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JP7366678B2 - Drive devices, semiconductor devices and electronic equipment - Google Patents
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Description

本発明は、ドライブ装置、半導体装置及び電子機器に関する。 The present invention relates to a drive device, a semiconductor device, and an electronic device.

対象トランジスタの制御電極(例えばゲート)の電圧を制御することで対象トランジスタの状態を制御するドライブ装置が、様々な電子機器において利用されている。 2. Description of the Related Art Drive devices that control the state of a target transistor by controlling the voltage of a control electrode (for example, gate) of the target transistor are used in various electronic devices.

特開2002-311000号公報Japanese Patent Application Publication No. 2002-311000

図9に参考構成に係るドライブ装置901を示す。図9のドライブ装置901は、Pチャネル型のMOSFETとして構成されたトランジスタ911及び912と、Nチャネル型のMOSFETとして構成されたトランジスタ913~915と、定電流源921及びスイッチ922を備え、Nチャネル型のMOSFETとして構成された対象トランジスタM900のゲート電圧Vを制御することで対象トランジスタM900の状態を制御する。ドライブ装置901ではカレントミラー回路CMa及びCMbが形成されている。カレントミラー回路CMaにおいて、トランジスタ911が電流の出力側に配置され、トランジスタ912が電流の入力側に配置されている。カレントミラー回路CMbにおいて、トランジスタ913が電流の出力側に配置され、トランジスタ914が電流の入力側に配置されている。トランジスタ912及び913は互いに直列接続されている。 FIG. 9 shows a drive device 901 according to a reference configuration. A drive device 901 in FIG. 9 includes transistors 911 and 912 configured as P-channel MOSFETs, transistors 913 to 915 configured as N-channel MOSFETs, a constant current source 921, and a switch 922. The state of the target transistor M900 is controlled by controlling the gate voltage VG of the target transistor M900 configured as a type MOSFET. In the drive device 901, current mirror circuits CMa and CMb are formed. In the current mirror circuit CMa, a transistor 911 is placed on the current output side, and a transistor 912 is placed on the current input side. In current mirror circuit CMb, transistor 913 is placed on the current output side, and transistor 914 is placed on the current input side. Transistors 912 and 913 are connected in series with each other.

図10に、ドライブ装置901のタイミングチャートを示す。ハイアクティブの制御信号G_ONがハイレベルとされると、定電流源921からの定電流ICCが電流Iaとしてトランジスタ914に流れ、これによって電流Iaに比例する電流Ibがトランジスタ912及び913に流れ、更に、電流Ibに比例する電流Icがトランジスタ911に流れる。この電流Icにより対象トランジスタM900のゲート電圧Vが上昇することで対象トランジスタM900がターンオンする。その後、制御信号G_ONがローレベルとなると、トランジスタ915のターンオンすることでゲート電圧Vがグランドレベルまで低下し、対象トランジスタM900がターンオフする。 FIG. 10 shows a timing chart of the drive device 901. When the high active control signal G_ON is set to a high level, a constant current ICC from a constant current source 921 flows as a current Ia to the transistor 914, and a current Ib proportional to the current Ia flows to the transistors 912 and 913. Furthermore, a current Ic proportional to current Ib flows through transistor 911. This current Ic increases the gate voltage VG of the target transistor M900, thereby turning on the target transistor M900. Thereafter, when the control signal G_ON becomes low level, the transistor 915 is turned on, the gate voltage VG is lowered to the ground level, and the target transistor M900 is turned off.

図10からも分かるように、ドライブ装置901では対象トランジスタM900がオンとされるべき区間において継続的に電流Ia及びIbが流れるため、その分の電力消費が発生する。ドライブ装置において消費電力の低減が重要であることは言うまでもない。 As can be seen from FIG. 10, in the drive device 901, the currents Ia and Ib continuously flow in the section where the target transistor M900 is to be turned on, so that corresponding power consumption occurs. It goes without saying that reducing power consumption is important in drive devices.

本発明は、消費電力の低減に寄与するドライブ装置、半導体装置及び電子機器を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a drive device, a semiconductor device, and an electronic device that contribute to reducing power consumption.

本発明に係るドライブ装置は、対象トランジスタの制御電極の電圧を制御することで前記対象トランジスタの状態を制御するドライブ装置において、前記対象トランジスタがオン状態となるべきオン制御区間においてアクティブとなる第1制御信号に基づき、前記オン制御区間の開始から所定時間だけアクティブとなる第2制御信号を生成する信号生成回路と、前段回路及び前記対象トランジスタの制御電極に接続されるドライブトランジスタを有し、前記第2制御信号がアクティブとなる区間において、前記前段回路に所定の電流を流すことを通じ前記ドライブトランジスタにてドライブ電流を発生させ前記ドライブ電流を前記対象トランジスタの制御電極に供給することで前記対象トランジスタをターンオンさせる電流供給回路と、前記第2制御信号がアクティブとなる区間の後、前記オン制御区間の終了まで、前記対象トランジスタの制御電極の電圧を、前記対象トランジスタをオン状態とするための電圧に保つ電圧保持回路と、を備え、前記電流供給回路は、前記第2制御信号がアクティブとなる区間の後、前記前段回路における前記所定の電流を遮断する構成(第1の構成)である。 The drive device according to the present invention is a drive device that controls the state of the target transistor by controlling the voltage of the control electrode of the target transistor. a signal generation circuit that generates a second control signal that is active for a predetermined period of time from the start of the on-control period based on the control signal; and a drive transistor connected to the preceding stage circuit and the control electrode of the target transistor; In the period in which the second control signal is active, a predetermined current is caused to flow through the pre-stage circuit to generate a drive current in the drive transistor, and the drive current is supplied to the control electrode of the target transistor, so that the target transistor and a current supply circuit for turning on the target transistor, and a voltage at the control electrode of the target transistor to turn on the target transistor after the interval in which the second control signal is active and until the end of the on-control interval. and a voltage holding circuit that maintains the voltage, and the current supply circuit is configured to cut off the predetermined current in the pre-stage circuit after the period in which the second control signal becomes active (first configuration).

上記第1の構成に係るドライブ装置において、前記電流供給回路は、カレントミラー回路を有し、前記カレントミラー回路の入力側に前記前段回路を構成するプリドライブトランジスタが配置され、前記カレントミラー回路の出力側に前記ドライブトランジスタが配置され、前記電流供給回路は、前記第2制御信号がアクティブとなる区間において、前記プリドライブトランジスタにプリドライブ電流を流すことを通じ前記ドライブトランジスタにて前記ドライブ電流を発生させ、前記第2制御信号がアクティブとなる区間の後、前記プリドライブ電流を遮断する構成(第2の構成)であっても良い。 In the drive device according to the first configuration, the current supply circuit has a current mirror circuit, a predrive transistor forming the pre-stage circuit is disposed on the input side of the current mirror circuit, and the current supply circuit has a current mirror circuit. The drive transistor is disposed on the output side, and the current supply circuit generates the drive current in the drive transistor by causing a predrive current to flow through the predrive transistor in a period in which the second control signal is active. A configuration (second configuration) may be adopted in which the predrive current is cut off after a period in which the second control signal becomes active.

上記第1の構成に係るドライブ装置において、前記電流供給回路は、第1カレントミラー回路及び第2カレントミラー回路を有し、前記第1カレントミラー回路の出力側に前記ドライブトランジスタが配置され、前記前段回路は、前記第2カレントミラー回路の入力側及び出力側に配置される第1トランジスタ及び第2トランジスタと、前記第1カレントミラー回路の入力側に配置されるプリドライブトランジスタと、を有し、前記第2トランジスタと前記プリドライブトランジスタは互いに直列接続され、前記電流供給回路は、前記第2制御信号がアクティブとなる区間において、前記第1トランジスタに所定の定電流を流すことで前記プリドライブトランジスタにて前記定電流に比例するプリドライブ電流を発生させ、これによって前記ドライブトランジスタにて前記ドライブ電流を発生させ、前記第2制御信号がアクティブとなる区間の後、前記定電流を遮断し、これによって前記プリドライブ電流も遮断する構成(第3の構成)であっても良い。 In the drive device according to the first configuration, the current supply circuit includes a first current mirror circuit and a second current mirror circuit, the drive transistor is disposed on the output side of the first current mirror circuit, and the current supply circuit includes a first current mirror circuit and a second current mirror circuit. The front-stage circuit includes a first transistor and a second transistor arranged on the input side and output side of the second current mirror circuit, and a predrive transistor arranged on the input side of the first current mirror circuit. , the second transistor and the predrive transistor are connected in series with each other, and the current supply circuit supplies the predrive transistor with a predetermined constant current flowing through the first transistor during the period in which the second control signal is active. generating a pre-drive current proportional to the constant current in a transistor, thereby causing the drive transistor to generate the drive current, and cutting off the constant current after a period in which the second control signal is active; This may also be a configuration (third configuration) in which the predrive current is also interrupted.

上記第1~第3の構成の何れかに係るドライブ装置において、前記電圧保持回路は、所定電圧の印加端と前記対象トランジスタの制御電極との間に挿入された電圧保持トランジスタを有して、前記第1制御信号及び前記第2制御信号に基づき、前記第2制御信号がアクティブとなる区間の後、前記オン制御区間の終了まで、前記電圧保持トランジスタをオン状態とし、前記電圧保持トランジスタがオン状態となることで前記所定電圧が前記対象トランジスタの制御電極に加わるとき、前記対象トランジスタはオン状態となる構成(第4の構成)であっても良い。 In the drive device according to any of the first to third configurations, the voltage holding circuit includes a voltage holding transistor inserted between an application end of a predetermined voltage and a control electrode of the target transistor, Based on the first control signal and the second control signal, after the period in which the second control signal is active, the voltage holding transistor is turned on until the end of the on control period, and the voltage holding transistor is turned on. The target transistor may be in an on state (fourth configuration) when the predetermined voltage is applied to the control electrode of the target transistor.

上記第4の構成に係るドライブ装置において、第2所定電圧の印加端と前記対象トランジスタの制御電極との間に挿入されたオフ用トランジスタを有するオフ用回路を更に備え、前記第1制御信号により前記オン制御区間と前記対象トランジスタがオフ状態となるべきオフ制御区間とが設定され、前記オフ用回路は、前記オフ制御区間において前記オフ用トランジスタをオン状態とし、前記オフ用トランジスタがオン状態となることで前記第2所定電圧が前記対象トランジスタの制御電極に加わるとき、前記対象トランジスタはオフ状態となる構成(第5の構成)であっても良い。 The drive device according to the fourth configuration further includes an OFF circuit having an OFF transistor inserted between an application terminal of a second predetermined voltage and a control electrode of the target transistor, and The on control period and the off control period in which the target transistor is to be in the off state are set, and the off circuit turns on the off transistor in the off control period and brings the off transistor into the on state. Accordingly, when the second predetermined voltage is applied to the control electrode of the target transistor, the target transistor may be turned off (fifth configuration).

上記第1~第5の構成の何れかに係るドライブ装置において、前記所定時間の長さは前記オン制御区間の長さよりも短い構成(第6の構成)であっても良い。 In the drive device according to any one of the first to fifth configurations, the length of the predetermined time may be shorter than the length of the on-control section (sixth configuration).

上記第1~第6の構成の何れかに係るドライブ装置において、前記対象トランジスタは電界効果トランジスタにて構成される構成(第7の構成)であっても良い。 In the drive device according to any one of the first to sixth configurations, the target transistor may be a field effect transistor (seventh configuration).

本発明に係る半導体装置は、上記第1~第7の構成の何れかに係るドライブ装置を1以上備える構成(第8の構成)である。 A semiconductor device according to the present invention has a configuration (eighth configuration) including one or more drive devices according to any of the first to seventh configurations.

本発明に係る電子機器は、上記第8の構成に係る半導体装置と、前記半導体装置によって状態が制御される1以上の対象トランジスタと、を備えた構成(第9の構成)である。 An electronic device according to the present invention has a configuration (ninth configuration) including the semiconductor device according to the eighth configuration, and one or more target transistors whose states are controlled by the semiconductor device.

本発明によれば、消費電力の低減に寄与するドライブ装置、半導体装置及び電子機器を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a drive device, a semiconductor device, and an electronic device that contribute to reducing power consumption.

本発明の第1実施形態に係るドライブ装置及びその周辺回路の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a drive device and its peripheral circuits according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係り、2つの制御信号の関係図である。FIG. 3 is a relationship diagram of two control signals according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係るドライブ装置のタイミングチャートである。3 is a timing chart of the drive device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る電子機器用の半導体回路システムの概略全体構成図である。FIG. 2 is a schematic overall configuration diagram of a semiconductor circuit system for electronic equipment according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係り、半導体回路システムが電子機器に搭載される様子を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing how a semiconductor circuit system is mounted on an electronic device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る電子機器の外観斜視図である。FIG. 3 is an external perspective view of an electronic device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る半導体装置の外観斜視図である。FIG. 3 is an external perspective view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係る前段回路を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a front-stage circuit according to a third embodiment of the present invention. 参考構成に係るドライブ装置及びその周辺回路の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a drive device and its peripheral circuits according to a reference configuration. 図9のドライブ装置のタイミングチャートである。10 is a timing chart of the drive device of FIG. 9. FIG.

以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、素子又は部位等を参照する記号又は符号を記すことによって、該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、素子又は部位等の名称を省略又は略記することがある。例えば、後述の“GATE_ON”によって参照される第1制御信号は(図1参照)、第1制御信号GATE_ONと表記されることもあるし、制御信号GATE_ON又は信号GATE_ONと略記されることもあり得るが、それらは全て同じものを指す。 Examples of embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. In each referenced figure, the same parts are given the same reference numerals, and overlapping explanations regarding the same parts will be omitted in principle. In this specification, for the purpose of simplifying the description, by writing symbols or codes that refer to information, signals, physical quantities, elements, parts, etc., information, signals, physical quantities, elements, parts, etc. that correspond to the symbols or codes are indicated. Names such as names may be omitted or abbreviated. For example, the first control signal referred to by "GATE_ON" (see FIG. 1), which will be described later, may be written as first control signal GATE_ON, or may be abbreviated as control signal GATE_ON or signal GATE_ON. However, they all refer to the same thing.

まず、本発明の実施形態の記述にて用いられる幾つかの用語について説明を設ける。グランドとは、基準となる0V(ゼロボルト)の電位を有する導電部を指す又は0Vの電位そのものを指す。0Vの電位をグランド電位と称することもある。本発明の実施形態において、特に基準を設けずに示される電圧は、グランドから見た電位を表す。 First, some terms used in the description of the embodiments of the present invention will be explained. The ground refers to a conductive part having a reference potential of 0V (zero volts), or refers to the 0V potential itself. The potential of 0V is sometimes referred to as a ground potential. In embodiments of the invention, voltages shown without particular reference represent potentials with respect to ground.

レベルとは電位のレベルを指し、任意の信号又は電圧についてハイレベルはローレベルよりも高い電位を有する。任意の信号又は電圧について、信号又は電圧がハイレベルにあるとは信号又は電圧のレベルがハイレベルにあることを意味し、信号又は電圧がローレベルにあるとは信号又は電圧のレベルがローレベルにあることを意味する。信号についてのレベルは信号レベルと表現されることがあり、電圧についてのレベルは電圧レベルと表現されることがある。 Level refers to the level of potential, and for any signal or voltage, a high level has a higher potential than a low level. For any signal or voltage, a high level of the signal or voltage means that the level of the signal or voltage is high, and a low level of the signal or voltage means that the level of the signal or voltage is low. means that it is in The level of a signal may be expressed as a signal level, and the level of a voltage may be expressed as a voltage level.

或る任意の注目した信号について、注目した信号がハイレベルであるとき、当該注目した信号の反転信号はローレベルをとり、注目した信号がローレベルであるとき、当該注目した信号の反転信号はハイレベルをとる。 For any given signal of interest, when the signal of interest is at a high level, the inverted signal of the signal of interest takes a low level, and when the signal of interest is at a low level, the inverted signal of the signal of interest takes a low level. Take a high level.

任意の信号又は電圧において、ローレベルからハイレベルへの切り替わりをアップエッジと称し、ローレベルからハイレベルへの切り替わりのタイミングをアップエッジタイミングと称する。同様に、任意の信号又は電圧において、ハイレベルからローレベルへの切り替わりをダウンエッジと称し、ハイレベルからローレベルへの切り替わりのタイミングをダウンエッジタイミングと称する。 In any signal or voltage, switching from a low level to a high level is called an up edge, and the timing of switching from a low level to a high level is called an up edge timing. Similarly, in any signal or voltage, switching from a high level to a low level is called a down edge, and the timing of switching from a high level to a low level is called a down edge timing.

ハイレベル又はローレベルの信号レベルをとる任意の信号について、当該信号のレベルがハイレベルとなる区間をハイレベル区間と称し、当該信号のレベルがローレベルとなる区間をローレベル区間と称する。ハイレベル又はローレベルの電圧レベルをとる任意の電圧についても同様である。 Regarding any signal having a signal level of high level or low level, a section where the level of the signal is high level is called a high level section, and a section where the level of the signal is low level is called a low level section. The same applies to any voltage that takes a high or low voltage level.

MOSFETを含むFET(電界効果トランジスタ)として構成された任意のトランジスタについて、オン状態とは、当該トランジスタのドレイン及びソース間が導通状態となっていることを指し、オフ状態とは、当該トランジスタのドレイン及びソース間が非導通状態(遮断状態)となっていることを指す。FETに分類されないトランジスタについても同様である。MOSFETは、特に記述無き限り、エンハンスメント型のMOSFETであると解して良い。MOSFETは“metal-oxide-semiconductor field-effect transistor”の略称である。 Regarding any transistor configured as a FET (field effect transistor) including a MOSFET, an on state refers to a state in which the drain and source of the transistor are in a conductive state, and an off state refers to a state where the drain and source of the transistor are in a conductive state. Refers to a state of non-conduction (blocking state) between the source and the source. The same applies to transistors that are not classified as FETs. The MOSFET may be understood to be an enhancement type MOSFET unless otherwise specified. MOSFET is an abbreviation for "metal-oxide-semiconductor field-effect transistor."

任意のスイッチを1以上のFET(電界効果トランジスタ)にて構成することができ、或るスイッチがオン状態のときには当該スイッチの両端間が導通する一方で或るスイッチがオフ状態のときには当該スイッチの両端間が非導通となる。 Any switch can be composed of one or more FETs (field effect transistors), and when a switch is on, conduction occurs between both ends of the switch, while when the switch is off, the switch is electrically conductive. There is no conduction between both ends.

以下、任意のトランジスタ又はスイッチについて、オン状態、オフ状態を、単に、オン、オフと表現することもある。任意のトランジスタ又はスイッチについて、オフ状態からオン状態への切り替わりをターンオンと表現し、オン状態からオフ状態への切り替わりをターンオフと表現する。 Hereinafter, the on state and off state of any transistor or switch may be simply expressed as on or off. For any transistor or switch, switching from an off state to an on state is expressed as turn-on, and switching from an on state to an off state is expressed as turn-off.

<<第1実施形態>>
本発明の第1実施形態を説明する。図1は本発明の第1実施形態に係るドライブ装置1及びその周辺回路の構成図である。
<<First embodiment>>
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of a drive device 1 and its peripheral circuits according to a first embodiment of the present invention.

ドライブ装置1には、ドライブ装置1に対して制御信号GATE_ONを供給する制御回路2及びドライブ装置1に対して電源電圧VCC1及びVCC2を供給する電源回路3が接続されている。但し、制御回路2及び電源回路3の内、少なくとも一方はドライブ装置1に内蔵されていると解しても良い。電源電圧VCC1及びVCC2は正の直流電圧であり、例えば、夫々、10V、3Vである。 Connected to the drive device 1 are a control circuit 2 that supplies a control signal GATE_ON to the drive device 1, and a power supply circuit 3 that supplies power supply voltages VCC1 and VCC2 to the drive device 1. However, it may be understood that at least one of the control circuit 2 and the power supply circuit 3 is built into the drive device 1. Power supply voltages VCC1 and VCC2 are positive DC voltages, for example, 10V and 3V, respectively.

また、ドライブ装置1に設けられた端子GATE_DRVに対して対象トランジスタM0及びコンデンサC0が接続されており、対象トランジスタM0には負荷装置LDが接続されている。図1の例において、対象トランジスタM0はNチャネル型のMOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)として構成されている。 Further, a target transistor M0 and a capacitor C0 are connected to a terminal GATE_DRV provided in the drive device 1, and a load device LD is connected to the target transistor M0. In the example of FIG. 1, the target transistor M0 is configured as an N-channel MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor).

ドライブ装置1は、対象トランジスタM0のゲート電圧を制御することで対象トランジスタM0の状態(オン/オフ状態)を制御する。故に、ドライブ装置1はゲートドライブ装置又はゲートドライバとも称される。対象トランジスタM0のドレインには、図示されない電源回路にて生成される正の直流の負荷駆動電圧Vaが印加される。対象トランジスタM0のソースとグランドとの間に負荷装置LDが設けられる。端子GATE_DRVに対し対象トランジスタM0のゲートが接続される。コンデンサC0は対象トランジスタM0のゲートとグランドとの間に挿入される。尚、コンデンサC0は削除され得る。以下、対象トランジスタM0のゲート電圧(ゲートの電位)を、記号“VGATE”にて参照する。 The drive device 1 controls the state (on/off state) of the target transistor M0 by controlling the gate voltage of the target transistor M0. Therefore, the drive device 1 is also called a gate drive device or a gate driver. A positive DC load drive voltage Va generated by a power supply circuit (not shown) is applied to the drain of the target transistor M0. A load device LD is provided between the source of the target transistor M0 and ground. The gate of the target transistor M0 is connected to the terminal GATE_DRV. Capacitor C0 is inserted between the gate of target transistor M0 and ground. Note that capacitor C0 may be omitted. Hereinafter, the gate voltage (gate potential) of the target transistor M0 will be referred to by the symbol "V GATE ".

対象トランジスタM0のゲート電圧VGATEがハイレベルであるとき、対象トランジスタM0はオン状態となり、負荷駆動電圧Va(例えば5V)から対象トランジスタM0での電圧降下(例えば数10ミリボルト)を差し引いた電圧VDDが負荷装置LDに加わる。即ち、負荷駆動電圧Vaに基づく電力が対象トランジスタM0を介して負荷装置LDに供給され、負荷装置LDは負荷駆動電圧Va(換言すれば電圧VDD)に基づいて駆動する。対象トランジスタM0のゲート電圧VGATEにおけるハイレベルは、実質的に電源電圧VCC1(例えば10V)のレベルと一致しており、負荷駆動電圧Vaと対象トランジスタM0のゲート閾値電圧との和よりも、電源電圧VCC1の方が高い。 When the gate voltage V GATE of the target transistor M0 is at a high level, the target transistor M0 is in an on state, and the voltage VDD is obtained by subtracting the voltage drop at the target transistor M0 (for example, several tens of millivolts) from the load drive voltage Va (for example, 5 V). is applied to the load device LD. That is, power based on the load drive voltage Va is supplied to the load device LD via the target transistor M0, and the load device LD is driven based on the load drive voltage Va (in other words, the voltage VDD). The high level of the gate voltage V GATE of the target transistor M0 substantially matches the level of the power supply voltage VCC1 (for example, 10V), and is higher than the sum of the load drive voltage Va and the gate threshold voltage of the target transistor M0. Voltage VCC1 is higher.

対象トランジスタM0のゲート電圧VGATEがローレベルであるとき、対象トランジスタM0はオフ状態となり、負荷駆動電圧Vaに基づく電力の負荷装置LDへの供給は遮断される(換言すれば負荷駆動電圧Vaは負荷装置LDに供給されない)。対象トランジスタM0のゲート電圧VGATEにおけるローレベルは、実質的にグランドのレベルと一致する。 When the gate voltage V GATE of the target transistor M0 is at a low level, the target transistor M0 is turned off, and the supply of power to the load device LD based on the load drive voltage Va is cut off (in other words, the load drive voltage Va is (not supplied to load device LD). The low level of the gate voltage V GATE of the target transistor M0 substantially matches the ground level.

ドライブ装置1の内部構成について説明する。ドライブ装置1は、1ショットパルス生成回路10、電流供給回路20、電圧保持回路30及びオフ用回路40を備えると共に、外部端子として端子GATE_DRVを備える。 The internal configuration of the drive device 1 will be explained. The drive device 1 includes a one-shot pulse generation circuit 10, a current supply circuit 20, a voltage holding circuit 30, and an off circuit 40, and also includes a terminal GATE_DRV as an external terminal.

電流供給回路20は、ドライブトランジスタとしてのトランジスタM1と、前段回路60と、を備える。前段回路60は、プリドライブトランジスタとしてのトランジスタM2と、トランジスタM3、M4及びM7と、定電流源61と、スイッチ62と、インバータ回路63と、を備える。電圧保持回路30は、電圧保持トランジスタとしてのトランジスタM5と、NAND回路31と、を備える。オフ用回路40は、オフ用トランジスタとしてのトランジスタM6と、インバータ回路41と、備える。図1の例では、トランジスタM1、M2及びM5がPチャネル型のMOSFETとして構成され、トランジスタM3、M4、M6及びM7がNチャネル型のMOSFETとして構成されている。 The current supply circuit 20 includes a transistor M1 as a drive transistor and a front-stage circuit 60. The front-stage circuit 60 includes a transistor M2 as a predrive transistor, transistors M3, M4, and M7, a constant current source 61, a switch 62, and an inverter circuit 63. The voltage holding circuit 30 includes a transistor M5 as a voltage holding transistor and a NAND circuit 31. The OFF circuit 40 includes a transistor M6 as an OFF transistor and an inverter circuit 41. In the example of FIG. 1, transistors M1, M2, and M5 are configured as P-channel MOSFETs, and transistors M3, M4, M6, and M7 are configured as N-channel MOSFETs.

1ショットパルス生成回路10は、第1制御信号である制御信号GATE_ONに基づいて第2制御信号DRV_ONを生成する。第2制御信号DRV_ONは、所定時間tPLSだけハイレベルとなる1ショットパルス信号である。図2に第1及び第2制御信号の関係を示す。第1制御信号及び第2制御信号は、夫々に、ハイレベル及びローレベルの何れかの信号レベルをとるデジタル信号である。 The one-shot pulse generation circuit 10 generates the second control signal DRV_ON based on the control signal GATE_ON, which is the first control signal. The second control signal DRV_ON is a one-shot pulse signal that remains at a high level for a predetermined time t PLS . FIG. 2 shows the relationship between the first and second control signals. The first control signal and the second control signal are digital signals that take either a high level or a low level, respectively.

第1制御信号GATE_ONは、対象トランジスタM0がオン状態となるべきオン制御区間を設定及び指定する信号であり、ここでは、第1制御信号GATE_ONがハイレベルであるときに第1制御信号GATE_ONがアクティブ(アサート状態)になるものとする。換言すれば、オン制御区間において第1制御信号GATE_ONはアクティブとなり、第1制御信号GATE_ONのハイレベル区間がオン制御区間に相当する。ローレベルの第1制御信号GATE_ONはノンアクティブ(ネゲート状態)であり、第1制御信号GATE_ONのローレベル区間は、対象トランジスタM0がオフ状態となるべきオフ制御区間に相当する。第1制御信号GATE_ONは、上述のオン制御区間及びオフ制御区間を設定及び指定する信号であると解することができる。 The first control signal GATE_ON is a signal that sets and specifies the on-control period in which the target transistor M0 is to be in the on state. Here, the first control signal GATE_ON is active when the first control signal GATE_ON is at a high level. (asserted state). In other words, the first control signal GATE_ON becomes active during the ON control period, and the high level period of the first control signal GATE_ON corresponds to the ON control period. The first control signal GATE_ON at a low level is inactive (negate state), and the low level period of the first control signal GATE_ON corresponds to an off control period in which the target transistor M0 is to be in an off state. The first control signal GATE_ON can be understood as a signal for setting and specifying the above-described on control period and off control period.

1ショットパルス生成回路10は第2制御信号DRV_ONを原則としてローレベルとする。但し、1ショットパルス生成回路10は、第1制御信号GATE_ONにアップエッジが生じると、第1制御信号GATE_ONのアップエッジに同期して第2制御信号DRV_ONにもアップエッジを生じさせ、第2制御信号DRV_ONを所定時間tPLSだけハイレベルに保った後、第2制御信号DRV_ONにダウンエッジを生じさせる。 The one-shot pulse generation circuit 10 basically sets the second control signal DRV_ON to a low level. However, when an up edge occurs in the first control signal GATE_ON, the one shot pulse generation circuit 10 causes an up edge to also occur in the second control signal DRV_ON in synchronization with the up edge of the first control signal GATE_ON, and the second control signal GATE_ON generates an up edge. After keeping the signal DRV_ON at a high level for a predetermined time t PLS , a down edge is generated in the second control signal DRV_ON.

第2制御信号DRV_ONは、トランジスタM1を通じ対象トランジスタM0をオンさせるための電流を対象トランジスタM0のゲートに供給することを制御する信号である。そして、第1制御信号GATE_ONと同様、第2制御信号DRV_ONにおいてもハイレベルに対しアクティブの状態(アサート状態)が割り当てられている。このため、第2制御信号DRV_ONは、オン制御区間の開始から所定時間tPLSだけアクティブとなる制御信号(パルス信号)であると言える。後述の説明から明らかとなるように、第2制御信号DRV_ONのハイレベル区間にてトランジスタM1を通じ対象トランジスタM0をオンさせるための電流が対象トランジスタM0のゲートに供給され、その電流は第2制御信号DRV_ONのローレベル区間では供給されない。 The second control signal DRV_ON is a signal that controls supplying a current to the gate of the target transistor M0 through the transistor M1 to turn on the target transistor M0. Similarly to the first control signal GATE_ON, the second control signal DRV_ON is also assigned an active state (asserted state) for high level. Therefore, it can be said that the second control signal DRV_ON is a control signal (pulse signal) that is active for a predetermined time t PLS from the start of the on-control period. As will become clear from the description below, a current for turning on the target transistor M0 is supplied to the gate of the target transistor M0 through the transistor M1 during the high level period of the second control signal DRV_ON, and the current is supplied to the gate of the target transistor M0. It is not supplied during the low level section of DRV_ON.

第2制御信号DRV_ONのパルス幅に相当する所定時間tPLSの長さは、1つのオン制御区間の長さより随分と短い。例えば、1つのオン制御区間の長さは数ミリ秒以上であって、数秒~数100秒以上となることもある。これに対し、所定時間tPLSの長さは数マイクロ秒又はサブマイクロ秒オーダーである。勿論、これらの数値は一例に過ぎない。 The length of the predetermined time t PLS corresponding to the pulse width of the second control signal DRV_ON is much shorter than the length of one ON control section. For example, the length of one on-control section is several milliseconds or more, and may range from several seconds to several hundred seconds or more. On the other hand, the length of the predetermined time t PLS is on the order of several microseconds or sub-microseconds. Of course, these numbers are just examples.

第1制御信号GATE_ONに基づき上述の特性を有する第2制御信号DRV_ONを生成できる限り、1ショットパルス生成回路10の構成は任意である。例えば、所定周波数を有するクロック信号に同期して動作するロジック回路を用い、第1制御信号GATE_ONのアップエッジに同期して、所定クロック分だけハイレベルとなるデジタル信号を第2制御信号DRV_ONとして生成することができる。或いは、アナログ回路にて第2制御信号DRV_ONを生成しても良い。 The configuration of the one-shot pulse generation circuit 10 is arbitrary as long as it can generate the second control signal DRV_ON having the above characteristics based on the first control signal GATE_ON. For example, a logic circuit that operates in synchronization with a clock signal having a predetermined frequency is used to generate, as the second control signal DRV_ON, a digital signal that goes high for a predetermined clock period in synchronization with the rising edge of the first control signal GATE_ON. can do. Alternatively, the second control signal DRV_ON may be generated by an analog circuit.

図1を再度参照し、ドライブ装置1における、1ショットパルス生成回路10以外の回路構成の接続関係を説明する。 Referring again to FIG. 1, the connection relationship of the circuit configurations other than the one-shot pulse generation circuit 10 in the drive device 1 will be described.

電源電圧VCC1の印加端(電源電圧VCC1が印加される端子)に対し、トランジスタM1、M2及びM5のソースが共通接続される。トランジスタM1、M5及びM6の各ドレインは端子GATE_DRVに共通接続される(即ち、対象トランジスタM0のゲートに共通接続される)。トランジスタM6のソースはグランドに接続される。 The sources of transistors M1, M2, and M5 are commonly connected to an application terminal of power supply voltage VCC1 (a terminal to which power supply voltage VCC1 is applied). The drains of transistors M1, M5, and M6 are commonly connected to the terminal GATE_DRV (ie, commonly connected to the gate of target transistor M0). The source of transistor M6 is connected to ground.

トランジスタM1のゲートと、トランジスタM2のゲート及びドレインと、トランジスタM3のドレインは、互いに共通接続される。トランジスタM3のゲートと、トランジスタM4のゲート及びドレインと、トランジスタM7のドレインは、互いに共通接続される。トランジスタM3、M4及びM7の各ソースはグランドに接続される。電源電圧VCC2の印加端(電源電圧VCC2が印加される端子)とスイッチ62の一端との間に定電流源61が挿入される。スイッチ62の他端はトランジスタM4のドレインに接続される。 The gate of the transistor M1, the gate and drain of the transistor M2, and the drain of the transistor M3 are commonly connected to each other. The gate of transistor M3, the gate and drain of transistor M4, and the drain of transistor M7 are commonly connected to each other. Each source of transistors M3, M4 and M7 is connected to ground. A constant current source 61 is inserted between the application terminal of the power supply voltage VCC2 (the terminal to which the power supply voltage VCC2 is applied) and one end of the switch 62. The other end of switch 62 is connected to the drain of transistor M4.

インバータ回路63の入力端に第2制御信号DRV_ONが供給され、インバータ回路63の出力端はトランジスタM7のゲートに接続される。また、スイッチ62は第2制御信号DRV_ONによって状態が制御される。インバータ回路41の入力端に第1制御信号GATE_ONが供給され、インバータ回路41の出力端はトランジスタM6のゲートに接続される。NAND回路31には第1制御信号GATE_ON及び第2制御信号DRV_ONが入力され、NAND回路31の出力端はトランジスタM5のゲートに接続される。 The second control signal DRV_ON is supplied to the input terminal of the inverter circuit 63, and the output terminal of the inverter circuit 63 is connected to the gate of the transistor M7. Further, the state of the switch 62 is controlled by the second control signal DRV_ON. The first control signal GATE_ON is supplied to the input terminal of the inverter circuit 41, and the output terminal of the inverter circuit 41 is connected to the gate of the transistor M6. The first control signal GATE_ON and the second control signal DRV_ON are input to the NAND circuit 31, and the output terminal of the NAND circuit 31 is connected to the gate of the transistor M5.

トランジスタM1及びM2によりカレントミラー回路CM1が構成される。カレントミラー回路CM1の電流の入力側にトランジスタM2が配置され、カレントミラー回路CM1の電流の出力側にトランジスタM1が配置される。トランジスタM3及びM4によりカレントミラー回路CM2が構成される。カレントミラー回路CM2の電流の入力側にトランジスタM4が配置され、カレントミラー回路CM2の電流の出力側にトランジスタM3が配置される。トランジスタM2及びM3は互いに直列接続される。 A current mirror circuit CM1 is configured by transistors M1 and M2. A transistor M2 is arranged on the current input side of the current mirror circuit CM1, and a transistor M1 is arranged on the current output side of the current mirror circuit CM1. A current mirror circuit CM2 is configured by transistors M3 and M4. A transistor M4 is arranged on the current input side of the current mirror circuit CM2, and a transistor M3 is arranged on the current output side of the current mirror circuit CM2. Transistors M2 and M3 are connected in series with each other.

トランジスタM4を介して流れる電流(詳細にはトランジスタM4のドレイン及びソース間に流れる電流)を電流I1と称する。トランジスタM2及びM3を介して流れる電流(詳細にはトランジスタM2及びM3の夫々のドレイン及びソース間に流れる電流)を電流I2と称する。トランジスタM1を介して流れる電流(詳細にはトランジスタM1のドレイン及びソース間に流れる電流)を電流I3と称する。 The current flowing through the transistor M4 (specifically, the current flowing between the drain and source of the transistor M4) is referred to as a current I1. The current flowing through the transistors M2 and M3 (specifically, the current flowing between the drain and source of the transistors M2 and M3, respectively) is referred to as a current I2. The current flowing through the transistor M1 (specifically, the current flowing between the drain and source of the transistor M1) is referred to as a current I3.

ドライブ装置1の動作を説明する。スイッチ62は、第2制御信号DRV_ONがハイレベルであるときにオン状態となり、第2制御信号DRV_ONがローレベルであるときにオフ状態となる。インバータ回路63は第2制御信号DRV_ONの反転信号をトランジスタM7のゲートに供給する。このため、トランジスタM7は、第2制御信号DRV_ONがハイレベルであるときにオフ状態となり、第2制御信号DRV_ONがローレベルであるときにオン状態となる。 The operation of the drive device 1 will be explained. The switch 62 is turned on when the second control signal DRV_ON is at a high level, and turned off when the second control signal DRV_ON is at a low level. The inverter circuit 63 supplies an inverted signal of the second control signal DRV_ON to the gate of the transistor M7. Therefore, the transistor M7 is turned off when the second control signal DRV_ON is at a high level, and turned on when the second control signal DRV_ON is at a low level.

定電流源61は一定の電流値を有する定電流ICONSTを発生させる。第2制御信号DRV_ONのハイレベル区間では、スイッチ62がオン状態となることで、定電流源61で発生した定電流ICONSTが電流I1としてトランジスタM4のドレイン及びソース間に流れる。第2制御信号DRV_ONのハイレベル区間において、トランジスタM4に電流I1(ICONST)が流れるため、電流I1に比例した電流I2(従って定電流ICONSTに比例した電流I2)がトランジスタM2及びM3に流れ、更に、その電流I2に比例した電流I3(従って定電流ICONSTに比例した電流I3)がトランジスタM1に流れる。 Constant current source 61 generates a constant current I CONST having a constant current value. During the high-level period of the second control signal DRV_ON, the switch 62 is turned on, so that the constant current I CONST generated by the constant current source 61 flows as a current I1 between the drain and source of the transistor M4. During the high level period of the second control signal DRV_ON, current I1 (I CONST ) flows through transistor M4, so current I2 proportional to current I1 (therefore, current I2 proportional to constant current I CONST ) flows through transistors M2 and M3. Furthermore, a current I3 proportional to the current I2 (therefore, a current I3 proportional to the constant current ICONST ) flows through the transistor M1.

ここでは、トランジスタM3及びM4間のソース面積比の調整並びにトランジスタM1及びM2間のソース面積比の調整を通じ、電流I2は電流I1の16倍に設定され且つ電流I3は電流I2の35倍に設定されているものとする。故に例えば、第2制御信号DRV_ONのハイレベル区間において、電流I1が0.625μAであれば、電流I2、I3は、夫々、10μA、350μAとなる。勿論、これらの数値は様々に変形可能である。尚、図1の回路構成から理解されるよう、第2制御信号DRV_ONのハイレベル区間であっても、端子GATE_DRVの電圧が電源電圧VCC1に達した後には、電流I3は流れない。 Here, by adjusting the source area ratio between transistors M3 and M4 and adjusting the source area ratio between transistors M1 and M2, current I2 is set to 16 times the current I1, and current I3 is set to 35 times the current I2. It is assumed that Therefore, for example, if the current I1 is 0.625 μA in the high level section of the second control signal DRV_ON, the currents I2 and I3 are 10 μA and 350 μA, respectively. Of course, these numerical values can be modified in various ways. Note that, as understood from the circuit configuration of FIG. 1, even in the high-level period of the second control signal DRV_ON, the current I3 does not flow after the voltage of the terminal GATE_DRV reaches the power supply voltage VCC1.

第2制御信号DRV_ONのローレベル区間では、スイッチ62がオフ状態となるため、定電流源61による定電流はトランジスタM4に流れず(即ち“I1=0”となる)、故に、電流I2及びI3も流れない。また、第2制御信号DRV_ONのローレベル区間では、トランジスタM7がオン状態となることでトランジスタM3及びM4の夫々のゲート-ソース間がトランジスタM7により短絡される。 During the low level period of the second control signal DRV_ON, the switch 62 is in the off state, so the constant current from the constant current source 61 does not flow to the transistor M4 (that is, "I1=0"), and therefore the currents I2 and I3 It doesn't flow either. Further, in the low level period of the second control signal DRV_ON, the transistor M7 is turned on, so that the gates and sources of the transistors M3 and M4 are short-circuited by the transistor M7.

NAND回路31は、第1制御信号GATE_ONと第2制御信号DRV_ONの反転信号との否定論理積信号をトランジスタM5のゲートに供給することで、信号GATE_ONがハイレベル且つ信号DRV_ONがローレベルとなる区間においてのみトランジスタM5をオン状態とする。故に、信号GATE_ONがローレベルであるときにはトランジスタM5はオフ状態とされ、信号DRV_ONがハイレベルであるときにもトランジスタM5はオフ状態とされる。 The NAND circuit 31 supplies a NAND signal of the first control signal GATE_ON and an inverted signal of the second control signal DRV_ON to the gate of the transistor M5, thereby controlling the period in which the signal GATE_ON is at a high level and the signal DRV_ON is at a low level. Transistor M5 is turned on only in this case. Therefore, when the signal GATE_ON is at a low level, the transistor M5 is turned off, and when the signal DRV_ON is at a high level, the transistor M5 is also turned off.

インバータ回路41は、第1制御信号GATE_ONの反転信号をトランジスタM6のゲートに供給することで、第1制御信号GATE_ONのローレベル区間においてトランジスタM6をオン状態とし、第1制御信号GATE_ONのハイレベル区間においてトランジスタM6をオフ状態とする。 The inverter circuit 41 supplies an inverted signal of the first control signal GATE_ON to the gate of the transistor M6, thereby turning on the transistor M6 during the low level period of the first control signal GATE_ON, and turning on the transistor M6 during the high level period of the first control signal GATE_ON. At this point, transistor M6 is turned off.

図3はドライブ装置1のタイミングチャートである。図3のタイミングチャートを参照して、ドライブ装置1の動作を更に詳細に説明する。時間の進行につれて、タイミングT、T、T、Tが、この順番で訪れるものとする。タイミングTより前では、信号GATE_ON及びDRV_ONが共にローレベルに維持されている。故に、タイミングTより前では、スイッチ62のオフ及びトランジスタM7のオンにより“I1=I2=I3=0”であり、トランジスタM5のオフ及びトランジスタM6のオンにより“VGATE=0”とされて対象トランジスタM0はオフである。 FIG. 3 is a timing chart of the drive device 1. The operation of the drive device 1 will be explained in more detail with reference to the timing chart of FIG. Assume that timings T 1 , T 2 , T 3 , and T 4 occur in this order as time progresses. Before timing T1 , both signals GATE_ON and DRV_ON are maintained at a low level. Therefore, before timing T1 , "I1 = I2 = I3 = 0" due to the switch 62 being turned off and the transistor M7 being turned on, and "V GATE = 0" due to the transistor M5 being turned off and the transistor M6 being turned on. Target transistor M0 is off.

タイミングTにて第1制御信号GATE_ONがローレベルからハイレベルに切り替わる。そうすると、第2制御信号DRV_ONもタイミングTにてローレベルからハイレベルに切り替わる。タイミングTから所定時間tPLSだけ後のタイミングTにて、第2制御信号DRV_ONのレベルはハイレベルからローレベルに戻り、以後、第1制御信号GATE_ONに再びアップエッジが生じるまでローレベルに維持される。 At timing T1 , the first control signal GATE_ON switches from low level to high level. Then, the second control signal DRV_ON also switches from low level to high level at timing T1 . At timing T 3 , which is a predetermined time t PLS after timing T 1 , the level of the second control signal DRV_ON returns from high level to low level, and thereafter remains at low level until an up edge occurs again in the first control signal GATE_ON. maintained.

タイミングT及びT間では、トランジスタM5~M7が全てオフである。そして、第2制御信号DRV_ONのハイレベル区間であるタイミングT及びT間では、トランジスタM4に電流I1(ICONST)が流れるため、電流I1に比例した電流I2(従って定電流ICONSTに比例した電流I2)がトランジスタM2及びM3に流れ、更に、その電流I2に比例した電流I3(従って定電流ICONSTに比例した電流I3)がトランジスタM1に流れる。但し、上述したように、第2制御信号DRV_ONのハイレベル区間であっても、端子GATE_DRVの電圧(即ちゲート電圧VGATE)が電源電圧VCC1に達した後には、電流I3は流れない。図3の例では、タイミングTより後のタイミングTにてゲート電圧VGATEが電源電圧VCC1に達することが想定されている。 Between timings T 1 and T 3 , transistors M5 to M7 are all off. Between timings T1 and T3 , which is the high level section of the second control signal DRV_ON, current I1 (I CONST ) flows through transistor M4, so current I2 is proportional to current I1 (therefore, constant current I CONST is proportional to A current I2) flows through the transistors M2 and M3, and a current I3 proportional to the current I2 (therefore, a current I3 proportional to the constant current I CONST ) flows through the transistor M1. However, as described above, even in the high level section of the second control signal DRV_ON, the current I3 does not flow after the voltage of the terminal GATE_DRV (that is, the gate voltage V GATE ) reaches the power supply voltage VCC1. In the example of FIG. 3, it is assumed that the gate voltage V GATE reaches the power supply voltage VCC1 at timing T 2 after timing T 1 .

より詳細に述べると、電流I1及びI2はタイミングT及びT間において継続的に流れる。電流I3については、タイミングTから流れ始めるが、この電流I3によりタイミングTを起点にゲート電圧VGATEが0Vから単調増加してタイミングTにて電源電圧VCC1に達すると、電流I3の流れは止まる。電流I3によりタイミングTまでにゲート電圧VGATEが電源電圧VCC1に達するよう、所定時間tPLS、又は、電流I1~I3の値が設計されている。タイミングT以後は、第1制御信号GATE_ONに再びアップエッジが生じるまで電流I1~I3は流れない。 More specifically, currents I1 and I2 flow continuously between timings T1 and T3 . The current I3 starts to flow from timing T1 , but when the gate voltage VGATE monotonically increases from 0V starting from timing T1 due to this current I3 and reaches the power supply voltage VCC1 at timing T2 , the flow of current I3 stops. stops. The predetermined time t PLS or the values of the currents I1 to I3 are designed so that the gate voltage V GATE reaches the power supply voltage VCC1 by the timing T 3 due to the current I3. After timing T3 , currents I1 to I3 do not flow until an up edge occurs again in the first control signal GATE_ON.

ゲート電圧VGATEが0Vから電源電圧VCC1に向けて増大する過程でトランジスタM0がターンオンする。タイミングTにてトランジスタM5がターンオンすることで、ゲート電圧VGATEが電源電圧VCC1のレベルにて固定される。このため、タイミングT及びT間で対象トランジスタM0がターンオンした後は、後述のタイミングTに至るまで対象トランジスタM0がオン状態に維持される。また、タイミングTにてトランジスタM7がターンオンするため、トランンジスタM3及びM4のゲート-ソース間電圧がタイミングTにて即座に0Vに向けて低下してトランンジスタM3及びM4がターンオフする。このため、タイミングTを境に電流I1及びI2が即座にゼロへと減少する。 The transistor M0 is turned on while the gate voltage V GATE increases from 0V to the power supply voltage VCC1. By turning on the transistor M5 at timing T3 , the gate voltage VGATE is fixed at the level of the power supply voltage VCC1. Therefore, after the target transistor M0 is turned on between timings T1 and T2 , the target transistor M0 is maintained in the on state until timing T4 , which will be described later. Further, since the transistor M7 is turned on at timing T3 , the voltage between the gates and sources of the transistors M3 and M4 immediately decreases toward 0V at timing T3 , and the transistors M3 and M4 are turned off. Therefore, the currents I1 and I2 immediately decrease to zero after timing T3 .

タイミングTにおいて、第1制御信号GATE_ONがハイレベルからローレベルに切り替わる。これを受けて、タイミングTにおいて、トランジスタM5がターンオフし且つトランジスタM6がターンオンする。トランジスタM6がターンオンすることで、対象トランジスタM0のゲート電荷がトランジスタM6を通じて速やかにグランドに向けて引き抜かれ、ゲート電圧VGATEが速やかに0Vに向けて低下することで対象トランジスタM0がターンオフする。 At timing T4 , the first control signal GATE_ON switches from high level to low level. In response to this, at timing T4 , transistor M5 is turned off and transistor M6 is turned on. When the transistor M6 turns on, the gate charge of the target transistor M0 is quickly drawn toward the ground through the transistor M6, and the gate voltage V GATE quickly decreases toward 0V, thereby turning off the target transistor M0.

図9の参考構成に係るドライブ装置901との対比において、本実施形態に係るドライブ装置1では、対象トランジスタM0のゲートへの電流供給により対象トランジスタM0がターンオンした後、電流I1及びI2(図9では電流Ia及びIb)が遮断される(即ち、“I1=I2=0”とされる)。故に、その分だけ、電力消費が低減される。所定時間tPLSを十分に短いとして無視すれば、各オン制御区間において、実質的に“(VCC2×I1)+(VCC1×I2)”分の電力消費が低減されることになり、極めて有益である。特に後述されるよう、ドライブ装置を複数チャネル分備えた構成においては、消費電力の低減効果が顕著となる。 In comparison with the drive device 901 according to the reference configuration of FIG. Then, currents Ia and Ib) are cut off (ie, "I1=I2=0"). Therefore, power consumption is reduced by that amount. If the predetermined time tPLS is sufficiently short and ignored, the power consumption will be substantially reduced by "(VCC2 x I1) + (VCC1 x I2)" in each on-control period, which is extremely beneficial. be. Particularly, as will be described later, in a configuration including drive devices for a plurality of channels, the effect of reducing power consumption becomes remarkable.

尚、対象トランジスタM0のゲート電圧VGATEを急峻に立ち上げると、その急峻な電圧変化に伴って発生するノイズが他の回路動作に悪影響を及ぼすことがある。また、ゲート電圧VGATEを急峻に立ち上げるとゲート電圧VGATEにオーバーシュートが発生しやすくなり、対象トランジスタM0のゲート耐圧を超えるようなオーバーシュートが発生すると、対象トランジスタM0が破壊するおそれもある。これらの事情から、ドライブ装置1では、対象トランジスタM0をターンオンさせる際に、一定の電流I3を対象トランジスタM0のゲートに供給してゲート電圧VGATEを緩やかに上昇させるスルーレート制御を実行している。 Note that if the gate voltage V GATE of the target transistor M0 is abruptly raised, noise generated due to the abrupt voltage change may adversely affect the operation of other circuits. Additionally, if the gate voltage V GATE is raised steeply, overshoot is likely to occur in the gate voltage V GATE , and if an overshoot that exceeds the gate breakdown voltage of the target transistor M0 occurs, the target transistor M0 may be destroyed. . Due to these circumstances, the drive device 1 performs slew rate control in which, when turning on the target transistor M0, a constant current I3 is supplied to the gate of the target transistor M0 to gradually increase the gate voltage V GATE . .

ドライブ装置1において、対象トランジスタM0をターンオフさせる際には、トランジスタM6のターンオンにより即座にゲート電圧VGATEを0Vへと低下させているが、対象トランジスタM0をターンオフさせる際にもスルーレート制御を実行するようにしても良い。即ち例えば、ドライブ装置1において、第1制御信号GATE_ONのダウンエッジタイミングを起点としてゲート電圧VGATEが0Vとなるまで対象トランジスタM0のゲートからグランドに向け一定の電流を流す回路を、図1のオフ用回路40の代わりに設けておいても良い。 In the drive device 1, when turning off the target transistor M0, the gate voltage VGATE is immediately lowered to 0V by turning on the transistor M6, but slew rate control is also performed when turning off the target transistor M0. You may also do this. That is, for example, in the drive device 1, a circuit that flows a constant current from the gate of the target transistor M0 to the ground starting from the down edge timing of the first control signal GATE_ON until the gate voltage VGATE reaches 0V is set to the OFF state in FIG. It may be provided in place of the use circuit 40.

<<第2実施形態>>
本発明の第2実施形態を説明する。第2実施形態並びに後述の第3及び第4実施形態は第1実施形態を基礎とする実施形態であり、第2~第4実施形態において特に述べない事項に関しては、矛盾の無い限り、第1実施形態の記載が第2~第4実施形態にも適用される。第2実施形態の記載を解釈するにあたり、第1及び第2実施形態間で矛盾する事項については第2実施形態の記載が優先されて良い(後述の第3及び第4実施形態についても同様)。矛盾の無い限り、第1~第4実施形態の内、任意の複数の実施形態を組み合わせても良い。
<<Second embodiment>>
A second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment and the third and fourth embodiments described later are embodiments based on the first embodiment, and unless there is a contradiction, matters not specifically stated in the second to fourth embodiments are based on the first embodiment. The description of the embodiments also applies to the second to fourth embodiments. When interpreting the description of the second embodiment, the description of the second embodiment may take precedence regarding matters that are inconsistent between the first and second embodiments (the same applies to the third and fourth embodiments described later). . Any plurality of embodiments among the first to fourth embodiments may be combined as long as there is no contradiction.

図4は本発明の第2実施形態に係る電子機器用の半導体回路システムSYSの概略全体構成図である。図5に示す如く半導体回路システムSYSは電子機器EEに搭載される。図6に電子機器EEの外観の一例を示す。図6に示される電子機器EEはノート型のパーソナルコンピュータであるが、半導体回路システムSYSが搭載される電子機器EEの種類は任意である。例えば、電子機器EEは、スマートホンやタブレットのような情報端末、ゲーム機器、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、カーナビゲーションシステムやドライブレコーダ等の車載機器であって良い。 FIG. 4 is a schematic overall configuration diagram of a semiconductor circuit system SYS for electronic equipment according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the semiconductor circuit system SYS is installed in the electronic equipment EE. FIG. 6 shows an example of the external appearance of the electronic device EE. Although the electronic device EE shown in FIG. 6 is a notebook personal computer, the type of electronic device EE on which the semiconductor circuit system SYS is mounted is arbitrary. For example, the electronic device EE may be an information terminal such as a smart phone or a tablet, a game device, a digital video camera, a digital still camera, a car navigation system, a drive recorder, or other in-vehicle device.

図4の半導体回路システムSYSは、半導体装置100を備えると共に、対象トランジスタM0及びコンデンサC0の組をnチャネル分備える。ここで、nは2以上の整数である。半導体装置100は、n個のドライブ装置1を備えると共に、各ドライブ装置1に対して制御信号GATE_ONを供給する制御回路2と、各ドライブ装置1に対して電源電圧VCC1及びVCC2を供給する電源回路3と、を備える。電源回路3は制御回路2の電源電圧も生成する。n個のドライブ装置1は、nチャネル分のドライブ装置1であり、第1~第nチャネルのドライブ装置1と称されることもある。 The semiconductor circuit system SYS in FIG. 4 includes the semiconductor device 100 and n channels of pairs of target transistors M0 and capacitors C0. Here, n is an integer of 2 or more. The semiconductor device 100 includes n drive devices 1, a control circuit 2 that supplies a control signal GATE_ON to each drive device 1, and a power supply circuit that supplies power supply voltages VCC1 and VCC2 to each drive device 1. 3. The power supply circuit 3 also generates a power supply voltage for the control circuit 2. The n drive devices 1 are drive devices 1 for n channels, and are sometimes referred to as first to n-th channel drive devices 1.

制御回路2は、例えば、半導体装置100に外部接続された上位制御回路(不図示)からの信号に基づいて、各ドライブ装置1に対する制御信号GATE_ONを生成する。半導体装置100に含まれるnチャネル分のドライブ装置1に対するnチャネル分の制御信号GATE_ONは、互いに異なりうる。即ち例えば、第1チャネルのドライブ装置1に対する制御信号GATE_ONのハイレベル区間と、第2チャネルのドライブ装置1に対する制御信号GATE_ONのハイレベル区間とは異なりうる(但し一致することもある)。 The control circuit 2 generates a control signal GATE_ON for each drive device 1, for example, based on a signal from a higher-level control circuit (not shown) externally connected to the semiconductor device 100. The n-channel control signals GATE_ON for the n-channel drive devices 1 included in the semiconductor device 100 may be different from each other. That is, for example, the high level section of the control signal GATE_ON for the first channel drive device 1 may be different from the high level section of the control signal GATE_ON for the second channel drive device 1 (although they may match).

電源回路3は、例えば、電子機器EEに搭載されたバッテリの出力電圧に基づき、或いは、図示されないACアダプタの出力電圧に基づき、電源電圧VCC1及びVCC2を含む各電源電圧を生成する。 The power supply circuit 3 generates each power supply voltage including power supply voltages VCC1 and VCC2, for example, based on the output voltage of a battery mounted on the electronic device EE or based on the output voltage of an AC adapter (not shown).

第1~第nチャネルのドライブ装置1の夫々に対し、個別に端子GATE_DRVが設けられる。第1チャネルのドライブ装置1に接続される端子GATE_DRVに対し、第1チャネルに対応する対象トランジスタM0及びコンデンサC0が接続され、第2チャネルのドライブ装置1に接続される端子GATE_DRVに対し、第2チャネルに対応する対象トランジスタM0及びコンデンサC0が接続される。他のチャネルについても同様である。各チャネルにおいて、端子GATE_DRV、対象トランジスタM0、コンデンサC0及び負荷装置LDの接続関係は、第1実施形態で述べたものと同じである。 A terminal GATE_DRV is individually provided for each of the first to nth channel drive devices 1. The target transistor M0 and capacitor C0 corresponding to the first channel are connected to the terminal GATE_DRV connected to the drive device 1 of the first channel, and the terminal GATE_DRV connected to the drive device 1 of the second channel is connected to the second A target transistor M0 and a capacitor C0 corresponding to the channel are connected. The same applies to other channels. In each channel, the connection relationship between the terminal GATE_DRV, the target transistor M0, the capacitor C0, and the load device LD is the same as that described in the first embodiment.

nチャネル分のドライブ装置1は、制御回路2からのnチャネル分の制御信号GATE_ONに基づき、nチャネル分の対象トランジスタM0を個別にオン、オフすることができる。負荷装置LDは、電子機器EEを構成する任意のハードウェアであり、例えば、表示装置、ハードディスクの駆動用モータ、スピーカ、ロジック回路、半導体集積回路である。異なるチャネル間で負荷装置LDの種類は異なりうる。 The n-channel drive device 1 can individually turn on and off the n-channel target transistors M0 based on the n-channel control signal GATE_ON from the control circuit 2. The load device LD is any hardware that constitutes the electronic device EE, and is, for example, a display device, a hard disk drive motor, a speaker, a logic circuit, or a semiconductor integrated circuit. The types of load devices LD may be different between different channels.

図7に半導体装置100の外観を示す。半導体装置100は、半導体集積回路を、樹脂にて構成された筐体(パッケージ)内に封入することで形成された電子部品である。半導体装置100の筐体に複数の外部端子が露出して設けられており、その複数の外部端子には、n個の端子GATE_DRV(即ちnチャネル分の端子GATE_DRV)が含まれる。この他、電源電圧VCC1及びVCC2の元となる電圧を受けるための電圧入力端子や、上位制御回路との通信を行うための通信用端子などが、上記複数の外部端子に含まれる。尚、図7に示される半導体装置100の外部端子の数及び半導体装置100の外観は例示に過ぎず、半導体装置100の筐体の種類は任意である。 FIG. 7 shows the external appearance of the semiconductor device 100. The semiconductor device 100 is an electronic component formed by enclosing a semiconductor integrated circuit in a housing (package) made of resin. A plurality of external terminals are exposed on the casing of the semiconductor device 100, and the plurality of external terminals include n terminals GATE_DRV (that is, terminals for n channels GATE_DRV). In addition, the plurality of external terminals include a voltage input terminal for receiving the source voltages of the power supply voltages VCC1 and VCC2, a communication terminal for communicating with the upper control circuit, and the like. Note that the number of external terminals of the semiconductor device 100 and the appearance of the semiconductor device 100 shown in FIG. 7 are merely examples, and the type of casing of the semiconductor device 100 is arbitrary.

尚、第2実施形態では、ドライブ装置1を複数チャネル分備えた半導体装置100を上述したが、ドライブ装置1を1チャネル分だけ備えた半導体装置100を構成することも可能である(即ちn=1とすることも可能である)。 Note that in the second embodiment, the semiconductor device 100 that includes drive devices 1 for a plurality of channels is described above, but it is also possible to configure the semiconductor device 100 that includes drive devices 1 for only one channel (that is, n= 1).

<<第3実施形態>>
本発明の第3実施形態を説明する。図1に示した前段回路60は、図8のように表すこともできる。図8の前段回路60は、プリドライブトランジスタとしてのトランジスタM2と、定電流源66と、から成る。定電流源66は、トランジスタM2とグランドとの間に挿入され、第2制御信号DRV_ONのハイレベル区間においてのみ一定の電流I2をトランジスタM2に供給する(即ちトランジスタM2のドレイン及びソース間に流す)。定電流源66は第2制御信号DRV_ONのローレベル区間において電流I2を流さないように構成されている。故に、第2制御信号DRV_ONのローレベル区間において、“I2=0”であり、結果、“I3=0”となる。
<<Third Embodiment>>
A third embodiment of the present invention will be described. The pre-stage circuit 60 shown in FIG. 1 can also be represented as shown in FIG. The pre-stage circuit 60 in FIG. 8 includes a transistor M2 as a predrive transistor and a constant current source 66. The constant current source 66 is inserted between the transistor M2 and the ground, and supplies a constant current I2 to the transistor M2 only during the high level period of the second control signal DRV_ON (that is, flows between the drain and source of the transistor M2). . The constant current source 66 is configured so that the current I2 does not flow during the low level section of the second control signal DRV_ON. Therefore, in the low level section of the second control signal DRV_ON, "I2=0" and, as a result, "I3=0".

図1に示される定電流源61、スイッチ62、トランジスタM3、M4及びM7、並びに、インバータ回路63から成るブロックは、定電流源66の構成例であり、上述の定電流源66の機能が実現される限り、定電流源66の構成は任意である。 The block shown in FIG. 1 consisting of the constant current source 61, the switch 62, the transistors M3, M4, and M7, and the inverter circuit 63 is an example of the configuration of the constant current source 66, and the function of the constant current source 66 described above is realized. The configuration of the constant current source 66 is arbitrary as long as it is.

<<第4実施形態>>
本発明の第4実施形態を説明する。第4実施形態では、幾つかの応用技術、変形技術等を説明すると共に、第1~第3実施形態にて具体化された本発明について考察する。
<<Fourth embodiment>>
A fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, some applied techniques, modification techniques, etc. will be explained, and the present invention embodied in the first to third embodiments will be considered.

ドライブ装置1の各回路素子は半導体集積回路の形態で形成され、当該半導体集積回路を、樹脂にて構成された筐体(パッケージ)内に封入することで、ドライブ装置1が構成される。但し、複数のディスクリート部品を用いて、ドライブ装置1内の回路と同等の回路を構成するようにしても良い。ドライブ装置1内に含まれるものとして上述した幾つかの回路素子は、ドライブ装置1外に設けられてドライブ装置1に外付け接続されても良い。同様に、半導体装置100の各回路素子は半導体集積回路の形態で形成され、当該半導体集積回路を、樹脂にて構成された筐体(パッケージ)内に封入することで、半導体装置100が構成される。但し、複数のディスクリート部品を用いて、半導体装置100内の回路と同等の回路を構成するようにしても良い。半導体装置100内に含まれるものとして上述した幾つかの回路素子は、半導体装置100外に設けられて半導体装置100に外付け接続されても良い。 Each circuit element of the drive device 1 is formed in the form of a semiconductor integrated circuit, and the drive device 1 is configured by encapsulating the semiconductor integrated circuit in a case (package) made of resin. However, a circuit equivalent to the circuit inside the drive device 1 may be configured using a plurality of discrete components. Some of the circuit elements described above as being included in the drive device 1 may be provided outside the drive device 1 and externally connected to the drive device 1. Similarly, each circuit element of the semiconductor device 100 is formed in the form of a semiconductor integrated circuit, and the semiconductor device 100 is configured by encapsulating the semiconductor integrated circuit in a casing (package) made of resin. Ru. However, a circuit equivalent to the circuit inside the semiconductor device 100 may be configured using a plurality of discrete components. Some of the circuit elements described above as included in the semiconductor device 100 may be provided outside the semiconductor device 100 and externally connected to the semiconductor device 100.

任意の信号又は電圧に関して、上述の主旨を損なわない形で、それらのハイレベルとローレベルの関係を逆にしても良い。 For any signal or voltage, the relationship between high and low levels may be reversed without detracting from the spirit described above.

各実施形態に示されたFET(電界効果トランジスタ)のチャネルの種類は例示であり、Nチャネル型のFETがPチャネル型のFETに変更されるように、或いは、Pチャネル型のFETがNチャネル型のFETに変更されるように、FETを含む回路の構成は変形され得る。 The types of channels of FETs (field effect transistors) shown in each embodiment are merely examples, and an N-channel FET may be changed to a P-channel FET, or a P-channel FET may be changed to an N-channel FET. The configuration of the circuit containing the FET can be modified to change the type of FET.

例えば、対象トランジスタM0はPチャネル型のMOSFETであっても良い。但し、この場合には、オン制御区間及びオフ制御区間における対象トランジスタM0のゲート電圧VGATEの高低関係や電流I3の向きなどが第1実施形態で示したものと逆になる。即ち、対象トランジスタM0をPチャネル型のMOSFETとする場合、第1制御信号GATE_ONのローレベル区間において対象トランジスタM0のゲート電圧VGATEを十分に高くして対象トランジスタM0をオフ状態とし、電流制御回路20は、第2制御信号DRV_ONのハイレベル区間においてゲート電圧VGATEが低下する向きに電流I3を流すことで対象トランジスタM0をターンオンさせ、電圧保持回路30は、信号GATE_ONがハイレベル且つ信号DRV_ONがローレベルとなる区間においてゲート電圧VGATEをグランド電位に保つことで対象トランジスタM0をオン状態に維持することになる。 For example, the target transistor M0 may be a P-channel MOSFET. However, in this case, the height relationship of the gate voltage V GATE of the target transistor M0 in the ON control period and the OFF control period, the direction of the current I3, etc. are opposite to those shown in the first embodiment. That is, when the target transistor M0 is a P-channel MOSFET, the gate voltage V GATE of the target transistor M0 is made sufficiently high during the low level period of the first control signal GATE_ON to turn the target transistor M0 into an off state, and the current control circuit 20 turns on the target transistor M0 by flowing a current I3 in a direction in which the gate voltage V GATE decreases during the high level section of the second control signal DRV_ON, and the voltage holding circuit 30 turns on the target transistor M0 when the signal GATE_ON is at a high level and the signal DRV_ON is at a high level. By keeping the gate voltage V GATE at the ground potential during the low level period, the target transistor M0 is maintained in the on state.

上述の任意のトランジスタは、任意の種類のトランジスタであって良い。例えば、MOSFETとして上述された任意のトランジスタを、接合型FET、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)又はバイポーラトランジスタに置き換えることも可能である。任意のトランジスタは第1電極、第2電極及び制御電極を有する。FETにおいては、第1及び第2電極の内の一方がドレインで他方がソースであり且つ制御電極がゲートである。IGBTにおいては、第1及び第2電極の内の一方がコレクタで他方がエミッタであり且つ制御電極がゲートである。IGBTに属さないバイポーラトランジスタにおいては、第1及び第2電極の内の一方がコレクタで他方がエミッタであり且つ制御電極がベースである。 Any transistor mentioned above may be any type of transistor. For example, any transistor described above as a MOSFET can be replaced with a junction FET, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), or a bipolar transistor. Any transistor has a first electrode, a second electrode, and a control electrode. In a FET, one of the first and second electrodes is the drain, the other is the source, and the control electrode is the gate. In an IGBT, one of the first and second electrodes is the collector, the other is the emitter, and the control electrode is the gate. In a bipolar transistor that does not belong to an IGBT, one of the first and second electrodes is the collector, the other is the emitter, and the control electrode is the base.

但し、上述の対象トランジスタM0は、MOSFETを含むFET又はIGBTなどの電圧制御型のトランジスタであると良い。電圧制御型トランジスタは、ゲート-ソース間電圧に応じてドレイン-ソース間が導通状態又は非導通状態に制御される(換言すればドレイン-ソース間に流れる電流が制御される)トランジスタである、或いは、ゲート-エミッタ間電圧に応じてコレクタ-エミッタ間が導通状態又は非導通状態に制御される(換言すればコレクタ-エミッタ間に流れる電流が制御される)トランジスタである。 However, the above-described target transistor M0 is preferably a voltage-controlled transistor such as an FET including a MOSFET or an IGBT. A voltage-controlled transistor is a transistor whose drain-source is controlled to be conductive or non-conductive depending on the gate-source voltage (in other words, the current flowing between the drain-source is controlled), or , a transistor whose collector-emitter is controlled to be conductive or non-conductive (in other words, the current flowing between the collector-emitter is controlled) according to the gate-emitter voltage.

本発明の一側面に係るドライブ装置Wは、対象トランジスタ(M0)の制御電極の電圧を制御することで前記対象トランジスタの状態を制御するドライブ装置(1)において、前記対象トランジスタがオン状態となるべきオン制御区間においてアクティブとなる第1制御信号(GATE_ON)に基づき、前記オン制御区間の開始から所定時間だけアクティブとなる第2制御信号(DRV_ON)を生成する信号生成回路(10)と、前段回路(60)及び前記対象トランジスタの制御電極に接続されるドライブトランジスタ(M1)を有し、前記第2制御信号がアクティブとなる区間において、前記前段回路に所定の電流を流すことを通じ前記ドライブトランジスタにてドライブ電流(I3)を発生させ前記ドライブ電流を前記対象トランジスタの制御電極に供給することで前記対象トランジスタをターンオンさせる電流供給回路(20)と、前記第2制御信号がアクティブとなる区間の後、前記オン制御区間の終了まで、前記対象トランジスタの制御電極の電圧を、前記対象トランジスタをオン状態とするための電圧(VCC1)に保つ電圧保持回路(30)と、を備え、前記電流供給回路は、前記第2制御信号がアクティブとなる区間の後、前記前段回路における前記所定の電流を遮断することを特徴とする。 The drive device W according to one aspect of the present invention is a drive device (1) that controls the state of the target transistor by controlling the voltage of the control electrode of the target transistor (M0), in which the target transistor is turned on. a signal generation circuit (10) that generates a second control signal (DRV_ON) that is active for a predetermined time from the start of the on-control period based on a first control signal (GATE_ON) that is active during the on-control period; A circuit (60) and a drive transistor (M1) connected to the control electrode of the target transistor, and in a section where the second control signal is active, the drive transistor is a current supply circuit (20) that turns on the target transistor by generating a drive current (I3) and supplying the drive current to the control electrode of the target transistor; and a voltage holding circuit (30) that maintains the voltage of the control electrode of the target transistor at a voltage (VCC1) for turning on the target transistor until the end of the on-control period, and supplies the current. The circuit is characterized in that the predetermined current in the pre-stage circuit is cut off after the period in which the second control signal is active.

図1の半導体装置1において、1ショットパルス生成回路10は前記信号生成回路の例である。前記前段回路における前記所定の電流を遮断するとは、前記前段回路において前記所定の電流の流れを遮断(停止)することを指す。 In the semiconductor device 1 of FIG. 1, the one-shot pulse generation circuit 10 is an example of the signal generation circuit. Cutting off the predetermined current in the pre-stage circuit refers to cutting off (stopping) the flow of the predetermined current in the pre-stage circuit.

具体的には例えば、前記ドライブ装置Wにおいて、前記電流供給回路は、カレントミラー回路(CM1)を有し、前記カレントミラー回路の入力側に前記前段回路を構成するプリドライブトランジスタ(M2)が配置され、前記カレントミラー回路の出力側に前記ドライブトランジスタ(M1)が配置され、前記電流供給回路は、前記第2制御信号がアクティブとなる区間において、前記プリドライブトランジスタにプリドライブ電流(I2)を流すことを通じ前記ドライブトランジスタにて前記ドライブ電流(I3)を発生させ、前記第2制御信号がアクティブとなる区間の後、前記プリドライブ電流を遮断すると良い。 Specifically, for example, in the drive device W, the current supply circuit includes a current mirror circuit (CM1), and a predrive transistor (M2) constituting the pre-stage circuit is arranged on the input side of the current mirror circuit. The drive transistor (M1) is disposed on the output side of the current mirror circuit, and the current supply circuit supplies a predrive current (I2) to the predrive transistor in an interval in which the second control signal is active. It is preferable that the drive current (I3) is generated in the drive transistor by causing the predrive current to flow, and that the predrive current is cut off after a period in which the second control signal becomes active.

或いは具体的には例えば、前記ドライブ装置Wにおいて、前記電流供給回路は、第1カレントミラー回路(CM1)及び第2カレントミラー回路(CM2)を有し、前記第1カレントミラー回路の出力側に前記ドライブトランジスタ(M1)が配置され、前記前段回路は、前記第2カレントミラー回路の入力側及び出力側に配置される第1トランジスタ(M4)及び第2トランジスタ(M3)と、前記第1カレントミラー回路の入力側に配置されるプリドライブトランジスタ(M2)と、を有し、前記第2トランジスタと前記プリドライブトランジスタは互いに直列接続され、前記電流供給回路は、前記第2制御信号がアクティブとなる区間において、前記第1トランジスタに所定の定電流(I1=ICONST)を流すことで前記プリドライブトランジスタにて前記定電流に比例するプリドライブ電流(I2)を発生させ、これによって前記ドライブトランジスタにて前記ドライブ電流を発生させ、前記第2制御信号がアクティブとなる区間の後、前記定電流を遮断し、これによって前記プリドライブ電流も遮断しても良い。 Or specifically, for example, in the drive device W, the current supply circuit includes a first current mirror circuit (CM1) and a second current mirror circuit (CM2), and the current supply circuit includes a first current mirror circuit (CM1) and a second current mirror circuit (CM2). The drive transistor (M1) is disposed, and the pre-stage circuit includes a first transistor (M4) and a second transistor (M3) disposed on the input side and output side of the second current mirror circuit, and the first current mirror circuit. a predrive transistor (M2) disposed on the input side of the mirror circuit, the second transistor and the predrive transistor are connected in series with each other, and the current supply circuit has a predrive transistor (M2) disposed on the input side of the mirror circuit; By passing a predetermined constant current (I1=I CONST ) through the first transistor in the interval, the predrive transistor generates a predrive current (I2) proportional to the constant current, thereby The drive current may be generated at , and after a period in which the second control signal becomes active, the constant current may be cut off, and thereby the predrive current may also be cut off.

前記定電流の遮断とは、前記定電流の流れの遮断を意味し、詳細には、前記第1トランジスタに対する前記定電流の供給を遮断することを意味する。前記プリドライブ電流の遮断とは、前記プリドライブ電流の流れの遮断を意味し、詳細には、前記プリドライブトランジスタに対する前記プリドライブ電流の供給を遮断することを意味する。
図1の半導体装置1において、電流I2はプリドライブ電流の例であり、電流I3はドライブ電流の例である。
Cutting off the constant current means cutting off the flow of the constant current, and specifically means cutting off the supply of the constant current to the first transistor. Cutting off the predrive current means cutting off the flow of the predrive current, and specifically means cutting off the supply of the predrive current to the predrive transistor.
In the semiconductor device 1 of FIG. 1, the current I2 is an example of a predrive current, and the current I3 is an example of a drive current.

また例えば、前記ドライブ装置Wにおいて、前記電圧保持回路(30)は、所定電圧(VCC1)の印加端と前記対象トランジスタの制御電極との間に挿入された電圧保持トランジスタ(M5)を有して、前記第1制御信号及び前記第2制御信号に基づき、前記第2制御信号がアクティブとなる区間の後、前記オン制御区間の終了まで、前記電圧保持トランジスタをオン状態とし、前記電圧保持トランジスタがオン状態となることで前記所定電圧が前記対象トランジスタの制御電極に加わるとき、前記対象トランジスタはオン状態となると良い。 For example, in the drive device W, the voltage holding circuit (30) includes a voltage holding transistor (M5) inserted between an application end of a predetermined voltage (VCC1) and a control electrode of the target transistor. , based on the first control signal and the second control signal, after the period in which the second control signal is active, the voltage holding transistor is turned on until the end of the on control period, and the voltage holding transistor is turned on. When the target transistor is turned on and the predetermined voltage is applied to the control electrode of the target transistor, the target transistor is preferably turned on.

そして例えば、第2所定電圧の印加端と前記対象トランジスタの制御電極との間に挿入されたオフ用トランジスタ(M6)を有するオフ用回路(40)を更に備え、前記第1制御信号により前記オン制御区間と前記対象トランジスタがオフ状態となるべきオフ制御区間とが設定され、前記オフ用回路は、前記オフ制御区間において前記オフ用トランジスタをオン状態とし、前記オフ用トランジスタがオン状態となることで前記第2所定電圧が前記対象トランジスタの制御電極に加わるとき、前記対象トランジスタはオフ状態となると良い。 For example, the circuit further includes an off circuit (40) having an off transistor (M6) inserted between an application end of the second predetermined voltage and a control electrode of the target transistor, and the turn-off circuit (40) includes A control period and an OFF control period in which the target transistor is to be in an OFF state are set, and the OFF circuit turns the OFF transistor into an ON state in the OFF control period, and the OFF transistor is brought into an ON state. When the second predetermined voltage is applied to the control electrode of the target transistor, the target transistor may be turned off.

図1の半導体装置1においては、グランドの電圧(即ち0V)が前記第2所定電圧に相当するが、前記第2所定電圧はグランドの電圧と異なる電圧(例えば、グランドの電圧よりも若干高い電圧、又は、負の電圧)であっても構わない。 In the semiconductor device 1 of FIG. 1, the ground voltage (i.e. 0V) corresponds to the second predetermined voltage, but the second predetermined voltage is a voltage different from the ground voltage (for example, a voltage slightly higher than the ground voltage). , or a negative voltage).

本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。 The embodiments of the present invention can be appropriately modified in various ways within the scope of the technical idea shown in the claims. The above embodiments are merely examples of the embodiments of the present invention, and the meanings of the terms of the present invention and each component are not limited to those described in the above embodiments. The specific numerical values shown in the above-mentioned explanatory text are merely examples, and it goes without saying that they can be changed to various numerical values.

1 ドライブ装置
2 制御回路
3 電源回路
10 1ショットパルス生成回路
20 電流供給回路
30 電圧保持回路
40 オフ用回路
60 前段回路
100 半導体装置
M0 対象トランジスタ
M1 トランジスタ(ドライブトランジスタ)
M2 トランジスタ(プリトランジスタ)
M5 トランジスタ(電圧保持トランジスタ)
M6 トランジスタ(オフ用トランジスタ)
GATE_ON 制御信号(第1制御信号)
DRV_ON 制御信号(第2制御信号)
1 Drive device 2 Control circuit 3 Power supply circuit 10 One shot pulse generation circuit 20 Current supply circuit 30 Voltage holding circuit 40 Off circuit 60 Pre-stage circuit 100 Semiconductor device M0 Target transistor M1 Transistor (drive transistor)
M2 transistor (pre-transistor)
M5 transistor (voltage holding transistor)
M6 transistor (off transistor)
GATE_ON control signal (first control signal)
DRV_ON control signal (second control signal)

Claims (7)

対象トランジスタの制御電極の電圧を制御することで前記対象トランジスタの状態を制御するドライブ装置において、
前記対象トランジスタがオン状態となるべきオン制御区間においてアクティブとなる第1制御信号に基づき、前記オン制御区間の開始から所定時間だけアクティブとなる第2制御信号を生成する信号生成回路と、
前段回路及び前記対象トランジスタの制御電極に接続されるドライブトランジスタを有し、前記第2制御信号がアクティブとなる区間において、前記前段回路に所定の電流を流すことを通じ前記ドライブトランジスタにてドライブ電流を発生させ前記ドライブ電流を前記対象トランジスタの制御電極に供給することで前記対象トランジスタをターンオンさせる電流供給回路と、
前記第2制御信号がアクティブとなる区間の後、前記オン制御区間の終了まで、前記対象トランジスタの制御電極の電圧を、前記対象トランジスタをオン状態とするための電圧に保つ電圧保持回路と、を備え、
前記電流供給回路は、前記第2制御信号がアクティブとなる区間の後、前記前段回路における前記所定の電流を遮断し、
前記電流供給回路は、第1カレントミラー回路及び第2カレントミラー回路を有し、
前記第1カレントミラー回路の出力側に前記ドライブトランジスタが配置され、
前記前段回路は、前記第2カレントミラー回路の入力側及び出力側に配置される第1トランジスタ及び第2トランジスタと、前記第1カレントミラー回路の入力側に配置されるプリドライブトランジスタと、を有し、
前記第2トランジスタと前記プリドライブトランジスタは互いに直列接続され、
前記電流供給回路は、
前記第2制御信号がアクティブとなる区間において、前記第1トランジスタに所定の定電流を流すことで前記プリドライブトランジスタにて前記定電流に比例するプリドライブ電流を発生させ、これによって前記ドライブトランジスタにて前記ドライブ電流を発生させ、
前記第2制御信号がアクティブとなる区間の後、前記定電流を遮断し、これによって前記プリドライブ電流も遮断する
ドライブ装置。
In a drive device that controls a state of the target transistor by controlling a voltage of a control electrode of the target transistor,
a signal generation circuit that generates a second control signal that is active for a predetermined time from the start of the on-control period based on a first control signal that is active during the on-control period in which the target transistor is to be in the on-state;
A drive transistor is provided which is connected to a control electrode of a front-stage circuit and the target transistor, and a drive current is supplied to the drive transistor by flowing a predetermined current to the front-stage circuit in an interval in which the second control signal is active. a current supply circuit that turns on the target transistor by generating and supplying the drive current to a control electrode of the target transistor;
a voltage holding circuit that maintains the voltage of the control electrode of the target transistor at a voltage for turning on the target transistor until the end of the on-control interval after the interval in which the second control signal is active; Prepare,
The current supply circuit cuts off the predetermined current in the preceding stage circuit after a period in which the second control signal is active;
The current supply circuit includes a first current mirror circuit and a second current mirror circuit,
The drive transistor is arranged on the output side of the first current mirror circuit,
The pre-stage circuit includes a first transistor and a second transistor arranged on the input side and output side of the second current mirror circuit, and a predrive transistor arranged on the input side of the first current mirror circuit. death,
the second transistor and the predrive transistor are connected in series with each other,
The current supply circuit is
In the period in which the second control signal is active, by flowing a predetermined constant current through the first transistor, the predrive transistor generates a predrive current proportional to the constant current, thereby causing the drive transistor to generate the drive current,
After the period in which the second control signal is active, the constant current is cut off, and thereby the predrive current is also cut off.
, drive device.
前記電圧保持回路は、所定電圧の印加端と前記対象トランジスタの制御電極との間に挿入された電圧保持トランジスタを有して、前記第1制御信号及び前記第2制御信号に基づき、前記第2制御信号がアクティブとなる区間の後、前記オン制御区間の終了まで、前記電圧保持トランジスタをオン状態とし、
前記電圧保持トランジスタがオン状態となることで前記所定電圧が前記対象トランジスタの制御電極に加わるとき、前記対象トランジスタはオン状態となる
請求項1に記載のドライブ装置。
The voltage holding circuit includes a voltage holding transistor inserted between an application end of a predetermined voltage and a control electrode of the target transistor, and the voltage holding circuit has a voltage holding transistor inserted between an application end of a predetermined voltage and a control electrode of the target transistor. After the period in which the control signal is active, the voltage holding transistor is turned on until the end of the on-control period;
When the voltage holding transistor is turned on and the predetermined voltage is applied to the control electrode of the target transistor, the target transistor is turned on.
, The drive device according to claim 1.
第2所定電圧の印加端と前記対象トランジスタの制御電極との間に挿入されたオフ用トランジスタを有するオフ用回路を更に備え、
前記第1制御信号により前記オン制御区間と前記対象トランジスタがオフ状態となるべきオフ制御区間とが設定され、
前記オフ用回路は、前記オフ制御区間において前記オフ用トランジスタをオン状態とし、
前記オフ用トランジスタがオン状態となることで前記第2所定電圧が前記対象トランジスタの制御電極に加わるとき、前記対象トランジスタはオフ状態となる
、請求項2に記載のドライブ装置。
further comprising an off circuit having an off transistor inserted between a second predetermined voltage application end and a control electrode of the target transistor;
The first control signal sets the on control period and the off control period in which the target transistor is to be in the off state,
The off circuit turns on the off transistor in the off control period,
When the second predetermined voltage is applied to the control electrode of the target transistor due to the off transistor being in the on state, the target transistor is in the off state.
, The drive device according to claim 2 .
前記所定時間の長さは前記オン制御区間の長さよりも短い
、請求項1~3の何れかに記載のドライブ装置。
The length of the predetermined time is shorter than the length of the on control section.
, A drive device according to any one of claims 1 to 3 .
前記対象トランジスタは電界効果トランジスタにて構成される
、請求項1~4の何れかに記載のドライブ装置。
The target transistor is composed of a field effect transistor.
A drive device according to any one of claims 1 to 4 .
請求項1~5の何れかに記載のドライブ装置を1以上備えて構成される Consisting of one or more drive devices according to any one of claims 1 to 5.
、半導体装置。, semiconductor devices.
請求項6に記載の半導体装置と、 A semiconductor device according to claim 6;
前記半導体装置によって状態が制御される1以上の対象トランジスタと、を備えた one or more target transistors whose states are controlled by the semiconductor device;
、電子機器。,Electronics.
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