-15(7) and detection circuits 16(0)-16(7).
  • Current source 15(n) is connected in series to light-emitting element 2(n). In this diagram, current source 15(n) is connected between external terminal CH(n) and the ground terminal. Note that current source 15(n) may be replaced with a switch element.
  • the current source 15(n) connected in this manner is on/off controlled according to the drive signal S12(n) output from the PWM dimming circuit 21(n) of the control circuit 20.
  • the drive current ILED(n) flows through the light-emitting element 2(n). Therefore, the light-emitting element 2(n) is in a light-on state.
  • the drive current ILED(n) no longer flows through the light-emitting element 2(n). Therefore, the light-emitting element 2(n) is in a light-off state.
  • the node voltage VC(n) can be understood as the cathode voltage of the light-emitting element 2(n).
  • the node voltages VC(0) to VC(7) may be output feedback controlled so that the lowest voltage among them matches a predetermined reference voltage Vfb.
  • FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment of the semiconductor device 1 (particularly, an example of a detection circuit 16(n) used in the light emitting device 100 of the second configuration example (FIG. 7)).
  • the detection circuit 16(n) includes comparators 16a(n) and 16b(n).
  • the detection circuit 16(n) outputs detection signals S11a(n) and S11b(n) as the aforementioned detection signal S11(n).
  • Comparator 16a(n) outputs detection signal S11a(n) by comparing node voltage VC(n) input to the non-inverting input terminal (+) with threshold voltage Vth1 input to the inverting input terminal (-). Therefore, detection signal S11a(n) is at high level when VC(n)>Vth1, and is at low level when VC(n) ⁇ Vth1.
  • threshold voltage Vth1 corresponds to the short circuit detection voltage of light-emitting element 2(n).
  • Threshold voltage Vth1 is set to a voltage value higher than reference voltage Vfb.
  • Comparator 16b(n) outputs detection signal S11b(n) by comparing node voltage VC(n) input to the inverting input terminal (-) with threshold voltage Vth2 input to the non-inverting input terminal (+). Therefore, detection signal S11b(n) is at low level when VC(n)>Vth2, and at high level when VC(n) ⁇ Vth2.
  • threshold voltage Vth2 corresponds to the open detection voltage of light-emitting element 2(n).
  • Threshold voltage Vth2 is set to a voltage value lower than reference voltage Vfb.
  • the fault diagnosis circuit 22(n) monitors the detection signals S11a(n) and S11b(n) when the drive signal S12(n) of the current source 15(n) is at the on-logic level, and performs short circuit and open circuit diagnosis of the light-emitting element 2(n).
  • the fault diagnosis circuit 22(n) monitors at least one of the detection signals S11a(n) and S11b(n) when the drive signal S12(n) of the current source 15(n) is at the off logic level, and performs a stuck-on diagnosis or a stuck-off diagnosis of the current source 15(n).
  • Current source 15(n) stuck on (hereinafter sometimes referred to as CS stuck on) refers to a failure mode in which current source 15(n) does not turn off and remains on even though the drive signal S12(n) of current source 15(n) is set to the off logical level.
  • Current source 15(n) stuck off (hereinafter sometimes referred to as CS stuck off) refers to a failure mode in which current source 15(n) does not turn on and remains in the off state even though the drive signal S12(n) for current source 15(n) is set to the on logical level.
  • ⁇ Fault Diagnosis (Second Embodiment)> 9 is a diagram showing a fifth example of fault diagnosis (normal in the second embodiment).
  • the drive signal S12(n) of the current source 15(n) the on/off state of the light-emitting element 2(n), the node voltage VC(n), and the detection signals S11a(n) and S11b(n) are depicted.
  • the light-emitting element 2(n) and the current source 15(n) are normal, if the drive signal S12(n) of the current source 15(n) is at the off logical level, the current source 15(n) is in the off state. At this time, the drive current ILED does not flow through the light-emitting element 2(n). Therefore, the light-emitting element 2(n) is in the off state.
  • the node voltage VC(n) is higher than the threshold voltage Vth1. In other words, Vth2 ⁇ Vth1 ⁇ VC(n) is established. Therefore, the detection signal S11a(n) is at a high level, and the detection signal S11b(n) is at a low level.
  • the fault diagnosis circuit 22(n) diagnoses that both the light-emitting element 2(n) and the current source 15(n) are normal when the detection signals S11a(n) and S11b(n) are both at a low level when the drive signal S12(n) is at an on-logic level, and when the detection signal S11a(n) is at a high level and the detection signal S11b(n) is at a low level when the drive signal S12(n) is at an off-logic level.
  • FIG. 10 is a diagram showing a sixth example of fault diagnosis (when the LED is short-circuited in the second embodiment). As with FIG. 9, this diagram depicts the drive signal S12(n) of the current source 15(n), the on/off state of the light-emitting element 2(n), the node voltage VC(n), and the detection signals S11a(n) and S11b(n).
  • the fault diagnosis circuit 22(n) diagnoses that a short circuit has occurred in the light-emitting element 2(n).
  • FIG. 11 is a diagram showing a seventh example of fault diagnosis (when the LED is open in the second embodiment). Note that, like the above-mentioned FIGS. 9 and 10, this diagram depicts the drive signal S12(n) of the current source 15(n), the on/off state of the light-emitting element 2(n), the node voltage VC(n), and the detection signals S11a(n) and S11b(n).
  • the node voltage VC(n) is lower than the threshold voltage Vth2. In other words, VC(n) ⁇ Vth2 ⁇ Vth1 is established. Therefore, the detection signal S11a(n) is at a low level, and the detection signal S11b(n) is at a high level.
  • the fault diagnosis circuit 22(n) diagnoses that an open circuit has occurred in the light-emitting element 2(n).
  • the fault diagnosis circuit 22(n) diagnoses that the current source 15(n) is stuck on when the detection signal S11a(n) is at a low level at the timing when the drive signal S12(n) is at its off logical level.
  • FIG. 14 is a diagram showing a third embodiment of the semiconductor device 1 (particularly a specific example of the current source 15(n) and a modified example of the detection circuit 16(n) used in the light emitting device 100 of the second configuration example (FIG. 7)).
  • the current source 15(n) includes a transistor 15a(n) (an NMOSFET in the example shown in the figure), a resistor 15b(n), and an amplifier 15c(n).
  • the detection circuit 16(n) includes a comparator 16c(n).
  • the detection circuit 16(n) outputs a detection signal S11c(n) as the aforementioned detection signal S11(n).
  • the drain of the transistor 15a(n) is connected to the external terminal CH(n).
  • the source of the transistor 15a(n) is connected to the first terminal of the resistor 15b(n).
  • the second terminal of the resistor 15b(n) is connected to the ground terminal.
  • the reference voltage Vref may be adjustable using a DAC [digital-to-analog converter] or the like.
  • Comparator 16c(n) outputs detection signal S11c(n) by comparing sense voltage Vs(n) input to the inverting input terminal (-) with threshold voltage Vth3 input to the non-inverting input terminal (+). Therefore, detection signal S11c(n) is at low level when Vs(n)>Vth3, and at high level when Vs(n) ⁇ Vth3.
  • the fault diagnosis circuit 22(n) performs a stuck-on diagnosis or a stuck-off diagnosis of the current source 15(n) by monitoring the detection signal S11c(n) both when the drive signal S12(n) of the current source 15(n) is at the off logic level and when it is at the on logic level.
  • ⁇ Fault Diagnosis (Third Embodiment)> 15 is a diagram showing a tenth example of fault diagnosis (normal in the third embodiment). In this diagram, from the top, the drive signal S12(n) of the current source 15(n), the on/off state of the light-emitting element 2(n), the sense voltage Vs(n), and the detection signal S11c(n) are depicted.
  • the drive signal S12(n) of the current source 15(n) is at the off logical level
  • the current source 15(n) is in the off state.
  • the drive current ILED does not flow to the light-emitting element 2(n). Therefore, the light-emitting element 2(n) is in the off state.
  • the sense voltage Vs(n) becomes lower than the threshold voltage Vth3. Therefore, the detection signal S11c(n) becomes high level.
  • the fault diagnosis circuit 22(n) diagnoses that both the light-emitting element 2(n) and the current source 15(n) are normal.
  • FIG. 16 is a diagram showing an eleventh example of fault diagnosis (when CS is stuck on in the third embodiment). As with FIG. 15, from the top, this diagram depicts the drive signal S12(n) of the current source 15(n), the on/off state of the light-emitting element 2(n), the sense voltage Vs(n), and the detection signal S11c(n).
  • the fault diagnosis circuit 22(n) diagnoses that the current source 15(n) is stuck on when the detection signal S11c(n) is at a low level at the timing when the drive signal S12(n) is at its off logical level.
  • FIG. 17 is a diagram showing a twelfth example of fault diagnosis (when CS is stuck off in the third embodiment). As with the above-mentioned FIGS. 15 and 16, this diagram depicts, from top to bottom, the drive signal S12(n) of the current source 15(n), the on/off state of the light-emitting element 2(n), the sense voltage Vs(n), and the detection signal S11c(n).
  • the fault diagnosis circuit 22(n) diagnoses that the current source 15(n) is stuck off when the detection signal S11c(n) is at a high level at the timing when the drive signal S12(n) is at the on logical level.
  • the second embodiment (FIG. 8) and the third embodiment (FIG. 14) may be combined. By combining the two detection methods, it becomes possible to correctly diagnose the failure mode of each of the light-emitting element 2(n) and the current source 15(n).
  • ⁇ Application to vehicles> 18 and 19 are diagrams showing the external appearance (front and rear) of a vehicle on which the above-mentioned light-emitting device 100 can be mounted.
  • the light-emitting device 100 can be suitably used, for example, as a headlamp (including high beam/low beam/small lamp/fog lamp, etc., as appropriate) X11, a daytime running lamp (DRL [daylight running lamps]) X12, a tail lamp (including small lamp or back lamp, etc., as appropriate) X13, a stop lamp X14, and a turn lamp X15 of the vehicle X10.
  • the light-emitting device 100 may be an interior lamp (such as an instrument panel lamp) of the vehicle X10.
  • the semiconductor device disclosed in this specification is configured (first configuration) to include a switch element configured to be connected in parallel to a light-emitting element, a detection circuit configured to generate a detection signal by comparing the voltage across the switch element with a predetermined threshold voltage, and a fault diagnosis circuit configured to diagnose whether the switch element is stuck off by monitoring the detection signal at a timing when the drive signal for the switch element is at an on-logic level.
  • the fault diagnosis circuit may be configured (second configuration) to diagnose whether the switch element is stuck on or whether the light-emitting element to which the switch element is connected in parallel is short-circuited by monitoring the detection signal at a timing when the drive signal is at an off logic level.
  • the fault diagnosis circuit may be configured to output the fault diagnosis result to the outside of the semiconductor device (third configuration).
  • the fault diagnosis circuit may be configured to transition the semiconductor device to a safe state (fourth configuration).
  • a semiconductor device may be further configured (fifth configuration) to include a control circuit configured to generate a control signal, and a driver configured to generate the drive signal in response to the control signal.
  • the semiconductor device according to the fifth configuration may be further configured (sixth configuration) to include a level shifter configured to shift the signal level of the control signal between the control circuit and the driver.
  • the semiconductor device disclosed in this specification is configured (seventh configuration) to include a switch element or a current source configured to be connected in series to a light-emitting element, a detection circuit configured to generate a detection signal by comparing the voltage across the switch element or the current source with a predetermined threshold voltage, and a fault diagnosis circuit configured to diagnose whether the switch element or the current source is stuck on by monitoring the detection signal at a timing when the drive signal for the switch element or the current source is at an off logic level.
  • the fault diagnosis circuit may be configured (eighth configuration) to perform a stuck-off diagnosis of the switch element or the current source, or a short circuit diagnosis or open circuit diagnosis of the light-emitting element by monitoring the detection signal at the timing when the drive signal is at the on-logic level.
  • the semiconductor device disclosed in this specification is configured (ninth configuration) to include a switch element or a current source configured to be connected in series to a light-emitting element, a detection circuit configured to detect a drive current flowing through the switch element or the current source and generate a detection signal, and a fault diagnosis circuit configured to diagnose whether the switch element or the current source is stuck on by monitoring the detection signal when the drive signal of the switch element or the current source is at a logical level when it is off, and to diagnose whether the switch element or the current source is stuck off by monitoring the detection signal when the drive signal of the switch element or the current source is at a logical level when it is on.
  • the light emitting device disclosed in this specification has a configuration (tenth configuration) including the light emitting element and a semiconductor device having any one of the first to ninth configurations described above.
  • the light-emitting device may also be configured (eleventh configuration) in which the light-emitting element is an LED element or an organic EL element.
  • the vehicle disclosed in this specification is configured to include a light-emitting device according to the tenth or eleventh configuration (twelfth configuration).

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Abstract

半導体装置１は、発光素子２（ｎ）に対して並列に接続されるスイッチ素子１１（ｎ）と、スイッチ素子１１（ｎ）の両端間電圧Ｖ（ｎ＋１）－Ｖ（ｎ）と所定の閾値電圧Ｖｔｈとを比較して検出信号Ｓ１（ｎ）を生成する検出回路１３（ｎ）と、スイッチ素子１１（ｎ）の駆動信号ＶＧ（ｎ）がオン時の論理レベルとされているタイミングで検出信号Ｓ１（ｎ）を監視することによりスイッチ素子１１（ｎ）のオフ固着診断を行う故障診断回路２２（ｎ）と、を備える。

Description

半導体装置、発光装置、車両
　本開示は、半導体装置、及び、これを用いた発光装置並びに車両に関する。
　ＬＥＤ［light　emitting　diode］素子などの発光素子を点灯／消灯する半導体装置（例えばマトリクススイッチＩＣ［integrated　circuit］又はバイパススイッチＩＣ）には、発光素子の故障（短絡など）を検出するための検出回路が内蔵されている。
　なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１を挙げることができる。
特開２０１６－１７５５８２号公報
　しかしながら、従来の半導体装置は、故障検出率の向上について検討の余地があった。
　例えば、本明細書中に開示されている半導体装置は、発光素子に対して並列に接続されるように構成されたスイッチ素子と、前記スイッチ素子の両端間電圧と所定の閾値電圧とを比較して検出信号を生成するように構成された検出回路と、前記スイッチ素子の駆動信号がオン時の論理レベルとされているタイミングで前記検出信号を監視することにより前記スイッチ素子のオフ固着診断を行うように構成された故障診断回路と、を備える。
　また、例えば、本明細書中に開示されている半導体装置は、発光素子に対して直列に接続されるように構成されたスイッチ素子又は電流源と、前記スイッチ素子又は前記電流源の両端間電圧と所定の閾値電圧とを比較して検出信号を生成するように構成された検出回路と、前記スイッチ素子又は前記電流源の駆動信号がオフ時の論理レベルとされているタイミングで前記検出信号を監視することにより前記スイッチ素子又は前記電流源のオン固着診断を行うように構成された故障診断回路と、を備える。
　また、例えば、本明細書中に開示されている半導体装置は、発光素子に対して直列に接続されるように構成されたスイッチ素子又は電流源と、前記スイッチ素子又は前記電流源に流れる駆動電流を検出するように構成された検出回路と、前記スイッチ素子又は前記電流源の駆動信号がオフ時の論理レベルとされているタイミングで前記検出信号を監視することにより前記スイッチ素子又は前記電流源のオン固着診断を行い、前記スイッチ素子又は前記電流源の駆動信号がオン時の論理レベルとされているタイミングで前記検出信号を監視することにより前記スイッチ素子又は前記電流源のオフ固着診断を行うように構成された故障診断回路と、を備える。
　なお、その他の特徴、要素、ステップ、利点、及び、特性については、以下に続く発明を実施するための形態及びこれに関する添付の図面によって、さらに明らかとなる。
　本開示によれば、故障検出率を高めることのできる半導体装置、及び、これを用いた発光装置並びに車両を提供することが可能となる。
図１は、発光装置の第１構成例を示す図である。 図２は、半導体装置の第１実施形態を示す図である。 図３は、故障診断の第１例（正常時）を示す図である。 図４は、故障診断の第２例（ＬＥＤ短絡時）を示す図である。 図５は、故障診断の第３例（ＳＷオン固着時）を示す図である。 図６は、故障診断の第４例（ＳＷオフ固着時）を示す図である。 図７は、発光装置の第２構成例を示す図である。 図８は、半導体装置の第２実施形態を示す図である。 図９は、故障診断の第５例（正常時）を示す図である。 図１０は、故障診断の第６例（ＬＥＤ短絡時）を示す図である。 図１１は、故障診断の第７例（ＬＥＤオープン時）を示す図である。 図１２は、故障診断の第８例（ＣＳオン固着時）を示す図である。 図１３は、故障診断の第９例（ＣＳオフ固着時）を示す図である。 図１４は、半導体装置の第３実施形態を示す図である。 図１５は、故障診断の第１０例（正常時）を示す図である。 図１６は、故障診断の第１１例（ＣＳオン固着時）を示す図である。 図１７は、故障診断の第１２例（ＣＳオフ固着時）を示す図である。 図１８は、発光装置が搭載され得る車両の外観（前面）を示す図である。 図１９は、発光装置が搭載され得る車両の外観（背面）を示す図である。
＜発光装置（第１構成例）＞
　図１は、発光装置の第１構成例を示す図である。本構成例の発光装置１００は、半導体装置１と、発光素子２（０）～２（７）と、を備える。発光装置１００は、例えば、車両のヘッドランプ、テールランプ、ストップランプ、ターンランプ、又は、室内ランプ（インパネランプなど）であってもよい。
　半導体装置１は、発光素子２（０）～２（７）それぞれの短絡／非短絡を切り替えるマトリクススイッチＩＣ（バイパススイッチＩＣ）である。なお、半導体装置１は、装置外部との電気的な接続を確立するための手段として複数の外部端子（本図では外部端子ＣＨ（０）～ＣＨ（８））を備えている。
　発光素子２（０）～２（７）は、それぞれ、駆動電流ＩＬＥＤの流れる電流経路上に設けられた直列発光体である。発光素子２（０）～２（７）を個別に見た場合、それぞれを単一のＬＥＤ素子として理解することもできるし、或いは、複数のＬＥＤ素子を直列又は並列に組み合わせた発光素子集合体として理解することもできる。
　なお、発光素子２（ｎ）（ただしｎ＝０，１，…，７、以下も同様）のカソードは、半導体装置１の外部端子ＣＨ（ｎ）に接続されている。一方、発光素子２（ｎ）のアノードは、半導体装置１の外部端子ＣＨ（ｎ＋１）に接続されている。
　また、本図では明示されていないが、発光装置１００は、上記の駆動電流ＩＬＥＤを生成する半導体装置（いわゆるＬＥＤドライバＩＣ）を備えていてもよい。
＜半導体装置＞
　引き続き、図１を参照しながら半導体装置１の内部構成について説明する。本構成例の半導体装置１には、スイッチ回路１０と制御回路２０が内蔵されている。
　スイッチ回路１０は、スイッチ素子１１（０）～１１（７）（本図では、ＮＭＯＳＦＥＴ［N-channel　type　metal　oxide　semiconductor　field　effect　transistor］）と、ドライバ１２（０）～１２（７）と、検出回路１３（０）～１３（７）と、レベルシフタ１４（０）～１４（７）を含む。また、制御回路２０は、ＰＷＭ［pulse　width　modulation］調光回路２１（０）～２１（７）を含む。
　スイッチ素子１１（ｎ）は、発光素子２（ｎ）に対して並列に接続されている。本図に即して具体的に述べると、スイッチ素子１１（ｎ）のソースは、外部端子ＣＨ（ｎ）に接続されている。スイッチ素子１１（ｎ）のドレインは、外部端子ＣＨ（ｎ＋１）に接続されている。スイッチ素子１１（ｎ）のゲートは、駆動信号ＶＧ（ｎ）の印加端（＝ドライバ１２（ｎ）の出力端）に接続されている。
　このように接続されたスイッチ素子１１（ｎ）は、駆動信号ＶＧ（ｎ）がハイレベルであるときにオン状態となり、駆動信号ＶＧ（ｎ）がローレベルであるときにオフ状態となる。なお、スイッチ素子１１（ｎ）がオン状態であるときには、発光素子２（ｎ）の両端間が短絡状態となる。従って、発光素子２（ｎ）が消灯状態（＝点灯不能状態）となる。一方、スイッチ素子１１（ｎ）がオフ状態であるときには、発光素子２（ｎ）の両端間が非短絡状態となる。従って、発光素子２（ｎ）が点灯状態（＝点灯可能状態）となる。
　ドライバ１２（ｎ）は、ＰＷＭ調光回路２１（ｎ）から出力される制御信号Ｓ４（ｎ）（より正確には、レベルシフタ１４（ｎ）から出力されるレベルシフト済みの制御信号Ｓ５（ｎ））に応じて駆動信号ＶＧ（ｎ）を生成する。例えば、ドライバ１２（ｎ）は、制御信号Ｓ４（ｎ）がハイレベルであるときに駆動信号ＶＧ（ｎ）をハイレベルとし、制御信号Ｓ４（ｎ）がローレベルであるときに駆動信号ＶＧ（ｎ）をローレベルとする。
　また、ドライバ１２（ｎ）は、検出回路１３（ｎ）から出力される検出信号Ｓ２（ｎ）に応じて駆動信号ＶＧ（ｎ）の論理レベルを強制的に固定する機能も備えている。
　検出回路１３（ｎ）は、スイッチ素子１１（ｎ）の両端間電圧を監視して検出信号Ｓ１（ｎ）及びＳ２（ｎ）を生成する。スイッチ素子１１（ｎ）の両端間電圧は、外部端子ＣＨ（ｎ）に現れるノード電圧Ｖ（ｎ）と、外部端子ＣＨ（ｎ＋１）に現れるノード電圧Ｖ（ｎ＋１）との差分電圧Ｖ（ｎ＋１）－Ｖ（ｎ）として検出される。なお、検出信号Ｓ１（ｎ）及びＳ２（ｎ）は、同一信号であってもよい。
　レベルシフタ１４（ｎ）は、制御回路２０と、ドライバ１２（ｎ）および検出回路１３（ｎ）との間に設けられている。レベルシフタ１４（ｎ）は、ＰＷＭ調光回路２１（ｎ）から出力される制御信号Ｓ４（ｎ）の信号レベルをシフトさせることによりレベルシフト済みの制御信号Ｓ５（ｎ）を生成する。そして、レベルシフタ１４（ｎ）は、レベルシフト済みの制御信号Ｓ５（ｎ）をドライバ１２（ｎ）に出力する。また、レベルシフタ１４（ｎ）は、検出回路１３（ｎ）から出力される検出信号Ｓ１（ｎ）の信号レベルをシフトさせることによりレベルシフト済みの検出信号Ｓ３（ｎ）を生成する。そして、レベルシフタ１４（ｎ）は、レベルシフト済みの検出信号Ｓ３（ｎ）を制御回路２０に出力する。
　ＰＷＭ調光回路２１（ｎ）は、発光素子２（ｎ）の輝度に応じたオンデューティＤｏｎ（＝パルス周期に対するオン期間の比率）の制御信号Ｓ４（ｎ）を生成する。先にも述べたように、発光素子２（ｎ）は、スイッチ素子１１（ｎ）がオン状態であるときに消灯状態（＝点灯不能状態）となり、スイッチ素子１１（ｎ）がオフ状態であるときに点灯状態（＝点灯可能状態）となる。従って、発光素子２（ｎ）をフル点灯（輝度１００％）すべきときには、制御信号Ｓ４（ｎ）のオンデューティＤｏｎが０％（常にローレベル）に設定される。一方、発光素子２（ｎ）を消灯すべきときには、制御信号Ｓ４（ｎ）のオンデューティＤｏｎが１００％（常にハイレベル）に設定される。
＜故障検出率に関する考察＞
　ところで、半導体装置１が車載用途である場合には、機能安全に関する厳しい国際規格を満たさなければならない。例えば、上記国際規格の一つであるＩＳＯ［international　organization　for　standardization］２６２６２に準拠するためには、故障モード影響診断解析（いわゆるＦＭＥＤＡ［failure　modes　effects　and　diagnostics　analysis］）による半導体装置１の故障分析が必要となる。
　そのためには、システムで要求される安全レベルに応じて、半導体装置１に外付けされる発光素子２（ｎ）の故障検出（ＬＥＤ短絡検出）を行うだけでなく、半導体装置１に内蔵される内部素子及び内部回路の故障検出率を高める必要がある。
　なお、半導体装置１の故障検出率は、素子面積の案分で算出される。従って、例えば、素子面積の大きいスイッチ素子１１（ｎ）の故障が検出できなければ、シングルポイントフォールトとなり、半導体装置１の故障検出率が大きく低下してしまう。
　以下では、上記の考察に鑑み、半導体装置１の故障検出率を高めることのできる新規な実施形態を提案する。
＜半導体装置（第１実施形態）＞
　図２は、半導体装置１の第１実施形態（特に故障診断に関連する構成要素群）を示す図である。本実施形態の半導体装置１では、先出の検出回路１３（ｎ）としてヒステリシスコンパレータが用いられている。
　本図に即して述べると、検出回路１３（ｎ）の非反転入力端（＋）には、外部端子ＣＨ（ｎ）に現れるノード電圧Ｖ（ｎ）と閾値電圧Ｖｔｈ（ｎ）とを足し合わせた加算電圧Ｖ（ｎ）＋Ｖｔｈ（ｎ）が入力されている。一方、検出回路１３（ｎ）の反転入力端（－）には、外部端子ＣＨ（ｎ＋１）に現れるノード電圧Ｖ（ｎ＋１）が入力されている。
　従って、検出信号Ｓ１（ｎ）は、Ｖ（ｎ＋１）＞Ｖ（ｎ）＋Ｖｔｈ（ｎ）であるときにローレベルとなり、Ｖ（ｎ＋１）＞Ｖ（ｎ）＋Ｖｔｈ（ｎ）であるときにハイレベルとなる。言い換えると、検出信号Ｓ１（ｎ）は、Ｖ（ｎ＋１）－Ｖ（ｎ）＞Ｖｔｈ（ｎ）であるときにローレベルとなり、Ｖ（ｎ＋１）－Ｖ（ｎ）＜Ｖｔｈ（ｎ）であるときにハイレベルとなる。
　上記したように、検出回路１３（ｎ）は、スイッチ素子１１（ｎ）の両端間電圧Ｖ（ｎ＋１）－Ｖ（ｎ）と所定の閾値電圧Ｖｔｈ（ｎ）とを比較することにより、検出信号Ｓ１（ｎ）を生成する。閾値電圧Ｖｔｈ（ｎ）は、例えば、発光素子２（ｎ）の順方向降下電圧Ｖｆよりも低い電圧値に設定されている。
　また、本実施形態の半導体装置１において、制御回路２０は、故障診断回路２２（ｎ）をさらに含む。
　故障診断回路２２（ｎ）は、スイッチ素子１１（ｎ）の駆動信号ＶＧ（ｎ）がローレベル（＝オフ時の論理レベル）とされているタイミングで検出信号Ｓ１（ｎ）を監視することによりスイッチ素子１１（ｎ）のオン固着診断又はスイッチ素子１１（ｎ）が並列に接続された発光素子２（ｎ）の短絡診断を行う。
　スイッチ素子１１（ｎ）のオン固着（以下ではＳＷオン固着と呼ぶことがある）とは、スイッチ素子１１（ｎ）の駆動信号ＶＧ（ｎ）がローレベル（＝オフ時の論理レベル）とされているにも関わらず、スイッチ素子１１（ｎ）がオフ状態とならず、オン状態に維持される故障モードのことを言う。
　また、故障診断回路２２（ｎ）は、スイッチ素子１１（ｎ）の駆動信号ＶＧ（ｎ）がハイレベル（＝オン時の論理レベル）とされているタイミングで検出信号Ｓ１（ｎ）を監視することによりスイッチ素子１１（ｎ）のオフ固着診断を行う。
　スイッチ素子１１（ｎ）のオフ固着（以下ではＳＷオフ固着と呼ぶことがある）とは、スイッチ素子１１（ｎ）の駆動信号ＶＧ（ｎ）がハイレベル（＝オン時の論理レベル）とされているにも関わらず、スイッチ素子１１（ｎ）がオン状態とならず、オフ状態に維持される故障モードのことを言う。
＜故障診断（第１実施形態）＞
　図３は、故障診断の第１例（第１実施形態における正常時）を示す図である。なお、本図では、上から順に、駆動信号ＶＧ（ｎ）、スイッチ素子１１（ｎ）のオン／オフ状態、発光素子２（ｎ）の点灯／消灯状態、スイッチ素子１１（ｎ）の両端間電圧Ｖ（ｎ＋１）－Ｖ（ｎ）、及び、検出信号Ｓ１（ｎ）が描写されている。
　発光素子２（ｎ）及びスイッチ素子１１（ｎ）のいずれにも故障が生じていない正常時において、駆動信号ＶＧ（ｎ）がハイレベルであるときには、スイッチ素子１１（ｎ）がオン状態となる。このとき、発光素子２（ｎ）がスイッチ素子１１（ｎ）によってバイパスされるので、発光素子２（ｎ）には駆動電流ＩＬＥＤが流れなくなる。従って、発光素子２（ｎ）が消灯状態（＝点灯不能状態）となる。また、スイッチ素子１１（ｎ）がオン状態であるときには、スイッチ素子１１（ｎ）の両端間電圧Ｖ（ｎ＋１）－Ｖ（ｎ）が０Ｖ（＜Ｖｔｈ（ｎ））となる。従って、検出信号Ｓ１（ｎ）がハイレベルとなる。
　また、発光素子２（ｎ）及びスイッチ素子１１（ｎ）の正常時において、駆動信号ＶＧ（ｎ）がローレベルであるときには、スイッチ素子１１（ｎ）がオフ状態となる。このとき、スイッチ素子１１（ｎ）による発光素子２（ｎ）のバイパスが解除されるので、発光素子２（ｎ）に駆動電流ＩＬＥＤが流れる。従って、発光素子２（ｎ）が点灯状態（＝点灯可能状態）となる。また、スイッチ素子１１（ｎ）がオフ状態であるときには、スイッチ素子１１（ｎ）の両端間電圧Ｖ（ｎ＋１）－Ｖ（ｎ）が発光素子２（ｎ）の順方向降下電圧Ｖｆ（＞Ｖｔｈ（ｎ））となる。従って、検出信号Ｓ１（ｎ）がローレベルとなる。
　図３の挙動に鑑み、故障診断回路２２（ｎ）は、駆動信号ＶＧ（ｎ）がハイレベルであるときに検出信号Ｓ１（ｎ）がハイレベルであって、かつ、駆動信号ＶＧ（ｎ）がローレベルであるときに検出信号Ｓ１（ｎ）がローレベルであるときには、発光素子２（ｎ）及びスイッチ素子１１（ｎ）がいずれも正常であると診断する。
　図４は、故障診断の第２例（第１実施形態におけるＬＥＤ短絡時）を示す図である。なお、本図では、先出の図３と同様、上から順に、駆動信号ＶＧ（ｎ）、スイッチ素子１１（ｎ）のオン／オフ状態、発光素子２（ｎ）の点灯／消灯状態、スイッチ素子１１（ｎ）の両端間電圧Ｖ（ｎ＋１）－Ｖ（ｎ）、及び、検出信号Ｓ１（ｎ）が描写されている。
　発光素子２（ｎ）のアノードとカソードとの間が短絡しているときには、駆動信号ＶＧ（ｎ）がローレベルとされて、スイッチ素子１１（ｎ）がオフ状態となっても、発光素子２（ｎ）に駆動電流ＩＬＥＤが流れない。従って、発光素子２（ｎ）が消灯状態（＝点灯不能状態）となる。また、発光素子２（ｎ）に順方向降下電圧Ｖｆが生じないので、スイッチ素子１１（ｎ）の両端間電圧Ｖ（ｎ＋１）－Ｖ（ｎ）が閾値電圧Ｖｔｈ（ｎ）よりも低くなる。従って、検出信号Ｓ１（ｎ）がハイレベルとなる。
　図５は、故障診断の第３例（第１実施形態におけるＳＷオン固着時）を示す図である。なお、本図では、先出の図３及び図４と同じく、上から順に、駆動信号ＶＧ（ｎ）、スイッチ素子１１（ｎ）のオン／オフ状態、発光素子２（ｎ）の点灯／消灯状態、スイッチ素子１１（ｎ）の両端間電圧Ｖ（ｎ＋１）－Ｖ（ｎ）、及び、検出信号Ｓ１（ｎ）が描写されている。
　スイッチ素子１１（ｎ）がオン固着しているときには、駆動信号ＶＧ（ｎ）がローレベルとされても、スイッチ素子１１（ｎ）がオフ状態とならずにオン状態のままとなる。そのため、発光素子２（ｎ）がスイッチ素子１１（ｎ）によりバイパスされるので、発光素子２（ｎ）には駆動電流ＩＬＥＤが流れなくなる。従って、発光素子２（ｎ）が消灯状態（＝点灯不能状態）となる。また、スイッチ素子１１（ｎ）がオン状態であるときには、スイッチ素子１１（ｎ）の両端間電圧Ｖ（ｎ＋１）－Ｖ（ｎ）が０Ｖ（＜Ｖｔｈ（ｎ））となる。従って、検出信号Ｓ１（ｎ）がハイレベルとなる。
　図４及び図５の挙動に鑑み、故障診断回路２２（ｎ）は、駆動信号ＶＧ（ｎ）のローレベル期間に検出信号Ｓ１（ｎ）がハイレベルとなっているときには、発光素子２（ｎ）の短絡（図４）又はスイッチ素子１１（ｎ）のオン固着（図５）が生じていると診断する。
　図６は、故障診断の第４例（第１実施形態におけるＳＷオフ固着時）を示す図である。本図では、先の図３～図５と同様、上から順に、駆動信号ＶＧ（ｎ）、スイッチ素子１１（ｎ）のオン／オフ状態、発光素子２（ｎ）の点灯／消灯状態、スイッチ素子１１（ｎ）の両端間電圧Ｖ（ｎ＋１）－Ｖ（ｎ）、及び、検出信号Ｓ１（ｎ）が描写されている。
　スイッチ素子１１（ｎ）がオフ固着しているときには、駆動信号ＶＧ（ｎ）がハイレベルとされても、スイッチ素子１１（ｎ）がオン状態とならずにオフ状態のままとなる。そのため、発光素子２（ｎ）がバイパスされないので、発光素子２（ｎ）に駆動電流ＩＬＥＤが流れる。従って、発光素子２（ｎ）が点灯状態（＝消灯不能状態）となる。また、スイッチ素子１１（ｎ）がオフ状態であるときには、スイッチ素子１１（ｎ）の両端間電圧Ｖ（ｎ＋１）－Ｖ（ｎ）が発光素子２（ｎ）の順方向降下電圧Ｖｆ（＞Ｖｔｈ（ｎ））となる。従って、検出信号Ｓ１（ｎ）がローレベルとなる。
　図６の挙動に鑑み、故障診断回路２２（ｎ）は、駆動信号ＶＧ（ｎ）のハイレベル期間に検出信号Ｓ１（ｎ）がローレベルとなっているときには、スイッチ素子１１（ｎ）のオフ固着が生じていると診断する。
　このように、故障診断回路２２（ｎ）は、発光素子２（ｎ）の短絡診断だけでなく、スイッチ素子１１（ｎ）のオン固着及びオフ固着を診断することができる。
　先にも述べたように、半導体装置１の故障検出率は、素子面積の案分で算出される。従って、素子面積の大きいスイッチ素子１１（ｎ）の故障が検出できれば、半導体装置１の故障検出率が大きく向上する。
　また、検出回路１３（ｎ）については、従前のＬＥＤショート検出回路がそのまま流用可能である。従って、半導体装置１の回路規模が不必要に大きくならない。
　なお、故障診断回路２２（ｎ）は、故障診断結果を半導体装置１の外部に出力してもよい。例えば、故障診断結果は、フラグ出力であってもよいし、或いは、レジスタデータとして読み出されてもよい。
　このような構成であれば、半導体装置１から故障診断結果を受けたホスト（例えばＥＣＵ［electronic　control　unit］）は、故障診断結果に応じて発光装置１００を安全状態に移行することができる。なお、発光装置１００の機能安全を実現するための手法としては、例えば、駆動電流ＩＬＥＤを停止して全ての発光素子２（０）～２（７）を消灯させることにより、運転者に故障の発生を通知することが考えられる。
　また、故障診断回路２２（ｎ）は、ホストからの制御を待つことなく、故障診断結果に応じて自らで半導体装置１を安全状態に移行してもよい。なお、半導体装置１の機能安全を実現するための手法としては、例えば、全てのスイッチ素子１１（０）～１１（７）を通常時とは異なる挙動で点消灯（全点灯、全消灯、点滅又はシーケンシャル点灯など）させることにより、運転者に故障の発生を通知することが考えられる。
＜発光装置（第２構成例）＞
　図７は、発光装置の第２構成例を示す図である。本構成例の発光装置１００は、半導体装置１と、発光素子２（０）～２（７）と、を備える。なお、発光素子２（ｎ）のカソードは、半導体装置１の外部端子ＣＨ（ｎ）に接続されている。一方、発光素子２（ｎ）のアノードは、いずれも不図示の電源回路に接続されている。すなわち、発光素子２（０）～２（７）は、不図示の電源回路に対して並列に接続されている。
　半導体装置１には、スイッチ回路１０と制御回路２０が内蔵されている。スイッチ回路１０は、電流源１５（０）～１５（７）と、検出回路１６（０）～１６（７）とを含む。
　電流源１５（ｎ）は、発光素子２（ｎ）に対して直列に接続されている。本図に即して述べると、電流源１５（ｎ）は、外部端子ＣＨ（ｎ）と接地端との間に接続されている。なお、電流源１５（ｎ）は、スイッチ素子に置き換えられてもよい。
　このように接続された電流源１５（ｎ）は、制御回路２０のＰＷＭ調光回路２１（ｎ）から出力される駆動信号Ｓ１２（ｎ）に応じてオン／オフ制御される。電流源１５（ｎ）がオン状態であるときには、発光素子２（ｎ）に駆動電流ＩＬＥＤ（ｎ）が流れる。従って、発光素子２（ｎ）が点灯状態となる。一方、電流源１５（ｎ）がオフ状態であるときには、発光素子２（ｎ）に駆動電流ＩＬＥＤ（ｎ）が流れなくなる。従って、発光素子２（ｎ）が消灯状態となる。
　検出回路１６（ｎ）は、電流源１５（ｎ）の両端間電圧（＝外部端子ＣＨ（ｎ）に印加されるノード電圧ＶＣ（ｎ））を監視して検出信号Ｓ１１（ｎ）を生成する。なお、ノード電圧ＶＣ（ｎ）は、発光素子２（ｎ）のカソード電圧として理解され得る。
　なお、ノード電圧ＶＣ（０）～ＶＣ（７）は、そのうちで最も低い電圧が所定の基準電圧Ｖｆｂと一致するように出力帰還制御されてもよい。
＜半導体装置（第２実施形態）＞
　図８は、半導体装置１の第２実施形態（特に第２構成例（図７）の発光装置１００に用いられる検出回路１６（ｎ）の一例）を示す図である。本実施形態の半導体装置１において、検出回路１６（ｎ）は、コンパレータ１６ａ（ｎ）及び１６ｂ（ｎ）を含む。なお、検出回路１６（ｎ）は、先出の検出信号Ｓ１１（ｎ）として、検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）及びＳ１１ｂ（ｎ）を出力する。
　コンパレータ１６ａ（ｎ）は、非反転入力端（＋）に入力されるノード電圧ＶＣ（ｎ）と、反転入力端（－）に入力される閾値電圧Ｖｔｈ１とを比較することにより、検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）を出力する。従って、検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）は、ＶＣ（ｎ）＞Ｖｔｈ１であるときにハイレベルとなり、ＶＣ（ｎ）＜Ｖｔｈ１であるときにローレベルとなる。なお、閾値電圧Ｖｔｈ１は、発光素子２（ｎ）の短絡検出電圧に相当する。閾値電圧Ｖｔｈ１は、基準電圧Ｖｆｂよりも高い電圧値に設定される。
　コンパレータ１６ｂ（ｎ）は、反転入力端（－）に入力されるノード電圧ＶＣ（ｎ）と非反転入力端（＋）に入力される閾値電圧Ｖｔｈ２とを比較することにより、検出信号Ｓ１１ｂ（ｎ）を出力する。従って、検出信号Ｓ１１ｂ（ｎ）は、ＶＣ（ｎ）＞Ｖｔｈ２であるときにローレベルとなり、ＶＣ（ｎ）＜Ｖｔｈ２であるときにハイレベルとなる。なお、閾値電圧Ｖｔｈ２は、発光素子２（ｎ）のオープン検出電圧に相当する。閾値電圧Ｖｔｈ２は、基準電圧Ｖｆｂよりも低い電圧値に設定される。
　故障診断回路２２（ｎ）は、電流源１５（ｎ）の駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオン時の論理レベルとされているタイミングで検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）及びＳ１１ｂ（ｎ）をそれぞれ監視して発光素子２（ｎ）の短絡診断及びオープン診断を行う。
　また、故障診断回路２２（ｎ）は、電流源１５（ｎ）の駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオフ時の論理レベルとされているタイミングで検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）及びＳ１１ｂ（ｎ）の少なくとも一方を監視して電流源１５（ｎ）のオン固着診断又はオフ固着診断を行う。
　電流源１５（ｎ）のオン固着（以下ではＣＳオン固着と呼ぶことがある）とは、電流源１５（ｎ）の駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオフ時の論理レベルとされているにも関わらず、電流源１５（ｎ）がオフ状態とならず、オン状態に維持される故障モードのことを言う。
　電流源１５（ｎ）のオフ固着（以下ではＣＳオフ固着と呼ぶことがある）とは、電流源１５（ｎ）の駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオン時の論理レベルとされているにも関わらず、電流源１５（ｎ）がオン状態とならず、オフ状態に維持される故障モードのことを言う。
＜故障診断（第２実施形態）＞
　図９は、故障診断の第５例（第２実施形態における正常時）を示す図である。なお、本図では、上から順番に、電流源１５（ｎ）の駆動信号Ｓ１２（ｎ）、発光素子２（ｎ）の点灯／消灯状態、ノード電圧ＶＣ（ｎ）、及び、検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）並びにＳ１１ｂ（ｎ）が描写されている。
　発光素子２（ｎ）及び電流源１５（ｎ）のいずれにも故障が生じていない正常時において、電流源１５（ｎ）の駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオン時の論理レベルであるときには、電流源１５（ｎ）がオン状態となる。このとき、発光素子２（ｎ）に駆動電流ＩＬＥＤが流れる。従って、発光素子２（ｎ）が点灯状態となる。また、電流源１５（ｎ）がオン状態であるときには、ノード電圧ＶＣ（ｎ）が基準電圧Ｖｆｂと同値又は基準電圧Ｖｆｂの近傍値となる。すなわち、Ｖｔｈ２＜ＶＣ（ｎ）＜Ｖｔｈ１が成立する。従って、検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）及びＳ１１ｂ（ｎ）がいずれもローレベルとなる。
　また、発光素子２（ｎ）及び電流源１５（ｎ）の正常時において、電流源１５（ｎ）の駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオフ時の論理レベルであるときには、電流源１５（ｎ）がオフ状態となる。このとき、発光素子２（ｎ）には駆動電流ＩＬＥＤが流れない。従って、発光素子２（ｎ）が消灯状態となる。また、電流源１５（ｎ）がオフ状態であるときには、ノード電圧ＶＣ（ｎ）が閾値電圧Ｖｔｈ１よりも高くなる。つまり、Ｖｔｈ２＜Ｖｔｈ１＜ＶＣ（ｎ）が成立する。従って、検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）がハイレベルとなり、検出信号Ｓ１１ｂ（ｎ）がローレベルとなる。
　図９の挙動に鑑み、故障診断回路２２（ｎ）は、駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオン時の論理レベルとされているタイミングで検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）及びＳ１１ｂ（ｎ）がいずれもローレベルであり、駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオフ時の論理レベルとされているタイミングで検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）がハイレベルであり検出信号Ｓ１１ｂ（ｎ）がローレベルであるときには、発光素子２（ｎ）及び電流源１５（ｎ）がいずれも正常であると診断する。
　図１０は、故障診断の第６例（第２実施形態におけるＬＥＤ短絡時）を示す図である。なお、本図では、先出の図９と同様、電流源１５（ｎ）の駆動信号Ｓ１２（ｎ）、発光素子２（ｎ）の点灯／消灯状態、ノード電圧ＶＣ（ｎ）、及び、検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）並びにＳ１１ｂ（ｎ）が描写されている。
　発光素子２（ｎ）のアノードとカソードとの間が短絡しているときには、駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオン時の論理レベルとされて電流源１５（ｎ）がオン状態となっても、発光素子２（ｎ）に駆動電流ＩＬＥＤが流れない。従って、発光素子２（ｎ）が消灯状態（＝点灯不能状態）となる。また、発光素子２（ｎ）に順方向降下電圧Ｖｆが生じないので、ノード電圧ＶＣ（ｎ）が閾値電圧Ｖｔｈ１よりも高くなる。つまり、Ｖｔｈ２＜Ｖｔｈ１＜ＶＣ（ｎ）が成立する。従って、検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）がハイレベルとなり、検出信号Ｓ１１ｂ（ｎ）がローレベルとなる。
　図１０の挙動に鑑み、故障診断回路２２（ｎ）は、駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオン時の論理レベルとされているタイミングで検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）がハイレベルとなっているときには、発光素子２（ｎ）の短絡が生じていると診断する。
　図１１は、故障診断の第７例（第２実施形態におけるＬＥＤオープン時）を示す図である。なお、本図では、先出の図９及び図１０と同様、電流源１５（ｎ）の駆動信号Ｓ１２（ｎ）、発光素子２（ｎ）の点灯／消灯状態、ノード電圧ＶＣ（ｎ）、及び、検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）並びにＳ１１ｂ（ｎ）が描写されている。
　外部端子ＣＨ（ｎ）がオープン状態となっているときには、駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオン時の論理レベルとされて電流源１５（ｎ）がオン状態となっても、発光素子２（ｎ）に駆動電流ＩＬＥＤが流れない。従って、発光素子２（ｎ）が消灯状態（＝点灯不能状態）となる。また、ノード電圧ＶＣ（ｎ）が閾値電圧Ｖｔｈ２よりも低くなる。つまり、ＶＣ（ｎ）＜Ｖｔｈ２＜Ｖｔｈ１が成立する。従って、検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）がローレベルとなり、検出信号Ｓ１１ｂ（ｎ）がハイレベルとなる。
　図１１の挙動に鑑み、故障診断回路２２（ｎ）は、駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオン時の論理レベルとされているタイミングで検出信号Ｓ１１ｂ（ｎ）がハイレベルとなっているときには、発光素子２（ｎ）のオープンが生じていると診断する。
　図１２は、故障診断の第８例（＝第２実施形態におけるＣＳオン固着時）を示す図である。なお、本図では、先出の図９～図１１と同じく、電流源１５（ｎ）の駆動信号Ｓ１２（ｎ）、発光素子２（ｎ）の点灯／消灯状態、ノード電圧ＶＣ（ｎ）、及び、検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）並びにＳ１１ｂ（ｎ）が描写されている。
　電流源１５（ｎ）がオン固着しているときには、駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオフ時の論理レベルとされても、電流源１５（ｎ）がオフ状態とならずにオン状態のままとなる。そのため、発光素子２（ｎ）には駆動電流ＩＬＥＤが流れ続ける。従って、発光素子２（ｎ）が点灯状態（＝消灯不能状態）となる。また、電流源１５（ｎ）がオン状態であるときには、ノード電圧ＶＣ（ｎ）が基準電圧Ｖｆｂと同値又は基準電圧Ｖｆｂの近傍値となる。つまり、Ｖｔｈ２＜ＶＣ（ｎ）＜Ｖｔｈ１が成立する。従って、検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）及びＳ１１ｂ（ｎ）がいずれもローレベルとなる。
　図１２の挙動に鑑み、故障診断回路２２（ｎ）は、駆動信号Ｓ１２（ｎ）のオフ時の論理レベルとされているタイミングで検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）がローレベルとなっているときには、電流源１５（ｎ）のオン固着が生じていると診断する。
　図１３は、故障診断の第９例（＝第２実施形態におけるＣＳオフ固着時）を示す図である。なお、本図では、先出の図９～図１２と同じく、電流源１５（ｎ）の駆動信号Ｓ１２（ｎ）、発光素子２（ｎ）の点灯／消灯状態、ノード電圧ＶＣ（ｎ）、及び、検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）並びにＳ１１ｂ（ｎ）が描写されている。
　電流源１５（ｎ）がオフ固着しているときには、駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオン時の論理レベルとされても、電流源１５（ｎ）がオン状態とならずにオフ状態のままとなる。そのため、発光素子２（ｎ）には駆動電流ＩＬＥＤが流れない。従って、発光素子２（ｎ）が消灯状態（＝点灯不能状態）となる。また、発光素子２（ｎ）に順方向降下電圧Ｖｆが生じないので、ノード電圧ＶＣ（ｎ）が閾値電圧Ｖｔｈ１よりも高くなる。つまり、Ｖｔｈ２＜Ｖｔｈ１＜ＶＣ（ｎ）が成立する。従って、検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）がハイレベルとなり、検出信号Ｓ１１ｂ（ｎ）がローレベルとなる。
　なお、電流源１５（ｎ）がオフ固着しているときの挙動（本図）と、発光素子２（ｎ）が短絡しているときの挙動（図１０）には差異が無い。そこで、故障診断回路２２（ｎ）は、駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオン時の論理レベルとされているタイミングで検出信号Ｓ１１ａ（ｎ）がハイレベルとなっているときには、発光素子２（ｎ）の短絡（図１０）又は電流源１５（ｎ）のオフ固着（図１３）が生じていると診断する。
＜半導体装置（第３実施形態）＞
　図１４は、半導体装置１の第３実施形態（特に第２構成例（図７）の発光装置１００に用いられる電流源１５（ｎ）の具体例と検出回路１６（ｎ）の変形例）を示す図である。
　本実施形態の半導体装置１において、電流源１５（ｎ）は、トランジスタ１５ａ（ｎ）（本図の例ではＮＭＯＳＦＥＴ）と、抵抗１５ｂ（ｎ）と、アンプ１５ｃ（ｎ）と、を含む。また、検出回路１６（ｎ）は、コンパレータ１６ｃ（ｎ）を含む。なお、検出回路１６（ｎ）は、先出の検出信号Ｓ１１（ｎ）として、検出信号Ｓ１１ｃ（ｎ）を出力する。
　トランジスタ１５ａ（ｎ）のドレインは、外部端子ＣＨ（ｎ）に接続されている。トランジスタ１５ａ（ｎ）のソースは、抵抗１５ｂ（ｎ）の第１端に接続されている。抵抗１５ｂ（ｎ）の第２端は、接地端に接続されている。
　このように接続された抵抗１５ｂ（ｎ）は、駆動電流ＩＬＥＤ（ｎ）に応じたセンス電圧Ｖｓ（ｎ）（＝ＩＬＥＤ（ｎ）×Ｒｓ、ただしＲｓは抵抗１５ｂ（ｎ）の抵抗値）を生成する電流／電圧変換素子として機能する。
　アンプ１５ｃ（ｎ）は、非反転入力端（＋）に入力される所定の参照電圧Ｖｒｅｆと、反転入力端（－）に入力されるセンス電圧Ｖｓ（ｎ）とが一致するように、トランジスタ１５ａ（ｎ）のゲート制御を行う。従って、駆動電流ＩＬＥＤは、参照電圧Ｖｒｅｆに応じた電圧値（＝Ｖｒｅｆ／Ｒｓ）となる。なお、参照電圧Ｖｒｅｆは、ＤＡＣ［digital-to-analog　converter］などを用いて調整可能であってもよい。
　コンパレータ１６ｃ（ｎ）は、反転入力端（－）に入力されるセンス電圧Ｖｓ（ｎ）と非反転入力端（＋）に入力される閾値電圧Ｖｔｈ３とを比較することにより、検出信号Ｓ１１ｃ（ｎ）を出力する。従って、検出信号Ｓ１１ｃ（ｎ）は、Ｖｓ（ｎ）＞Ｖｔｈ３であるときにローレベルとなり、Ｖｓ（ｎ）＜Ｖｔｈ３であるときにハイレベルとなる。なお、閾値電圧Ｖｔｈ３は、参照電圧Ｖｒｅｆよりも低い電圧値（例えばＶｔｈ３＝Ｖｒｅｆ×ｎ、ただし０＜ｎ＜１）に設定される。
　故障診断回路２２（ｎ）は、電流源１５（ｎ）の駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオフ時の論理レベルとされているタイミング及びオン時の論理レベルとされているタイミングの双方で検出信号Ｓ１１ｃ（ｎ）を監視することにより、電流源１５（ｎ）のオン固着診断又はオフ固着診断を行う。
＜故障診断（第３実施形態）＞
　図１５は、故障診断の第１０例（第３実施形態における正常時）を示す図である。本図では、上から順に、電流源１５（ｎ）の駆動信号Ｓ１２（ｎ）、発光素子２（ｎ）の点灯／消灯状態、センス電圧Ｖｓ（ｎ）、及び、検出信号Ｓ１１ｃ（ｎ）が描写されている。
　発光素子２（ｎ）及び電流源１５（ｎ）のいずれにも故障が生じていない正常時において、電流源１５（ｎ）の駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオン時の論理レベルであるときには、電流源１５（ｎ）がオン状態となる。このとき、発光素子２（ｎ）に駆動電流ＩＬＥＤが流れる。従って、発光素子２（ｎ）が点灯状態となる。また、駆動電流ＩＬＥＤが流れるときには、センス電圧Ｖｓ（ｎ）が閾値電圧Ｖｔｈ３よりも高くなる。従って、検出信号Ｓ１１ｃ（ｎ）がローレベルとなる。
　また、発光素子２（ｎ）及び電流源１５（ｎ）の正常時において、電流源１５（ｎ）の駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオフ時の論理レベルであるときには、電流源１５（ｎ）がオフ状態となる。このとき、発光素子２（ｎ）には駆動電流ＩＬＥＤが流れない。従って、発光素子２（ｎ）が消灯状態となる。また、駆動電流ＩＬＥＤが流れないときには、センス電圧Ｖｓ（ｎ）が閾値電圧Ｖｔｈ３よりも低くなる。従って、検出信号Ｓ１１ｃ（ｎ）がハイレベルとなる。
　図１５の挙動に鑑み、故障診断回路２２（ｎ）は、駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオン時の論理レベルとされているタイミングで検出信号Ｓ１１ｃ（ｎ）がローレベルであり、駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオフ時の論理レベルとされているタイミングで検出信号Ｓ１１ｃ（ｎ）がハイレベルであるときには、発光素子２（ｎ）及び電流源１５（ｎ）がいずれも正常であると診断する。
　図１６は、故障診断の第１１例（第３実施形態におけるＣＳオン固着時）を示す図である。本図では、先出の図１５と同じく、上から順に、電流源１５（ｎ）の駆動信号Ｓ１２（ｎ）、発光素子２（ｎ）の点灯／消灯状態、センス電圧Ｖｓ（ｎ）、及び、検出信号Ｓ１１ｃ（ｎ）が描写されている。
　電流源１５（ｎ）がオン固着しているときには、駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオフ時の論理レベルとされても、電流源１５（ｎ）がオフ状態とならずにオン状態のままとなる。そのため、発光素子２（ｎ）には駆動電流ＩＬＥＤが流れ続ける。従って、発光素子２（ｎ）が点灯状態（＝消灯不能状態）となる。また、駆動電流ＩＬＥＤが流れるときには、センス電圧Ｖｓ（ｎ）が閾値電圧Ｖｔｈ３よりも高くなる。従って、検出信号Ｓ１１ｃ（ｎ）がローレベルとなる。
　図１６の挙動に鑑み、故障診断回路２２（ｎ）は、駆動信号Ｓ１２（ｎ）のオフ時の論理レベルとされているタイミングで検出信号Ｓ１１ｃ（ｎ）がローレベルとなっているときには、電流源１５（ｎ）のオン固着が生じていると診断する。
　図１７は、故障診断の第１２例（第３実施形態におけるＣＳオフ固着時）を示す図である。本図では、先出の図１５及び図１６と同じく、上から順に、電流源１５（ｎ）の駆動信号Ｓ１２（ｎ）、発光素子２（ｎ）の点灯／消灯状態、センス電圧Ｖｓ（ｎ）、及び、検出信号Ｓ１１ｃ（ｎ）が描写されている。
　電流源１５（ｎ）がオフ固着しているときには、駆動信号Ｓ１２（ｎ）がオン時の論理レベルとされても、電流源１５（ｎ）がオン状態とならずにオフ状態のままとなる。そのため、発光素子２（ｎ）には駆動電流ＩＬＥＤが流れない。従って、発光素子２（ｎ）が消灯状態（＝点灯不能状態）となる。また、駆動電流ＩＬＥＤが流れないときには、センス電圧Ｖｓ（ｎ）が閾値電圧Ｖｔｈ３よりも低くなる。従って、検出信号Ｓ１１ｃ（ｎ）がハイレベルとなる。
　図１７の挙動に鑑み、故障診断回路２２（ｎ）は、駆動信号Ｓ１２（ｎ）のオン時の論理レベルとされているタイミングで検出信号Ｓ１１ｃ（ｎ）がハイレベルとなっているときには、電流源１５（ｎ）のオフ固着が生じていると診断する。
　なお、第２実施形態（図８）及び第３実施形態（図１４）は、組み合わせてもよい。両者の検出方法が組み合わされることににより、発光素子２（ｎ）及び電流源１５（ｎ）それぞれの故障モードを正しく診断することが可能となる。
＜車両への適用＞
　図１８及び図１９は、それぞれ、先述の発光装置１００が搭載され得る車両の外観（前面及び背面）を示す図である。発光装置１００は、例えば、車両Ｘ１０のヘッドランプ（ハイビーム／ロービーム／スモールランプ／フォグランプなどを適宜含む）Ｘ１１、昼間走行用ランプ（ＤＲＬ［daylight　running　lamps］）Ｘ１２、テールランプ（スモールランプ又はバックランプなどを適宜含む）Ｘ１３、ストップランプＸ１４、及び、ターンランプＸ１５などとして好適に用いることができる。また、本図では明示していないが、発光装置１００は、車両Ｘ１０の室内ランプ（インパネランプなど）であってもよい。
＜総括＞
　以下では、上記で説明した種々の実施形態について総括的に述べる。
　例えば、本明細書中に開示されている半導体装置は、発光素子に対して並列に接続されるように構成されたスイッチ素子と、前記スイッチ素子の両端間電圧と所定の閾値電圧とを比較して検出信号を生成するように構成された検出回路と、前記スイッチ素子の駆動信号がオン時の論理レベルとされているタイミングで前記検出信号を監視することにより前記スイッチ素子のオフ固着診断を行うように構成された故障診断回路とを備える構成（第１の構成）とされている。
　上記第１の構成による半導体装置において、前記故障診断回路は、前記駆動信号がオフ時の論理レベルとされているタイミングで前記検出信号を監視することにより前記スイッチ素子のオン固着診断又は前記スイッチ素子が並列に接続された前記発光素子の短絡診断を行う構成（第２の構成）としてもよい。
　上記第１又は第２の構成による半導体装置において、前記故障診断回路は、故障診断結果を前記半導体装置の外部に出力する構成（第３の構成）としてもよい。
　上記第１～第３いずれかの構成による半導体装置において、前記故障診断回路は、前記半導体装置を安全状態に移行する構成（第４の構成）としてもよい。
　上記第１～第４いずれかの構成による半導体装置は、制御信号を生成するように構成された制御回路と、前記制御信号に応じて前記駆動信号を生成するように構成されたドライバと、をさらに備える構成（第５の構成）としてもよい。
　上記第５の構成による半導体装置は、前記制御回路と前記ドライバとの間で前記制御信号の信号レベルをシフトさせるように構成されたレベルシフタをさらに備える構成（第６の構成）としてもよい。
　また、例えば、本明細書中に開示されている半導体装置は、発光素子に対して直列に接続されるように構成されたスイッチ素子又は電流源と、前記スイッチ素子又は前記電流源の両端間電圧と所定の閾値電圧とを比較して検出信号を生成するように構成された検出回路と、前記スイッチ素子又は前記電流源の駆動信号がオフ時の論理レベルとされているタイミングで前記検出信号を監視することにより前記スイッチ素子又は前記電流源のオン固着診断を行うように構成された故障診断回路を備える構成（第７の構成）とされている。
　なお、上記第７の構成による半導体装置において、前記故障診断回路は、前記駆動信号がオン時の論理レベルとされているタイミングで前記検出信号を監視することにより前記スイッチ素子若しくは前記電流源のオフ固着診断又は前記発光素子の短絡診断若しくはオープン診断を行う構成（第８の構成）としてもよい。
　また、例えば、本明細書中に開示されている半導体装置は、発光素子に対して直列に接続されるように構成されたスイッチ素子又は電流源と、前記スイッチ素子又は前記電流源に流れる駆動電流を検出して検出信号を生成するように構成された検出回路と、前記スイッチ素子又は前記電流源の駆動信号がオフ時の論理レベルとされているタイミングで前記検出信号を監視することにより前記スイッチ素子又は前記電流源のオン固着診断を行い、前記スイッチ素子又は前記電流源の駆動信号がオン時の論理レベルとされているタイミングで前記検出信号を監視することにより前記スイッチ素子又は前記電流源のオフ固着診断を行うように構成された故障診断回路と、を備える構成（第９の構成）とされている。
　また、例えば、本明細書中に開示されている発光装置は、前記発光素子と、上記第１～第９いずれかの構成による半導体装置と、を備える構成（第１０の構成）とされている。
　なお、上記第１０の構成による発光装置は、前記発光素子がＬＥＤ素子又は有機ＥＬ素子である構成（第１１の構成）としてもよい。
　また、例えば、本明細書中に開示されている車両は、上記第１０又は第１１の構成による発光装置を備える構成（第１２の構成）とされている。
＜その他の変形例＞
　なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
　例えば、上記の実施形態では、発光素子としてＬＥＤ素子を用いた構成を例に挙げて説明を行ったが、本開示の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、発光素子として有機ＥＬ［electro-luminescence］素子を用いることも可能である。
　このように、上記の実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。また、本開示の技術的範囲は、特許請求の範囲により規定されるものであって、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
　　　１　　半導体装置
　　　２、２（０）～２（７）、２（ｎ）　　発光素子
　　　１０　　スイッチ回路
　　　１１、１１（０）～１１（７）、１１（ｎ）　　スイッチ素子（ＮＭＯＳＦＥＴ）
　　　１２（０）～１２（７）　　ドライバ
　　　１３、１３（０）～１３（７）、１３（ｎ）　　検出回路
　　　１４（０）～１４（７）　　レベルシフタ
　　　１５（０）～１５（７）　　電流源
　　　１５ａ（ｎ）　　トランジスタ（ＮＭＯＳＦＥＴ）
　　　１５ｂ（ｎ）　　抵抗
　　　１５ｃ（ｎ）　　アンプ
　　　１６（０）～１６（７）　　検出回路
　　　１６ａ（ｎ）、１６ｂ（ｎ）　　コンパレータ
　　　１６ｃ（ｎ）　　コンパレータ
　　　２０　　制御回路
　　　２１（０）～２１（７）　　ＰＷＭ調光回路
　　　２２、２２（ｎ）　　故障診断回路
　　　１００　　発光装置
　　　ＣＨ（０）～ＣＨ（８）、ＣＨ（ｎ）、ＣＨ（ｎ＋１）　　外部端子
　　　Ｘ１０　　車両
　　　Ｘ１１　　ヘッドランプ
　　　Ｘ１２　　昼間走行用ランプ
　　　Ｘ１３　　テールランプ
　　　Ｘ１４　　ストップランプ
　　　Ｘ１５　　ターンランプ

Claims (12)

  1. 　発光素子に対して並列に接続されるように構成されたスイッチ素子と、
    　前記スイッチ素子の両端間電圧と所定の閾値電圧とを比較して検出信号を生成するように構成された検出回路と、
    　前記スイッチ素子の駆動信号がオン時の論理レベルとされているタイミングで前記検出信号を監視することにより前記スイッチ素子のオフ固着診断を行うように構成された故障診断回路と、
    　を備える、半導体装置。
  2. 　前記故障診断回路は、前記駆動信号がオフ時の論理レベルとされているタイミングで前記検出信号を監視することにより前記スイッチ素子のオン固着診断又は前記発光素子の短絡診断を行う、請求項１に記載の半導体装置。
  3. 　前記故障診断回路は、故障診断結果を前記半導体装置の外部に出力する、請求項１又は２に記載の半導体装置。
  4. 　前記故障診断回路は、故障診断結果に応じて前記半導体装置を安全状態に移行する、請求項１～３のいずれか一項に記載の半導体装置。
  5. 　制御信号を生成するように構成された制御回路と、
    　前記制御信号に応じて前記駆動信号を生成するように構成されたドライバと、
    　をさらに備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の半導体装置。
  6. 　前記制御回路と前記ドライバとの間で前記制御信号の信号レベルをシフトさせるように構成されたレベルシフタをさらに備える、請求項５に記載の半導体装置。
  7. 　発光素子に対して直列に接続されるように構成されたスイッチ素子又は電流源と、
    　前記スイッチ素子又は前記電流源の両端間電圧と所定の閾値電圧とを比較して検出信号を生成するように構成された検出回路と、
    　前記スイッチ素子又は前記電流源の駆動信号がオフ時の論理レベルとされているタイミングで前記検出信号を監視することにより前記スイッチ素子又は前記電流源のオン固着診断を行うように構成された故障診断回路と、
    　を備える、半導体装置。
  8. 　前記故障診断回路は、前記駆動信号がオン時の論理レベルとされているタイミングで前記検出信号を監視することにより前記スイッチ素子若しくは前記電流源のオフ固着診断又は前記発光素子の短絡診断若しくはオープン診断を行う、請求項７に記載の半導体装置。
  9. 　発光素子に対して直列に接続されるように構成されたスイッチ素子又は電流源と、
    　前記スイッチ素子又は前記電流源に流れる駆動電流を検出して検出信号を生成するように構成された検出回路と、
    　前記スイッチ素子又は前記電流源の駆動信号がオフ時の論理レベルとされているタイミングで前記検出信号を監視することにより前記スイッチ素子又は前記電流源のオン固着診断を行い、前記スイッチ素子又は前記電流源の駆動信号がオン時の論理レベルとされているタイミングで前記検出信号を監視することにより前記スイッチ素子又は前記電流源のオフ固着診断を行うように構成された故障診断回路と、
    　を備える、半導体装置。
  10. 　前記発光素子と、
    　請求項１～９のいずれか一項に記載の半導体装置と、
    　を備える、発光装置。
  11. 　前記発光素子は、ＬＥＤ素子又は有機ＥＬ素子である、請求項１０に記載の発光装置。
  12. 　請求項１０又は１１に記載の発光装置を備える、車両。
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JP2016170931A (ja) * 2015-03-12 2016-09-23 三菱自動車工業株式会社 コンタクタの故障判定装置
JP2020031066A (ja) * 2019-11-22 2020-02-27 ローム株式会社 スイッチ駆動装置、発光装置、車両

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