JP2018198533A - Circuit device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路装置及び電子機器等に関する。 The present invention relates to a circuit device, an electronic device, and the like.
直流モーター等の駆動対象を駆動する回路装置では、Ｈブリッジ回路を構成するトランジスターの過電流による過熱で、回路装置等が破壊されるのを防止する過熱保護回路が設けられている。このような過熱保護回路を備えた回路装置の従来技術としては例えば特許文献１、２に開示される技術が知られている。この従来技術では、回路装置に温度センサー部を配置し、この温度センサー部の温度検出結果に基づいて過電流による過熱を検出し、Ｈブリッジ回路のトランジスターをオフにすることで、過熱保護機能を実現している。
In a circuit device that drives a driving target such as a direct current motor, an overheat protection circuit is provided that prevents the circuit device and the like from being destroyed by overheating due to overcurrent of a transistor that constitutes an H-bridge circuit. As a conventional technique of a circuit device provided with such an overheat protection circuit, for example, techniques disclosed in
しかし、上記従来技術では、回路装置のチップ上での温度センサー部のレイアウト配置については何ら考慮されていなかった。このため、Ｈブリッジ回路のスイッチング用のトランジスターのソース・ドレイン間に過電流が流れて、そのトランジスターの付近において温度が上昇しても、その温度上昇が温度センサー部まで伝わるのに時間がかかり、過熱保護動作が遅れてしまうおそれがある。そして過熱保護動作の遅れは、回路装置の破壊や信頼性の低下等の問題を招く。 However, in the above prior art, no consideration is given to the layout arrangement of the temperature sensor portion on the chip of the circuit device. For this reason, even if an overcurrent flows between the source and drain of the switching transistor of the H-bridge circuit and the temperature rises in the vicinity of the transistor, it takes time for the temperature rise to be transmitted to the temperature sensor unit, The overheat protection operation may be delayed. The delay in the overheat protection operation causes problems such as destruction of the circuit device and deterioration of reliability.
本発明の幾つかの態様によれば、過熱保護の検出性能を向上できる回路装置及び電子機器等を提供できる。 According to some embodiments of the present invention, it is possible to provide a circuit device, an electronic device, and the like that can improve the detection performance of overheat protection.
本発明の一態様は、ハイサイド側のトランジスターとローサイド側のトランジスターとを有するブリッジ回路と、少なくとも１つの温度センサー部と、前記温度センサー部からの温度検出信号に基づいて過熱検出を行う過熱検出部と、を含み、前記温度センサー部は、前記過熱検出部に比べて、前記ブリッジ回路に近い位置に配置される回路装置に関係する。 One embodiment of the present invention is a bridge circuit having a high-side transistor and a low-side transistor, at least one temperature sensor unit, and overheat detection that performs overheat detection based on a temperature detection signal from the temperature sensor unit. The temperature sensor unit is related to a circuit device disposed closer to the bridge circuit than the overheat detection unit.
本発明の一態様によれば、ブリッジ回路を有する回路装置において、過熱検出部は温度センサー部からの温度検出信号に基づいて過熱検出を行う。そして温度検出を行う温度センサー部は、過熱検出部に比べて、ブリッジ回路に近い位置に配置される。このようにすれば、例えばブリッジ回路での過電流により過熱状態になった場合に、そのブリッジ回路に近い位置に配置される温度センサー部により、過熱状態の温度を、より短い時間で検出できるようになる。従って、ブリッジ回路から遠い位置に温度センサー部を配置する場合に比べて、過熱保護の検出性能を向上できるようになる。 According to an aspect of the present invention, in the circuit device having the bridge circuit, the overheat detection unit performs overheat detection based on the temperature detection signal from the temperature sensor unit. And the temperature sensor part which performs temperature detection is arrange | positioned in the position near a bridge circuit compared with an overheat detection part. In this way, for example, when an overheat state occurs due to an overcurrent in the bridge circuit, the temperature sensor unit disposed near the bridge circuit can detect the temperature of the overheat state in a shorter time. become. Therefore, the detection performance of overheat protection can be improved as compared with the case where the temperature sensor unit is arranged at a position far from the bridge circuit.
本発明の一態様では、前記温度センサー部は、前記ブリッジ回路の配置領域に配置されてもよい。 In one aspect of the present invention, the temperature sensor unit may be arranged in an arrangement region of the bridge circuit.
このように温度センサー部をブリッジ回路の配置領域に配置すれば、過熱状態の温度を、より短い時間で検出できるようになるため、過熱保護の検出精度や検出時間等の検出性能を更に向上できるようになる。 If the temperature sensor unit is arranged in the bridge circuit arrangement region in this way, the temperature of the overheated state can be detected in a shorter time, so that the detection performance such as the detection accuracy and detection time of the overheat protection can be further improved. It becomes like this.
本発明の一態様は、ハイサイド側のトランジスターとローサイド側のトランジスターとを有するブリッジ回路と、少なくとも１つの温度センサー部と、前記温度センサー部からの温度検出信号に基づいて過熱検出を行う過熱検出部と、を含み、前記温度センサー部は、前記ブリッジ回路の配置領域に配置される回路装置に関係する。 One embodiment of the present invention is a bridge circuit having a high-side transistor and a low-side transistor, at least one temperature sensor unit, and overheat detection that performs overheat detection based on a temperature detection signal from the temperature sensor unit. The temperature sensor unit is related to a circuit device arranged in an arrangement region of the bridge circuit.
本発明の一態様によれば、ブリッジ回路を有する回路装置において、温度検出を行う温度センサー部が、ブリッジ回路の配置領域に配置される。このようにすれば、温度センサー部とブリッジ回路の距離を最短にできるため、過熱状態の温度を、短時間で検出できるようになり、過熱保護の検出精度を向上できる。 According to one aspect of the present invention, in a circuit device having a bridge circuit, a temperature sensor unit that performs temperature detection is arranged in an arrangement region of the bridge circuit. In this way, since the distance between the temperature sensor unit and the bridge circuit can be minimized, the temperature of the overheated state can be detected in a short time, and the detection accuracy of overheat protection can be improved.
本発明の一態様では、前記ブリッジ回路の配置領域のうち、前記過熱検出部から遠い第１の端辺に沿った領域を第１の端辺側領域とし、前記過熱検出部から近い第２の端辺に沿った領域を第２の端辺側領域とした場合に、前記温度センサー部は前記第２の端辺側領域に配置されてもよい。 In one aspect of the present invention, among the arrangement regions of the bridge circuit, a region along the first end side far from the overheat detection unit is defined as a first end side region, and the second close to the overheat detection unit. When the region along the end side is the second end side region, the temperature sensor unit may be arranged in the second end side region.
このようにすれば、温度センサー部は、過熱検出部から近い第２の端辺側領域に配置されるようになり、過熱保護の検出精度の更なる向上が可能になる。 If it does in this way, a temperature sensor part comes to be arrange | positioned in the 2nd edge side area | region close | similar to an overheat detection part, and the further improvement of the detection accuracy of overheat protection is attained.
本発明の一態様では、低電位側電源が供給される低電位側電源パッドを含み、前記温度センサー部は、前記ブリッジ回路の前記ローサイド側のトランジスターに比べて、前記低電位側電源パッドに近い位置に配置されてもよい。 In one aspect of the present invention, a low-potential-side power pad to which a low-potential-side power is supplied is provided, and the temperature sensor unit is closer to the low-potential-side power pad than the low-side transistor of the bridge circuit It may be arranged in a position.
このようにすれば、低電位側電源パッドからの低電位側電源を低インピーダンスで温度センサー部に供給できるようになり、雑音等に起因する過熱検出の検出性能の低下を抑制できるようになる。 In this way, it becomes possible to supply the low-potential-side power source from the low-potential-side power pad to the temperature sensor unit with low impedance, and it is possible to suppress a decrease in detection performance of overheat detection caused by noise or the like.
本発明の一態様では、前記ブリッジ回路の前記ハイサイド側のトランジスター、前記ローサイド側のトランジスターに駆動信号を出力するドライバー回路を含み、前記温度センサー部は、前記ドライバー回路に比べて、前記ブリッジ回路に近い位置に配置されてもよい。 In one aspect of the present invention, the bridge circuit includes a driver circuit that outputs a drive signal to the high-side transistor and the low-side transistor of the bridge circuit, and the temperature sensor unit includes the bridge circuit as compared with the driver circuit. It may be arranged at a position close to.
このようにすれば、温度センサー部は、ブリッジ回路のドライバー回路に比べて、ブリッジ回路に近い位置に配置されるようになるため、温度センサー部とブリッジ回路の距離を短くでき、過熱検出の検出性能を向上できる。 In this way, the temperature sensor unit is positioned closer to the bridge circuit than the bridge circuit driver circuit, so the distance between the temperature sensor unit and the bridge circuit can be shortened, and detection of overheat detection is possible. Performance can be improved.
本発明の一態様では、前記ブリッジ回路の前記ハイサイド側のトランジスター及び前記ローサイド側のトランジスターのオン・オフ制御を行う制御回路を含み、前記温度センサー部は、前記制御回路に比べて、前記ブリッジ回路に近い位置に配置されてもよい。 In one aspect of the present invention, it includes a control circuit that performs on / off control of the high-side transistor and the low-side transistor of the bridge circuit, and the temperature sensor unit includes the bridge circuit as compared with the control circuit. You may arrange | position in the position close | similar to a circuit.
このようにすれば、温度センサー部は、ブリッジ回路を制御する制御回路に比べて、ブリッジ回路に近い位置に配置されるようになるため、温度センサー部とブリッジ回路の距離を短くでき、過熱検出の検出性能を向上できる。 In this way, the temperature sensor unit is placed closer to the bridge circuit than the control circuit that controls the bridge circuit, so the distance between the temperature sensor unit and the bridge circuit can be shortened, and overheating detection is possible. Detection performance can be improved.
本発明の一態様では、少なくとも１つの前記温度センサー部として、複数の温度センサー部が配置されてもよい。 In one aspect of the present invention, a plurality of temperature sensor units may be arranged as at least one temperature sensor unit.
このようにすれば、複数の温度センサー部からの温度検出信号に基づいて過熱検出を行うことが可能になるため、過熱検出の検出性能の更なる向上を図れる。 In this way, overheat detection can be performed based on temperature detection signals from a plurality of temperature sensor units, so that the detection performance of overheat detection can be further improved.
本発明の一態様では、前記複数の温度センサー部のうちの第１の温度センサー部は、前記ブリッジ回路の前記ハイサイド側のトランジスターの配置領域に配置され、前記複数の温度センサー部のうちの第２の温度センサー部は、前記ブリッジ回路の前記ローサイド側のトランジスターの配置領域に配置されてもよい。 In one aspect of the present invention, a first temperature sensor unit among the plurality of temperature sensor units is disposed in a region where the high-side transistor of the bridge circuit is disposed, The second temperature sensor unit may be arranged in an arrangement region of the low-side transistor of the bridge circuit.
このようにすれば、例えば、ブリッジ回路のハイサイド側のトランジスターでの過電流による過熱状態については、例えば第１の温度センサー部により検出し、ブリッジ回路のローサイド側のトランジスターでの過電流による過熱状態については、例えば第２の温度センサー部により検出することなどが可能になる。 In this way, for example, an overheating state due to overcurrent in the high-side transistor of the bridge circuit is detected by, for example, the first temperature sensor unit, and overheating due to overcurrent in the low-side transistor of the bridge circuit is performed. The state can be detected by, for example, the second temperature sensor unit.
本発明の一態様では、前記複数の温度センサー部のうちの第１の温度センサー部は、前記ブリッジ回路の配置領域に配置され、前記複数の温度センサー部のうちの第２の温度センサー部は、前記ブリッジ回路の配置領域の外側領域に配置されてもよい。 In one aspect of the present invention, a first temperature sensor unit of the plurality of temperature sensor units is disposed in an arrangement region of the bridge circuit, and a second temperature sensor unit of the plurality of temperature sensor units is The bridge circuit may be disposed outside the region where the bridge circuit is disposed.
このようにすれば、ブリッジ回路の配置領域に配置された第１の温度センサー部での温度検出結果と、ブリッジ回路の配置領域の外側領域に配置された第２の温度センサー部での温度検出結果とを用いて、過熱検出を行うことが可能になる。 In this way, the temperature detection result in the first temperature sensor unit arranged in the arrangement region of the bridge circuit and the temperature detection in the second temperature sensor unit arranged in the outer region of the arrangement region of the bridge circuit. Using the result, it becomes possible to detect overheating.
本発明の一態様では、ハイサイド側のトランジスターとローサイド側のトランジスターとを有する第２のブリッジ回路を含み、前記複数の温度センサー部のうちの第１の温度センサー部は、前記ブリッジ回路である第１のブリッジ回路の配置領域に配置され、前記複数の温度センサー部のうちの第２の温度センサー部は、前記第２のブリッジ回路の配置領域に配置されてもよい。 In one embodiment of the present invention, a second bridge circuit including a high-side transistor and a low-side transistor is included, and the first temperature sensor unit of the plurality of temperature sensor units is the bridge circuit. The second temperature sensor unit may be arranged in the arrangement region of the first bridge circuit, and the second temperature sensor unit of the plurality of temperature sensor units may be arranged in the arrangement region of the second bridge circuit.
このようにすれば、第１のブリッジ回路での過電流による過熱状態については、例えば第１の温度センサー部により検出し、第２のブリッジ回路での過電流による過熱状態については、例えば第２の温度センサー部により検出することなどが可能になる。 In this way, the overheat state due to overcurrent in the first bridge circuit is detected by, for example, the first temperature sensor unit, and the overheat state due to overcurrent in the second bridge circuit is, for example, second It can be detected by the temperature sensor unit.
本発明の一態様では、前記複数の温度センサー部のうちの第３の温度センサー部は、前記第１のブリッジ回路と前記第２のブリッジ回路の間に配置されてもよい。 In one aspect of the present invention, a third temperature sensor unit of the plurality of temperature sensor units may be disposed between the first bridge circuit and the second bridge circuit.
このようにすれば、第１、第２のブリッジ回路の配置領域に分散配置された第１、第２、第３の温度センサー部での温度検出結果に基づいて、過熱検出を行うことが可能になる。 In this way, overheat detection can be performed based on the temperature detection results of the first, second, and third temperature sensor units distributed in the arrangement region of the first and second bridge circuits. become.
本発明の一態様では、前記過熱検出部は、前記複数の温度センサー部のうちの第１の温度センサー部からの第１の温度検出信号と、前記複数の温度センサー部のうちの第２の温度センサー部からの第２の温度検出信号に基づいて、過熱検出を行ってもよい。 In one aspect of the present invention, the overheat detection unit includes a first temperature detection signal from a first temperature sensor unit of the plurality of temperature sensor units, and a second of the plurality of temperature sensor units. Overheat detection may be performed based on the second temperature detection signal from the temperature sensor unit.
このようにすれば、第１の温度センサー部からの第１の温度検出信号と、第２の温度センサー部からの第２の温度検出信号の両方を用いて、過熱検出を行うことが可能になる。従って、１つの温度センサー部からの温度検出信号に基づいて過熱検出を行う場合に比べて、過熱検出の検出性能等を向上できる。 In this way, overheat detection can be performed using both the first temperature detection signal from the first temperature sensor unit and the second temperature detection signal from the second temperature sensor unit. Become. Therefore, the detection performance of overheat detection can be improved as compared with the case where overheat detection is performed based on the temperature detection signal from one temperature sensor unit.
本発明の一態様では、前記過熱検出部は、前記第１の温度検出信号と前記第２の温度検出信号との比較結果に基づいて、過熱検出を行ってもよい。 In one aspect of the present invention, the overheat detection unit may perform overheat detection based on a comparison result between the first temperature detection signal and the second temperature detection signal.
このようにすれば、第１の温度センサー部からの第１の温度検出信号と第２の温度センサー部からの第２の温度検出信号の比較処理により、過熱検出を行うことができるため、回路装置の複数の位置での温度差等を利用した過熱検出を実現できるようになる。 In this way, the overheat detection can be performed by the comparison processing of the first temperature detection signal from the first temperature sensor unit and the second temperature detection signal from the second temperature sensor unit. It becomes possible to realize overheat detection using temperature differences at a plurality of positions of the apparatus.
本発明の一態様では、前記過熱検出部は、前記複数の温度センサー部から時分割に入力される温度検出信号に基づいて、過熱検出を行ってもよい。 In one aspect of the present invention, the overheat detection unit may perform overheat detection based on a temperature detection signal input in a time division manner from the plurality of temperature sensor units.
このようにすれば、複数の温度センサー部から時分割に入力される温度検出信号に基づいて、過熱検出のための種々の判定処理を行うことが可能になり、より高い検出性能の過熱検出を実現できるようになる。 In this way, various determination processes for overheat detection can be performed based on temperature detection signals input in a time-sharing manner from a plurality of temperature sensor units, and overheat detection with higher detection performance can be performed. Can be realized.
本発明の一態様では、前記ハイサイド側のトランジスターと前記ローサイド側のトランジスターは、ＤＭＯＳ構造のトランジスターであり、前記温度センサー部は、ＤＭＯＳ構造のトランジスターのボディダイオードにより形成されてもよい。 In one aspect of the present invention, the high-side transistor and the low-side transistor may be DMOS transistors, and the temperature sensor unit may be formed of a body diode of a DMOS transistor.
このようにすれば、ブリッジ回路を構成するトランジスターのＤＭＯＳ構造を有効活用して、温度センサー部の温度検出素子であるボディダイオードを実現できるようになる。 In this way, a body diode that is a temperature detection element of the temperature sensor unit can be realized by effectively utilizing the DMOS structure of the transistors constituting the bridge circuit.
本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の回路装置を含む電子機器に関係する。 Another aspect of the present invention relates to an electronic apparatus including any one of the circuit devices described above.
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are indispensable as means for solving the present invention. Not necessarily.
１．回路装置の構成
図１に本実施形態の回路装置の構成例を示す。図１は本実施形態の回路装置の平面視での回路配置例を示す図である。具体的には、回路装置（半導体チップ）の基板に直交する方向での平面視における回路のレイアウト配置を示す図である。
1. Configuration of Circuit Device FIG. 1 shows a configuration example of a circuit device according to this embodiment. FIG. 1 is a diagram illustrating a circuit arrangement example in a plan view of the circuit device according to the present embodiment. Specifically, it is a diagram showing a circuit layout arrangement in a plan view in a direction orthogonal to a substrate of a circuit device (semiconductor chip).
本実施形態の回路装置は、ブリッジ回路１０とアナログ回路２８を含む。またドライバー回路１８や制御回路２０を含むことができる。なお本実施形態の回路装置は図１の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
The circuit device of this embodiment includes a
ブリッジ回路１０は、ハイサイド側のトランジスター（例えば後述する図４のＱ１、Ｑ３）とローサイド側のトランジスター（Ｑ２、Ｑ４）を有する。ブリッジ回路１０は、駆動対象であるモーター（例えば直流モーター）への駆動電流を出力する回路である。なお、ブリッジ回路１０の詳細な構成及び動作については図４等を用いて後述する。また、以下では、回路装置が、モーターを駆動するモータードライバーである場合を例にとり説明するが、本実施形態の回路装置の駆動対象はモーターには限定されず、インダクター（コイル）を有する様々な素子、デバイスを駆動対象とすることができる。
The
ドライバー回路１８は、ブリッジ回路１０のプリドライバーである。具体的にはドライバー回路１８は、ブリッジ回路１０のハイサイド側のトランジスター、ローサイド側のトランジスターの駆動信号を出力する。例えば、ブリッジ回路１０のハイサイド側のトランジスターのゲートに第１の駆動信号と第３の駆動信号を出力し、ローサイド側のトランジスターのゲートに第２の駆動信号と第４の駆動信号を出力する。
The
アナログ回路２８は、本実施形態の回路装置においてアナログ信号を処理するための回路である。このアナログ回路２８は、後述する図４の検出回路３０等を含む。また基準電圧生成回路、バイアス電流生成回路、発振回路等を含むことができる。
The
制御回路２０は、本実施形態の回路装置において例えばデジタル信号（ロジック信号）を処理する回路である。例えば制御回路２０は、ブリッジ回路１０のハイサイド側のトランジスター及びローサイド側のトランジスターのオン・オフ制御を行う。また回路装置の全体制御のための処理などを行う。
The
そして本実施形態では、回路装置は、ブリッジ回路１０と、少なくとも１つの温度センサー部ＴＳと、過熱検出部ＯＨＤを含む。温度センサー部ＴＳは温度検出を行って、温度検出信号を出力する。例えば温度センサー部ＴＳの配置場所での温度の検出を行い、例えば温度に応じて変化する電圧信号を、温度検出信号として出力する。過熱検出部ＯＨＤは、温度センサー部ＴＳからの温度検出信号に基づいて過熱検出を行う。例えば、温度検出信号に対応する温度が、過熱状態と判定される温度に達したか否かを判断する。そして過熱状態と判定された場合には、例えばブリッジ回路１０のハイサイド側、ローサイド側のトランジスターをオフにする過熱保護動作が行われる。例えば過熱状態と判定された場合には、過熱検出部ＯＨＤが、シャットダウン信号（過熱検出信号）を制御回路２０に出力し、これを受けた制御回路２０が、ブリッジ回路１０のハイサイド側、ローサイド側のトランジスターをオフにする制御を行う。
In the present embodiment, the circuit device includes a
このように本実施形態の回路装置では、温度センサー部ＴＳと過熱検出部ＯＨＤを設けることで、ブリッジ回路１０に過電流が流れた場合に、これを検知できる。そして、ブリッジ回路１０のトランジスターをオフにして、ブリッジ回路１０によるモーター等の駆動対象の駆動を停止することで、過熱保護動作を実現する。
Thus, in the circuit device according to the present embodiment, when the temperature sensor unit TS and the overheat detection unit OHD are provided, this can be detected when an overcurrent flows in the
ところが、温度センサー部ＴＳによる温度の検出が遅れると、過熱保護動作が行われる前に、過熱により回路装置が破壊してしまうなどの事態が発生するおそれがある。 However, if the temperature detection by the temperature sensor unit TS is delayed, there is a possibility that the circuit device may be destroyed due to overheating before the overheat protection operation is performed.
例えば図２に、本実施形態の比較例における温度センサー部ＴＳの配置例を示す。図２の比較例では、温度センサー部ＴＳ及び過熱検出部ＯＨＤがアナログ回路２８の配置領域に配置されている。即ち、温度センサー部ＴＳ及び過熱検出部ＯＨＤはアナログ信号を処理するための回路であり、アナログ回路用の電源が供給されて動作する。このため、温度センサー部ＴＳ及び過熱検出部ＯＨＤは、制御回路２０やドライバー回路１８の配置領域ではなく、アナログ回路２８の配置領域に配置されていた。また、後述するようにブリッジ回路１０を構成するハイサイド側やローサイド側のトランジスターは高耐圧トランジスター（ＤＭＯＳ）により実現される。一方、温度センサー部ＴＳを構成する温度検出素子（バイポーラートランジスター、ダイオード等）には高耐圧は要求されない。従って、これまでは、温度センサー部ＴＳが、ブリッジ回路１０の配置領域に配置されることはなかった。
For example, FIG. 2 shows an arrangement example of the temperature sensor unit TS in the comparative example of the present embodiment. In the comparative example of FIG. 2, the temperature sensor unit TS and the overheat detection unit OHD are arranged in the arrangement region of the
一方、モーター等の駆動対象を駆動する回路装置では、高耐圧トランジスターで構成されるブリッジ回路１０において大きな電流（例えば数百ｍＡ〜数Ａ）が流れる。従って、ブリッジ回路１０のトランジスターに不具合が発生して過電流が流れると、この過電流を原因とする過熱で、トランジスターの破壊や信頼性低下などの問題が生じてしまう。
On the other hand, in a circuit device that drives an object to be driven such as a motor, a large current (for example, several hundred mA to several A) flows in the
しかしながら、図２の比較例の配置では、温度センサー部ＴＳは、過熱の発生源となる可能性が高いブリッジ回路１０から遠い距離に配置されている。従って、ブリッジ回路１０に過電流が流れて、過熱状態になった場合にも、温度センサー部ＴＳの温度検出が遅れてしまう。そして、温度検出が遅れると、過熱検出部ＯＨＤによる過熱保護動作の開始が遅れてしまい、過電流による過熱により、ブリッジ回路１０のトランジスターが破壊等してしまうおそれがある。
However, in the arrangement of the comparative example of FIG. 2, the temperature sensor unit TS is arranged at a distance far from the
そこで本実施形態では、図１に示すように、温度センサー部ＴＳを、ブリッジ回路１０に近い距離の位置に配置（レイアウト配置）している。具体的には、温度センサー部ＴＳを、過熱検出部ＯＨＤに比べて、ブリッジ回路１０に近い位置に配置している。例えば回路装置の基板に直交する平面視において、温度センサー部ＴＳを、過熱検出部ＯＨＤに比べて、ブリッジ回路１０に、より近い位置に配置する。別の言い方をすれば、温度センサー部ＴＳを、ドライバー回路１８に比べて、ブリッジ回路１０に近い位置に配置する。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the temperature sensor unit TS is arranged (layout arrangement) at a position close to the
例えば、温度センサー部ＴＳとブリッジ回路１０の間の距離をＬＡ１とし、過熱検出部ＯＨＤとブリッジ回路１０の間の距離をＬＡ２としたとする。この場合に本実施形態では、ＬＡ１＜ＬＡ２となる位置に、温度センサー部ＴＳが配置される。またドライバー回路１８とブリッジ回路１０の間の距離をＬＡ３とした場合に、ＬＡ１＜ＬＡ３となる位置に、温度センサー部ＴＳが配置される。なお、回路間（ブロック間）の距離は、例えば回路（ブロック）の中心位置間（代表位置間）の距離を用いることができる。中心位置は、例えば回路（ブロック）が四角形（多角形）である場合には例えば４つの頂点（複数の頂点）の中心位置である。
For example, assume that the distance between the temperature sensor unit TS and the
なお図１では、回路装置（半導体チップ）の第１の端辺ＳＤ１から、対向する第２の端辺ＳＤ２へと向かう方向を、第１の方向ＤＲ１とし、第１の方向ＤＲ１の反対方向を第２の方向ＤＲ２としている。また回路装置の第３の端辺ＳＤ３から、対向する第４の端辺ＳＤ４へと向かう方向を、第３の方向ＤＲ３とし、第３の方向ＤＲ３の反対方向を第４の方向ＤＲ４としている。第３、第４の方向ＤＲ３、ＤＲ４は、第１、第２の方向ＤＲ１、ＤＲ２に交差（直交）する方向である。 In FIG. 1, the direction from the first end SD1 of the circuit device (semiconductor chip) to the second end SD2 facing the first end DR1 is defined as a first direction DR1, and the direction opposite to the first direction DR1 is defined as the first direction DR1. The second direction DR2. A direction from the third end SD3 of the circuit device toward the fourth end SD4 facing the third end DR4 is defined as a third direction DR3, and a direction opposite to the third direction DR3 is defined as a fourth direction DR4. The third and fourth directions DR3 and DR4 are directions that intersect (orthogonal) the first and second directions DR1 and DR2.
この場合に図１では、ブリッジ回路１０の第１方向ＤＲ１側にドライバー回路１８が設けられ、ドライバー回路１８の第１の方向ＤＲ１側にアナログ回路２８が設けられる。またアナログ回路２８の第１方向ＤＲ１側に、制御回路２０が設けられる。そして、温度センサー部ＴＳは、この第１の方向ＤＲ１において、過熱検出部ＯＨＤに比べてブリッジ回路１０に近い位置に配置される。
In this case, in FIG. 1, the
このように本実施形態では、温度センサー部ＴＳが、ブリッジ回路１０から近い位置に配置される。従って、ブリッジ回路１０に過電流が流れて、過熱状態になった場合に、ブリッジ回路１０から近い位置の温度センサー部ＴＳにより、この過熱状態の温度を短時間で検出できるようになる。そして、過熱検出部ＯＨＤによる過熱保護動作を直ぐに開始して、例えばブリッジ回路１０のトランジスターをオフにして、過電流が流れるのを停止できるようになる。この結果、ブリッジ回路１０に過電流が流れることによる過熱により、回路装置（ＩＣ）が破壊されたり、信頼性が低下してしまうなどの事態の発生を効果的に抑制できる。即ち、過熱保護機能を短時間で動作させて、回路装置が破壊等に至る過熱を防止して、モーター等の駆動対象の安定したモーター駆動制御を実現することが可能になる。
Thus, in the present embodiment, the temperature sensor unit TS is disposed at a position close to the
また図１では、温度センサー部ＴＳはブリッジ回路１０の配置領域に配置される。ここで、温度センサー部ＴＳがブリッジ回路１０の配置領域に配置されるとは、例えば、温度センサー部ＴＳの温度検出素子（バイポーラートランジスター、ダイオード等）の周囲の少なくとも二方（或いは三方又は四方）の隣接領域に、ブリッジ回路１０を構成するハイサイド側やローサイド側のトランジスターが配置されていることを意味している。即ち、温度センサー部ＴＳの配置位置には、ブリッジ回路１０のハイサイド側やローサイド側のトランジスターは形成されておらず、温度検出素子が形成されている。そして、その温度検出素子の周囲（隣接領域）に、ブリッジ回路１０のトランジスターが形成される。例えば図１では、温度センサー部ＴＳの配置領域には温度検出素子が形成され、その温度検出素子の例えば第２の方向ＤＲ２側や第３方向ＤＲ３側や第４の方向ＤＲ４側の隣接領域に、ブリッジ回路１０のトランジスターが形成されている。
In FIG. 1, the temperature sensor unit TS is disposed in the region where the
このように温度センサー部ＴＳをブリッジ回路１０の配置領域に配置すれば、ブリッジ回路１０のトランジスターの過電流による過熱を、最短の時間で検出できるようになる。即ち、この過熱状態の温度を即座に検出して、過熱保護動作を最短の時間で開始できるようになる。従って、過熱によるトランジスターの破壊や信頼性低下をより効果的に抑制することが可能になる。
If the temperature sensor unit TS is arranged in the arrangement region of the
なお、ブリッジ回路１０のハイサイド側やローサイド側のトランジスターは、制御回路２０等を構成するトランジスターよりも高耐圧のトランジスターで形成される。具体的にはブリッジ回路１０のトランジスターはＤＭＯＳ（Double-diffused Metal Oxide Semiconductor）構造のトランジスターとなっている。そして温度センサー部ＴＳを、この高耐圧トランジスターのプロセス（ＤＭＯＳプロセス）により形成する場合には、温度センサー部ＴＳの配置領域には、この高耐圧トランジスターのプロセスによる温度検出素子が形成されることになる。例えば、後述する図１９に示すように、高耐圧プロセス（ＤＭＯＳ）を使用した場合に、温度センサー部ＴＳは、ＤＭＯＳ構造のトランジスターのボディダイオードＤＢ（温度検出素子）により、構成してもよい。
Note that the high-side and low-side transistors of the
また、図１では、ブリッジ回路１０の配置領域の内側に温度センサー部ＴＳを配置しているが、図３に示すように、ブリッジ回路１０の配置領域の外側（配置領域の周囲）に温度センサー部ＴＳを配置してもよい。例えば図３では、後述する低電位側の電源ＶＳＳのパッドＰＤ１、ＰＤ２に接続される電源線の下方に、温度センサー部ＴＳが配置されている。このようにブリッジ回路１０の外側に温度センサー部ＴＳを配置したとしても、ブリッジ回路１０から近い距離に温度センサー部ＴＳを配置すれば、ブリッジ回路１０の過電流による過熱を、短い時間で検出することが可能になり、過熱によるトランジスターの破壊や信頼性低下を抑制できる。また図３では、電源ＶＳＳの下方に温度センサー部ＴＳが配置されている。従って、温度センサー部ＴＳに対して低インピーダンスで電源ＶＳＳを供給できるため、後述するようにノイズによる過熱検出の検出精度の低下を効果的に抑制できる。
In FIG. 1, the temperature sensor unit TS is arranged inside the arrangement area of the
また図１において、ブリッジ回路１０の配置領域のうち、過熱検出部ＯＨＤ（ドライバー回路、制御回路）から遠い第１の端辺ＳＢ１に沿った領域を、第１の端辺側領域ＡＲ１とする。また、過熱検出部ＯＨＤ（ドライバー回路、制御回路）から近い第２の端辺ＳＢ２に沿った領域を、第２の端辺側領域ＡＲ２とする。第１の端辺側領域ＡＲ１は、ブリッジ回路１０の中心位置を基準として第１の方向ＤＲ１側の端辺領域である。第２の端辺側領域ＡＲ２は、ブリッジ回路１０の中心位置を基準として第２の方向ＤＲ２側の端辺領域である。これらの第１、第２の各端辺側領域ＡＲ１、ＡＲ２は、各端辺の内側の所定幅の領域である。
In FIG. 1, a region along the first edge SB1 far from the overheat detection unit OHD (driver circuit, control circuit) in the arrangement region of the
この場合に図１では、温度センサー部ＴＳは第２の端辺側領域ＡＲ２に配置される。即ち、ブリッジ回路１０の中心位置（代表位置）に対して、第１の方向ＤＲ１側の領域に温度センサー部ＴＳが配置されている。
In this case, in FIG. 1, the temperature sensor unit TS is arranged in the second end side area AR2. That is, the temperature sensor unit TS is arranged in a region on the first direction DR1 side with respect to the center position (representative position) of the
また図１に示すように、回路装置は、低電位側の電源ＶＳＳ（例えばＧＮＤ）が供給される低電位側電源のパッドＰＤ１、ＰＤ２を有する。例えばパッドＰＤ１は、回路装置（半導体チップ）の第３の端辺ＳＤ３に沿ったＩ／Ｏ領域に配置される。パッドＰＤ２は、回路装置の第３の端辺ＳＤ３に対向する第４の端辺ＳＤ４に沿ったＩ／Ｏ領域に配置される。例えば図１において、パッドＰＤ３は、後述する図４のセンス抵抗ＲＳの一端に電気的に接続するためのパッドであり、ローサイド側のトランジスターＱ２、Ｑ４のソースに接続され、電圧ＶＳに設定される。このため回路装置の第１の端辺ＳＤ１に沿ったＩ／Ｏ領域には、電源ＶＳＳのパッドは配置されておらず、センス抵抗ＲＳ用のパッドＰＤ３が配置されている。そして電源ＶＳＳのパッドＰＤ１、ＰＤ２は、回路装置の第３、第４の端辺ＳＤ３、ＳＤ４に沿ったＩ／Ｏ領域に配置されている。 Further, as shown in FIG. 1, the circuit device includes pads PD1 and PD2 of low potential side power supplies to which a low potential side power supply VSS (for example, GND) is supplied. For example, the pad PD1 is arranged in the I / O region along the third end SD3 of the circuit device (semiconductor chip). The pad PD2 is arranged in the I / O region along the fourth end side SD4 facing the third end side SD3 of the circuit device. For example, in FIG. 1, a pad PD3 is a pad for electrically connecting to one end of a sense resistor RS of FIG. 4 to be described later, and is connected to the sources of the low-side transistors Q2 and Q4 and set to the voltage VS. . For this reason, in the I / O region along the first end side SD1 of the circuit device, the pad of the power supply VSS is not disposed, and the pad PD3 for the sense resistor RS is disposed. The pads PD1 and PD2 of the power supply VSS are arranged in the I / O region along the third and fourth ends SD3 and SD4 of the circuit device.
なお、パッドＰＤ１、ＰＤ２は、低電位側の電源ＶＳＳを供給する電源線により接続されている。このＶＳＳの電源線はブリッジ回路１０とドライバー回路１８の間の領域に配線されている。この電源線の下には、回路装置の基板を基板電位（例えばＶＳＳ＝ＧＮＤ）に設定するためのガード領域を形成することができる。
The pads PD1 and PD2 are connected by a power supply line that supplies a power supply VSS on the low potential side. The VSS power supply line is wired in a region between the
そして図１では、温度センサー部ＴＳは、ブリッジ回路１０のローサイド側のトランジスターに比べて、低電位側電源ＶＳＳのパッドＰＤ１、ＰＤ２に近い位置に配置される。例えば、温度センサー部ＴＳとパッドＰＤ１（ＰＤ２）との距離をＬＢ１とし、ブリッジ回路１０とパッドＰＤ１（ＰＤ２）との距離をＬＢ２とした場合に、ＬＢ１＜ＬＢ２となる位置に、温度センサー部ＴＳが配置される。なお図１では、温度センサー部ＴＳは、パッドＰＤ１とＰＤ２から等距離（略等距離）の位置に配置されているが、温度センサー部ＴＳを、パッドＰＤ２に比べてパッドＰＤ１に近い位置に配置したり、パッドＰＤ１に比べてパッドＰＤ２に近い位置に配置してもよい。
In FIG. 1, the temperature sensor unit TS is disposed closer to the pads PD <b> 1 and PD <b> 2 of the low potential side power source VSS than the low side transistors of the
後述の図４〜図６に示すように、ブリッジ回路１０では、チャージ期間とディケイ期間の切り替え期間において、大きなノイズが発生する。そして、このようなノイズが発生すると、過熱の検出精度が低下する。例えば後述する図７、図８において、温度センサー部ＴＳの温度検出電圧ＶＴＤと基準電圧ＶＲＥＦの交わる点が、過熱状態の温度として判定されるが、ブリッジ回路１０で大きなノイズが発生すると、過熱判定の検出精度が低下してしまう。例えば温度センサー部ＴＳの温度検出電圧ＶＴＤが、ブリッジ回路１０のノイズが原因で揺らいでしまうと、過熱判定の検出精度が低下する。従って、温度センサー部ＴＳに対しては、なるべく低インピーダンスで電源ＶＳＳ（ＧＮＤ）を供給することが望ましい。また、ブリッジ回路１０においては、ハイサイド側のトランジスターに比べて、ローサイド側のトランジスターの方が、より大きなノイズの発生源になる。従って、ローサイド側のトランジスターのノイズが、温度センサー部ＴＳになるべく伝達されないようにすることが望まれる。
As shown in FIGS. 4 to 6 described later, in the
この点、図１では、温度センサー部ＴＳは、ブリッジ回路１０の第２の端辺側領域ＡＲ２に配置されている。即ち、電源ＶＳＳのパッドＰＤ１、ＰＤ２から近い位置に配置されている。従って、温度センサー部ＴＳに対して、低インピーダンスで電源ＶＳＳ（ＧＮＤ）を供給できる。この結果、ブリッジ回路１０で大きなノイズが発生した場合にも、このノイズによる過熱判定の検出精度の低下を最小限に抑えることができ、過熱保護の検出性能を向上できる。また図１では、温度センサー部ＴＳは、ブリッジ回路１０の第２の端辺側領域ＡＲ２に配置されている。即ち、ハイサイド側のトランジスターに比べて、ローサイド側のトランジスターから遠い位置に配置されている。従って、ローサイド側のトランジスターで大きなノイズが発生しても、このノイズの発生源から遠い位置に温度センサー部ＴＳが配置されているため、当該ノイズが温度センサー部ＴＳに伝達するのを最小限に抑えることできる。この結果、ローサイド側のトランジスターで大きなノイズが発生した場合にも、このノイズによる過熱判定の検出精度の低下を最小限に抑えることができ、過熱保護の検出性能を向上できる。
In this regard, in FIG. 1, the temperature sensor unit TS is disposed in the second end side area AR <b> 2 of the
例えば、前述のように、ローサイド側のトランジスターに近い回路装置の第１の端辺ＳＤ１に沿ったＩ／Ｏ領域には、センス抵抗ＲＳの一端に電気的に接続するためのパッドＰＤ３は配置されているが、電源ＶＳＳのパッドは配置されていない。従って、温度センサー部ＴＳを、第１の端辺側領域ＡＲ１に配置すると、電源ＶＳＳを低インピーダンスで供給するのが難しくなる問題があるが、温度センサー部ＴＳを第２の端辺側領域ＡＲ２に配置することで、この問題を解消できる。 For example, as described above, the pad PD3 for electrically connecting to one end of the sense resistor RS is disposed in the I / O region along the first end SD1 of the circuit device close to the low-side transistor. However, the pad of the power supply VSS is not arranged. Accordingly, when the temperature sensor unit TS is arranged in the first end side region AR1, it is difficult to supply the power supply VSS with low impedance. However, the temperature sensor unit TS is not connected to the second end side region AR2. This problem can be solved by arranging in.
また本実施形態の回路装置は、ブリッジ回路１０のハイサイド側やローサイド側のトランジスターに駆動信号を出力するドライバー回路１８を有する。またブリッジ回路１０のハイサイド側やローサイド側のトランジスターのオン・オフ制御を行う制御回路２０を有する。そして温度センサー部ＴＳは、ドライバー回路１８に比べて、ブリッジ回路１０に近い位置に配置される。また温度センサー部ＴＳは、制御回路２０に比べて、ブリッジ回路１０に近い位置に配置される。即ち、ドライバー回路１８とブリッジ回路１０の距離や制御回路２０とブリッジ回路１０の距離よりも、温度センサー部ＴＳとブリッジ回路１０の距離の方が短くなるように、温度センサー部ＴＳが配置される。このようにすれば、ドライバー回路１８や制御回路２０よりも、ブリッジ回路１０に近い側である第２の方向ＤＲ２側に、温度センサー部ＴＳが配置されて、温度センサー部ＴＳとブリッジ回路１０の距離を短くできる。従って、ブリッジ回路１０での過電流による過熱状態の発生時に、近い距離にある温度センサー部ＴＳによる温度を検出できるため、過熱保護の検出性能を向上でき、適正な過熱保護動作を実現できるようになる。
In addition, the circuit device of the present embodiment includes a
２．詳細な回路構成例
図４に本実施形態の回路装置の詳細な回路構成例を示す。図４の回路装置は、ブリッジ回路１０、ドライバー回路１８、制御回路２０、検出回路３０、過熱保護回路４０を含む。なお本実施形態の回路装置は図４の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
2. Detailed Circuit Configuration Example FIG. 4 shows a detailed circuit configuration example of the circuit device of this embodiment. 4 includes a
ブリッジ回路１０は、ハイサイド側のトランジスターＱ１、Ｑ３とローサイド側のトランジスターＱ２、Ｑ４を有する。ブリッジ回路１０は、モーター１００（例えば直流モーター）への駆動電流を出力する回路であり、図４ではＨブリッジの回路構成となっている。ハイサイド側のトランジスターＱ１、Ｑ３は例えばＰ型（広義には第１導電型）のトランジスターであり、ローサイド側のトランジスターＱ２、Ｑ４は例えばＮ型（広義には第２導電型）のトランジスターである。ハイサイド側のトランジスターとは、ローサイド側のトランジスターよりも高電位電源側に接続されるトランジスターである。ローサイド側のトランジスターとは、ハイサイド側のトランジスターよりも低電位電源側に接続されるトランジスターである。なおトランジスターＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４の全てがＮ型のトランジスターであってもよい。またＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４のソース・ドレイン間には図示しないボディダイオード（寄生ダイオード）が存在する。
The
ハイサイド側のトランジスターＱ１、Ｑ３のソースは、高電位側の電源ＶＢＢ（第１の電源）のノードに接続される。ローサイド側のトランジスターＱ２、Ｑ４のソースは、センス抵抗ＲＳの一端が接続されるノードＮ３に接続される。ノードＮ３は、例えば、回路装置の端子を介して、外付け部品であるセンス抵抗ＲＳの一端に接続される。 The sources of the high-side transistors Q1 and Q3 are connected to the node of the high-potential-side power supply VBB (first power supply). The sources of the low-side transistors Q2 and Q4 are connected to a node N3 to which one end of the sense resistor RS is connected. The node N3 is connected to one end of a sense resistor RS that is an external component, for example, via a terminal of the circuit device.
トランジスターＱ１のドレインとトランジスターＱ２のドレインは、外部のモーター１００（広義には駆動対象）の一端に接続されるノードＮ１に接続される。ノードＮ１は、回路装置の端子を介して、外部のモーター１００の一端に接続される。
The drain of the transistor Q1 and the drain of the transistor Q2 are connected to a node N1 connected to one end of the external motor 100 (drive target in a broad sense). The node N1 is connected to one end of the
トランジスターＱ３のドレインとトランジスターＱ４のドレインは、モーター１００の他端に接続されるノードＮ２に接続される。ノードＮ２は、回路装置の端子を介してモーター１００の他端に接続される。
The drain of the transistor Q3 and the drain of the transistor Q4 are connected to a node N2 connected to the other end of the
検出回路３０は、ブリッジ回路１０に流れる電流を検出する。例えばセンス抵抗ＲＳの一端の電圧ＶＳを検出することで、チャージ期間でのチャージ電流を検出する。例えば電圧ＶＳと低電位側の電源ＶＳＳ（例えばＧＮＤ）の電圧の電圧差（センス抵抗ＲＳの一端の電圧と他端の電圧の電圧差）を検出することで、チャージ電流を検出する。なお検出回路３０として、電圧ＶＳとＶＳＳの電圧との電圧差を検出する第１の検出回路と、電圧ＶＳを検出する第２の検出回路を設ける構成としてもよい。
The
検出回路３０は、基準電圧生成回路３２とＤ／Ａ変換回路ＤＡＣと比較回路ＣＰ（コンパレーター）を含む。基準電圧生成回路３２は、定電圧の基準電圧ＶＲＦを生成する。Ｄ／Ａ変換回路ＤＡＣは、基準電圧ＶＲＦを受けて、設定データに基づき可変に変化する基準電圧ＶＲを生成する。比較回路ＣＰは、第１の入力端子（非反転入力端子）に基準電圧ＶＲが入力され、第２の入力端子（反転入力端子）に、センス抵抗ＲＳの一端の電圧である電圧ＶＳが入力され、検出結果信号ＲＱを出力する。例えば後述するようにチョッピング電流は、比較回路ＣＰに入力される基準電圧ＶＲにより決まるため、Ｄ／Ａ変換回路ＤＡＣを用いて基準電圧ＶＲを変化させることで、モーター１００のトルクを制御できる。
The
制御回路２０は、検出回路３０での検出結果に基づいて、ハイサイド側のトランジスターＱ１、Ｑ３及びローサイド側のトランジスターＱ２、Ｑ４のオン・オフ制御を行う。具体的には、検出回路３０からの検出結果信号ＲＱに基づいて、ＰＷＭ信号である制御信号ＩＮ１、ＩＮ２、ＩＮ３、ＩＮ４を生成する。これらの制御信号ＩＮ１、ＩＮ２、ＩＮ３、ＩＮ４によりチャージ期間の長さが制御される。
The
ドライバー回路１８は、制御回路２０からの制御信号ＩＮ１、ＩＮ２、ＩＮ３、ＩＮ４をバッファリングして、駆動信号ＤＧ１、ＤＧ２、ＤＧ３、ＤＧ４をトランジスターＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４のゲートに出力する。ドライバー回路１８は、制御信号ＩＮ１、ＩＮ２、ＩＮ３、ＩＮ４をバッファリングして駆動信号ＤＧ１、ＤＧ２、ＤＧ３、ＤＧ４を出力するプリドライバーＰＲ１、ＰＲ２、ＰＲ３、ＰＲ４を有する。
The
過熱保護回路４０は温度センサー部ＴＳと過熱検出部ＯＨＤを有し、過熱保護動作を行う。例えば過熱保護回路４０は、温度センサー部ＴＳの温度検出結果に基づいて、温度が過熱保護開始（過熱検出）の設定温度（例えば１５０度）に達したと判断された場合に、シャットダウン信号ＳＴＤを制御回路２０に出力する。そして、シャットダウン信号ＳＴＤを受けた制御回路２０は、例えばブリッジ回路１０のトランジスターＱ１〜Ｑ４をオフにする制御を行って、ブリッジ回路１０をシャットダウンして、過熱保護を実現する。このようにすることで、何らかの事情により、ブリッジ回路１０等での発熱が異常に高くなった場合に、ブリッジ回路１０を適切にシャットダウンできるようになる。なお、ブリッジ回路１０のＱ１〜Ｑ４の各トランジスターのゲート・ソース間に過熱保護用トランジスターを設け、過熱保護開始の設定温度に達したと判断された場合に、これらの過熱保護用トランジスターにオンにすることで、過熱保護動作を実現してもよい。
The
次に図５（Ａ）、図５（Ｂ）を用いて本実施形態の回路装置のブリッジ回路１０の動作について説明する。
Next, the operation of the
図５（Ａ）に示すように、チャージ期間では、トランジスターＱ１、Ｑ４がオンになる。これにより、高電位側の電源ＶＢＢからトランジスターＱ１、モーター１００（モーターコイル）、トランジスターＱ４を介して低電位側の電源ＶＳＳ（ＧＮＤ）に、チャージ電流ＩＣが流れる。 As shown in FIG. 5A, in the charge period, the transistors Q1 and Q4 are turned on. As a result, the charge current IC flows from the power source VBB on the high potential side to the power source VSS (GND) on the low potential side via the transistor Q1, the motor 100 (motor coil), and the transistor Q4.
一方、ディケイ期間では、図５（Ｂ）に示すように、トランジスターＱ２、Ｑ３がオンになり、電源ＶＳＳからトランジスターＱ２、モーター１００、トランジスターＱ３を介して電源ＶＢＢに、ディケイ電流ＩＤが流れる。これらのチャージ電流ＩＣ、ディケイ電流ＩＤは、いずれもモーター１００の正極側端子から負極側端子へと流れることになる。
On the other hand, in the decay period, as shown in FIG. 5B, the transistors Q2 and Q3 are turned on, and a decay current ID flows from the power supply VSS to the power supply VBB via the transistor Q2, the
そして図４に示すように、トランジスターＱ２、Ｑ４のソースが接続されるノードＮ３と電源ＶＳＳのノードとの間にはセンス抵抗ＲＳが設けられており、比較回路ＣＰが、ノードＮ３の電圧ＶＳと基準電圧ＶＲとを比較する。そして図６に示すように、制御回路２０は、ブリッジ回路１０に流れるチョッピング電流ＩＣＰを一定に保つチョッピング動作の制御を行う。具体的には制御回路２０は、チョッピング電流ＩＣＰが一定になるようにＰＷＭ信号（ＩＮ１〜ＩＮ４）のパルス幅を制御し、そのＰＷＭ信号に基づいて、トランジスターＱ１〜Ｑ４のオン・オフが制御される。
As shown in FIG. 4, a sense resistor RS is provided between the node N3 to which the sources of the transistors Q2 and Q4 are connected and the node of the power supply VSS, and the comparison circuit CP is connected to the voltage VS of the node N3. The reference voltage VR is compared. As shown in FIG. 6, the
例えば図６のタイミングｔ０でモーター１００の駆動が開始されると、図５（Ａ）に示すチャージ期間となり、トランジスターＱ１、Ｑ４がオンになり、トランジスターＱ２、Ｑ３がオフになる。これにより、電源ＶＢＢからトランジスターＱ１、モーター１００、トランジスターＱ４を介して電源ＶＳＳへと、駆動電流（チャージ電流ＩＣ）が流れる。そしてタイミングｔ１で、モーター１００の駆動電流がチョッピング電流ＩＣＰに達すると、ディケイ期間ＴＤ１に切り替わる。具体的には、駆動電流が大きくなり、ノードＮ３の電圧ＶＳが基準電圧ＶＲを越えると、比較回路ＣＰの比較結果信号ＲＱがローレベルからハイレベルになり、タイミングｔ１でディケイ期間ＴＤ１に切り替わる。このタイミングｔ１でのモーター１００の駆動電流がチョッピング電流ＩＣＰであり、電圧ＶＳの検出によりチョッピング電流ＩＣＰが検出されたことになる。
For example, when the driving of the
ディケイ期間ＴＤ１に切り替わると、図５（Ｂ）に示すように、トランジスターＱ２、Ｑ３がオンになり、トランジスターＱ１、Ｑ４がオフになる。これにより、電源ＶＳＳからトランジスターＱ２、モーター１００、トランジスターＱ３を介して電源ＶＢＢへと、駆動電流（ディケイ電流ＩＤ）が流れる。このディケイ期間ＴＤ１では、図６に示すようにモーター１００の駆動電流は時間経過とともに減少して行く。
When switching to the decay period TD1, as shown in FIG. 5B, the transistors Q2 and Q3 are turned on and the transistors Q1 and Q4 are turned off. As a result, a drive current (decay current ID) flows from the power supply VSS to the power supply VBB via the transistor Q2, the
そして制御回路２０は、例えばタイマー（カウンター回路）等を用いて、ディケイ期間ＴＤ１の開始から所定時間が経過したことを検出し、ディケイ期間ＴＤ１からチャージ期間ＴＣ１に切り替える。チャージ期間ＴＣ１では、モーター１００の駆動電流が増加し、チョッピング電流ＩＣＰに達すると、再びディケイ期間ＴＤ２に切り替わる。以降、これを繰り返すことで、駆動電流のピーク電流であるチョッピング電流ＩＣＰが一定になるような制御が行われて、モーター１００の回転速度が一定に保たれる。
The
なお、以上では、ブリッジ回路１０がＨブリッジ型である場合について説明したが、本実施形態はこれに限定されず、ブリッジ回路１０はハーフブリッジ型であってもよい。この場合にはブリッジ回路１０としてトランジスターＱ３、Ｑ４は設けられず、トランジスターＱ１、Ｑ２が設けられることになる。また、以上では、回路装置が、モーター１００を駆動するモータードライバーである場合を例にとり説明したが、本実施形態の回路装置の駆動対象はモーター１００には限定されず、インダクター（コイル）を有する様々な素子、デバイスを駆動対象とすることができる。また図４ではセンス抵抗ＲＳの一端の電圧ＶＳを検出することで、ブリッジ回路１０のトランジスターＱ１〜Ｑ４のオン・オフ制御を行う例について説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えばセンス抵抗ＲＳを用いずにブリッジ回路１０に流れる電流を検出して、トランジスターＱ１〜Ｑ４のオン・オフ制御を行うようにしてもよい。
In addition, although the case where the
図４の回路装置では、ブリッジ回路１０がチョッピング電流によりモーター１００を駆動する際に、ブリッジ回路１０を構成するトランジスターＱ１〜Ｑ４のドレインには大電流が流れる。この大電流は、チョッピング動作によりオン・オフしたりその流れる向きが反転するため、ブリッジ回路１０のトランジスターＱ１〜Ｑ４のドレイン電圧は大きく電位変動する。このような電位変動が発生すると、この電位変動がノイズとなって、過熱保護回路４０の過熱保護動作に不具合が生じるおそれがある。
In the circuit device of FIG. 4, when the
例えば図５（Ｂ）のディケイ期間では、ディケイ電流ＩＤが、低電位側の電源ＶＳＳから、トランジスターＱ２、モーター１００、トランジスターＱ３を介して、高電位側の電源ＶＢＢに流れる。従って、ローサイド側のトランジスターＱ２のドレイン（ノードＮ１）に対して、電源ＶＳＳ（ＧＮＤ）に対して負側の電位となる負電圧が印加されてしまう。このため、Ｎ型のトランジスターＱ２の領域に形成される寄生ダイオードが順バイアス状態になって、基板の電位が大きく変動するノイズが発生する。このノイズによって、例えば温度センサー部ＴＳが悪影響を受けて、適正な過熱の温度検出を実現できなくなる。即ち、過熱保護開始の設定温度（例えば１５０度）に達しているのに、過熱保護動作を開始することができなくなり、ブリッジ回路１０のトランジスターの破壊や信頼性の低下などの問題を招くおそれがある。
For example, in the decay period of FIG. 5B, the decay current ID flows from the low potential side power supply VSS to the high potential side power supply VBB via the transistor Q2, the
この点、図１では、電源ＶＳＳのパッドＰＤ１、ＰＤ２に近い位置であり、大きなノイズ源であるローサイド側のトランジスターＱ２、Ｑ４から遠い位置に、温度センサー部ＴＳが配置されている。従って、ローサイド側のトランジスターＱ２、Ｑ４において大きなノイズが発生した場合にも、それによる温度検出の精度の低下等を最小限に抑えることが可能になり、適正な過熱保護動作を実現できるようになる。 In this regard, in FIG. 1, the temperature sensor unit TS is disposed at a position near the pads PD1 and PD2 of the power supply VSS and at a position far from the low-side transistors Q2 and Q4 that are large noise sources. Accordingly, even when a large noise occurs in the low-side transistors Q2 and Q4, it is possible to minimize a decrease in temperature detection accuracy and the like, and an appropriate overheat protection operation can be realized. .
３．過熱保護回路
図７に、過熱保護回路４０の詳細な構成例を示す。なお過熱保護回路４０は図７の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。例えば図７ではバイポーラートランジスターを用いて温度検出を行っているが、ダイオード等の他の温度検出素子を用いて温度検出を行うようにしてもよい。
3. Overheat Protection Circuit FIG. 7 shows a detailed configuration example of the
図７に示すように、過熱保護回路４０は温度センサー部ＴＳと過熱検出部ＯＨＤを含む。温度センサー部ＴＳは、電流源ＩＳ（電流源回路）と、バイポーラートランジスターＢＰ１、ＢＰ２を含む。電流源ＩＳは、高電位側の電源ＶＤＤのノードと温度センサー部ＴＳの出力ノードＮＢ１との間に設けられる。バイポーラートランジスターＢＰ１、ＢＰ２は、温度センサー部ＴＳの出力ノードＮＢ１と低電位側の電源ＶＳＳのノードとの間に直列に設けられる。バイポーラートランジスターＢＰ１、ＢＰ２は、そのコレクターとベースが接続されるダイオード接続となっており、例えばＣＭＯＳのラテラルバイポーラーにより実現できる。なお、電流源ＩＳは、温度センサー部ＴＳの構成要素であってもよいし、過熱検出部ＯＨＤの構成要素であってもよい。即ち、図７において温度センサー部ＴＳは少なくともバイポーラートランジスターＢＰ１、ＢＰ２（広義には温度検出素子）を含むものであればよい。
As shown in FIG. 7, the
過熱検出部ＯＨＤは、比較回路ＣＰＢ（コンパレーター）と基準電圧生成回路５０を含む。比較回路ＣＰＢは、その第１の入力端子（＋：非反転入力端子）に、温度センサー部ＴＳからの温度検出電圧ＶＴＤが入力され、その第２の入力端子（−：反転入力端子）に、基準電圧生成回路５０からの基準電圧ＶＲＥＦが入力される。
The overheat detection unit OHD includes a comparison circuit CPB (comparator) and a reference
基準電圧生成回路５０は、定電圧源５２と抵抗ＲＢ１、ＲＢ２、ＲＢ３とトランジスターＴＢ１を含む。定電圧源５２は定電圧ＶＲＢを生成する。抵抗ＲＢ１、ＲＢ２、ＲＢ３は、定電圧ＶＲＢの供給ノードＮＢ３と電源ＶＳＳのノードＮＢ６との間に直列に設けられる。そして、抵抗ＲＢ１とＲＢ２の間のノードＮＢ４に生成された基準電圧ＶＲＥＦが、比較回路ＣＰＢの第２の入力端子（−）に入力される。
The reference
Ｎ型のトランジスターＴＢ１は、抵抗ＲＢ３の両端のノードＮＢ５、ＮＢ６の間に設けられ、そのゲートに比較回路ＣＰＢからのシャットダウン信号ＳＴＤが入力される。シャットダウン信号ＳＴＤがＬレベルの場合には、トランジスターＴＢ１はオフになり、ノードＮＢ４には、基準電圧ＶＲＥＦ＝ＶＲＥＦＨ＝ＶＲＢ×｛（ＲＢ２＋ＲＢ３）／（ＲＢ１＋ＲＢ２＋ＲＢ３）｝が生成される。シャットダウン信号ＳＴＤがＨレベルの場合には、トランジスターＴＢ１がオンになることで、抵抗ＲＢ３がバイパスされ、ノードＮＢ４には、基準電圧ＶＲＥＦ＝ＶＲＥＦＬ＝ＶＲＢ×｛（ＲＢ２／（ＲＢ１＋ＲＢ２）｝が生成される。ここでＶＲＥＦＨ＞ＶＲＥＦＬとなるように、抵抗ＲＢ１、ＲＢ２、ＲＢ３の抵抗値が設定されている。 The N-type transistor TB1 is provided between nodes NB5 and NB6 at both ends of the resistor RB3, and a shutdown signal STD from the comparison circuit CPB is input to the gate thereof. When the shutdown signal STD is at L level, the transistor TB1 is turned off, and the reference voltage VREF = VREFH = VRB × {(RB2 + RB3) / (RB1 + RB2 + RB3)} is generated at the node NB4. When the shutdown signal STD is at the H level, the transistor TB1 is turned on to bypass the resistor RB3, and the reference voltage VREF = VREFL = VRB × {(RB2 / (RB1 + RB2)} is generated at the node NB4. Here, the resistance values of the resistors RB1, RB2, and RB3 are set so that VREFH> VREFL.
図８は、温度センサー部ＴＳの温度検出電圧ＶＴＤと基準電圧ＶＲＥＦの関係を示す図である。図８に示すように、温度検出電圧ＶＴＤは温度が上昇すると共に減少し、負の温度特性を有する。バイポーラートランジスターＢＰ１、ＢＰ２は、そのコレクターとベースが接続されるダイオード接続となっており、そのベース・エミッター間電圧Ｅｂｅは負の温度特性を有する。そして、温度検出電圧はＶＴＤ＝２×Ｅｂｅと表されるため、温度検出電圧ＶＴＤも負の温度特性を有する。一方、基準電圧ＶＲＥＦは温度が上昇しても一定となる平坦（フラット）な温度特性を有する。 FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the temperature detection voltage VTD of the temperature sensor unit TS and the reference voltage VREF. As shown in FIG. 8, the temperature detection voltage VTD decreases as the temperature rises and has a negative temperature characteristic. The bipolar transistors BP1 and BP2 are diode-connected with their collectors and bases connected, and the base-emitter voltage Ebe has negative temperature characteristics. Since the temperature detection voltage is expressed as VTD = 2 × Ebe, the temperature detection voltage VTD also has a negative temperature characteristic. On the other hand, the reference voltage VREF has a flat temperature characteristic that is constant even when the temperature rises.
そして図８では、過熱保護開始の設定温度は例えば１５０度に設定されており、設定温度＝１５０度よりも低い温度では、温度検出電圧はＶＴＤ＞ＶＲＥＦとなるため、シャットダウン信号ＳＴＤは非アクティブ（例えばＨレベル）になる。そして温度が設定温度＝１５０度を超えると、ＶＴＤ＜ＶＲＥＦとなるため、シャットダウン信号ＳＴＤはアクティブ（例えばＬレベル）になる。シャットダウン信号ＳＴＤがアクティブになると、制御回路２０はブリッジ回路１０の全てのトランジスターＱ１〜Ｑ４をオフにするシャットダウン動作を実行する。これにより過熱保護動作が実現される。
In FIG. 8, the set temperature for starting overheat protection is set to 150 degrees, for example. At a temperature lower than the set temperature = 150 degrees, the temperature detection voltage becomes VTD> VREF, and therefore the shutdown signal STD is inactive ( For example, H level). When the temperature exceeds the set temperature = 150 degrees, VTD <VREF is satisfied, and the shutdown signal STD becomes active (for example, L level). When the shutdown signal STD becomes active, the
なお、シャットダウン信号ＳＴＤが非アクティブ（Ｈレベル）の場合には、前述のようにトランジスターＴＢ１がオンになることで、ＶＲＥＦ＝ＶＲＥＦＬになる。一方、シャットダウン信号ＳＴＤが非アクティブからアクティブ（Ｌレベル）になると、トランジスターＴＢ１がオフになることで、ＶＲＥＦ＝ＶＲＥＦＨ＞ＶＲＥＦＬになる。このように図７の回路では、温度が過熱保護開始の設定温度を越え、シャットダウン信号ＳＴＤが非アクティブからアクティブになった場合に、基準電圧ＶＲＥＦがＶＲＥＦＬからＶＲＥＦＨに上昇する。これにより、過熱保護の検出にヒステリシス特性を持たせることができる。このようなヒステリシス特性を持たせることで、一旦、設定温度を超えた後に、雑音等によりシャットダウン信号ＳＴＤの電圧レベルが上昇したような場合にも、シャットダウン信号ＳＴＤはアクティブから非アクティブに変化しないようになるため、雑音耐性を向上できる。 When the shutdown signal STD is inactive (H level), the transistor TB1 is turned on as described above, so that VREF = VREFL. On the other hand, when the shutdown signal STD changes from inactive to active (L level), the transistor TB1 is turned off, so that VREF = VREFH> VREFL. As described above, in the circuit of FIG. 7, when the temperature exceeds the set temperature for starting overheat protection and the shutdown signal STD changes from inactive to active, the reference voltage VREF increases from VREFL to VREFH. Thereby, a hysteresis characteristic can be given to detection of overheat protection. By providing such a hysteresis characteristic, the shutdown signal STD does not change from active to inactive even when the voltage level of the shutdown signal STD rises due to noise or the like once the set temperature is exceeded. Therefore, noise resistance can be improved.
４．複数の温度センサー部の配置
図１では１つの温度センサー部が配置されていたが、本実施形態では複数の温度センサー部を回路装置に配置してもよい。例えば図９では、複数の温度センサー部のうちの第１の温度センサー部ＴＳ１は、ブリッジ回路１０のハイサイド側のトランジスター（Ｑ１、Ｑ３）の配置領域に配置されている。一方、第２の温度センサー部ＴＳ２は、ブリッジ回路１０のローサイド側のトランジスター（Ｑ２、Ｑ４）の配置領域に配置されている。
4). Arrangement of a plurality of temperature sensor units Although one temperature sensor unit is arranged in FIG. 1, a plurality of temperature sensor units may be arranged in the circuit device in the present embodiment. For example, in FIG. 9, the first temperature sensor unit TS <b> 1 among the plurality of temperature sensor units is arranged in the arrangement region of the high-side transistors (Q <b> 1 and Q <b> 3) of the
このようにすれば、例えばハイサイド側のトランジスターの過電流により過熱状態になった場合には、ハイサイド側のトランジスターに近い位置に配置される温度センサー部ＴＳ１により、その過熱状態を短時間で検出できるようになる。一方、ローサイド側のトランジスターの過電流により過熱状態になった場合には、ローサイド側のトランジスターに近い位置に配置される温度センサー部ＴＳ２により、その過熱状態を短時間で検出できるようになる。 In this way, for example, when the overheating state is caused by the overcurrent of the high-side transistor, the overheating state can be quickly reduced by the temperature sensor unit TS1 disposed near the high-side transistor. Can be detected. On the other hand, when an overheat state is caused by an overcurrent of the low-side transistor, the overheat state can be detected in a short time by the temperature sensor unit TS2 disposed near the low-side transistor.
例えば図１の配置構成では、ローサイド側のトランジスターの過電流により過熱状態になった場合に、ローサイド側のトランジスターから比較的遠い位置に配置される温度センサー部ＴＳにより過熱状態を検出する必要があるため、過熱状態の検出が遅れてしまう事態が生じるおそれがある。この点、図９の配置構成によれば、ローサイド側のトランジスターでの過熱を、より近い距離に配置される温度センサー部ＴＳ２により検出できるため、上記のような事態の発生を抑制できる。 For example, in the arrangement shown in FIG. 1, when an overcurrent occurs due to an overcurrent of the low-side transistor, it is necessary to detect the overheat state by the temperature sensor unit TS disposed at a position relatively far from the low-side transistor. Therefore, there is a possibility that the detection of the overheat state is delayed. In this regard, according to the arrangement configuration of FIG. 9, overheating in the low-side transistor can be detected by the temperature sensor unit TS <b> 2 arranged at a closer distance, so that the occurrence of the above situation can be suppressed.
また図９のようにハイサイド側のトランジスターの配置領域に温度センサー部ＴＳ１を配置し、ローサイド側のトランジスターの配置領域に温度センサー部ＴＳ２を配置すれば、各配置領域での温度を個別に検出して、保存することなどが可能になる。例えば、各温度センサー部ＴＳ１、ＴＳ２による過熱状態の検出結果を、回路装置の図示しない記憶部に保存する。このようにすれば、事後的に、ハイサイド側とローサイド側のトランジスターのいずれの配置領域で、過電流が発生したのかを特定できるようになり、信頼性の向上等の実現が可能になる。 As shown in FIG. 9, if the temperature sensor TS1 is arranged in the high-side transistor arrangement area and the temperature sensor TS2 is arranged in the low-side transistor arrangement area, the temperature in each arrangement area is detected individually. And can be saved. For example, the detection result of the overheat state by each temperature sensor unit TS1, TS2 is stored in a storage unit (not shown) of the circuit device. In this way, it becomes possible to specify whether an overcurrent has occurred in the arrangement region of the high-side transistor or the low-side transistor afterwards, and it becomes possible to improve reliability and the like.
なお図９では、温度センサー部ＴＳ１は、図１と同様に第２の端辺側領域ＡＲ２に配置されており、温度センサー部ＴＳ２は、第１の端辺側領域ＡＲ１ではなく、ハイサイド側のトランジスターの配置領域に近い領域ＡＲ３に配置されている。このようにすれば、温度センサー部ＴＳ１、ＴＳ２に対して、より低インピーダンスで電源ＶＳＳを供給できるようになるため、ノイズによる過熱の検出精度の低下を効果的に抑制できる。即ち、図８において、温度が過熱保護開始の設定温度付近になっている時に、図７の温度センサー部ＴＳへの電源ＶＳＳの供給ノードにノイズが乗ると、設定温度付近において温度検出電圧ＶＴＤが揺らいでしまい、過熱の検出精度が低下してしまう問題が発生するおそれがある。この点、上述のように、温度センサー部ＴＳに対して低インピーダンスで電源ＶＳＳを供給すれば、このような問題の発生を抑制できる。 In FIG. 9, the temperature sensor unit TS1 is disposed in the second end side region AR2 as in FIG. 1, and the temperature sensor unit TS2 is not in the first end side region AR1 but on the high side side. It is arranged in the area AR3 close to the arrangement area of the transistors. In this way, since the power supply VSS can be supplied to the temperature sensor units TS1 and TS2 with lower impedance, it is possible to effectively suppress a decrease in detection accuracy of overheating due to noise. That is, in FIG. 8, when noise is applied to the supply node of the power source VSS to the temperature sensor unit TS in FIG. 7 when the temperature is near the set temperature for starting overheat protection, the temperature detection voltage VTD is near the set temperature. There is a possibility that a problem occurs that the detection accuracy of overheating decreases due to fluctuation. In this regard, as described above, if the power supply VSS is supplied to the temperature sensor unit TS with a low impedance, the occurrence of such a problem can be suppressed.
図１０は、複数の温度センサー部の他の配置例を示す図である。図１０では、複数の温度センサー部のうちの第１の温度センサー部ＴＳ１は、ブリッジ回路１０の配置領域に配置される一方で、第２の温度センサー部ＴＳ２は、ブリッジ回路１０の配置領域の外側領域に配置されている。具体的には温度センサー部ＴＳ２は、アナログ回路２８の配置領域に配置されている。
FIG. 10 is a diagram illustrating another arrangement example of the plurality of temperature sensor units. In FIG. 10, the first temperature sensor unit TS <b> 1 among the plurality of temperature sensor units is arranged in the arrangement region of the
例えば過熱状態の検出を、図８のように絶対的な温度だけで検出しようとすると、検出速度が遅れてしまったり、検出精度に誤差が生じるおそれがある。 For example, if detection of the overheat state is attempted only with absolute temperature as shown in FIG. 8, the detection speed may be delayed or an error may occur in detection accuracy.
この点、図１０では、温度センサー部ＴＳ１での検出温度と温度センサー部ＴＳ２での検出温度の温度差に基づいて、過熱状態の検出を行うことが可能になる。例えば温度センサー部ＴＳ１からの第１の温度検出信号と、温度センサー部ＴＳ２からの第２の温度検出信号に基づいて、過熱検出を行うことが可能になる。即ち、ブリッジ回路１０のトランジスターで過電流が発生した場合には、まずブリッジ回路１０の配置領域で温度が上昇し、それに遅れて、アナログ回路２８の配置領域において温度が徐々に上昇して行く。従って、温度センサー部ＴＳ１での検出温度と温度センサー部ＴＳ２での検出温度と温度差を検出することで、効果的な過熱検出を実現できるようになる。即ち、温度センサー部ＴＳ１からの第１の温度検出信号と、温度センサー部ＴＳ２からの第２の温度検出信号との比較結果に基づいて、過熱検出を行うことが可能になる。そして、このように回路装置の複数の場所の温度差に基づいて過熱検出を行えば、検出速度や検出精度等の向上を期待できるようになり、よりインテリジェントな過熱検出を実現できる。例えば絶対的な温度を検出するのに時間を要する場合にも、相対的な温度差を検出することで、検出速度等の向上を図れるようになる。
In this regard, in FIG. 10, it is possible to detect an overheat state based on the temperature difference between the temperature detected by the temperature sensor unit TS1 and the temperature detected by the temperature sensor unit TS2. For example, overheat detection can be performed based on the first temperature detection signal from the temperature sensor unit TS1 and the second temperature detection signal from the temperature sensor unit TS2. That is, when an overcurrent is generated in the transistor of the
図１１に別の配置例を示す。図１１では、回路装置は、第１のブリッジ回路１０に加えて、ハイサイド側のトランジスターとローサイド側のトランジスターとを有する第２のブリッジ回路１２を有する。第１のブリッジ回路１０は第１のチャンネル用のブリッジ回路であり、第２のブリッジ回路１２は第２のチャンネル用のブリッジ回路である。図１１では、第１のブリッジ回路１０のローサイド側のトランジスターのソースと外部のセンス抵抗とを接続するためのパッドＰＤ３と、第２のブリッジ回路１２のローサイド側のトランジスターのソースと外部のセンス抵抗とを接続するためのパッドＰＤ４が配置されている。このように２チャンネルのブリッジ回路１０、１２を設ければ、１つの回路装置を用いて、同時に２つのモーターを駆動できるようになり、電子機器のコンパクト化や低コスト化を実現できる。また、２チャンネルのブリッジ回路１０、１２を設けることで、ステッピングモーターの１相駆動やマイクロステップ駆動などの実現も可能になる。
FIG. 11 shows another arrangement example. In FIG. 11, the circuit device includes a
そして図１１では、複数の温度センサー部のうちの第１の温度センサー部ＴＳ１は、第１のブリッジ回路１０の配置領域に配置され、第２の温度センサー部ＴＳ２は、第２のブリッジ回路１２の配置領域に配置されている。具体的には、温度センサー部ＴＳ１は、ブリッジ回路１０の第２の端辺ＳＢ２側の領域に配置され、温度センサー部ＴＳ２は、ブリッジ回路１２の第２の端辺ＳＣ２側の領域に配置される。
In FIG. 11, the first temperature sensor unit TS <b> 1 among the plurality of temperature sensor units is arranged in the arrangement region of the
図１１の配置例によれば、例えばブリッジ回路１０の過電流により過熱状態になった場合には、ブリッジ回路１０の配置領域に配置される温度センサー部ＴＳ１により、その過熱状態を短時間で検出できるようになる。一方、ブリッジ回路１２の過電流により過熱状態になった場合には、ブリッジ回路１２の配置領域に配置される温度センサー部ＴＳ２により、その過熱状態を短時間で検出できるようになる。また図１１の配置例によれば、各ブリッジ回路１０、１２の配置領域での温度を個別に検出して、保存することなどが可能になる。例えば、各温度センサー部ＴＳ１、ＴＳ２による過熱状態の検出結果を、回路装置の図示しない記憶部に保存する。このようにすれば、事後的に、第１のチャンネルのブリッジ回路１０と第２のチャンネルのブリッジ回路１２のいずれの配置領域で、過電流が発生したのかを特定できるようになり、信頼性の向上等を図れる。
According to the arrangement example of FIG. 11, for example, when the
図１２の更に別の配置例を示す。図１２では、複数の温度センサー部のうちの第３の温度センサー部ＴＳ３は、第１のブリッジ回路１０と第２のブリッジ回路１２の間に配置されている。このように、複数の温度センサーＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３を、ブリッジ回路１０、１２の配置領域に分散して配置すれば、ブリッジ回路１０、１２の配置領域の全体での平均温度等を測定することが可能になる。例えば温度センサー部ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３での温度検出電圧の平均化処理等を行って、過熱検出を行うことも可能になる。
FIG. 13 shows still another arrangement example of FIG. In FIG. 12, the third temperature sensor unit TS <b> 3 among the plurality of temperature sensor units is disposed between the
また、図１２の配置例では、複数の温度センサー部のうちの第４の温度センサー部ＴＳ４は、アナログ回路２８の領域に配置されている。即ち、温度センサー部ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３はブリッジ回路１０、１２の近くの位置に配置されているのに対して、温度センサー部ＴＳ４は、ブリッジ回路１０、１２から遠く離れた位置に配置されている。このようにすることで、温度センサー部ＴＳ４での検出温度と、温度センサー部ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３の各々での検出温度との温度差等を用いて、過熱検出を行うことが可能になり、検出精度や信頼性がより高い過熱検出を実現することが可能になる。
In the arrangement example of FIG. 12, the fourth temperature sensor unit TS <b> 4 among the plurality of temperature sensor units is arranged in the area of the
図１３に更に別の配置例を示す。図１３では、温度センサー部ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３、ＴＳ４については図１２と同様の位置に配置されている。そして温度センサー部ＴＳ５が、ブリッジ回路１０のローサイド側のトランジスターの配置領域に配置され、温度センサー部ＴＳ６が、ブリッジ回路１２のローサイド側のトランジスターの配置領域に配置されている。
FIG. 13 shows still another arrangement example. In FIG. 13, the temperature sensor units TS1, TS2, TS3, and TS4 are arranged at the same positions as in FIG. The temperature sensor unit TS5 is arranged in the low-side transistor arrangement region of the
このようにすれば、ブリッジ回路１０においては、ハイサイド側のトランジスター（ＱＢ１、ＱＢ３）の過電流で過熱状態になった場合には、温度センサー部ＴＳ１により過熱状態を短時間で検出できる。またローサイド側のトランジスター（ＱＢ２、ＱＢ４）の過電流で過熱状態になった場合には、温度センサー部ＴＳ２により過熱状態を短時間で検出できるようになる。
In this way, in the
またブリッジ回路１２においては、ハイサイド側のトランジスター（ＱＣ１、ＱＣ３）の過電流で過熱状態になった場合には、温度センサー部ＴＳ３により過熱状態を短時間で検出できる。ローサイド側のトランジスター（ＱＣ２、ＱＣ４）の過電流で過熱状態になった場合には、温度センサー部ＴＳ４により過熱状態を短時間で検出できるようになる。
Further, in the
また図１３では、ブリッジ回路１０、１２の配置領域において、温度センサー部ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３、ＴＳ５、ＴＳ６が更に満遍なく分散されて配置されるようになる。従って、これらの温度センサー部ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３、ＴＳ５、ＴＳ６での温度検出結果の平均化処理等を行うことで、検出精度等の更なる向上を図れるようになる。
In FIG. 13, the temperature sensor units TS1, TS2, TS3, TS5, and TS6 are further uniformly distributed in the arrangement region of the
図１４は、複数の温度センサー部ＴＳ１〜ＴＳｎ（ｎは２以上の整数）を回路装置に配置した場合の過熱保護回路４０の構成例を示す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of the
温度センサー部ＴＳ１〜ＴＳｎからの温度検出電圧ＶＴＤ１〜ＶＴＤｎは、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷｎを介して、比較回路ＣＰＢの第１の入力端子（＋）に入力される。具体的には、スイッチ制御回路６０が、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷｎのいずれかをオンにすると、オンになったスイッチ素子に接続された温度センサー部からの温度検出電圧が、比較回路ＣＰＢの第１の入力端子（＋）に入力される。例えばスイッチ素子ＳＷ１がオン状態になると、温度センサー部ＴＳ１からのＶＴＤ１が、温度検出電圧ＶＴＤとして比較回路ＣＰＢの第１の入力端子に入力され、基準電圧ＶＲＥＦとの比較処理が行われる。またスイッチ素子ＳＷ２がオンになると、温度センサー部ＴＳ２からのＶＴＤ２が、温度検出電圧ＶＴＤとして比較回路ＣＰＢの第１の入力端子に入力され、基準電圧ＶＲＥＦとの比較処理が行われる。即ち図１４では、過熱検出部ＯＨＤ（比較回路）は、複数の温度センサー部のうちの第１の温度センサー部（ＴＳ１）からの第１の温度検出信号（ＶＴＤ１）と、第２の温度センサー部（ＴＳ２）からの第２の温度検出信号（ＶＴＤ２）に基づいて、過熱検出を行っている。このようにすることで、各温度センサー部（ＴＳ１〜ＴＳｎ）での検出温度が、図８の過熱保護開始の設定温度（１５０度）を越えたか否かを判断できるようになる。
Temperature detection voltages VTD1 to VTDn from the temperature sensor units TS1 to TSn are input to the first input terminal (+) of the comparison circuit CPB via the switch elements SW1 to SWn. Specifically, when the
図１５は、図１４の詳細な実現構成例を示す図である。図１５では、図１４の温度センサー部ＴＳ１、ＴＳ２・・・ＴＳｎが、各々、バイポーラートランジスターＢＰ１１及びＢＰ２１、ＢＰ１２及びＢＰ２２・・・ＢＰ１ｎ及びＢＰ２ｎにより実現される。そしてバイポーラートランジスターＢＰ１１、ＢＰ１２・・・ＢＰ１ｎのコレクターが、スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２・・・ＳＷｎを介して電流源ＩＳに接続される。即ち、電流源ＩＳは、これらのバイポーラートランジスターＢＰ１１及びＢＰ２１、ＢＰ１２及びＢＰ２２・・・・ＢＰ１ｎ及びＢＰ２ｎに共用される。この場合に電流源ＩＳは、例えばアナログ回路２８の配置領域に配置され、例えば過熱検出部ＯＨＤの構成要素とすることができる。
FIG. 15 is a diagram illustrating a detailed implementation configuration example of FIG. 15, the temperature sensor units TS1, TS2,... TSn of FIG. 14 are realized by bipolar transistors BP11 and BP21, BP12 and BP22, ... BP1n and BP2n, respectively. The collectors of the bipolar transistors BP11, BP12... BP1n are connected to the current source IS via the switch elements SW1, SW2,. That is, the current source IS is shared by these bipolar transistors BP11 and BP21, BP12 and BP22... BP1n and BP2n. In this case, the current source IS is disposed, for example, in the region where the
図１６（Ａ）は、複数の温度センサー部ＴＳ１〜ＴＳｎを回路装置に配置した場合の過熱保護回路４０の他の構成例を示す図である。
FIG. 16A is a diagram illustrating another configuration example of the
スイッチ回路６２は、スイッチ制御回路６０のスイッチ制御により、温度センサー部ＴＳ１〜ＴＳｎのいずれか２つからの温度検出電圧を選択し、温度検出電圧ＶＴＤＡ、ＶＴＤＢとして出力する。
The
そして、過熱検出のための相対的な温度差の検出を行う第１の検出モードでは、スイッチ素子ＳＷＢがオンになり、スイッチ素子ＳＷＣ、ＳＷＯＦがオフになる。そして比較回路ＣＰＢは、温度検出電圧ＶＴＤＡと、温度検出電圧ＶＴＤＢにオフセット電圧ＶＯＦを加算した電圧を比較する。こうすることで、温度検出電圧ＶＴＤＡに対応する検出温度と、温度検出電圧ＶＴＤＢに対応する検出温度の差が、所定の温度差（オフセット電圧ＶＯＦに対応する温度差）になった場合に、それを検出できるようになる。 In the first detection mode for detecting a relative temperature difference for overheating detection, the switch element SWB is turned on and the switch elements SWC and SWOF are turned off. The comparison circuit CPB compares the temperature detection voltage VTDA with a voltage obtained by adding the offset voltage VOF to the temperature detection voltage VTDB. In this way, when the difference between the detected temperature corresponding to the temperature detection voltage VTDA and the detected temperature corresponding to the temperature detection voltage VTDB becomes a predetermined temperature difference (temperature difference corresponding to the offset voltage VOF), Can be detected.
例えばスイッチ回路６２により、温度センサー部ＴＳ１、ＴＳ２の温度検出電圧ＶＴＤ１、ＶＴＤ２が温度検出電圧ＶＴＤＡ、ＶＴＤＢとして選択されたとする。この場合には、第１の検出モードでは、温度センサー部ＴＳ１での検出温度と温度センサー部ＴＳ２での検出温度の差が、所定の温度差になったかを検出できるようになる。これにより、温度差に基づく過熱検出を実現できるようになり、検出速度や検出精度等の向上が可能になる。
For example, it is assumed that the temperature detection voltages VTD1 and VTD2 of the temperature sensor units TS1 and TS2 are selected as the temperature detection voltages VTDA and VTDB by the
一方、絶対的な過熱の温度検出を行う第２の検出モードでは、スイッチ素子ＳＷＣ、ＳＷＯＦがオンになり、スイッチ素子ＳＷＢがオフになる。またスイッチ回路６２は、温度センサー部ＴＳ１〜ＴＳｎのいずれか１つからの温度検出電圧を選択し、温度検出電圧ＶＴＤＡとして出力する。そして、比較回路ＣＰＢは、温度検出電圧ＶＴＤＡと、基準電圧生成回路５０からスイッチ素子ＳＷＣ、ＳＷＯＦを介して入力される基準電圧ＶＲＥＦとの比較処理を行う。こうすることで、図８で説明した絶対的な過熱の温度検出を実現できるようになる。即ち、各温度センサー部ＴＳ１〜ＴＳｎでの検出温度が、過熱保護開始の設定温度に達したか否かを検出できるようになる。
On the other hand, in the second detection mode in which absolute overheating temperature detection is performed, the switch elements SWC and SWOF are turned on and the switch element SWB is turned off. The
以上のように図１６（Ａ）の構成例を用いた手法によれば、過熱検出部ＯＨＤは、第１の温度センサー部（例えばＴＳ１）からの第１の温度検出信号（例えばＶＴＤ１）と、第２の温度センサー部（例えばＴＳ２）からの第２の温度検出信号（例えばＶＴＤ２）との比較結果に基づいて、過熱検出を行うことが可能になる。即ち、相対的な温度差の検出を行う第１の検出モードでの過熱検出が可能になり、検出速度や検出精度等の向上が可能になる。 As described above, according to the method using the configuration example of FIG. 16A, the overheat detection unit OHD includes the first temperature detection signal (for example, VTD1) from the first temperature sensor unit (for example, TS1), Based on the comparison result with the second temperature detection signal (for example, VTD2) from the second temperature sensor unit (for example, TS2), overheat detection can be performed. That is, overheat detection can be performed in the first detection mode in which a relative temperature difference is detected, and detection speed, detection accuracy, and the like can be improved.
この場合に図１６（Ｂ）のＣ１、Ｃ２、Ｃ３に示すように、過熱検出部ＯＨＤは、複数の温度センサー部ＴＳ１〜ＴＳｎから時分割に入力される温度検出信号に基づいて、過熱検出を行うことが望ましい。 In this case, as shown in C1, C2, and C3 of FIG. 16B, the overheat detection unit OHD detects overheat based on the temperature detection signals input in a time division manner from the plurality of temperature sensor units TS1 to TSn. It is desirable to do.
例えば図１６（Ｂ）のＣ１では、スイッチ回路６２が、温度センサー部ＴＳ４、ＴＳ１からの温度検出電圧（広義には温度検出信号）ＶＴＤ４、ＶＴＤ１を、各々、温度検出電圧ＶＴＤＡ、ＶＴＤＢとして選択する。これにより、過熱検出部ＯＨＤの比較回路ＣＰＢの第１の入力端子（＋）にはＶＴＤＡ＝ＶＴＤ４が入力され、第２の入力端子（−）にはＶＴＤＢ＝ＶＴＤ１＋ＶＯＦが入力される。そして、これらの温度検出電圧ＶＴＤＡ、ＶＴＤＢの比較処理を行うことで、過熱検出が行われる。即ち、温度センサー部ＴＳ４での検出温度と温度センサー部ＴＳ１での検出温度との温度差が、オフセット電圧ＶＯＦに対応する温度差を越えたか否かが判断され、越えた場合には過熱状態であると判定される。例えば図１３おいて、ブリッジ回路１０から距離が離れたアナログ回路２８の領域に配置された温度センサー部ＴＳ４での検出温度と、ブリッジ回路１０のハイサイド側トランジスターの領域に配置された温度センサー部ＴＳ１での検出温度との温度差が、所定の温度差を越えたか否かが判断される。そして、ブリッジ回路１０のハイサイド側のトランジスターで過電流が流れた場合には、温度センサー部ＴＳ１での検出温度が、温度センサー部ＴＳ４での検出温度よりも、時間的に先に上昇するため、両者の検出温度に温度差が生じる。過熱検出部ＯＨＤは、この温度差を検出することで、ブリッジ回路１０のハイサイド側のトランジスターの過電流により生じた過熱状態を検出できるようになる。
For example, in C1 of FIG. 16B, the
次に、図１６（Ｂ）のＣ２では、スイッチ回路６２が、温度センサー部ＴＳ４、ＴＳ２からの温度検出電圧ＶＴＤ４、ＶＴＤ２を、各々、温度検出電圧ＶＴＤＡ、ＶＴＤＢとして選択する。これにより、過熱検出部ＯＨＤの比較回路ＣＰＢの第１の入力端子にはＶＴＤＡ＝ＶＴＤ４が入力され、第２の入力端子にはＶＴＤＢ＝ＶＴＤ２＋ＶＯＦが入力される。そして、これらの温度検出電圧ＶＴＤＡ、ＶＴＤＢの比較処理を行うことで、過熱検出が行われる。例えば図１３おいて、アナログ回路２８の領域に配置された温度センサー部ＴＳ４での検出温度と、ブリッジ回路１２のハイサイド側トランジスターの領域に配置された温度センサー部ＴＳ２での検出温度との温度差が、所定の温度差を越えたか否かが判断される。そして、ブリッジ回路１２のハイサイド側のトランジスターで過電流が流れた場合には、温度センサー部ＴＳ２での検出温度が、温度センサー部ＴＳ４での検出温度よりも、時間的に先に上昇するため、両者の検出温度に温度差が生じる。過熱検出部ＯＨＤは、この温度差を検出することで、ブリッジ回路１２のハイサイド側のトランジスターの過電流により生じた過熱状態を検出できるようになる。
Next, in C2 of FIG. 16B, the
次に、図１６（Ｂ）のＣ３では、スイッチ回路６２が、温度センサー部ＴＳ４、ＴＳ５からの温度検出電圧ＶＴＤ４、ＶＴＤ５を、各々、温度検出電圧ＶＴＤＡ、ＶＴＤＢとして選択する。これにより、過熱検出部ＯＨＤの比較回路ＣＰＢの第１の入力端子にはＶＴＤＡ＝ＶＴＤ４が入力され、第２の入力端子にはＶＴＤＢ＝ＶＴＤ５＋ＶＯＦが入力される。そして、これらの温度検出電圧ＶＴＤＡ、ＶＴＤＢの比較処理を行うことで、過熱検出が行われる。例えば図１３おいて、アナログ回路２８の領域に配置された温度センサー部ＴＳ４での検出温度と、ブリッジ回路１０のローサイド側トランジスターの領域に配置された温度センサー部ＴＳ５での検出温度との温度差が、所定の温度差を越えたか否かが判断される。そして、ブリッジ回路１０のローサイド側のトランジスターで過電流が流れた場合には、温度センサー部ＴＳ５での検出温度が、温度センサー部ＴＳ４での検出温度よりも、時間的に先に上昇するため、両者の検出温度に温度差が生じる。過熱検出部ＯＨＤは、この温度差を検出することで、ブリッジ回路１０のローサイド側のトランジスターの過電流により生じた過熱状態を検出できるようになる。
Next, in C3 of FIG. 16B, the
以上のように、回路装置に複数の温度センサー部を配置し、これらの温度センサー部から時分割に入力された温度検出信号の比較処理を行うことで、回路装置の異なる場所での温度差等に基づく過熱検出が可能になり、過熱検出の検出精度や検出速度の向上を図れるようになる。 As described above, a plurality of temperature sensor units are arranged in the circuit device, and the temperature detection signals input in a time-sharing manner from these temperature sensor units are compared, so that temperature differences at different locations of the circuit device can be obtained. Based on this, overheat detection can be performed, and the detection accuracy and detection speed of overheat detection can be improved.
５．ＤＭＯＳ
本実施形態では、ブリッジ回路１０を構成するトランジスターＱ１〜Ｑ４として、ＤＭＯＳ（Double-diffused Metal Oxide Semiconductor）構造のトランジスターを用いている。また、ロジック回路２０、アナログ回路２８等を構成するトランジスターとしては、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）構造のトランジスターを用いている。
5. DMOS
In the present embodiment, a transistor having a double-diffused metal oxide semiconductor (DMOS) structure is used as the transistors Q1 to Q4 constituting the
図１７に、ローサイド側のトランジスター（Ｑ２、Ｑ４）の断面構造の例を示す。この例では、Ｐ型のシリコン基板上に、ローサイド側のトランジスターとしてＤＭＯＳ構造のＮ型トランジスターが形成される。 FIG. 17 shows an example of a cross-sectional structure of the low-side transistors (Q2, Q4). In this example, an N-type transistor having a DMOS structure is formed as a low-side transistor on a P-type silicon substrate.
具体的には、Ｐ型基板（Ｐｓｕｂ）にＮ型埋め込み層（ＮＢＬＡ）を形成し、その埋め込み層の上にＰ型エピタキシャル層を形成し、そのエピタキシャル層にＮ型ウェル（ＮＷＬＣ）を形成する。Ｎ型ウェルの上にＮ型拡散層を形成して、ＤＭＯＳ構造のＮ型トランジスターのドレインを形成する。また、Ｎ型ウェルの上にＰ型ウェル（ＰＢＤＡ）を形成し、そのＰ型ウェルの上にＮ型拡散層を形成して、ＤＭＯＳ構造のＮ型トランジスターのソースを形成する。ここでＰ型ウェル（ＰＢＤＡ）は、ソースに接続されたＰ型拡散層によりソース電圧と同電位に設定される。 Specifically, an N-type buried layer (NBLA) is formed on a P-type substrate (Psub), a P-type epitaxial layer is formed on the buried layer, and an N-type well (NNLC) is formed in the epitaxial layer. . An N-type diffusion layer is formed on the N-type well to form a drain of an N-type transistor having a DMOS structure. Further, a P-type well (PBDA) is formed on the N-type well, and an N-type diffusion layer is formed on the P-type well to form a source of an N-type transistor having a DMOS structure. Here, the P-type well (PBDA) is set to the same potential as the source voltage by the P-type diffusion layer connected to the source.
またＰ型基板（Ｐｓｕｂ）は、ＶＳＳの電圧（ＧＮＤ）に設定される。ＤＭＯＳ構造のＮ型トランジスターのドレインは、Ｎ型領域（Ｎ型拡散層）に接続され、その下のＮ型層（ＮＷＬＣ、ＮＢＬＡ）を介してＰ型基板に接するので、ドレインとＰ型基板との間には寄生ダイオードＤｐ１が生じている。 The P-type substrate (Psub) is set to the VSS voltage (GND). The drain of the N-type transistor having the DMOS structure is connected to the N-type region (N-type diffusion layer) and is in contact with the P-type substrate through the N-type layers (NWLC and NBLA) thereunder. Between, a parasitic diode Dp1 is generated.
図１８に、ハイサイド側のトランジスター（Ｑ１、Ｑ３）の断面構造の例を示す。この例では、Ｐ型のシリコン基板上に、ハイサイド側のトランジスターとしてＤＭＯＳ構造のＰ型トランジスターが形成される。 FIG. 18 shows an example of a cross-sectional structure of the high-side transistors (Q1, Q3). In this example, a P-type transistor having a DMOS structure is formed as a high-side transistor on a P-type silicon substrate.
具体的には、Ｐ型基板（Ｐｓｕｂ）にＮ型埋め込み層（ＮＢＬＡ）を形成し、その埋め込み層の上にＰ型エピタキシャル層を形成し、そのエピタキシャル層にＮ型ウェル（ＮＷＬＣ）を形成する。Ｎ型ウェルの上にＰ型ウェル（ＰＤＰＭ）を形成し、そのＰ型ウェルの上にＰ型拡散層を形成して、ＤＭＯＳ構造のＰ型トランジスターのドレインを形成する。また、Ｎ型ウェル（ＮＷＬＣ）の上に更にＮ型ウェル（ＮＷＬＢ）を形成し、そのＮ型ウェルの上にＮ型拡散層とＰ型拡散層を形成して、ＤＭＯＳ構造のＰ型トランジスターのソースを形成する。ここでＮ型ウェル（ＮＷＬＢ）は、ソースに接続されたＮ型拡散層によりソース電圧と同電位に設定される。 Specifically, an N-type buried layer (NBLA) is formed on a P-type substrate (Psub), a P-type epitaxial layer is formed on the buried layer, and an N-type well (NNLC) is formed in the epitaxial layer. . A P-type well (PDPM) is formed on the N-type well, a P-type diffusion layer is formed on the P-type well, and the drain of the P-type transistor having the DMOS structure is formed. Further, an N-type well (NWLB) is formed on the N-type well (NWLC), and an N-type diffusion layer and a P-type diffusion layer are formed on the N-type well. Form a source. Here, the N-type well (NWLB) is set to the same potential as the source voltage by the N-type diffusion layer connected to the source.
またＰ型基板（Ｐｓｕｂ）はＶＳＳの電圧（ＧＮＤ）に設定される。その上のＮ型領域（Ｎ型層ＮＷＬＣ、ＮＢＬＡ）は、ソースのＮ型ウェル（ＮＷＬＢ）を介して電源電圧ＶＢＢに設定される。ドレインはＰ型領域（Ｐ型拡散層）に接続され、その下のＰ型層（ＰＤＰＭ）を介してＮ型領域に接するので、ドレインとＮ型領域との間には寄生ダイオードＤｐ２が生じている。 The P-type substrate (Psub) is set to the VSS voltage (GND). The N-type region (N-type layers NWLC and NBLA) thereabove is set to the power supply voltage VBB via the source N-type well (NWBB). Since the drain is connected to the P-type region (P-type diffusion layer) and contacts the N-type region via the P-type layer (PDPM) therebelow, a parasitic diode Dp2 is generated between the drain and the N-type region. Yes.
以上のように本実施形態では、図１７、図１８に示すように、ブリッジ回路１０（１２）のハイサイド側のトランジスターとローサイド側のトランジスターとして、ＤＭＯＳ構造のトランジスターを用いている。この場合に本実施形態では、温度センサー部ＴＳを、ＤＭＯＳ構造のトランジスターのボディダイオードにより形成することができる。即ち、温度センサー部ＴＳの温度検出素子を、ＤＭＯＳ構造のトランジスターのボディダイオードにより実現する。 As described above, in the present embodiment, as shown in FIGS. 17 and 18, DMOS transistors are used as the high-side transistor and the low-side transistor of the bridge circuit 10 (12). In this case, in the present embodiment, the temperature sensor part TS can be formed by a body diode of a DMOS transistor. That is, the temperature detection element of the temperature sensor unit TS is realized by a body diode of a DMOS transistor.
例えば図１９は、図１７と同様にＤＭＯＳ構造のＮ型のトランジスターの断面図に相当する。そして図１９のＡ１に示すように、このトランジスターＴＲのゲートとソースを接続し、トランジスターＴＲのソースとドレインの間に形成されるボディダイオードＤＢを、温度センサー部ＴＳの温度検出素子として用いる。 For example, FIG. 19 corresponds to a cross-sectional view of an N-type transistor having a DMOS structure as in FIG. Then, as shown by A1 in FIG. 19, the gate and source of this transistor TR are connected, and the body diode DB formed between the source and drain of the transistor TR is used as the temperature detection element of the temperature sensor unit TS.
即ち図１９において、トランジスターＴＲのゲートとソースを接続することで、このトランジスターＴＲのチャネルは形成されないようになり、このソース及びゲートは、ボディダイオードＤＢのアノード（Ａ）になる。一方、トランジスターＴＲのドレインは、ボディダイオードＤＢのカソード（Ｋ）になり、アノードからカソードへの方向が順方向となるボディダイオードＤＢが形成される。別の言い方をすれば、Ｐ型拡散層を介してソースに電気的に接続されるＰ型領域（ＰＢＤＡ）がアノードになり、Ｎ型拡散層を介してドレインに電気的に接続されるＮ型領域（ＮＷＬＣ、ＮＢＬＡ）がカソードになるボディダイオードＤＢが形成される。 That is, in FIG. 19, by connecting the gate and source of the transistor TR, the channel of the transistor TR is not formed, and the source and gate become the anode (A) of the body diode DB. On the other hand, the drain of the transistor TR becomes the cathode (K) of the body diode DB, and the body diode DB in which the direction from the anode to the cathode is the forward direction is formed. In other words, the P-type region (PBDA) electrically connected to the source via the P-type diffusion layer becomes the anode, and the N-type electrically connected to the drain via the N-type diffusion layer. A body diode DB whose region (NWLC, NBLA) serves as a cathode is formed.
このボディダイオードＤＢは、図８と同様に負の温度特性を有する。従って、図７のバイポーラートランジスターＢＰ１、ＢＰ２の代わりに、ＤＭＯＳ構造のトランジスターＴＲのボディダイオードＤＢを用いることで、過熱検出のための温度センサー部ＴＳの温度検出素子を実現できるようになる。 This body diode DB has negative temperature characteristics as in FIG. Accordingly, by using the body diode DB of the transistor TR having the DMOS structure instead of the bipolar transistors BP1 and BP2 in FIG. 7, it is possible to realize the temperature detection element of the temperature sensor unit TS for overheat detection.
６．電子機器
図２０に、本実施形態の回路装置２００（モータードライバー）が適用された電子機器の構成例を示す。電子機器は、処理部３００、記憶部３１０、操作部３２０、入出力部３３０、回路装置２００、これらの各部を接続するバス３４０、モーター２８０を含む。以下ではモーター駆動によりヘッドや紙送りを制御するプリンターを例にとり説明するが、本実施形態はこれに限定されず、種々の電子機器に適用可能である。
6). Electronic Device FIG. 20 shows a configuration example of an electronic device to which the circuit device 200 (motor driver) of this embodiment is applied. The electronic device includes a
入出力部３３０は例えばＵＳＢコネクターや無線ＬＡＮ等のインターフェースで構成され、画像データや文書データが入力される。入力されたデータは、例えばＤＲＡＭ等の内部記憶装置である記憶部３１０に記憶される。操作部３２０により印刷指示を受け付けると、処理部３００は、記憶部３１０に記憶されたデータの印刷動作を開始する。処理部３００は、データの印刷レイアウトに合わせて回路装置２００（モータードライバー）に指示を送り、回路装置２００は、その指示に基づいてモーター２８０を回転させ、ヘッドの移動や紙送りを行う。
The input /
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語（第１導電型、第２導電型、駆動対象、温度検出素子、温度検出信号等）と共に記載された用語（Ｐ型、Ｎ型、モーター、バイポーラートランジスター、温度検出電圧等）は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。また回路装置の構成、動作及び配置構成等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。 Although the present embodiment has been described in detail as described above, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention. For example, in the specification or the drawings, terms (P-type, at least once) that are described together with different terms (first conductivity type, second conductivity type, driving target, temperature detection element, temperature detection signal, etc.) in a broader sense or the same meaning. N-type, motor, bipolar transistor, temperature detection voltage, etc.) may be replaced by the different terms anywhere in the specification or drawings. All combinations of the present embodiment and the modified examples are also included in the scope of the present invention. Further, the configuration, operation, arrangement, and the like of the circuit device are not limited to those described in the present embodiment, and various modifications can be made.
Ｑ１、Ｑ３ ハイサイド側トランジスター、Ｑ２、Ｑ４ ローサイド側トランジスター、ＰＲ１〜ＰＲ４ プリドライバー、ＤＡＣ Ｄ／Ａ変換回路、ＣＰ 比較回路、
ＤＧ１〜ＤＧ４ 駆動信号、ＩＮ１〜ＩＮ４ 制御信号、ＲＳ センス抵抗、
ＰＤ１〜ＰＤ３ パッド、ＴＳ、ＴＳ１〜ＴＳ６ 温度センサー部、
ＯＨＤ 過熱検出部、ＳＤ１〜ＳＤ４、ＳＢ１〜ＳＢ４、ＳＣ１〜ＳＣ４ 端辺、
ＢＰ１、ＢＰ２、ＢＰ１１〜ＢＰ２ｎ バイポーラートランジスター、
ＩＳ 電流源、ＣＰＢ 比較回路、ＴＳ１〜ＴＳｎ 温度センサー部、
ＳＷ１〜ＳＷｎ、ＳＷＢ、ＳＷＣ、ＳＷＯＦ スイッチ素子、
ＴＢ１、ＴＲ トランジスター、ＤＢ ボディダイオード、
１０、１２ ブリッジ回路、１８ ドライバー回路、２０ 制御回路、
２８ アナログ回路、３０ 検出回路、３２ 基準電圧生成回路、
４０ 過熱保護回路、５０ 基準電圧生成回路、５２ 定電圧源、
６０ スイッチ制御回路、１００ モーター、２００ 回路装置、
３００ 処理部、３１０ 記憶部、３２０ 操作部、３３０ 入出力部、
Q1, Q3 High-side transistor, Q2, Q4 Low-side transistor, PR1 to PR4 pre-driver, DAC D / A conversion circuit, CP comparison circuit,
DG1 to DG4 drive signal, IN1 to IN4 control signal, RS sense resistor,
PD1-PD3 pad, TS, TS1-TS6 temperature sensor,
OHD overheat detection part, SD1-SD4, SB1-SB4, SC1-SC4 end side,
BP1, BP2, BP11-BP2n bipolar transistors,
IS current source, CPB comparison circuit, TS1-TSn temperature sensor,
SW1-SWn, SWB, SWC, SWOF switching element,
TB1, TR transistor, DB body diode,
10, 12 bridge circuit, 18 driver circuit, 20 control circuit,
28 analog circuit, 30 detection circuit, 32 reference voltage generation circuit,
40 overheat protection circuit, 50 reference voltage generation circuit, 52 constant voltage source,
60 switch control circuit, 100 motor, 200 circuit device,
300 processing unit, 310 storage unit, 320 operation unit, 330 input / output unit,
Claims (17)
少なくとも１つの温度センサー部と、
前記温度センサー部からの温度検出信号に基づいて過熱検出を行う過熱検出部と、
を含み、
前記温度センサー部は、
前記過熱検出部に比べて、前記ブリッジ回路に近い位置に配置されることを特徴とする回路装置。 A bridge circuit having a high-side transistor and a low-side transistor;
At least one temperature sensor;
An overheat detection unit that performs overheat detection based on a temperature detection signal from the temperature sensor unit;
Including
The temperature sensor unit is
The circuit device is arranged closer to the bridge circuit than the overheat detection unit.
前記温度センサー部は、
前記ブリッジ回路の配置領域に配置されることを特徴とする回路装置。 In claim 1,
The temperature sensor unit is
A circuit device arranged in an arrangement region of the bridge circuit.
少なくとも１つの温度センサー部と、
前記温度センサー部からの温度検出信号に基づいて過熱検出を行う過熱検出部と、
を含み、
前記温度センサー部は、
前記ブリッジ回路の配置領域に配置されることを特徴とする回路装置。 A bridge circuit having a high-side transistor and a low-side transistor;
At least one temperature sensor;
An overheat detection unit that performs overheat detection based on a temperature detection signal from the temperature sensor unit;
Including
The temperature sensor unit is
A circuit device arranged in an arrangement region of the bridge circuit.
前記ブリッジ回路の配置領域のうち、前記過熱検出部から遠い第１の端辺に沿った領域を第１の端辺側領域とし、前記過熱検出部から近い第２の端辺に沿った領域を第２の端辺側領域とした場合に、
前記温度センサー部は前記第２の端辺側領域に配置されることを特徴とする回路装置。 In claim 2 or 3,
Of the arrangement region of the bridge circuit, a region along the first end side far from the overheat detection unit is defined as a first end side region, and a region along the second end side close to the overheat detection unit is defined. In the case of the second edge side region,
The circuit device, wherein the temperature sensor unit is disposed in the second end side region.
低電位側電源が供給される低電位側電源パッドを含み、
前記温度センサー部は、
前記ブリッジ回路の前記ローサイド側のトランジスターに比べて、前記低電位側電源パッドに近い位置に配置されることを特徴とする回路装置。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
Including a low potential side power supply pad to which a low potential side power supply is supplied,
The temperature sensor unit is
The circuit device, wherein the circuit device is disposed at a position closer to the low-potential-side power supply pad than the low-side transistor of the bridge circuit.
前記ブリッジ回路の前記ハイサイド側のトランジスター、前記ローサイド側のトランジスターに駆動信号を出力するドライバー回路を含み、
前記温度センサー部は、
前記ドライバー回路に比べて、前記ブリッジ回路に近い位置に配置されることを特徴とする回路装置。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
A driver circuit that outputs a drive signal to the high-side transistor of the bridge circuit and the low-side transistor;
The temperature sensor unit is
The circuit device is arranged closer to the bridge circuit than the driver circuit.
前記ブリッジ回路の前記ハイサイド側のトランジスター及び前記ローサイド側のトランジスターのオン・オフ制御を行う制御回路を含み、
前記温度センサー部は、
前記制御回路に比べて、前記ブリッジ回路に近い位置に配置されることを特徴とする回路装置。 In any one of Claims 1 thru | or 6,
A control circuit that performs on / off control of the high-side transistor and the low-side transistor of the bridge circuit;
The temperature sensor unit is
The circuit device is arranged closer to the bridge circuit than the control circuit.
少なくとも１つの前記温度センサー部として、複数の温度センサー部が配置されることを特徴とする回路装置。 In any one of Claims 1 thru | or 7,
A circuit device comprising a plurality of temperature sensor units as at least one temperature sensor unit.
前記複数の温度センサー部のうちの第１の温度センサー部は、
前記ブリッジ回路の前記ハイサイド側のトランジスターの配置領域に配置され、
前記複数の温度センサー部のうちの第２の温度センサー部は、
前記ブリッジ回路の前記ローサイド側のトランジスターの配置領域に配置されることを特徴とする回路装置。 In claim 8,
The first temperature sensor part of the plurality of temperature sensor parts is
Arranged in the arrangement region of the transistors on the high side of the bridge circuit;
A second temperature sensor part of the plurality of temperature sensor parts is
The circuit device, wherein the circuit device is disposed in a region where the transistors on the low side of the bridge circuit are disposed.
前記複数の温度センサー部のうちの第１の温度センサー部は、
前記ブリッジ回路の配置領域に配置され、
前記複数の温度センサー部のうちの第２の温度センサー部は、
前記ブリッジ回路の配置領域の外側領域に配置されることを特徴とする回路装置。 In claim 8,
The first temperature sensor part of the plurality of temperature sensor parts is
Arranged in the arrangement area of the bridge circuit,
A second temperature sensor part of the plurality of temperature sensor parts is
A circuit device, wherein the circuit device is arranged in an outer region of an arrangement region of the bridge circuit.
ハイサイド側のトランジスターとローサイド側のトランジスターとを有する第２のブリッジ回路を含み、
前記複数の温度センサー部のうちの第１の温度センサー部は、
前記ブリッジ回路である第１のブリッジ回路の配置領域に配置され、
前記複数の温度センサー部のうちの第２の温度センサー部は、
前記第２のブリッジ回路の配置領域に配置されることを特徴とする回路装置。 In claim 8,
Including a second bridge circuit having a high side transistor and a low side transistor;
The first temperature sensor part of the plurality of temperature sensor parts is
Arranged in the arrangement region of the first bridge circuit which is the bridge circuit;
A second temperature sensor part of the plurality of temperature sensor parts is
The circuit device is arranged in an arrangement region of the second bridge circuit.
前記複数の温度センサー部のうちの第３の温度センサー部は、
前記第１のブリッジ回路と前記第２のブリッジ回路の間に配置されることを特徴とする回路装置。 In claim 11,
A third temperature sensor part of the plurality of temperature sensor parts is
A circuit device is arranged between the first bridge circuit and the second bridge circuit.
前記過熱検出部は、
前記複数の温度センサー部のうちの第１の温度センサー部からの第１の温度検出信号と、前記複数の温度センサー部のうちの第２の温度センサー部からの第２の温度検出信号に基づいて、過熱検出を行うことを特徴とする回路装置。 In any one of Claims 8 thru | or 12.
The overheat detector is
Based on a first temperature detection signal from a first temperature sensor unit of the plurality of temperature sensor units and a second temperature detection signal from a second temperature sensor unit of the plurality of temperature sensor units. And overheat detection.
前記過熱検出部は、
前記第１の温度検出信号と前記第２の温度検出信号との比較結果に基づいて、過熱検出を行うことを特徴とする回路装置。 In claim 13,
The overheat detector is
An overheat detection is performed based on a comparison result between the first temperature detection signal and the second temperature detection signal.
前記過熱検出部は、
前記複数の温度センサー部から時分割に入力される温度検出信号に基づいて、過熱検出を行うことを特徴とする回路装置。 In any one of Claims 8 thru | or 14.
The overheat detector is
An overheat detection is performed based on a temperature detection signal input in a time division manner from the plurality of temperature sensor units.
前記ハイサイド側のトランジスターと前記ローサイド側のトランジスターは、ＤＭＯＳ構造のトランジスターであり、
前記温度センサー部は、
ＤＭＯＳ構造のトランジスターのボディダイオードにより形成されることを特徴とする回路装置。 In any one of Claims 1 thru | or 15,
The high-side transistor and the low-side transistor are DMOS transistors,
The temperature sensor unit is
A circuit device formed by a body diode of a transistor having a DMOS structure.
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