JP6040801B2 - 半導体集積回路装置およびスイッチングレギュレータ - Google Patents
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Description
2 パワーMOSFET
6 過電流検出回路
7 出力段制御論理回路
15−1〜15−9、16−1 Pチャンネル型MOSFET
15 基準電圧回路
16 スイッチ回路
20 レベルシフト回路
23 過電流比較回路
24 基準電圧発生回路
Claims (9)
- 外部電圧を入力する入力端子と、出力電圧を出力する出力端子と、前記入力端子と前記出力端子の間に接続された絶縁ゲート型パワーFETと、前記絶縁ゲート型パワーFETの動作を制御する制御論理回路と、前記絶縁ゲート型パワーFETに流れる電流を監視し所定値以上の過電流の発生を検出したとき検出信号を前記制御論理回路に伝達するように構成された過電流検出回路部と、を含む半導体集積回路装置であって、
前記過電流検出回路部は、前記絶縁ゲート型パワーFETに流れる電流に応じた電圧を出力する測定回路と、バイアス電圧生成回路と、基準電圧回路と、スイッチ回路と、比較回路と、を含み、
前記半導体集積回路装置は、第1導電型の半導体基板と、前記半導体基板に形成され互いに分離して配置された複数の第2導電型のウエル領域と、前記ウエル領域のそれぞれに形成された、第1導電型のソース・ドレイン領域と前記ソース・ドレイン領域間に配置された絶縁ゲート電極と前記ソース領域を対応するウエル領域に接続する導電手段とで構成される絶縁ゲート型FETと、を少なくとも含み、
前記基準電圧回路は、前記半導体基板に形成された前記複数の絶縁ゲート型FETで構成され、最上段の絶縁ゲート型FETのソース領域を前記入力端子に、ドレイン領域を次段のソース領域に、次段の絶縁ゲート型FETのドレイン領域を次次段のソース領域にとそれぞれ電気的に接続することで前記複数の絶縁ゲート型FETが直列に接続され、前記複数の絶縁ゲート型FETのゲート電極のそれぞれは前記バイアス電圧生成回路から出力されるバイアス電圧によって導通状態に維持され、前記複数の絶縁ゲート型FETのオン抵抗の合成値とこれらの絶縁ゲート型FETに流れる電流値によって決定される基準電圧を生成するように構成されており、
前記比較回路は、一方の入力ノードに前記基準電圧が入力され、他方の入力ノードに前記測定回路から出力される電圧が入力され、その比較結果に応じた信号を前記制御論理回路に伝達するように接続されており、
前記スイッチ回路は、前記基準電圧回路と前記比較回路の間に接続され、前記絶縁ゲート型パワーFETが導通の期間同時に導通とされて前記基準電圧を前記比較回路に伝達し、前記絶縁ゲート型パワーFETが非導通の期間非導通とされ前記比較回路への前記基準電圧の供給を遮断する構成となっており、
前記基準電圧回路と前記比較回路の接続は前記スイッチ回路によって選択的に行われるが、前記スイッチ回路が非導通の期間においても前記基準電圧回路を構成する前記複数の絶縁ゲート型FETは前記バイアス電圧によって導通状態に維持される構成の半導体集積回路装置。 - スイッチングレギュレータを内蔵する半導体集積回路装置であって、
前記半導体集積回路装置は、内部機能ブロック部と、前記内部機能ブロックに電力を供給するスイッチングレギュレータ部を含み、
前記スイッチングレギュレータ部は、外部電源が接続される入力端子と、前記内部機能ブロックに電力を供給する出力ノードと、前記入力端子と前記出力ノードの間に接続された絶縁ゲート型パワーFETと、前記絶縁ゲート型パワーFETの動作を制御する制御論理回路と、前記絶縁ゲート型パワーFETに流れる電流を監視し所定値以上の過電流の発生を検出したとき検出信号を前記制御論理回路に伝達するように構成された過電流検出回路部と、を含み、さらに第1導電型の半導体基板領域と、前記半導体基板領域に形成され互いに分離して配置されたN個(N≧3)の第2導電型のウエル領域と、前記ウエル領域のそれぞれに形成された、第1導電型のソース・ドレイン領域と前記ソース・ドレイン領域間に配置された絶縁ゲート電極と前記ソース領域を対応するウエル領域に接続する導電手段とで構成される絶縁ゲート型FETと、を少なくとも含み、
前記過電流検出回路部は、前記絶縁ゲート型パワーFETに流れる電流に応じた電圧を出力する測定回路と、バイアス電圧生成回路と、基準電圧回路と、スイッチ回路と、比較回路と、を含み、
前記基準電圧回路は、最上段の絶縁ゲート型FETのソース領域を前記入力端子に、ドレイン領域を次段のソース領域に、次段の絶縁ゲート型FETのドレイン領域を次次段のソース領域にとそれぞれ電気的に接続することで直列に接続されたN−1個の前記絶縁ゲート型FETで構成されており、前記N−1個の絶縁ゲート型FETのゲート電極のそれぞれは前記バイアス電圧生成回路から出力されるバイアス電圧によって導通状態に維持され、前記N−1個の絶縁ゲート型FETのオン抵抗の合成値とこれらの絶縁ゲート型FETに流れる電流値によって決定される基準電圧を生成するように構成されており、
前記スイッチ回路は、他の一個の前記ウエル領域に形成された前記絶縁ゲート型FETで構成され、ソース領域が前記基準電圧回路の最下段の絶縁ゲート型FETのドレイン領域に接続され、ドレイン領域が前記比較回路の一方の入力ノードに接続され、ゲート電極には前記パワーFETが導通とされる期間に導通となる制御電圧が印加されるように接続されており、
前記比較回路は、一方の入力ノードに前記スイッチ回路から伝達される前記基準電圧が入力され、他方の入力ノードに前記測定回路から伝達される電位が入力され、その比較結果に応じた信号を前記制御論理回路に伝達するように接続されており、
前記絶縁ゲート型パワーFETが非導通の期間、前記スイッチ回路を構成する前記絶縁ゲート型FETも非導通となり前記比較回路への前記基準電圧の供給が遮断されるが、前記絶縁ゲート型FETが非導通の期間においても前記基準電圧回路を構成する前記N−1個の前記絶縁ゲート型FETは前記バイアス電圧によって導通状態に維持される構成の半導体集積回路装置。 - 請求項2記載の半導体集積回路装置において、
前記ウエル領域に形成された前記絶縁ゲート型FETのそれぞれは、前記絶縁ゲート型パワーFETに対応する高耐圧特性を備える、半導体集積回路装置。 - 基準電圧発生回路と、基準電圧を基にして比較を行う比較回路と、スイッチ回路と、を具備し、
前記基準電圧発生回路は、1個の半導体基板に形成され、第1導電型の半導体基板領域と、前記半導体基板領域上に形成され互いに分離して配置された複数の第2導電型の領域と、前記第2導電型の領域のそれぞれに形成された第1導電型のドレイン領域およびソース領域を有し、それぞれのソースとドレイン間のチャンネルが直列となるように直列接続された複数の第1MISFETで構成され、前記複数の第1MISFETのゲートのそれぞれには、前記複数の第1MISFETのそれぞれのチャンネルを導通状態に維持するバイアスが印加され、前記複数の第1MISFETのオン抵抗の合成値とこれらの複数の第1MISFETに流れる電流値によって決定される基準電圧を生成するように構成されており、
前記スイッチ回路は前記基準電圧発生回路を選択的に前記比較回路に接続するように構成されており、
前記スイッチ回路が非導通の期間においても前記基準電圧発生回路を構成する前記複数の第1MISFETのチャンネルを導通状態に維持し、前記基準電圧発生回路の前記比較回路への接続を前記スイッチ回路によって選択的に制御する構成の半導体集積回路装置。 - 請求項4記載の半導体集積回路装置において、
前記基準電圧発生回路が前記比較回路と電気的に分離されているときにおいても、前記複数の第1MISFETのそれぞれのチャンネルを導通状態に維持するバイアス電圧を、前記複数の第1MISFETのゲートに供給する、半導体集積回路装置。 - 請求項5記載の半導体集積回路装置において、
出力端子と、
前記半導体基板に形成され、入力信号に従って、前記出力端子に電流を供給するパワーMISFETと、
前記出力端子に供給される電流に比例した測定電圧を形成し、前記比較回路へ供給する測定回路と、
前記比較回路からの出力によって、前記入力信号を制限する制御回路と、
をさらに具備し、
前記スイッチ回路は、前記パワーMISFETの動作時に前記基準電圧発生回路を前記比較回路に接続し、前記パワーMISFETの非動作時には、前記比較回路を前記基準電圧発生回路から電気的に分離する、半導体集積回路装置。 - 請求項6記載の半導体集積回路装置において、
前記測定回路は、前記半導体基板に形成され、前記入力信号に従って動作する第2MISFETを具備する、半導体集積回路装置。 - 請求項7記載の半導体集積回路装置において、
前記スイッチ回路は、直列接続された前記複数の第1MISFETと前記比較回路との間に接続された第3MISFETを具備する、半導体集積回路装置。 - 外部電圧を入力する入力端子と、出力電圧を出力する出力端子と、前記入力端子と前記出力端子の間に接続された絶縁ゲート型パワーFETと、前記絶縁ゲート型パワーFETの動作を制御する制御論理回路と、前記絶縁ゲート型パワーFETに流れる電流を監視し所定値以上の過電流の発生を検出したとき検出信号を前記制御論理回路に伝達するように構成された過電流検出回路部と、を含むスイッチングレギュレータであって、
前記過電流検出回路部は、前記絶縁ゲート型パワーFETに流れる電流に応じた電圧を出力する測定回路と、バイアス電圧生成回路と、基準電圧回路と、スイッチ回路と、比較回路と、を含み、
前記スイッチングレギュレータは、第1導電型の半導体基板と、前記半導体基板に形成され互いに分離して配置された複数の第2導電型のウエル領域と、前記ウエル領域のそれぞれに形成された、第1導電型のソース・ドレイン領域と前記ソース・ドレイン領域間に配置された絶縁ゲート電極と前記ソース領域を対応するウエル領域に接続する導電手段とで構成される絶縁ゲート型FETと、を少なくとも含み、
前記基準電圧回路は、前記半導体基板に形成された前記複数の絶縁ゲート型FETで構成され、最上段の絶縁ゲート型FETのソース領域を前記入力端子に、ドレイン領域を次段のソース領域に、次段の絶縁ゲート型FETのドレイン領域を次次段のソース領域にとそれぞれ電気的に接続することで前記複数の絶縁ゲート型FETが直列に接続され、前記複数の絶縁ゲート型FETのゲート電極のそれぞれは前記バイアス電圧生成回路から出力されるバイアス電圧によって導通状態に維持され、前記複数の絶縁ゲート型FETのオン抵抗の合成値とこれらの絶縁ゲート型FETに流れる電流値によって決定される基準電圧を生成するように構成されており、
前記比較回路は、一方の入力ノードに前記基準電圧が入力され、他方の入力ノードに前記測定回路から出力される電圧が入力され、その比較結果に応じた信号を前記制御論理回路に伝達するように接続されており、
前記スイッチ回路は、前記基準電圧回路と前記比較回路の間に接続され、前記絶縁ゲート型パワーFETが導通の期間導通となり、前記基準電圧を前記比較回路に伝達し、前記絶縁ゲート型パワーFETが非導通の期間非導通となり、前記比較回路への前記基準電圧の供給を遮断する構成となっており、
前記基準電圧回路と前記比較回路の接続は前記スイッチ回路によって選択的に行われるが、前記スイッチ回路が非導通の期間においても前記基準電圧回路を構成する前記複数の絶縁ゲート型FETはバイアス電圧によって導通状態に維持される構成のスイッチングレギュレータ。
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