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公開番号2025135319
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-18
出願番号2024033101
出願日2024-03-05
発明の名称半導体装置、電子機器、車両
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類H03K 17/00 20060101AFI20250910BHJP(基本電子回路)
要約【課題】地絡耐量を向上する。
【解決手段】半導体装置1は、第1電圧VBの印加端11と第2電圧VOUTの印加端12との間に接続されたスイッチ素子9と、スイッチ素子9の制御端に接続されてスイッチ素子9をオン状態とするための第1駆動電流Iaを生成する第1電流源40aと、スイッチ素子9の制御端に接続されてスイッチ素子9をオフ状態とするための第2駆動電流Ibを生成する第2電流源40bと、第1電圧VB(又は第1電圧VBと第2電圧VOUTとの差電圧でも可)が第1閾値Vth1以上であるときには第1電圧VBが高いほど第1駆動電流Iaが小さくなるように第1電流源40aを制御する制御回路100とを備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
第１電圧の印加端と第２電圧の印加端との間に接続されたスイッチ素子と、
前記スイッチ素子の制御端に接続されて前記スイッチ素子をオン状態とするための第１駆動電流を生成するように構成された第１電流源と、
前記スイッチ素子の制御端に接続されて前記スイッチ素子をオフ状態とするための第２駆動電流を生成するように構成された第２電流源と、
前記第１電圧又は前記第１電圧と前記第２電圧との差電圧が第１閾値以上であるときには前記第１電圧又は前記差電圧が高いほど前記第１駆動電流が小さくなるように前記第１電流源を制御するように構成された制御回路と、
を備える、半導体装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記制御回路は、前記第１電圧又は前記差電圧が前記第１閾値未満であるときには前記第１駆動電流が第１設定値となるように、前記第１電圧又は前記差電圧が前記第１閾値よりも高い第２閾値以上であるときには前記第１駆動電流が前記第１設定値よりも小さい第２設定値となるように、前記第１電圧又は前記差電圧が前記第１閾値以上前記第２閾値未満であるときには前記第１電圧又は前記差電圧が高いほど前記第１駆動電流が前記第１設定値と前記第２設定値との間で小さくなるように、前記第１電流源を制御する、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記第１電圧又は前記差電圧に応じて第１電流を生成するように構成された第１電流生成回路と、所定の第２電流を生成するように構成された第２電流生成回路と、前記第１電流から前記第２電流を差し引いて第３電流を生成するように構成された第３電流生成回路と、前記第３電流の上限値を定める第４電流を生成するように構成された第４電流生成回路と、を含み、
前記第１電流源は、前記第３電流に応じて前記第１駆動電流を生成する、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１電流源は、所定の第５電流から前記第３電流を差し引いて第６電流を生成し、前記第６電流を前記第１駆動電流として出力する、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記スイッチ素子に流れる出力電流を過電流制限値以下に制限するように構成された過電流保護回路をさらに備え、
前記制御回路は、前記第１電圧又は前記差電圧が前記第１閾値以上であるときには前記第１電圧又は前記差電圧が高いほど前記過電流制限値が小さくなるように前記過電流保護回路を制御する、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記制御回路は、前記第１電圧又は前記差電圧が前記第１閾値未満であるときには前記過電流制限値が第１制限値となるように、前記第１電圧又は前記差電圧が前記第１閾値よりも高い第２閾値以上であるときには前記過電流制限値が前記第１制限値よりも小さい第２制限値となるように、前記第１電圧又は前記差電圧が前記第１閾値以上前記第２閾値未満であるときには前記第１電圧又は前記差電圧が高いほど前記過電流制限値が前記第１制限値と前記第２制限値との間で小さくなるように、前記過電流保護回路を制御する、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記制御回路は、前記第１電圧又は前記差電圧に応じて第１電流を生成するように構成された第１電流生成回路と、所定の第２電流を生成するように構成された第２電流生成回路と、前記第１電流から前記第２電流を差し引いて第３電流を生成するように構成された第３電流生成回路と、前記第３電流の上限値を定める第４電流を生成するように構成された第４電流生成回路と、を含み、
前記過電流保護回路は、前記第３電流に応じて前記過電流制限値を設定する、請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記過電流保護回路は、監視対象温度が高いほど前記過電流制限値を引き下げる、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項９】
請求項１～８のいずれかに記載の半導体装置と、
前記半導体装置に接続される負荷と、
を備える、電子機器。
【請求項１０】
請求項９に記載の電子機器を備える、車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置、電子機器及び車両に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
本願出願人は、ＩＰＤ［intelligent power device］、ＳＰＳ［smart power switch］と呼ばれる半導体装置に関して、これまでに数多くの新技術を提案している（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１７／１８７７８５号
【０００４】
［概要］
しかしながら、従来の半導体装置は、地絡耐量の向上について検討の余地があった。
【０００５】
本開示に係る半導体装置は、第１電圧の印加端と第２電圧の印加端との間に接続されたスイッチ素子と、前記スイッチ素子の制御端に接続されて前記スイッチ素子をオン状態とするための第１駆動電流を生成するように構成された第１電流源と、前記スイッチ素子の制御端に接続されて前記スイッチ素子をオフ状態とするための第２駆動電流を生成するように構成された第２電流源と、前記第１電圧又は前記第１電圧と前記第２電圧との差電圧が第１閾値以上であるときには前記第１電圧又は前記差電圧が高いほど前記第１駆動電流が小さくなるように前記第１電流源を制御するように構成された制御回路と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、半導体装置を備えた電子機器の一構成例を示す図である。
図２は、半導体装置の一構成例を示す図である。
図３は、出力電流のオーバーシュートが発生する様子を示す図である。
図４は、半導体装置の一実施形態を示す図である。
図５は、駆動電流の一制御例を示す図である。
図６は、出力電流のオーバーシュートが抑制される様子を示す図である。
図７は、制御回路及び電流源の一構成例を示す図である。
図８は、過電流制限値の一制御例を示す図である。
図９は、車両の外観を示す図である。
【０００７】
［詳細な説明］
＜電子機器＞
図１は、半導体装置を備えた電子機器の一構成例を示す図である。本構成例の電子機器Ａは、半導体装置１と、直流電源２と、負荷３と、を備える。
【０００８】
半導体装置１は、直流電源２と負荷３との間を導通／遮断するハイサイドスイッチＩＣ（ＩＰＤの一種）であり、パワーＭＩＳＦＥＴ［metal insulator semiconductor field effect transistor］９と、コントローラ１０と、を集積化して成る。
【０００９】
また、半導体装置１は、装置外部との電気的な接続を確立するための手段として、複数の外部電極を備える。本図に即して述べると、半導体装置１は、ドレイン電極１１（＝電源電極ＶＢＢに相当）と、ソース電極１２（＝出力電極ＯＵＴに相当）と、入力電極１３（＝入力電極ＩＮに相当）と、基準電圧電極１４（＝接地電極ＧＮＤに相当）を備える。
【００１０】
パワーＭＩＳＦＥＴ９は、絶縁ゲート型パワートランジスタ（＝出力スイッチ）の一例であり、ドレイン電極１１とソース電極１２との間を導通／遮断するハイサイドスイッチ素子として機能する。
（【００１１】以降は省略されています）

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