JP5607490B2 - High-side switch circuit, interface circuit, and electronic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ハイサイドスイッチ回路、そのハイサイドスイッチ回路を備えるインターフェイス回路、およびそのインターフェイス回路を備える電子機器に関する。 The present invention relates to a high-side switch circuit, an interface circuit including the high-side switch circuit, and an electronic device including the interface circuit.
電源と負荷との間に接続されるスイッチは、一般にハイサイドスイッチと呼ばれる。たとえば配線の短絡あるいは負荷の故障などによって、ハイサイドスイッチに流れる電流が過大になった場合には、ハイサイドスイッチが故障することがある。このため、ハイサイドスイッチと、ハイサイドスイッチを過電流から保護するための保護回路とを備えるハイサイドスイッチ回路が提案されている。 A switch connected between a power supply and a load is generally called a high side switch. For example, if the current flowing through the high-side switch becomes excessive due to a short circuit in the wiring or a load failure, the high-side switch may fail. For this reason, a high side switch circuit including a high side switch and a protection circuit for protecting the high side switch from overcurrent has been proposed.
たとえば、実開平7−11031号公報(特許文献1)は、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)をハイサイドスイッチに利用した半導体ハイサイドスイッチ、およびそのハイサイドスイッチの過電流保護検出装置を開示する。具体的には、過電流保護検出装置は、MOSFETの一方の端子に接続されて基準電圧を発生させる基準電圧発生回路と、基準電圧発生回路の出力端子およびMOSFETの他方の端子に接続された比較器とを備える。比較器は、MOSFETのオン電圧と基準電圧とを比較することによって、MOSFETの過電流状態を検出する。 For example, Japanese Utility Model Publication No. 7-11031 (Patent Document 1) discloses a semiconductor high-side switch using a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) as a high-side switch, and an overcurrent protection detection device for the high-side switch. To do. Specifically, the overcurrent protection detection device includes a reference voltage generating circuit that is connected to one terminal of a MOSFET to generate a reference voltage, and a comparison that is connected to the output terminal of the reference voltage generating circuit and the other terminal of the MOSFET. With a vessel. The comparator detects the overcurrent state of the MOSFET by comparing the on-voltage of the MOSFET with a reference voltage.
特許文献1によれば、基準電圧発生回路は、直列接続された複数の抵抗素子によって電源電圧を分割することで基準電圧を生成する。基準電圧の精度は、それら抵抗素子の抵抗値の精度に依存する。
According to
特許文献1では、半導体ハイサイドスイッチと過電流保護検出回路とを1つのIC(Integrated Circuit)に集積化することについて説明されている。この場合、上記の抵抗素子は半導体チップに形成される。しかし、一般に、半導体チップに形成された抵抗素子の抵抗値の精度を高くすることは難しい。
半導体集積回路に含まれる抵抗回路の抵抗値の精度を高めるための方法として、フューズ抵抗による抵抗値の調整が知られている。一般には、フューズ抵抗に大電流を流すことによって、フューズ抵抗が溶断される。これにより抵抗回路の抵抗値が調整される。しかしながら、フューズ抵抗が溶断する可能性があるので、フューズ抵抗は比較的大きな電流が流れる経路には配置できない。 As a method for increasing the accuracy of the resistance value of a resistance circuit included in a semiconductor integrated circuit, adjustment of the resistance value by a fuse resistor is known. Generally, the fuse resistor is blown by flowing a large current through the fuse resistor. Thereby, the resistance value of the resistance circuit is adjusted. However, since there is a possibility that the fuse resistance is blown, the fuse resistance cannot be arranged in a path through which a relatively large current flows.
本発明の目的は、ハイサイドスイッチの過電流の検出精度を高めることが可能なハイサイドスイッチ回路、および、そのハイサイドスイッチ回路を含む装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the apparatus containing the high side switch circuit which can raise the detection precision of the overcurrent of a high side switch, and the high side switch circuit.
本発明のある局面において、ハイサイドスイッチ回路は、電源から供給される電流を受けるための入力端子と、負荷に電流を供給するための出力端子と、第1のスイッチと、抵抗素子と、検出回路とを備える。第1のスイッチは、入力端子と出力端子との間に電気的に接続される。抵抗素子は、入力端子に電気的に接続される第1の端子と、出力端子に電気的に接続される第2の端子とを含む。検出回路は、入力端子と出力端子との間に電流が流れることによって抵抗素子に発生した検出電圧を受けて、電流が過電流レベルに達した場合に検出電圧がしきい電圧を上回ることによって、電流が過電流であることを検出する。検出回路は、調整回路を含む。調整回路は、電流が過電流レベルである場合に、検出電圧がしきい電圧を上回るように検出電圧を予め調整する。 In one aspect of the present invention, a high-side switch circuit includes an input terminal for receiving a current supplied from a power supply, an output terminal for supplying a current to a load, a first switch, a resistance element, and a detection Circuit. The first switch is electrically connected between the input terminal and the output terminal. The resistance element includes a first terminal electrically connected to the input terminal and a second terminal electrically connected to the output terminal. The detection circuit receives the detection voltage generated in the resistance element due to the current flowing between the input terminal and the output terminal, and when the current reaches the overcurrent level, the detection voltage exceeds the threshold voltage, Detect that the current is overcurrent. The detection circuit includes an adjustment circuit. The adjustment circuit preliminarily adjusts the detection voltage so that the detection voltage exceeds the threshold voltage when the current is at the overcurrent level.
好ましくは、検出回路は、検出電圧をしきい電圧と比較する比較器である。調整回路は、検出電圧を調整するために比較器の入力電圧のオフセットを調整するように構成される。 Preferably, the detection circuit is a comparator that compares the detection voltage with a threshold voltage. The adjustment circuit is configured to adjust the offset of the input voltage of the comparator to adjust the detection voltage.
好ましくは、比較器は、差動部と、複数のトランジスタとを含む。差動部は、抵抗素子の第1の端子の電圧と抵抗素子の第2の端子の電圧との間の電圧差に応じて、その出力電圧を変化させる。複数のトランジスタは、差動部に並列接続されて、差動部に流れる電流を調整することにより電圧差と出力電圧との間の関係を変更する。調整回路は、複数のトランジスタのうちの対応するトランジスタに接続されるフューズ抵抗を含む。 Preferably, the comparator includes a differential section and a plurality of transistors. The differential unit changes the output voltage according to a voltage difference between the voltage at the first terminal of the resistance element and the voltage at the second terminal of the resistance element. The plurality of transistors are connected in parallel to the differential unit, and change the relationship between the voltage difference and the output voltage by adjusting the current flowing through the differential unit. The adjustment circuit includes a fuse resistor connected to a corresponding transistor of the plurality of transistors.
好ましくは、ハイサイドスイッチ回路は、測定器が抵抗素子の第2の端子の電圧を測定できるように、第2の端子に接続されるパッドと、抵抗素子の第2の端子と出力端子との間に配置される第2のスイッチと、スイッチ制御部とをさらに備える。スイッチ制御部は、電源から負荷への電流の供給時には第1および第2のスイッチをともにオン状態に設定する一方で、測定器が第2の端子の電圧を測定する時には、第1および第2のスイッチをともにオフ状態に設定する。 Preferably, the high-side switch circuit includes a pad connected to the second terminal, a second terminal of the resistance element, and an output terminal so that the measuring instrument can measure the voltage of the second terminal of the resistance element. A second switch disposed between the switch and a switch controller is further provided. The switch control unit sets both the first and second switches to the ON state when supplying current from the power source to the load, while the first and second switches are used when the measuring instrument measures the voltage at the second terminal. Set both switches to OFF.
本発明の他の局面に係るインターフェイス回路は、電源から負荷に電流を供給するためのインターフェイス回路である。インターフェイス回路は、回路基板と、回路基板に実装されるハイサイドスイッチ回路とを備える。ハイサイドスイッチ回路は、電源から供給される電流を受けるための入力端子と、負荷に電流を供給するための出力端子と、第1のスイッチと、抵抗素子と、検出回路とを含む。第1のスイッチは、入力端子と出力端子との間に電気的に接続される。抵抗素子は、入力端子に電気的に接続される第1の端子と、出力端子に電気的に接続される第2の端子とを含む。検出回路は、入力端子と出力端子との間に電流が流れることによって抵抗素子に発生した検出電圧を受けて、電流が過電流レベルに達した場合に検出電圧がしきい電圧を上回ることによって、電流が過電流であることを検出する。検出回路は、調整回路を有する。調整回路は、電流が過電流レベルである場合に、検出電圧がしきい電圧を上回るように検出電圧を予め調整する。 An interface circuit according to another aspect of the present invention is an interface circuit for supplying a current from a power supply to a load. The interface circuit includes a circuit board and a high side switch circuit mounted on the circuit board. The high side switch circuit includes an input terminal for receiving a current supplied from a power supply, an output terminal for supplying a current to a load, a first switch, a resistance element, and a detection circuit. The first switch is electrically connected between the input terminal and the output terminal. The resistance element includes a first terminal electrically connected to the input terminal and a second terminal electrically connected to the output terminal. The detection circuit receives the detection voltage generated in the resistance element due to the current flowing between the input terminal and the output terminal, and when the current reaches the overcurrent level, the detection voltage exceeds the threshold voltage, Detect that the current is overcurrent. The detection circuit has an adjustment circuit. The adjustment circuit preliminarily adjusts the detection voltage so that the detection voltage exceeds the threshold voltage when the current is at the overcurrent level.
本発明のさらに他の局面に係る電子機器は、負荷に電流を供給するための電源と、電源と負荷とを接続するためのインターフェイス回路とを備える。インターフェイス回路は、回路基板と、回路基板に実装されるハイサイドスイッチ回路とを含む。ハイサイドスイッチ回路は、電源から供給される電流を受けるための入力端子と、負荷に電流を供給するための出力端子と、第1のスイッチと、抵抗素子と、検出回路とを含む。第1のスイッチは、入力端子と出力端子との間に電気的に接続される。抵抗素子は、入力端子に電気的に接続される第1の端子と、出力端子に電気的に接続される第2の端子とを含む。検出回路は、入力端子と出力端子との間に電流が流れることによって抵抗素子に発生した検出電圧を受けて、電流が過電流レベルに達した場合に、検出電圧がしきい電圧を上回ることによって電流が過電流であることを検出する。検出回路は、調整回路を有する。調整回路は、電流が過電流レベルである場合に、検出電圧がしきい電圧を上回るように検出電圧を予め調整する。 An electronic device according to still another aspect of the present invention includes a power source for supplying a current to a load, and an interface circuit for connecting the power source and the load. The interface circuit includes a circuit board and a high side switch circuit mounted on the circuit board. The high side switch circuit includes an input terminal for receiving a current supplied from a power supply, an output terminal for supplying a current to a load, a first switch, a resistance element, and a detection circuit. The first switch is electrically connected between the input terminal and the output terminal. The resistance element includes a first terminal electrically connected to the input terminal and a second terminal electrically connected to the output terminal. The detection circuit receives the detection voltage generated in the resistance element due to the current flowing between the input terminal and the output terminal, and when the current reaches the overcurrent level, the detection voltage exceeds the threshold voltage. Detect that the current is overcurrent. The detection circuit has an adjustment circuit. The adjustment circuit preliminarily adjusts the detection voltage so that the detection voltage exceeds the threshold voltage when the current is at the overcurrent level.
本発明によれば、ハイサイドスイッチ回路のコストの上昇を抑制しながら、ハイサイドスイッチの過電流の検出精度を高めることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the detection accuracy of the overcurrent of a high side switch can be improved, suppressing the raise of the cost of a high side switch circuit.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
図1は、本発明の実施の形態に係るハイサイドスイッチ回路を備える電子機器の概略ブロック図である。 FIG. 1 is a schematic block diagram of an electronic device including a high-side switch circuit according to an embodiment of the present invention.
図1を参照して、電子機器100は、メイン電源1と、サブ電源2と、処理ブロック3と、インターフェイス回路4とを備える。メイン電源1は、サブ電源2および処理ブロック3に電源電圧を供給する。サブ電源2はメイン電源1から電源電圧を受けるとともに、その電圧から、インターフェイス回路4に供給される電源電圧(たとえばDC5V)を生成する。処理ブロック3は、電子機器100の本体部である。処理ブロック3はメイン電源1から供給される電源電圧によって、所定の処理を実行する。
Referring to FIG. 1,
インターフェイス回路4は、負荷200に接続されるとともに、サブ電源2から出力された電源電圧を負荷200に供給する。インターフェイス回路4は、回路基板5と、制御回路6と、ハイサイドスイッチ回路10とを含む。制御回路6およびハイサイドスイッチ回路10は回路基板5に実装される。
The interface circuit 4 is connected to the
ハイサイドスイッチ回路10はサブ電源2と負荷200との間に接続される。制御回路6は、ハイサイドスイッチ回路10から出力される信号に基づいてハイサイドスイッチ回路10を制御する。これによりインターフェイス回路4の電源管理が実現される。
The high
インターフェイス回路4は、たとえばUSB(Universal Serial Bus)規格に準じたインターフェイス回路である。しかしながらインターフェイス回路4の規格は特に限定されるものではない。同じく、電子機器100は、たとえばPC(personal computer)、プリンタ、テレビ、オーディオ機器等であるが、これらに特に限定されるものではない。
The interface circuit 4 is an interface circuit conforming to, for example, the USB (Universal Serial Bus) standard. However, the standard of the interface circuit 4 is not particularly limited. Similarly, the
この実施の形態では、ハイサイドスイッチ回路10は、半導体集積回路(IC)によって実現される。ハイサイドスイッチ回路10は、入力端子(IN)11と、出力端子(OUT)12と、過電流モニタ端子(OC)13と、イネーブル端子(EN)14と、MOSトランジスタ15と、ゲート制御部16と、過電流検出部20とを備える。
In this embodiment, the high
入力端子11は、サブ電源2から出力される電流を受けるための端子である。出力端子12は、負荷200に電流を供給するための端子である。
The
MOSトランジスタ15は、入力端子11と出力端子12との間に接続されるハイサイドスイッチである。MOSトランジスタ15は、具体的にはNチャネルMOSFETである。MOSトランジスタ15のドレインは入力端子11に接続される。MOSトランジスタ15のソースは出力端子12に接続される。
The
ゲート制御部16は、MOSトランジスタ15のゲート電圧を制御することによって、MOSトランジスタ15をオンおよびオフする。MOSトランジスタ15のオン時において、サブ電源2から出力される電流は、MOSトランジスタ15を経由して負荷200に供給される。
The gate control unit 16 turns on and off the
MOSトランジスタ15に流れる電流が過大となった場合に、過電流検出部20は、MOSトランジスタ15の過電流を検出する。過電流検出部20は、過電流検出部20の検出結果を示す信号をゲート制御部16に出力する。ゲート制御部16は、過電流検出部20の検出結果により、MOSトランジスタ15に流れる電流を制限し、あるいはMOSトランジスタ15をオフする。
When the current flowing through the
過電流検出部20は、さらに、過電流検出部20の検出結果を示す信号を、過電流モニタ端子13を介して外部に出力する。制御回路6は、過電流モニタ端子13から出力された信号を受ける。この場合、制御回路6は、ハイサイドスイッチ回路10を停止するためのディスイネーブル信号を出力する。ディスイネーブル信号はイネーブル端子14を通じてゲート制御部16に入力される。ゲート制御部16はディスイネーブル信号に応答してMOSトランジスタ15をオフする。一方、制御回路6が過電流検出部20からの信号を受けていない場合には、制御回路6は、ハイサイドスイッチ回路10を動作可能な状態に設定するためのイネーブル信号を出力する。イネーブル信号はイネーブル端子14を通じてゲート制御部16に入力される。ゲート制御部16はイネーブル信号に応答してMOSトランジスタ15をオンする。
The
なお、ハイサイドスイッチ回路10は、過電流検出部20だけでなく各種の保護機能を実現する他の機能ブロックを備えていてもよい。
Note that the high-
図2は、図1に示したハイサイドスイッチ回路10が形成された半導体チップの平面レイアウトを示す模式図である。図2を参照して、半導体チップ10Aは、パワーMOSトランジスタ領域15Aと、回路領域17Aとを有する。パワーMOSトランジスタ領域15Aは、互いに並列接続された多数のトランジスタ素子を含む。パワーMOSトランジスタ領域15Aに形成された多数のトランジスタ素子が、全体として図1に示したMOSトランジスタ15を構成する。回路領域17Aは、図1に示したゲート制御部16および過電流検出部20が形成される領域である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a planar layout of the semiconductor chip on which the high-
半導体チップ10Aの横方向(X方向)の長さおよび半導体チップ10Aの縦方向(Y方向)の長さは、半導体チップ10Aが搭載されるパッケージの形状に依存する。この実施の形態では半導体チップ10Aの形状は長方形であり、半導体チップ10AのX方向の長さが半導体チップ10AのY方向の長さよりも長い。
The length of the
図3は、図2に示したパワーMOSトランジスタ領域15Aに配置されるドレイン電極およびソース電極を概略的に示した平面図である。図3を参照して、X方向およびY方向は図2に示されたX方向およびY方向にそれぞれ対応する。なお、以後説明する図に示されるX方向およびY方向も図2に示されたX方向およびY方向にそれぞれ対応するので、X方向およびY方向に関する説明は以後繰り返さない。
FIG. 3 is a plan view schematically showing a drain electrode and a source electrode arranged in power
図3に示されるように、ドレイン(D)電極15Dは、X方向に延在する第1のドレイン電極部15D1と、第1のドレイン電極部15D1から各々Y方向に引き出された複数の第2のドレイン電極部15D2とを有する。第1のドレイン電極部15D1には、ドレインパッドを各々形成する複数のドレインパッド領域DPが形成される。 As shown in FIG. 3, the drain (D) electrode 15D includes a first drain electrode portion 15D1 extending in the X direction and a plurality of second electrodes drawn in the Y direction from the first drain electrode portion 15D1. Drain electrode portion 15D2. A plurality of drain pad regions DP each forming a drain pad are formed in the first drain electrode portion 15D1.
第1のドレイン電極部15D1の長さはLd1であり、第1のドレイン電極部15D1の幅はWd1である。第2のドレイン電極部15D2の長さはLd2であり、第2のドレイン電極部15D2の幅はWd2である。なお、Ld1>Ld2であり、Wd1>Wd2である。 The length of the first drain electrode portion 15D1 is Ld1, and the width of the first drain electrode portion 15D1 is Wd1. The length of the second drain electrode portion 15D2 is Ld2, and the width of the second drain electrode portion 15D2 is Wd2. Note that Ld1> Ld2 and Wd1> Wd2.
同様に、ソース(S)電極15Sは、X方向に延在する第1のソース電極部15S1と、第1のソース電極部15S1から各々Y方向に引き出された複数の第2のソース電極部15S2とを有する。第1のソース電極部15S1には、ソースパッドを各々形成する複数のソースパッド領域SPが形成される。ドレインパッドおよびソースパッドには、図示しないワイヤが接続される。
Similarly, the source (S)
第1のソース電極部15S1の長さはLs1であり、第1のソース電極部15S1の幅はWs1である。第2のソース電極部15S2の長さはLs2であり、第2のソース電極部15S2の幅はWs2である。なお、Ls1>Ls2であり、Ws1>Ws2である。 The length of the first source electrode portion 15S1 is Ls1, and the width of the first source electrode portion 15S1 is Ws1. The length of the second source electrode portion 15S2 is Ls2, and the width of the second source electrode portion 15S2 is Ws2. Note that Ls1> Ls2 and Ws1> Ws2.
図3に示されるように、第2のドレイン電極部15D2および第2のソース電極部15S2は、X方向に沿って交互に配置される。 As shown in FIG. 3, the second drain electrode portions 15D2 and the second source electrode portions 15S2 are alternately arranged along the X direction.
ハイサイドスイッチ回路10が形成された半導体装置が多層配線構造を有するのであれば、ドレイン電極15Dおよびソース電極15Sが形成される配線層と、ドレイン電極15Dおよびソース電極15Sをドレイン拡散領域およびソース拡散領域にそれぞれ接続するための配線層とが設けられてもよい。あるいは、ドレイン電極およびソース電極は、半導体基板に形成されたドレイン拡散領域およびソース拡散領域(いずれも図示せず)にそれぞれ直接的に接続されてもよい。
If the semiconductor device in which the high-
MOSトランジスタ15がオンしたときの抵抗値は、MOSトランジスタ15のオン抵抗の値とドレイン電極15Dの抵抗値とソース電極15Sの抵抗値との合計であると見積もられる。ドレイン電極15Dおよびソース電極15Sの抵抗値が小さいほど、ハイサイドスイッチのオン時におけるハイサイドスイッチの抵抗値を小さくすることができる。したがってハイサイドスイッチの損失を低減できる。
The resistance value when the
ドレイン電極15Dの抵抗値は、第1のドレイン電極部15D1の抵抗値および第2のドレイン電極部15D2の抵抗値に依存する。この実施の形態では、第1のドレイン電極部15D1に複数のパッドが分散的に配置される。第2のドレイン電極部15D2は、パワーMOSトランジスタ領域に形成された複数のMOSトランジスタ素子(図3では1個のトランジスタ素子Trを示す)のドレイン電極を並列に接続する。この第2のドレイン電極部15D2は、パワーMOSトランジスタ領域の短手方向(Y方向)に沿って延在する。これによって、ドレイン電極15Dの抵抗値を低減できる。 The resistance value of the drain electrode 15D depends on the resistance value of the first drain electrode portion 15D1 and the resistance value of the second drain electrode portion 15D2. In this embodiment, a plurality of pads are distributed on the first drain electrode portion 15D1. The second drain electrode portion 15D2 connects in parallel the drain electrodes of a plurality of MOS transistor elements (one transistor element Tr is shown in FIG. 3) formed in the power MOS transistor region. The second drain electrode portion 15D2 extends along the short direction (Y direction) of the power MOS transistor region. Thereby, the resistance value of the drain electrode 15D can be reduced.
ソース電極15Sは、ドレイン電極15Dと同様の構成を有する。すなわち、第1のソース電極部15S1に複数のパッドが分散的に配置される。第2のソース電極部15S2は、パワーMOSトランジスタ領域に形成された複数のMOSトランジスタ素子のソース電極を並列に接続する。これによってソース電極15Sの抵抗値を低減できる。
The
次に、上記ドレイン電極15Dおよびソース電極15Sの構成によって、各々の抵抗値を低減できる理由について比較例と本実施形態との対比により説明する。
Next, the reason why the respective resistance values can be reduced by the configuration of the drain electrode 15D and the
図4は、本実施の形態に係るドレイン電極およびソース電極の第1の比較例を示した平面図である。図5は、図4に示したドレイン電極およびソース電極の等価回路図である。図4および図5を参照して、複数のドレインパッド領域DPは第1のドレイン電極部15D1に集中的に配置される。第1のドレイン電極部15D1および第2のドレイン電極部15D2は、ドレインパッド領域DPに接続された抵抗Rとして表わされる。第2のドレイン電極部15D2はX方向に延在するので、その長さが大きくなる。このため、第2のドレイン電極部15D2の抵抗値が大きくなる。したがって、ドレイン電極15Dの全体の抵抗値が大きくなる。同じ理由によって、ソース電極15Sの全体の抵抗値も大きくなる。
FIG. 4 is a plan view showing a first comparative example of the drain electrode and the source electrode according to the present embodiment. FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the drain electrode and the source electrode shown in FIG. Referring to FIGS. 4 and 5, the plurality of drain pad regions DP are concentrated on the first drain electrode portion 15D1. The first drain electrode portion 15D1 and the second drain electrode portion 15D2 are represented as a resistor R connected to the drain pad region DP. Since the second drain electrode portion 15D2 extends in the X direction, its length increases. For this reason, the resistance value of the second drain electrode portion 15D2 increases. Therefore, the overall resistance value of the drain electrode 15D increases. For the same reason, the overall resistance value of the
図6は、本実施の形態に係るドレイン電極およびソース電極の第1の比較例を示した平面図である。図7は、図6に示したドレイン電極およびソース電極の等価回路図である。図6および図7を参照して、複数のドレインパッド領域DPは第1のドレイン電極部15D1に集中的に配置される。第2のドレイン電極部15D2はY方向に延在するので、第1の比較例に比べて第2のドレイン電極部15D2の抵抗値は小さくなる。しかしながら、第1のドレイン電極部15D1のうち、ドレインパッド領域DPからX方向に延在する部分の長さが大きいので第1のドレイン電極部15D1の抵抗値が大きくなる。したがって、ドレイン電極15Dの抵抗値は大きい。同じ理由によって、ソース電極15Sの全体の抵抗値も大きい。
FIG. 6 is a plan view showing a first comparative example of the drain electrode and the source electrode according to the present embodiment. FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of the drain electrode and the source electrode shown in FIG. Referring to FIGS. 6 and 7, the plurality of drain pad regions DP are concentrated on the first drain electrode portion 15D1. Since the second drain electrode portion 15D2 extends in the Y direction, the resistance value of the second drain electrode portion 15D2 is smaller than that of the first comparative example. However, since the length of the portion extending in the X direction from the drain pad region DP in the first drain electrode portion 15D1 is large, the resistance value of the first drain electrode portion 15D1 is increased. Therefore, the resistance value of the drain electrode 15D is large. For the same reason, the entire resistance value of the
図8は、本実施の形態に係るドレイン電極およびソース電極の等価回路図である。図3および図8を参照して、第1のドレイン電極部15D1において、複数のドレインパッド領域DPは分散的に配置される。このため、第1のドレイン電極部15D1がX方向に延在することで第1のドレイン電極部15D1が長くなっても、で第1のドレイン電極部15D1の抵抗値を低減することができる。一方、第2のドレイン電極部15D2はY方向に延在しているので、第2のドレイン電極部15D2は短い。したがって、第2のドレイン電極部15D2の抵抗値を小さくできる。 FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of the drain electrode and the source electrode according to the present embodiment. 3 and 8, in first drain electrode portion 15D1, a plurality of drain pad regions DP are arranged in a distributed manner. For this reason, even if the first drain electrode portion 15D1 becomes longer because the first drain electrode portion 15D1 extends in the X direction, the resistance value of the first drain electrode portion 15D1 can be reduced. On the other hand, since the second drain electrode portion 15D2 extends in the Y direction, the second drain electrode portion 15D2 is short. Therefore, the resistance value of the second drain electrode portion 15D2 can be reduced.
このように本実施の形態によれば第1のドレイン電極部15D1および第2のドレイン電極部15D2の抵抗値を低減することでドレイン電極15Dの抵抗値を低減できる。同じ理由によって、ソース電極15Sの抵抗値も低減できる。したがって、MOSトランジスタ15のオン時における電力損失を低減することができる。
Thus, according to the present embodiment, the resistance value of the drain electrode 15D can be reduced by reducing the resistance values of the first drain electrode portion 15D1 and the second drain electrode portion 15D2. For the same reason, the resistance value of the
図9は、MOSトランジスタ15を構成するトランジスタ素子の構造を説明するための半導体チップの模式断面図である。図9を参照して、半導体チップ10Aは、P型半導体基板151と、P型半導体基板151に形成されたN型エピタキシャル層152と、N型エピタキシャル層152に形成されたP型ウェル153とを有する。P型半導体基板151には、P型拡散領域154が形成される。N型エピタキシャル層152にはN型拡散領域155が形成される。N型エピタキシャル層152の島を形成するために、一般に、半導体チップの表面からP型半導体基板151に達する高濃度のP型の拡散領域(分離領域)が形成される。図9ではこの分離領域もP型半導体基板151の一部として示されている。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor chip for explaining the structure of the transistor elements constituting the
P型ウェル153の上にはゲート酸化膜(図示せず)を介してゲート電極159が形成される。P型ウェル153には、N型拡散領域157,158およびP型拡散領域156がさらに形成される。N型拡散領域157,158およびゲート電極159により、トランジスタ素子Trが構成される。N型拡散領域157は、入力端子(IN)に接続されることによりドレイン領域となる。N型拡散領域158は、出力端子(OUT)に接続されることによりソース領域となる。P型ウェル153はトランジスタ素子Trのボディ(バックゲート)として機能する。
A
P型拡散領域154,156は接地配線160に接続されることによって接地される。これによりP型半導体基板151およびP型ウェル153が接地される。一方、N型拡散領域155の電位がオープンとされることで、N型エピタキシャル層152の電位もオープンとなる。
The P-
図9に示された構成の場合、一般的には、N型エピタキシャル層152の電位を最も高く設定し、かつ、P型半導体基板151の電位を最も低くする。これによりN型エピタキシャル層152がP型半導体基板151から電気的に分離される。また、P型ウェル153の電位は、N型エピタキシャル層152の電位よりも低い電位、たとえばP型半導体基板151の電位と共通の電位に設定される。
In the case of the configuration shown in FIG. 9, in general, the potential of the N-
一方、N型拡散領域157、P型ウェル153およびN型拡散領域158によって寄生NPNトランジスタQ1が形成される。さらに、N型エピタキシャル層152、P型ウェル153およびN型拡散領域158によって寄生NPNトランジスタQ2が形成される。さらに、P型ウェル153、N型エピタキシャル層152およびN型拡散領域158によって、寄生PNPトランジスタQ3が形成される。
On the other hand, parasitic NPN transistor Q1 is formed by N-
トランジスタ素子Trのオン時には、P型ウェル153の表面のチャネル領域を通じてドレイン領域(N型拡散領域157)からソース領域(N型拡散領域158)に電流が流れる。N型エピタキシャル層152が高電位に設定されている場合、P型ウェル153を流れる電流によって、寄生NPNトランジスタQ2がオンすることが起こりうる。
When the transistor element Tr is on, a current flows from the drain region (N-type diffusion region 157) to the source region (N-type diffusion region 158) through the channel region on the surface of the P-
本実施の形態によれば、N型エピタキシャル層152の電位がオープンとされる。さらに、P型ウェル153が接地されることにより、P型ウェル153の電位とP型半導体基板151の電位とが等しくなる。これにより、寄生NPNトランジスタQ2が動作することを回避することができる。さらに、本実施の形態によれば、MOSトランジスタ15を細分化するようにP型拡散領域156が配置される。これによりP型ウェル153に流れる電流が分散されて、P型ウェル153の電位が浮遊する可能性を低減できるので、より確実に、寄生NPNトランジスタQ2が動作することを回避することができる。
According to the present embodiment, the potential of N type
図10は、図9に示された接地配線の平面レイアウトを示す模式図である。図10を参照して、接地配線160はパッド161に接続される。接地配線160は、P型ウェル153上に格子状に配置される。これにより、図1に示すMOSトランジスタ15(図1参照)は、各々が複数のトランジスタ素子Trを含む複数のグループに分割される。複数のトランジスタ素子Tr(図10では1つのトランジスタ素子Trを示す)を含む各グループは、接地配線160によって取り囲まれる。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a planar layout of the ground wiring shown in FIG. Referring to FIG. 10,
図11は、本実施の形態に係る過電流検出回路の構成を示した図である。図11を参照して、過電流検出部20は、検出抵抗21と、比較器22とを備える。検出抵抗21およびMOSトランジスタ25は、直列に接続される。検出抵抗21およびMOSトランジスタ25は、MOSトランジスタ15と並列に入力端子11と出力端子12との間に接続される。
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the overcurrent detection circuit according to the present embodiment. Referring to FIG. 11, the
ハイサイドスイッチ回路の動作時において、ゲート制御部16はMOSトランジスタ15,25をともにオンする。このときに、MOSトランジスタ15には電流I0が流れるとともに、MOSトランジスタ25には電流I1が流れる。これにより検出抵抗21の第1の端子N1および検出抵抗21の第2の端子N2との間には、検出抵抗21の抵抗値および電流I1の積によって決定される電圧V1が発生する。比較器22は、この電圧V1がしきい電圧より大きいかどうかを検出する。電圧V1がしきい電圧よりも高い場合、比較器22は、過電流の検出を示す検出信号を出力する。ゲート制御部16は、検出信号を受けて、過電流保護のためのMOSトランジスタ15,25の制御を行なう。たとえばゲート制御部16は、MOSトランジスタ15,25に流れる電流を制限する、あるいはMOSトランジスタ15,25をオフするための信号をMOSトランジスタ15,25のゲートに出力する。
During the operation of the high side switch circuit, the gate controller 16 turns on both the
検出抵抗21の第2端にはテストパッド24が接続される。テストパッド24には、半導体テスタ26が接続される。半導体テスタ26は過電流検出部20の機能をテストする。具体的には、半導体テスタ26は、検出抵抗21の第1端から第2端に向けて流れる電流(たとえば電流I1)を発生させる。この電流の値は、当該電流値と検出抵抗21の抵抗値(設計値)との積で決定される電圧が、上記基準電圧より高くなるように予め定められている。検出抵抗21の抵抗値が正常(規格範囲内)であれば、半導体テスタ26が上記の電流を発生させることにより、過電流検出部20が過電流を検出する。
A
しかしながら、検出抵抗21は、半導体集積回路に内蔵された抵抗である。一般に、製造時のばらつきのため、半導体チップに形成された抵抗素子の抵抗値の精度を高くすることは難しい。抵抗値がばらつくことによって、検出抵抗21に発生する電圧V1が基準電圧を上回るときの電流I1の値が製品間でばらつく可能性がある。すなわち、過電流が検出されたときの電流値が製品間でばらつく可能性がある。過電流の検出値のばらつきを抑制するための種々の方法が考えられる。
However, the
図12は、外付け抵抗により過電流の検出値のばらつきを抑制するための構成例を示した図である。図12を参照して、外付けの検出抵抗21Aが入力端子11と、過電流検出端子27との間に接続される。この構成では、半導体集積回路の内部には検出抵抗が形成されていない。高い精度の抵抗値を有する外付抵抗を用いることで過電流の検出精度が高まることが期待される。しかし、半導体集積回路だけでなく検出抵抗もインターフェイス回路に実装する必要があるため、部品のコストおよび実装のコストが上昇する。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration example for suppressing variation in detected value of overcurrent by an external resistor. Referring to FIG. 12, an
一方、半導体集積回路に含まれる抵抗回路の抵抗値の精度を高めるための方法として、フューズ抵抗による抵抗値の調整が知られている。図13は、フューズ抵抗によって検出抵抗の抵抗値を調整するための構成の一例を示した図である。 On the other hand, as a method for improving the accuracy of the resistance value of a resistance circuit included in a semiconductor integrated circuit, adjustment of the resistance value by a fuse resistor is known. FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a configuration for adjusting the resistance value of the detection resistor using the fuse resistor.
図13を参照して、検出抵抗21Bは、互いに直列接続された抵抗素子R1,R2,R3を含む。フューズ抵抗F1は、抵抗素子R3に並列接続される。抵抗素子R1は、スイッチとして機能するNチャンネルMOSトランジスタTr1と並列接続される。抵抗素子R4およびフューズ抵抗F2は、高電圧ノード28と接地ノードとの間に直列接続される。MOSトランジスタTr1のゲートは、抵抗素子R4およびフューズ抵抗F2の接続点に接続される。フューズ抵抗F1が溶断することにより、抵抗素子R3が選択される。一方、フューズ抵抗F2が溶断することでMOSトランジスタTr1がオンするので、抵抗素子R1は非選択とされる。
Referring to FIG. 13, detection resistor 21B includes resistance elements R1, R2, and R3 connected in series with each other. The fuse resistor F1 is connected in parallel to the resistor element R3. The resistance element R1 is connected in parallel with an N-channel MOS transistor Tr1 that functions as a switch. Resistance element R4 and fuse resistance F2 are connected in series between
多くの場合、フューズ抵抗には、大きな電流が流れることにより切断される素子が用いられる。しかし図13に示した構成では、MOSトランジスタ25に流れる電流の経路にはフューズ抵抗F1が配置される。ハイサイドスイッチ回路の動作時にはMOSトランジスタ15,25がともにオンするので、MOSトランジスタ25にも比較的大きな電流が流れると考えられる。したがって通常時に比較的大きな電流が流れる経路にフューズ抵抗を配置することは難しいと考えられる。
In many cases, an element that is cut off when a large current flows is used as the fuse resistor. However, in the configuration shown in FIG. 13, the fuse resistor F <b> 1 is arranged in the path of the current flowing through the
本発明の実施の形態では、入力端子11および出力端子12の間に流れる電流の値が、所定の過電流レベルに達した場合に、検出抵抗21に発生した電圧V1が、その過電流レベルに対応するしきい電圧を上回るように、電圧V1を調整できる。具体的には、比較器22は、その入力オフセット電圧を調整可能に構成される。これにより、検出抵抗21により検出される電流値(言い換えれば電圧V1)のずれを補正することができるので、過電流を精度よく検出することができる。
In the embodiment of the present invention, when the value of the current flowing between the
図14は、本発明の実施の形態に係る比較器の構成の一例を示した図である。図14を参照して、比較器22は、トランジスタM1,M2を含む差動部31と、トランジスタ32とを含む。トランジスタ32は、電源ノード29とノードN3との間に接続されて、バイアス電源33からの電圧により駆動される。トランジスタM1は、ノードN3とノードN4との間に配置されて、検出抵抗21の第1の端子N1の電圧を受けることにより動作する。トランジスタM2は、ノードN3とノードN5との間に配置されて、検出抵抗21の第2の端子N2の電圧を受けることにより動作する。
FIG. 14 is a diagram showing an example of the configuration of the comparator according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 14,
比較器22は、さらに、ノードN4に並列接続されるn個のトランジスタM11,M12,・・・,M1nと、ノードN5に並列接続されるm個のトランジスタM21,M22,・・・,M2mとを含む。トランジスタM11,M12,・・・,M1nおよびM21,M22,・・・,M2mは、カレントミラー回路を構成する。ミラー比、すなわちトランジスタM11,M12,・・・,M1nに流れる電流の合計と、トランジスタM21,M22,・・・,M2mに流れる電流の合計との比を適切に定めることによって、電圧V1が補正されるので、電圧V1がしきい電圧を上回るときにノードN4から検出信号が出力されるように電圧V1を調整できる。すなわち比較器22の入力オフセット電圧が補正される。
The
トランジスタM11はフューズ抵抗F3を介して接地ノードに接続される。同じくトランジスタM21はフューズ抵抗F4を介して接地ノードに接続される。フューズ抵抗F3(F4)を溶断することによって、トランジスタM11(M21)が非選択とされる。これによりノードN3(N4)から接地ノードに向けて流れる電流を調整できるので、電圧V1を調整できる。フューズ抵抗F3,F4は、調整回路36を構成する。
Transistor M11 is connected to the ground node via fuse resistor F3. Similarly, transistor M21 is connected to the ground node via fuse resistor F4. By blowing the fuse resistor F3 (F4), the transistor M11 (M21) is not selected. As a result, the current flowing from the node N3 (N4) toward the ground node can be adjusted, so that the voltage V1 can be adjusted. The fuse resistors F3 and F4 constitute an
なお、フューズ抵抗の個数は上記のように限定されるものではない。また、ノードN3に接続されるトランジスタの個数およびそのサイズは限定されるものではない。ノードN4に接続されるトランジスタについても同様である。 The number of fuse resistors is not limited as described above. Further, the number and size of the transistors connected to the node N3 are not limited. The same applies to the transistor connected to the node N4.
フューズ抵抗F3,F4は、入力端子11と出力端子12との間の電流経路には配置されていない。したがって、フューズ抵抗F3,F4に大きな電流が常時流れることが回避される。これにより、電圧V1の調整をフューズ抵抗によって調整できる。したがって本発明の実施の形態によれば過電流検出の精度を高めることができる。フューズ抵抗を溶断する方法は特に限定されず、たとえばレーザトリミングを用いてもよい。
The fuse resistors F3 and F4 are not arranged in the current path between the
以上のように、本発明の実施の形態によれば、外付けの抵抗を用いなくとも、ハイサイドスイッチ回路の過電流の検出精度を高めることができる。これにより、ハイサイドスイッチ回路を含むインターフェイス回路のコストを低減することができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to improve the overcurrent detection accuracy of the high-side switch circuit without using an external resistor. Thereby, the cost of the interface circuit including the high-side switch circuit can be reduced.
さらに本発明の実施の形態によれば、検出抵抗の抵抗値のばらつきによって、検出電圧(電圧V1)がばらつく場合であっても、フューズ抵抗によって、検出電圧のばらつきを補正することができる。具体的には、半導体テスタ26による過電流検出回路の検査時に検出値のばらつきを補正することができる。これにより、ハイサイドスイッチ回路が形成された半導体集積回路の歩留まりを向上させることができる。
Furthermore, according to the embodiment of the present invention, even if the detection voltage (voltage V1) varies due to the variation in the resistance value of the detection resistor, the variation in the detection voltage can be corrected by the fuse resistor. Specifically, variations in detected values can be corrected when the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 メイン電源、2 サブ電源、3 処理ブロック、4 インターフェイス回路、5 回路基板、6 制御回路、10 ハイサイドスイッチ回路、10A 半導体チップ、11 入力端子、12 出力端子、13 過電流モニタ端子、14 イネーブル端子、15,25,32,M1,M2,M11〜M1n,M21〜M2n、Tr1 トランジスタ、15A パワーMOSトランジスタ領域、15D ドレイン電極、15D1 第1のドレイン電極部、15D2 第2のドレイン電極部、15S ソース電極、15S1 第1のソース電極部、15S2 第2のソース電極部、16 ゲート制御部、17A 回路領域、20 過電流検出部、21,21A,21B 検出抵抗、22 比較器、24 テストパッド、26 半導体テスタ、27 過電流検出端子、28 高電圧ノード、29 電源ノード、31 差動部、33 バイアス電源、36 調整回路、100 電子機器、151 P型半導体基板、152 N型エピタキシャル層、153 P型ウェル、154,156 P型拡散領域、155,157,158 N型拡散領域、159 ゲート電極、160 接地配線、161 パッド、200 負荷、DP ドレインパッド領域、F1〜F4 フューズ抵抗、N1 第1の端子、N2 第2の端子、N3〜N5 ノード、R1〜R4 抵抗素子、SP ソースパッド領域、Tr トランジスタ素子。 1 main power supply, 2 sub power supply, 3 processing block, 4 interface circuit, 5 circuit board, 6 control circuit, 10 high-side switch circuit, 10A semiconductor chip, 11 input terminal, 12 output terminal, 13 overcurrent monitor terminal, 14 enable Terminals 15, 25, 32, M1, M2, M11 to M1n, M21 to M2n, Tr1 transistor, 15A power MOS transistor region, 15D drain electrode, 15D1 first drain electrode portion, 15D2 second drain electrode portion, 15S Source electrode, 15S1 first source electrode part, 15S2 second source electrode part, 16 gate control part, 17A circuit area, 20 overcurrent detection part, 21, 21A, 21B detection resistor, 22 comparator, 24 test pad, 26 Semiconductor tester, 27 Overcurrent detection terminal 28 high voltage node, 29 power supply node, 31 differential section, 33 bias power supply, 36 adjustment circuit, 100 electronic device, 151 P-type semiconductor substrate, 152 N-type epitaxial layer, 153 P-type well, 154,156 P-type diffusion region , 155, 157, 158 N-type diffusion region, 159 gate electrode, 160 ground wiring, 161 pad, 200 load, DP drain pad region, F1-F4 fuse resistor, N1 first terminal, N2 second terminal, N3- N5 node, R1 to R4 resistance element, SP source pad region, Tr transistor element.
Claims (7)
負荷に前記電流を供給するための出力端子と、
前記入力端子と前記出力端子との間に電気的に接続される第1のスイッチと、
第1の端子と第2の端子とを含み、前記入力端子と前記出力端子との間に電気的に接続される抵抗素子と、
前記入力端子と前記出力端子との間に前記電流が流れることによって前記抵抗素子に発生した検出電圧を受けて、前記電流が過電流レベルに達した場合に前記検出電圧がしきい電圧を上回ることによって、前記電流が過電流であることを検出する検出回路とを備え、
前記検出回路は、
前記電流が過電流レベルである場合に、前記検出電圧が前記しきい電圧を上回るように前記検出電圧を予め調整するための調整回路を含み、
前記検出回路は、前記検出電圧を前記しきい電圧と比較する比較器であり、
前記調整回路は、前記検出電圧を調整するために前記比較器の入力電圧のオフセットを調整するように構成され、
前記比較器は、
一対のノードと、
前記抵抗素子の前記第1の端子の電圧と前記抵抗素子の前記第2の端子の電圧との間の電圧差に応じて、前記一対のノードにおける出力電圧を変化させる差動部と、
前記一対のノードの一方に並列接続される第一の複数のトランジスタと前記一対のノードの他方に並列接続される第二の複数のトランジスタとを含み、
前記調整回路は、
前記第一の複数のトランジスタの少なくとも一つに接続される第一のフューズ抵抗と前記第二の複数のトランジスタの少なくとも一つに接続される第二のフューズ抵抗を含む、ハイサイドスイッチ回路。 An input terminal for receiving a current supplied from a power supply;
An output terminal for supplying the current to a load;
A first switch electrically connected between the input terminal and the output terminal;
A resistor element that will be electrically connected between the first terminal and includes a second terminal, said output terminal and said input terminal,
When the current flows between the input terminal and the output terminal, the detection voltage generated in the resistance element is received, and the detection voltage exceeds the threshold voltage when the current reaches an overcurrent level. And a detection circuit for detecting that the current is an overcurrent,
The detection circuit includes:
If the current is overcurrent level, seen including a regulating circuit for the detection voltage is adjusted in advance the detection voltage to exceed the threshold voltage,
The detection circuit is a comparator that compares the detection voltage with the threshold voltage;
The adjustment circuit is configured to adjust an offset of an input voltage of the comparator to adjust the detection voltage;
The comparator is
A pair of nodes;
A differential unit configured to change an output voltage at the pair of nodes according to a voltage difference between a voltage at the first terminal of the resistance element and a voltage at the second terminal of the resistance element;
A first plurality of transistors connected in parallel to one of the pair of nodes and a second plurality of transistors connected in parallel to the other of the pair of nodes;
The adjustment circuit includes:
A high-side switch circuit comprising a first fuse resistor connected to at least one of the first plurality of transistors and a second fuse resistor connected to at least one of the second plurality of transistors .
測定器を接触させることによって前記抵抗素子の前記第2の端子の電圧を測定できるように、前記第2の端子に接続されるパッドと、
前記抵抗素子の前記第2の端子と前記出力端子との間に配置される第2のスイッチと、
前記電源から前記負荷への前記電流の供給時には前記第1および第2のスイッチをともにオン状態に設定する一方で、前記測定器を前記パッドに接触させて前記第2の端子の電圧を測定する時には、前記第1および第2のスイッチをともにオフ状態に設定するスイッチ制御部とをさらに備える、請求項1に記載のハイサイドスイッチ回路。 The high side switch circuit is
A pad connected to the second terminal so that the voltage of the second terminal of the resistive element can be measured by contacting a measuring instrument;
A second switch disposed between the second terminal and the output terminal of the resistive element;
When supplying the current from the power source to the load, both the first and second switches are set to an on state, while the measuring instrument is brought into contact with the pad to measure the voltage at the second terminal. 2. The high-side switch circuit according to claim 1, further comprising: a switch control unit that sets both the first and second switches to an off state.
電源から供給される電流を受けるための入力端子と、An input terminal for receiving a current supplied from a power supply;
負荷に前記電流を供給するための出力端子と、An output terminal for supplying the current to a load;
前記入力端子と前記出力端子との間に電気的に接続される第1のスイッチと、A first switch electrically connected between the input terminal and the output terminal;
第1の端子と第2の端子とを含み、前記入力端子と前記出力端子との間に電気的に接続される抵抗素子と、A resistance element including a first terminal and a second terminal, and electrically connected between the input terminal and the output terminal;
前記第1の端子と前記第2の端子間に接続され、前記入力端子と前記出力端子との間に前記電流が流れることによって前記抵抗素子に発生した検出電圧を受けて、前記電流が過電流レベルに達した場合に前記検出電圧がしきい電圧を上回ることによって、前記電流が過電流であることを検出する検出回路とを備え、The current is connected between the first terminal and the second terminal, receives a detection voltage generated in the resistance element due to the current flowing between the input terminal and the output terminal, and the current is overcurrent. A detection circuit for detecting that the current is an overcurrent when the detection voltage exceeds a threshold voltage when a level is reached;
前記検出回路は、The detection circuit includes:
前記電流が過電流レベルである場合に、前記検出電圧が前記しきい電圧を上回るように前記検出電圧を予め調整するための調整回路を含み、An adjustment circuit for pre-adjusting the detection voltage so that the detection voltage exceeds the threshold voltage when the current is at an overcurrent level;
前記ハイサイドスイッチ回路は、The high side switch circuit is
測定器を接触させることによって前記抵抗素子の前記第2の端子の電圧を測定できるように、前記第2の端子に接続されるパッドと、A pad connected to the second terminal so that the voltage of the second terminal of the resistive element can be measured by contacting a measuring instrument;
前記抵抗素子の前記第2の端子と前記出力端子との間に配置される第2のスイッチと、A second switch disposed between the second terminal and the output terminal of the resistive element;
前記電源から前記負荷への前記電流の供給時には前記第1および第2のスイッチをともにオン状態に設定する一方で、前記測定器を前記パッドに接触させて前記第2の端子の電圧を測定する時には、前記第1および第2のスイッチをともにオフ状態に設定するスイッチ制御部とをさらに備える、ハイサイドスイッチ回路。When supplying the current from the power source to the load, both the first and second switches are set to an on state, while the measuring instrument is brought into contact with the pad to measure the voltage at the second terminal. Sometimes, a high-side switch circuit further comprising a switch control unit that sets both the first and second switches to an off state.
回路基板と、
前記回路基板に実装されるハイサイドスイッチ回路とを備え、
前記ハイサイドスイッチ回路は、
前記電源から供給される電流を受けるための入力端子と、
前記負荷に前記電流を供給するための出力端子と、
前記入力端子と前記出力端子との間に電気的に接続される第1のスイッチと、
第1の端子と第2の端子とを含み、前記入力端子と前記出力端子との間に電気的に接続される第2の端子とを含む抵抗素子と、
前記入力端子と前記出力端子との間に前記電流が流れることによって前記抵抗素子に発生した検出電圧を受けて、前記電流が過電流レベルに達した場合に前記検出電圧がしきい電圧を上回ることによって、前記電流が過電流であることを検出する検出回路とを備え、
前記検出回路は、
前記電流が過電流レベルである場合に、前記検出電圧が前記しきい電圧を上回るように
前記検出電圧を予め調整するための調整回路を含み、
前記検出回路は、前記検出電圧を前記しきい電圧と比較する比較器であり、
前記調整回路は、前記検出電圧を調整するために前記比較器の入力電圧のオフセットを調整するように構成され、
前記比較器は、
一対のノードと、
前記抵抗素子の前記第1の端子の電圧と前記抵抗素子の前記第2の端子の電圧との間の電圧差に応じて、前記一対のノードにおける出力電圧を変化させる差動部と、
前記一対のノードの一方に並列接続される第一の複数のトランジスタと前記一対のノードの他方に並列接続される第二の複数のトランジスタとを含み、
前記調整回路は、
前記第一の複数のトランジスタの少なくとも一つに接続される第一のフューズ抵抗と前記第二の複数のトランジスタの少なくとも一つに接続される第二のフューズ抵抗を含む、インターフェイス回路。 An interface circuit for supplying current from a power source to a load,
A circuit board;
A high-side switch circuit mounted on the circuit board,
The high side switch circuit is
An input terminal for receiving a current supplied from the power source;
An output terminal for supplying the current to the load;
A first switch electrically connected between the input terminal and the output terminal;
A resistance element and a second terminal electrically connected between the first terminal and includes a second terminal, said output terminal and said input terminal,
When the current flows between the input terminal and the output terminal, the detection voltage generated in the resistance element is received, and the detection voltage exceeds the threshold voltage when the current reaches an overcurrent level. by, and a detection circuit which detects that the current is an overcurrent,
The detection circuit includes:
An adjustment circuit for pre-adjusting the detection voltage so that the detection voltage exceeds the threshold voltage when the current is at an overcurrent level ;
The detection circuit is a comparator that compares the detection voltage with the threshold voltage;
The adjustment circuit is configured to adjust an offset of an input voltage of the comparator to adjust the detection voltage;
The comparator is
A pair of nodes;
A differential unit configured to change an output voltage at the pair of nodes according to a voltage difference between a voltage at the first terminal of the resistance element and a voltage at the second terminal of the resistance element;
A first plurality of transistors connected in parallel to one of the pair of nodes and a second plurality of transistors connected in parallel to the other of the pair of nodes;
The adjustment circuit includes:
An interface circuit including a first fuse resistor connected to at least one of the first plurality of transistors and a second fuse resistor connected to at least one of the second plurality of transistors .
回路基板と、A circuit board;
前記回路基板に実装されるハイサイドスイッチ回路とを備え、A high-side switch circuit mounted on the circuit board,
前記ハイサイドスイッチ回路は、The high side switch circuit is
前記電源から供給される電流を受けるための入力端子と、An input terminal for receiving a current supplied from the power source;
前記負荷に前記電流を供給するための出力端子と、An output terminal for supplying the current to the load;
前記入力端子と前記出力端子との間に電気的に接続される第1のスイッチと、A first switch electrically connected between the input terminal and the output terminal;
第1の端子と第2の端子とを含み、前記入力端子と前記出力端子との間に電気的に接続される抵抗素子と、A resistance element including a first terminal and a second terminal, and electrically connected between the input terminal and the output terminal;
前記第1の端子と前記第2の端子間に接続され、前記入力端子と前記出力端子との間に前記電流が流れることによって前記抵抗素子に発生した検出電圧を受けて、前記電流が過電流レベルに達した場合に前記検出電圧がしきい電圧を上回ることによって、前記電流が過電流であることを検出する検出回路とを備え、The current is connected between the first terminal and the second terminal, receives a detection voltage generated in the resistance element due to the current flowing between the input terminal and the output terminal, and the current is overcurrent. A detection circuit for detecting that the current is an overcurrent when the detection voltage exceeds a threshold voltage when a level is reached;
前記検出回路は、The detection circuit includes:
前記電流が過電流レベルである場合に、前記検出電圧が前記しきい電圧を上回るようにWhen the current is at an overcurrent level, the detection voltage is higher than the threshold voltage.
前記検出電圧を予め調整するための調整回路を含み、An adjustment circuit for adjusting the detection voltage in advance;
前記ハイサイドスイッチ回路は、The high side switch circuit is
測定器を接触させることによって前記抵抗素子の前記第2の端子の電圧を測定できるように、前記第2の端子に接続されるパッドと、A pad connected to the second terminal so that the voltage of the second terminal of the resistive element can be measured by contacting a measuring instrument;
前記抵抗素子の前記第2の端子と前記出力端子との間に配置される第2のスイッチと、A second switch disposed between the second terminal and the output terminal of the resistive element;
前記電源から前記負荷への前記電流の供給時には前記第1および第2のスイッチをともにオン状態に設定する一方で、前記測定器を前記パッドに接触させて前記第2の端子の電圧を測定する時には、前記第1および第2のスイッチをともにオフ状態に設定するスイッチ制御部とをさらに備える、インターフェイス回路。When supplying the current from the power source to the load, both the first and second switches are set to an on state, while the measuring instrument is brought into contact with the pad to measure the voltage at the second terminal. In some cases, the interface circuit further includes a switch control unit that sets both the first and second switches to an off state.
前記電源と前記負荷とを接続するためのインターフェイス回路とを備え、
前記インターフェイス回路は、
回路基板と、
前記回路基板に実装されるハイサイドスイッチ回路とを含み、
前記ハイサイドスイッチ回路は、
前記電源から供給される電流を受けるための入力端子と、
前記負荷に前記電流を供給するための出力端子と、
前記入力端子と前記出力端子との間に電気的に接続される第1のスイッチと、
第1の端子と第2の端子とを含み、前記入力端子と前記出力端子との間に電気的に接続される抵抗素子と、
前記入力端子と前記出力端子との間に前記電流が流れることによって前記抵抗素子に発生した検出電圧を受けて、前記電流が過電流レベルに達した場合に、前記検出電圧がしきい電圧を上回ることによって前記電流が過電流であることを検出する検出回路とを含み、
前記検出回路は、
前記電流が過電流レベルである場合に、前記検出電圧が前記しきい電圧を上回るように前記検出電圧を予め調整するための調整回路を含み、
前記検出回路は、前記検出電圧を前記しきい電圧と比較する比較器であり、
前記調整回路は、前記検出電圧を調整するために前記比較器の入力電圧のオフセットを調整するように構成され、
前記比較器は、
一対のノードと、
前記抵抗素子の前記第1の端子の電圧と前記抵抗素子の前記第2の端子の電圧との間の電圧差に応じて、前記一対のノードにおける出力電圧を変化させる差動部と、
前記一対のノードの一方に並列接続される第一の複数のトランジスタと前記一対のノードの他方に並列接続される第二の複数のトランジスタとを含み、
前記調整回路は、
前記第一の複数のトランジスタの少なくとも一つに接続される第一のフューズ抵抗と前記第二の複数のトランジスタの少なくとも一つに接続される第二のフューズ抵抗を含む、電子機器。 A power supply for supplying current to the load;
An interface circuit for connecting the power source and the load;
The interface circuit is
A circuit board;
A high-side switch circuit mounted on the circuit board,
The high side switch circuit is
An input terminal for receiving a current supplied from the power source;
An output terminal for supplying the current to the load;
A first switch electrically connected between the input terminal and the output terminal;
A resistor element that will be electrically connected between the first terminal and includes a second terminal, said output terminal and said input terminal,
In response to a detection voltage generated in the resistance element due to the current flowing between the input terminal and the output terminal, and the current reaches an overcurrent level, the detection voltage exceeds a threshold voltage. And a detection circuit for detecting that the current is an overcurrent,
The detection circuit includes:
An adjustment circuit for pre-adjusting the detection voltage so that the detection voltage exceeds the threshold voltage when the current is at an overcurrent level ;
The detection circuit is a comparator that compares the detection voltage with the threshold voltage;
The adjustment circuit is configured to adjust an offset of an input voltage of the comparator to adjust the detection voltage;
The comparator is
A pair of nodes;
A differential unit configured to change an output voltage at the pair of nodes according to a voltage difference between a voltage at the first terminal of the resistance element and a voltage at the second terminal of the resistance element;
A first plurality of transistors connected in parallel to one of the pair of nodes and a second plurality of transistors connected in parallel to the other of the pair of nodes;
The adjustment circuit includes:
An electronic apparatus comprising: a first fuse resistor connected to at least one of the first plurality of transistors; and a second fuse resistor connected to at least one of the second plurality of transistors .
前記電源と前記負荷とを接続するためのインターフェイス回路とを備え、An interface circuit for connecting the power source and the load;
前記インターフェイス回路は、The interface circuit is
回路基板と、A circuit board;
前記回路基板に実装されるハイサイドスイッチ回路とを含み、A high-side switch circuit mounted on the circuit board,
前記ハイサイドスイッチ回路は、The high side switch circuit is
前記電源から供給される電流を受けるための入力端子と、An input terminal for receiving a current supplied from the power source;
前記負荷に前記電流を供給するための出力端子と、An output terminal for supplying the current to the load;
前記入力端子と前記出力端子との間に電気的に接続される第1のスイッチと、A first switch electrically connected between the input terminal and the output terminal;
第1の端子と第2の端子とを含み、前記入力端子と前記出力端子との間に電気的に接続される抵抗素子と、A resistance element including a first terminal and a second terminal, and electrically connected between the input terminal and the output terminal;
前記第1の端子と前記第2の端子間に接続され、前記入力端子と前記出力端子との間に前記電流が流れることによって前記抵抗素子に発生した検出電圧を受けて、前記電流が過電流レベルに達した場合に、前記検出電圧がしきい電圧を上回ることによって前記電流が過電流であることを検出する検出回路とを備え、The current is connected between the first terminal and the second terminal, receives a detection voltage generated in the resistance element due to the current flowing between the input terminal and the output terminal, and the current is overcurrent. A detection circuit for detecting that the current is an overcurrent when the detection voltage exceeds a threshold voltage when the level is reached;
前記検出回路は、The detection circuit includes:
前記電流が過電流レベルである場合に、前記検出電圧が前記しきい電圧を上回るように前記検出電圧を予め調整するための調整回路を含み、An adjustment circuit for pre-adjusting the detection voltage so that the detection voltage exceeds the threshold voltage when the current is at an overcurrent level;
前記ハイサイドスイッチ回路は、The high side switch circuit is
測定器を接触させることによって前記抵抗素子の前記第2の端子の電圧を測定できるように、前記第2の端子に接続されるパッドと、A pad connected to the second terminal so that the voltage of the second terminal of the resistive element can be measured by contacting a measuring instrument;
前記抵抗素子の前記第2の端子と前記出力端子との間に配置される第2のスイッチと、A second switch disposed between the second terminal and the output terminal of the resistive element;
前記電源から前記負荷への前記電流の供給時には前記第1および第2のスイッチをともにオン状態に設定する一方で、前記測定器を前記パッドに接触させて前記第2の端子の電圧を測定する時には、前記第1および第2のスイッチをともにオフ状態に設定するスイッチ制御部とをさらに備える、電子機器。When supplying the current from the power source to the load, both the first and second switches are set to an on state, while the measuring instrument is brought into contact with the pad to measure the voltage at the second terminal. In some cases, the electronic apparatus further includes a switch control unit that sets both the first and second switches to an off state.
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