JP2002280886A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JP2002280886A JP2002280886A JP2001079196A JP2001079196A JP2002280886A JP 2002280886 A JP2002280886 A JP 2002280886A JP 2001079196 A JP2001079196 A JP 2001079196A JP 2001079196 A JP2001079196 A JP 2001079196A JP 2002280886 A JP2002280886 A JP 2002280886A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- overcurrent
- semiconductor device
- power element
- set temperature
- protection circuit
- 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
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 待機電流の増加や、チップサイズの増大を伴
うことなく、電力素子を過電流及び過熱から保護するこ
とが可能となる半導体装置を提供すること。 【解決手段】 電力素子Ｑ１と、この電力素子Ｑ１を過
電流から保護する過電流保護回路１０と、電力素子Ｑ１
を過熱から保護する過熱保護回路２０とを具備する。そ
して、過熱保護回路２０の応答時間を、過電流保護回路
１０からの過電流検出信号Ｓを利用し、電力素子Ｑ１に
加わるエネルギーが抑制されるように変更するようにし
た。
うことなく、電力素子を過電流及び過熱から保護するこ
とが可能となる半導体装置を提供すること。 【解決手段】 電力素子Ｑ１と、この電力素子Ｑ１を過
電流から保護する過電流保護回路１０と、電力素子Ｑ１
を過熱から保護する過熱保護回路２０とを具備する。そ
して、過熱保護回路２０の応答時間を、過電流保護回路
１０からの過電流検出信号Ｓを利用し、電力素子Ｑ１に
加わるエネルギーが抑制されるように変更するようにし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体装置に関
し、特に過熱保護機能付きの大電力用途の半導体装置に
関する。
し、特に過熱保護機能付きの大電力用途の半導体装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】図３Ａは従来の半導体装置の回路図、図
３Ｂ及び図３Ｃはそれぞれ、従来の半導体装置の動作範
囲を示す図である。
３Ｂ及び図３Ｃはそれぞれ、従来の半導体装置の動作範
囲を示す図である。
【０００３】まず、図３Ａに示すように、参照符号Ｑ１
は電力素子であり、例えばパワーMOSFET（Pw-MOSFET）
である。電力素子Ｑ１は、入力信号INに応答してオン／
オフ制御される。
は電力素子であり、例えばパワーMOSFET（Pw-MOSFET）
である。電力素子Ｑ１は、入力信号INに応答してオン／
オフ制御される。
【０００４】過電流保護回路１は、電力素子Ｑ１を過電
流から保護するものであり、過電流検出部１１を有す
る。過電流検出部１１は、電力素子Ｑ１のドレイン電流
ＩDを、例えば過電流モニタ用トランジスタＱ２に流れ
た電流を参照することで検出する。過電流検出部１１
は、検出した電流が、過電流制限値に達したとき、短絡
用トランジスタＱ３をオンさせ、入力信号INを強制的に
接地することで電力素子Ｑ１をオフさせる。このように
して、電力素子Ｑ１を過電流による破壊から保護する。
流から保護するものであり、過電流検出部１１を有す
る。過電流検出部１１は、電力素子Ｑ１のドレイン電流
ＩDを、例えば過電流モニタ用トランジスタＱ２に流れ
た電流を参照することで検出する。過電流検出部１１
は、検出した電流が、過電流制限値に達したとき、短絡
用トランジスタＱ３をオンさせ、入力信号INを強制的に
接地することで電力素子Ｑ１をオフさせる。このように
して、電力素子Ｑ１を過電流による破壊から保護する。
【０００５】同様に、過熱保護回路２は、電力素子Ｑ１
を過熱から保護するものである。過熱保護回路２はＴＳ
Ｄ(Thermal ShutDown)検出部２１を有し、このＴＳＤ検
出部２１は、半導体装置の温度が過電流制限値に達した
とき、短絡用トランジスタＱ４をオンさせ、上記過電流
保護の場合と同様に、入力信号INを強制的に接地するこ
とで電力素子Ｑ１をオフさせる。このようにして、電力
素子Ｑ１を過熱による破壊から保護する。
を過熱から保護するものである。過熱保護回路２はＴＳ
Ｄ(Thermal ShutDown)検出部２１を有し、このＴＳＤ検
出部２１は、半導体装置の温度が過電流制限値に達した
とき、短絡用トランジスタＱ４をオンさせ、上記過電流
保護の場合と同様に、入力信号INを強制的に接地するこ
とで電力素子Ｑ１をオフさせる。このようにして、電力
素子Ｑ１を過熱による破壊から保護する。
【０００６】ところで、電力素子Ｑ１の熱破壊は、電力
素子の許容電力で決まる。このため、過熱保護回路２の
応答だけでは、図３Ｂに示すように、許容電力が大きい
ＶDS大の領域において、電力素子が安全動作領域（Area
of Safety Operation;以下ＡＳＯ）の範囲を超えて動
作することがあり、対応できない。
素子の許容電力で決まる。このため、過熱保護回路２の
応答だけでは、図３Ｂに示すように、許容電力が大きい
ＶDS大の領域において、電力素子が安全動作領域（Area
of Safety Operation;以下ＡＳＯ）の範囲を超えて動
作することがあり、対応できない。
【０００７】そこで、従来では、図３Ａに示すようにＶ
DS検出回路３を設け、図３Ｃに示すように、ドレイン−
ソース間電圧ＶDSが過電流検出値に達したとき、ＶDS検
出部３１からの指示により、過電流保護回路１の電流過
電流制限値を下げ、許容電力が大きいＶDS大の領域にお
いて消費電力を抑えるようにしている。
DS検出回路３を設け、図３Ｃに示すように、ドレイン−
ソース間電圧ＶDSが過電流検出値に達したとき、ＶDS検
出部３１からの指示により、過電流保護回路１の電流過
電流制限値を下げ、許容電力が大きいＶDS大の領域にお
いて消費電力を抑えるようにしている。
【０００８】従来、このようにして、電力素子Ｑ１がＡ
ＳＯの範囲内のみで動作するようにしている。
ＳＯの範囲内のみで動作するようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の半導体
装置では、ＶDSを検出するためのＶDS検出回路３が別途
必要である。この検出回路３内には、ＶDSを検出するた
めに、ドレイン（Drain）〜ソース（Source）間に直列
接続された抵抗R1、R2が設けられる。このため、抵抗R
1、R2を介して流れるリーク電流、特に電力素子Ｑ１が
オフしている時に流れるリーク電流が顕著になり、待機
電流が増加する。
装置では、ＶDSを検出するためのＶDS検出回路３が別途
必要である。この検出回路３内には、ＶDSを検出するた
めに、ドレイン（Drain）〜ソース（Source）間に直列
接続された抵抗R1、R2が設けられる。このため、抵抗R
1、R2を介して流れるリーク電流、特に電力素子Ｑ１が
オフしている時に流れるリーク電流が顕著になり、待機
電流が増加する。
【００１０】待機電流の増加を抑制するには抵抗R1、R2
の抵抗値を高め、リーク電流を減少させれば良いが、こ
のためには、例えば１個の抵抗の抵抗値では不足するほ
どの高い抵抗値を必要とする。このため、例えば複数の
抵抗を直列に接続しなければならず、チップサイズが増
大する。
の抵抗値を高め、リーク電流を減少させれば良いが、こ
のためには、例えば１個の抵抗の抵抗値では不足するほ
どの高い抵抗値を必要とする。このため、例えば複数の
抵抗を直列に接続しなければならず、チップサイズが増
大する。
【００１１】この発明は、上記事情に鑑み為されたもの
で、その目的は、待機電流の増加や、チップサイズの増
大を伴うことなく、電力素子を過電流及び過熱から保護
することが可能となる半導体装置を提供することにあ
る。
で、その目的は、待機電流の増加や、チップサイズの増
大を伴うことなく、電力素子を過電流及び過熱から保護
することが可能となる半導体装置を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体装置では、電力素子と、前記電
力素子を過電流から保護する過電流保護回路と、前記電
力素子を過熱から保護する過熱保護回路とを具備する。
そして、前記過熱保護回路の応答時間を、前記過電流保
護回路からの過電流検出信号を利用して変化させるよう
にした。
に、本発明に係る半導体装置では、電力素子と、前記電
力素子を過電流から保護する過電流保護回路と、前記電
力素子を過熱から保護する過熱保護回路とを具備する。
そして、前記過熱保護回路の応答時間を、前記過電流保
護回路からの過電流検出信号を利用して変化させるよう
にした。
【００１３】上記構成を有する半導体装置によれば、過
熱保護回路の応答時間を、過電流保護回路からの過電流
検出信号を利用して変化させることで、電力素子に加わ
るエネルギーを抑制することが可能となる。電力素子に
加わるエネルギーが抑制されれば、許容電力が大きいＶ
DS大の領域において、安全動作領域（ＡＳＯ）の範囲が
見掛け上、広がるようになる。この結果、ＶDS検出回路
を設けなくても、電力素子を、ＡＳＯの範囲内のみで動
作させることができる。
熱保護回路の応答時間を、過電流保護回路からの過電流
検出信号を利用して変化させることで、電力素子に加わ
るエネルギーを抑制することが可能となる。電力素子に
加わるエネルギーが抑制されれば、許容電力が大きいＶ
DS大の領域において、安全動作領域（ＡＳＯ）の範囲が
見掛け上、広がるようになる。この結果、ＶDS検出回路
を設けなくても、電力素子を、ＡＳＯの範囲内のみで動
作させることができる。
【００１４】よって、待機電流の増加や、チップサイズ
の増大を伴うことなく、電力素子を過電流及び過熱から
保護することが可能な半導体装置を得ることができる。
の増大を伴うことなく、電力素子を過電流及び過熱から
保護することが可能な半導体装置を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を、図
面を参照して説明する。この説明に際し、全図にわた
り、共通する部分には共通する参照符号を付す。
面を参照して説明する。この説明に際し、全図にわた
り、共通する部分には共通する参照符号を付す。
【００１６】（第１の実施形態）図１Ａは第１の実施形
態に係る半導体装置の回路図、図１Ｂは同半導体装置の
動作範囲を示す図である。
態に係る半導体装置の回路図、図１Ｂは同半導体装置の
動作範囲を示す図である。
【００１７】図１Ａに示すように、参照符号Ｑ１は電力
素子であり、例えばパワーMOSFET（Pw-MOSFET）であ
る。電力素子Ｑ１は、従来と同様に、入力信号INに応答
してオン／オフ制御される。過電流保護回路１０は電力
素子Ｑ１を過電流から保護するものであり、同じく過熱
保護回路２０は電力素子Ｑ１を過熱から保護するもので
ある。
素子であり、例えばパワーMOSFET（Pw-MOSFET）であ
る。電力素子Ｑ１は、従来と同様に、入力信号INに応答
してオン／オフ制御される。過電流保護回路１０は電力
素子Ｑ１を過電流から保護するものであり、同じく過熱
保護回路２０は電力素子Ｑ１を過熱から保護するもので
ある。
【００１８】さらに本発明では、過熱保護回路２０が、
過電流保護回路１０から出力された過電流検出信号を利
用して、その応答時間を変更するように構成されてい
る。
過電流保護回路１０から出力された過電流検出信号を利
用して、その応答時間を変更するように構成されてい
る。
【００１９】以下、そのような過電流保護回路１０、及
び過熱保護回路２０の一例を、より詳細に説明する。
び過熱保護回路２０の一例を、より詳細に説明する。
【００２０】過電流保護回路１０は、過電流検出部１０
１を有する。過電流検出部１０１は、電力素子Ｑ１のド
レイン電流ＩDを、例えば過電流モニタ用トランジスタ
Ｑ２に流れた電流を参照することで検出する。そして、
過電流検出部１０１は、電流ＩDが過電流制限値に達し
たとき、短絡用トランジスタＱ３をオンさせ、入力信号
INを強制的に接地することで電力素子Ｑ１をオフさせ
る。これにより、従来と同様に電力素子Ｑ１を過電流に
よる破壊から保護する。
１を有する。過電流検出部１０１は、電力素子Ｑ１のド
レイン電流ＩDを、例えば過電流モニタ用トランジスタ
Ｑ２に流れた電流を参照することで検出する。そして、
過電流検出部１０１は、電流ＩDが過電流制限値に達し
たとき、短絡用トランジスタＱ３をオンさせ、入力信号
INを強制的に接地することで電力素子Ｑ１をオフさせ
る。これにより、従来と同様に電力素子Ｑ１を過電流に
よる破壊から保護する。
【００２１】このような電流過電流制限値の検出に加え
て、本実施形態の過電流検出部１０１では、上記過電流
制限値よりも低いレベルにある過電流検出値を、さらに
検出する。この過電流検出値は、例えば図１Ｂ中のＡ点
に示すように、過電流制限値よりも低く、かつ第１の実
施形態に係る半導体装置の動作範囲が、応答時間変更前
のＡＳＯを超える範囲にある電流値の最低レベルに設定
される。電流ＩDが、この過電流検出値に達したときに
は、例えば負荷異常による電力素子Ｑ１の過渡的な温度
上昇を伴うような過電流が流れている可能性があり、か
つこの過電流は、やがて電力素子Ｑ１を熱破壊に至らし
める可能性がある、と推定される。従って、過電流検出
部１０１は、電流ＩDが上記過電流検出値に達したと
き、過電流検出信号Ｓを過熱保護回路２０に対して出力
する。
て、本実施形態の過電流検出部１０１では、上記過電流
制限値よりも低いレベルにある過電流検出値を、さらに
検出する。この過電流検出値は、例えば図１Ｂ中のＡ点
に示すように、過電流制限値よりも低く、かつ第１の実
施形態に係る半導体装置の動作範囲が、応答時間変更前
のＡＳＯを超える範囲にある電流値の最低レベルに設定
される。電流ＩDが、この過電流検出値に達したときに
は、例えば負荷異常による電力素子Ｑ１の過渡的な温度
上昇を伴うような過電流が流れている可能性があり、か
つこの過電流は、やがて電力素子Ｑ１を熱破壊に至らし
める可能性がある、と推定される。従って、過電流検出
部１０１は、電流ＩDが上記過電流検出値に達したと
き、過電流検出信号Ｓを過熱保護回路２０に対して出力
する。
【００２２】過熱保護回路２０は、ＴＳＤ(Thermal Shu
tDown)検出部２０１を有し、このＴＳＤ検出部２０１
は、半導体装置の温度が初期設定温度に達したとき、短
絡用トランジスタＱ４をオンさせることで、上記過電流
保護の場合と同様に、入力信号INを強制的に接地する。
これにより、電力素子Ｑ１を過熱による破壊から保護す
る。
tDown)検出部２０１を有し、このＴＳＤ検出部２０１
は、半導体装置の温度が初期設定温度に達したとき、短
絡用トランジスタＱ４をオンさせることで、上記過電流
保護の場合と同様に、入力信号INを強制的に接地する。
これにより、電力素子Ｑ１を過熱による破壊から保護す
る。
【００２３】このような初期設定温度の検出に加えて、
本実施形態のＴＳＤ検出部２０１は、上記過電流検出信
号Ｓを利用し、電力素子Ｑ１に加わるエネルギーが抑制
されるように、その応答時間を変更する。具体的には、
応答時間を短くする。このようにＴＳＤ検出部２０１を
制御するためには、過熱保護回路２０が働きだす設定温
度を下げれば良い。特に本実施形態のＴＳＤ検出部２０
１には、過熱保護回路２０が働きだす設定温度として、
上記初期設定温度とは別に、この初期設定温度よりも低
い第２の設定温度が設定されている。ＴＳＤ検出部２０
１は、温度が第２の設定温度に達し、かつ上記過電流検
出信号Ｓが入力されたとき、上記初期設定温度には係わ
らず、短絡用トランジスタＱ４をオンさせ、入力信号IN
を強制的に接地する。
本実施形態のＴＳＤ検出部２０１は、上記過電流検出信
号Ｓを利用し、電力素子Ｑ１に加わるエネルギーが抑制
されるように、その応答時間を変更する。具体的には、
応答時間を短くする。このようにＴＳＤ検出部２０１を
制御するためには、過熱保護回路２０が働きだす設定温
度を下げれば良い。特に本実施形態のＴＳＤ検出部２０
１には、過熱保護回路２０が働きだす設定温度として、
上記初期設定温度とは別に、この初期設定温度よりも低
い第２の設定温度が設定されている。ＴＳＤ検出部２０
１は、温度が第２の設定温度に達し、かつ上記過電流検
出信号Ｓが入力されたとき、上記初期設定温度には係わ
らず、短絡用トランジスタＱ４をオンさせ、入力信号IN
を強制的に接地する。
【００２４】このようにＴＳＤ検出部２０１を制御する
ことで、図１Ｂに示すように、許容電力が大きいＶDS大
の領域において、ＡＳＯの範囲が見掛け上、広がるよう
になる。また、第２の設定温度は、例えば図１Ｂに示す
ように、第１の実施形態に係る半導体装置の動作範囲
が、応答時間変更後のＡＳＯの範囲内となるように設定
される。これにより、従来のようにＶDS検出回路３を設
けなくても、電力素子Ｑ１を熱破壊、例えば負荷異常に
よる電力素子Ｑ１の過渡的な温度上昇による熱破壊から
保護することが可能となる。
ことで、図１Ｂに示すように、許容電力が大きいＶDS大
の領域において、ＡＳＯの範囲が見掛け上、広がるよう
になる。また、第２の設定温度は、例えば図１Ｂに示す
ように、第１の実施形態に係る半導体装置の動作範囲
が、応答時間変更後のＡＳＯの範囲内となるように設定
される。これにより、従来のようにＶDS検出回路３を設
けなくても、電力素子Ｑ１を熱破壊、例えば負荷異常に
よる電力素子Ｑ１の過渡的な温度上昇による熱破壊から
保護することが可能となる。
【００２５】なお、定常動作時には、過電流検出信号Ｓ
が出力されない、あるいは温度が第２の設定温度に達し
ないため、ＴＳＤ検出部２０１は、初期設定温度で動作
する。
が出力されない、あるいは温度が第２の設定温度に達し
ないため、ＴＳＤ検出部２０１は、初期設定温度で動作
する。
【００２６】このような第１の実施形態によれば、過電
流検出部１０１によって、電力素子Ｑ１のドレイン電流
ＩDを検出し、この電流IDが、過電流検出値に達したと
き、過熱保護回路２０の応答時間が短くなるように制御
し、電力素子Ｑ１に加わるエネルギーを抑制する。これ
により、図１Ｂに示すように、許容電力が大きいＶDS大
の領域において、ＡＳＯの範囲が見掛け上、広がるよう
になる。この結果、従来のようにＶDS検出回路３を設け
なくても、電力素子Ｑ１を、ＡＳＯの範囲内のみで動作
させることが可能となる。よって、ＶDS検出回路３を設
けることに起因した待機電流の増加、及びチップサイズ
の増大をそれぞれ伴うことなく、電力素子Ｑ１を過電流
及び過熱から保護することが可能となる。
流検出部１０１によって、電力素子Ｑ１のドレイン電流
ＩDを検出し、この電流IDが、過電流検出値に達したと
き、過熱保護回路２０の応答時間が短くなるように制御
し、電力素子Ｑ１に加わるエネルギーを抑制する。これ
により、図１Ｂに示すように、許容電力が大きいＶDS大
の領域において、ＡＳＯの範囲が見掛け上、広がるよう
になる。この結果、従来のようにＶDS検出回路３を設け
なくても、電力素子Ｑ１を、ＡＳＯの範囲内のみで動作
させることが可能となる。よって、ＶDS検出回路３を設
けることに起因した待機電流の増加、及びチップサイズ
の増大をそれぞれ伴うことなく、電力素子Ｑ１を過電流
及び過熱から保護することが可能となる。
【００２７】（第２の実施形態）図２は第２の実施形態
に係る半導体装置の回路図である。
に係る半導体装置の回路図である。
【００２８】図２に示すように、第２の実施形態は、過
熱保護回路２０に、ＴＳＤ検出部２０１を複数設けたも
のである。本実施形態では、その一例として、第１のＴ
ＳＤ検出部（）２０１-1、及び第２のＴＳＤ検出部
（）２０１-2の２つを設けた場合を示している。第１
のＴＳＤ検出部２０１-1には、初期設定温度が設定され
ており、温度が初期設定温度に達したとき、短絡用トラ
ンジスタQ4をオンさせ、入力信号INを接地するように働
きだす。また、第２のＴＳＤ検出部２０１-2には、初期
設定温度よりも低い第２の設定温度が設定されており、
温度が第２の設定温度に達し、かつ過電流検出部１０１
からの過電流検出信号Ｓが入力されたとき、短絡用トラ
ンジスタQ5をオンさせ、入力信号INを接地するように働
きだす。
熱保護回路２０に、ＴＳＤ検出部２０１を複数設けたも
のである。本実施形態では、その一例として、第１のＴ
ＳＤ検出部（）２０１-1、及び第２のＴＳＤ検出部
（）２０１-2の２つを設けた場合を示している。第１
のＴＳＤ検出部２０１-1には、初期設定温度が設定され
ており、温度が初期設定温度に達したとき、短絡用トラ
ンジスタQ4をオンさせ、入力信号INを接地するように働
きだす。また、第２のＴＳＤ検出部２０１-2には、初期
設定温度よりも低い第２の設定温度が設定されており、
温度が第２の設定温度に達し、かつ過電流検出部１０１
からの過電流検出信号Ｓが入力されたとき、短絡用トラ
ンジスタQ5をオンさせ、入力信号INを接地するように働
きだす。
【００２９】このような第２の実施形態においても、過
電流検出信号Ｓにより、過熱保護回路２０が働きだす設
定温度を切り換えることができるので、第１の実施形態
と同様の効果を得ることができる。
電流検出信号Ｓにより、過熱保護回路２０が働きだす設
定温度を切り換えることができるので、第１の実施形態
と同様の効果を得ることができる。
【００３０】以上、この発明を第１、第２実施形態によ
り説明したが、この発明は、これら実施形態それぞれに
限定されるものではなく、その実施に際しては、発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能であ
る。
り説明したが、この発明は、これら実施形態それぞれに
限定されるものではなく、その実施に際しては、発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能であ
る。
【００３１】例えば過熱保護回路２０が働きだす設定温
度としては、初期設定温度と、この初期設定温度よりも
低い第２の設定温度の２つを設定したが、２つ以上設定
しても良いことは勿論である。
度としては、初期設定温度と、この初期設定温度よりも
低い第２の設定温度の２つを設定したが、２つ以上設定
しても良いことは勿論である。
【００３２】また、電力素子Ｑ１、過電流保護回路１
０、及び過熱保護回路２０は、１つの半導体チップ内に
集積されていることが望ましいが、過電流保護回路１
０、及び過熱保護回路２０を、電力素子Ｑ１の外付け回
路として構成することも可能である。
０、及び過熱保護回路２０は、１つの半導体チップ内に
集積されていることが望ましいが、過電流保護回路１
０、及び過熱保護回路２０を、電力素子Ｑ１の外付け回
路として構成することも可能である。
【００３３】また、電力素子Ｑ１としては、パワーＭＯ
ＳＦＥＴを想定したが、電力素子Ｑ１は、パワーＭＯＳ
ＦＥＴ以外の電力素子、例えばＩＧＢＴや、バイポーラ
トランジスタ等に変更されても良い。なお、電力素子Ｑ
１をバイポーラトランジスタ等にした場合には、例えば
図１Ｂのドレイン−ソース間電圧ＶDSをコレクタ−エミ
ッタ間電圧ＶCEと読み替え、また、ドレイン電流ＩDを
コレクタ電流ＩCと読み替えれば良い。
ＳＦＥＴを想定したが、電力素子Ｑ１は、パワーＭＯＳ
ＦＥＴ以外の電力素子、例えばＩＧＢＴや、バイポーラ
トランジスタ等に変更されても良い。なお、電力素子Ｑ
１をバイポーラトランジスタ等にした場合には、例えば
図１Ｂのドレイン−ソース間電圧ＶDSをコレクタ−エミ
ッタ間電圧ＶCEと読み替え、また、ドレイン電流ＩDを
コレクタ電流ＩCと読み替えれば良い。
【００３４】さらに、上記各実施形態には種々の段階の
発明が含まれており、各実施形態において開示した複数
の構成要件の適宜な組み合わせにより、種々の段階の発
明を抽出することも可能である。
発明が含まれており、各実施形態において開示した複数
の構成要件の適宜な組み合わせにより、種々の段階の発
明を抽出することも可能である。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、待機電流の増加や、チップサイズの増大を伴うこと
なく、電力素子を過電流及び過熱から保護することが可
能となる半導体装置を提供できる。
ば、待機電流の増加や、チップサイズの増大を伴うこと
なく、電力素子を過電流及び過熱から保護することが可
能となる半導体装置を提供できる。
【図１】図１Ａは第１の実施形態に係る半導体装置の回
路図、図１Ｂは同半導体装置の動作範囲を示す図。
路図、図１Ｂは同半導体装置の動作範囲を示す図。
【図２】図２は第２の実施形態に係る半導体装置の回路
図。
図。
【図３】図３Ａは従来の半導体装置の回路図、図３Ｂ及
び図３Ｃはそれぞれ従来の半導体装置の動作範囲を示す
図。
び図３Ｃはそれぞれ従来の半導体装置の動作範囲を示す
図。
１０…過電流保護回路、 ２０…過熱保護回路、 １０１…過電流検出部、 ２０１、２０１-1、２０１-2…ＴＳＤ検出部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｈ 5/04 Ｈ０２Ｍ 1/00 Ｒ 7/20 Ｈ０３Ｋ 17/14 Ｈ０２Ｍ 1/00 Ｈ０１Ｌ 27/04 Ｈ Ｈ０３Ｋ 17/14 Ｈ０３Ｋ 17/687 Ａ 17/687 (72)発明者 葛西 圭 神奈川県川崎市川崎区駅前本町25番地１ 東芝マイクロエレクトロニクス株式会社内 Ｆターム(参考） 5F038 AV06 AZ08 BH02 BH07 BH11 BH16 DF08 EZ20 5G004 AA04 AB02 BA03 BA04 DA02 DA04 DC01 DC13 EA01 5G053 AA01 AA14 BA01 BA06 CA01 DA01 EA03 EA09 EC03 5H740 BA12 BB06 BC01 BC02 KK01 MM08 MM11 5J055 AX15 AX32 AX64 BX16 CX00 CX07 DX03 DX09 DX13 DX22 DX55 DX73 DX83 EY01 EY03 EY21 FX04 FX09 FX31 GX01
Claims (9)
- 【請求項１】 電力素子と、 前記電力素子を過電流から保護する過電流保護回路と、 前記電力素子を過熱から保護する過熱保護回路とを具備
し、 前記過熱保護回路は、前記過電流保護回路からの過電流
検出信号を利用して、その応答時間を変更することを特
徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 前記過熱保護回路の応答時間は、この過
熱保護回路が働きだす設定温度を変化させることで、変
更されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装
置。 - 【請求項３】 前記過熱保護回路が働きだす設定温度
は、第１の設定温度と、この第１の設定温度よりも低い
第２の設定温度との少なくとも２つがあり、 前記過熱保護回路は、温度が第１の設定温度に達したと
き、あるいは温度が前記第２の設定温度に達し、かつ前
記過電流検出信号が入力されたときに働きだすことを特
徴とする請求項２に記載の半導体装置。 - 【請求項４】 前記過熱保護回路は、 第１の設定温度を検出するとともに、温度がこの第１の
設定温度に達したときに働きだす第１の検出部と、 前記第１の設定温度よりも低い第２の設定温度を検出す
るとともに、温度がこの第２の設定温度に達し、かつ前
記過電流検出信号が入力されたときに働きだす第２の検
出部との少なくとも２つの検出部を有することを特徴と
する請求項１に記載の半導体装置。 - 【請求項５】 前記第２の設定温度は、前記電力素子の
動作範囲が、応答時間変更後の安全動作領域の範囲内と
なるように設定されることを特徴とする請求項３及び請
求項４いずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項６】 前記過電流保護回路は、前記電力素子に
流れる電流の制限値と、この制限値よりも低い検出値と
を少なくとも検出し、前記電力素子に流れる電流が前記
検出値に達したとき、前記過電流検出信号を出力するこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれか一項に記
載の半導体装置。 - 【請求項７】 前記検出値は、前記制限値よりも低く、
かつ前記電力素子の動作範囲が、応答時間変更前の安全
動作領域の範囲外となる電流値の最低レベルに設定され
ることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。 - 【請求項８】 前記電力素子、前記過電流保護回路、及
び前記過熱保護回路は、１つの半導体チップ内に集積さ
れていることを特徴とする請求項１乃至請求項７いずれ
か一項に記載の半導体装置。 - 【請求項９】 前記電力素子は、パワーＭＯＳＦＥＴで
あることを特徴とする請求項１乃至請求項８いずれか一
項に記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001079196A JP2002280886A (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001079196A JP2002280886A (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002280886A true JP2002280886A (ja) | 2002-09-27 |
| JP2002280886A5 JP2002280886A5 (ja) | 2005-08-25 |
Family
ID=18935688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001079196A Pending JP2002280886A (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002280886A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005081385A1 (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-01 | Rohm Co., Ltd | 電流方向検出回路及びそれを備えたスイッチングレギュレータ |
| JP2005333636A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-12-02 | Samsung Electronics Co Ltd | スイッチング増幅器の過電流防止方法及び装置 |
| US7173476B2 (en) | 2003-02-26 | 2007-02-06 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor integrated circuit device |
| JP2007174832A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
| JP2008535255A (ja) | 2005-04-01 | 2008-08-28 | レイセオン・カンパニー | 集積スマートパワースイッチ |
| JP2009232513A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 保護回路、半導体装置、電気機器 |
| JP2010074874A (ja) * | 2008-09-16 | 2010-04-02 | Fujitsu Telecom Networks Ltd | 突入電流抑制回路 |
| JP2010104079A (ja) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | Tokai Rika Co Ltd | 負荷駆動装置 |
| CN103324240A (zh) * | 2012-03-23 | 2013-09-25 | 精工电子有限公司 | 半导体装置 |
-
2001
- 2001-03-19 JP JP2001079196A patent/JP2002280886A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7173476B2 (en) | 2003-02-26 | 2007-02-06 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor integrated circuit device |
| WO2005081385A1 (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-01 | Rohm Co., Ltd | 電流方向検出回路及びそれを備えたスイッチングレギュレータ |
| JP2005333636A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-12-02 | Samsung Electronics Co Ltd | スイッチング増幅器の過電流防止方法及び装置 |
| JP4553790B2 (ja) * | 2004-05-17 | 2010-09-29 | 三星電子株式会社 | スイッチング増幅器の過電流防止方法及び装置 |
| JP2008535255A (ja) | 2005-04-01 | 2008-08-28 | レイセオン・カンパニー | 集積スマートパワースイッチ |
| JP2007174832A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
| JP2009232513A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 保護回路、半導体装置、電気機器 |
| JP2010074874A (ja) * | 2008-09-16 | 2010-04-02 | Fujitsu Telecom Networks Ltd | 突入電流抑制回路 |
| JP2010104079A (ja) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | Tokai Rika Co Ltd | 負荷駆動装置 |
| CN103324240A (zh) * | 2012-03-23 | 2013-09-25 | 精工电子有限公司 | 半导体装置 |
| KR20130108170A (ko) | 2012-03-23 | 2013-10-02 | 세이코 인스트루 가부시키가이샤 | 반도체 장치 |
| JP2013200665A (ja) * | 2012-03-23 | 2013-10-03 | Seiko Instruments Inc | 半導体装置 |
| US8723594B2 (en) | 2012-03-23 | 2014-05-13 | Seiko Instruments Inc. | Overcurrent protection circuit |
| CN103324240B (zh) * | 2012-03-23 | 2016-01-27 | 精工电子有限公司 | 半导体装置 |
| TWI553439B (zh) * | 2012-03-23 | 2016-10-11 | Sii Semiconductor Corp | Semiconductor device |
| KR101972604B1 (ko) * | 2012-03-23 | 2019-04-25 | 에이블릭 가부시키가이샤 | 반도체 장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7885048B2 (en) | Semiconductor device and an electronic apparatus incorporating the semiconductor device | |
| KR101972604B1 (ko) | 반도체 장치 | |
| JP2002280886A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2007014195A (ja) | 不足電圧保護装置 | |
| JP3820167B2 (ja) | 半導体スイッチング装置 | |
| JP2010104079A (ja) | 負荷駆動装置 | |
| JPH05304450A (ja) | 保護回路を具備する半導体装置および電子システム | |
| JP2004129378A (ja) | 電力用半導体素子のゲート駆動回路 | |
| JPH0834222B2 (ja) | 半導体装置 | |
| US7301746B2 (en) | Thermal shutdown trip point modification during current limit | |
| WO2022190680A1 (ja) | インテリジェントパワーモジュールおよびパワーモジュール | |
| JP2004248415A (ja) | スイッチ回路 | |
| JPH11340459A (ja) | 温度検出回路 | |
| JP4272655B2 (ja) | ファンシステム及びファンシステム保護方法 | |
| JPH10336876A (ja) | 電流の遮断装置 | |
| US20140362485A1 (en) | Transient Protection Filter Circuit that Minimizes the Effects of Thermal Runaway | |
| JP3249173B2 (ja) | 半導体システムの保護装置 | |
| JP3476903B2 (ja) | 保護機能付き負荷駆動回路 | |
| JPH0575031A (ja) | 半導体装置 | |
| JPS5854844Y2 (ja) | 負荷保護回路 | |
| JPH1127845A (ja) | 過電流防止回路 | |
| JP2020102897A (ja) | 半導体異常検出回路、半導体装置及びプログラム | |
| JP2002204566A (ja) | 直流電源回路の突入電流防止回路 | |
| JPS61128765A (ja) | ゲ−ト制御半導体電力変換装置 | |
| JP2006287209A (ja) | 熱保護回路及びこれを備えた半導体集積回路装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050208 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050208 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060811 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061114 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061207 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070109 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070508 |