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公開番号2025051136
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023160083
出願日2023-09-25
発明の名称半導体装置
出願人株式会社東芝,東芝デバイス&ストレージ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類G05F 1/10 20060101AFI20250328BHJP(制御;調整)
要約【課題】電流測定精度を向上できる半導体装置を提供する。
【解決手段】一実施形態の半導体装置1は、第1端子T4に接続可能な負荷LDに負荷電流Idrvを供給することにより、負荷を駆動する第1回路3と、第1端子の第1電圧VOUTに基づいて、負荷電流をコピーし、コピーした第1電流Imr1を出力する第2回路5を含み、第1電流に基づく第2電流Icmをモニタする第3回路4とを備える。第3回路は、負荷に負荷電流が供給されない場合に、第2電流を調整する第4回路6を更に含む。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
第１端子に接続可能な負荷に負荷電流を供給することにより、前記負荷を駆動する第１回路と、
前記第１端子の第１電圧に基づいて、前記負荷電流をコピーし、コピーした第１電流を出力する第２回路を含み、前記第１電流に基づく第２電流をモニタする第３回路と
を備え、
前記第３回路は、
前記負荷に前記負荷電流が供給されない場合に、前記第２電流を調整する第４回路
を更に含む、
半導体装置。
続きを表示（約 2,800 文字）【請求項２】
前記第４回路は、前記第２電流を電圧に変換した第２電圧と、基準電圧とを比較し、比較した結果に基づいて、前記第２電流を０に近づくように調整する、
請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記半導体装置に電源が投入された場合、前記第４回路は前記第２電流を調整する、
請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体装置が外部から前記第２電流の調整の実行を要求する信号を受信した場合、前記第４回路は前記第２電流を調整する、
請求項１記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第４回路は、
前記第２電流が調整された状態において前記第２電流をモニタする、
請求項１記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第２回路は、
ゲートに制御信号が入力され、一端が第１ノードに接続され、他端が第２端子に接続された第１トランジスタと、
第１入力端子に前記第１電圧が印加され、第２入力端子に前記第１ノードの第３電圧が印加され、前記第１電圧及び前記第３電圧に基づいて、出力端子から第４電圧を出力するオペアンプと、
ゲートに前記第４電圧が印加され、一端が第２ノードに接続され、他端が前記第１ノードに接続された第２トランジスタと、
を含み、
前記第３回路は、
ゲートが前記第２ノードに接続され、一端が第３端子に接続され、他端が前記第２ノードに接続された第３トランジスタと、
ゲートが前記第２ノードに接続され、一端が前記第３端子に接続され、他端が第３ノードに接続された第４トランジスタと、
一端が前記第３端子に接続され、他端が第４ノードに接続された第１スイッチと、
一端が前記第２ノードに接続され、他端が第５ノードに接続された第２スイッチと、
一端が前記第４ノードに接続され、他端が前記第２ノードに接続された第１可変電流源と、
一端が前記第５ノードに接続され、他端が前記第２端子に接続された第２可変電流源と
を更に含み、
前記第４回路は、
一端が前記第３ノードに接続され、他端が第６ノードに接続された第３スイッチと、
一端が前記第３ノードに接続され、他端が第７ノードに接続された第４スイッチと、
一端が前記第７ノードに接続され、他端が前記第２端子に接続された抵抗素子と、
前記第７ノードの第５電圧と、基準電圧とを比較し、比較した結果を出力するコンパレータと、
前記結果に基づいて、前記第２電流を０に近づくように調整する制御回路と
を含む、
請求項１記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第５電圧が前記基準電圧以上である場合、
前記制御回路は、前記第１スイッチをオン状態にし、前記第２スイッチをオフ状態にし、前記第１可変電流源の電流を増加させ、
前記第５電圧が前記基準電圧未満である場合、
前記制御回路は、前記第１スイッチをオフ状態にし、前記第２スイッチをオン状態にし、前記第２可変電流源の電流を増加させる、
請求項６記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第５電圧が前記基準電圧以上である場合、
前記制御回路は、
前記第１スイッチをオン状態にし、前記第２スイッチをオフ状態にし、前記第１可変電流源の電流を第１トリミング量だけ増加させる処理と、前記結果の論理レベルが遷移したか否かを判定する処理とを含む第１ループ処理を繰り返し実行し、
前記第１可変電流源の前記電流の値を、前記結果の論理レベルが遷移したときの１回前の前記第１ループ処理時の第１電流値に調整し、
前記第５電圧が前記基準電圧未満である場合、
前記制御回路は、
前記第１スイッチをオフ状態にし、前記第２スイッチをオン状態にし、前記第２可変電流源の電流を第２トリミング量だけ増加させる処理と、前記結果の論理レベルが遷移したか否かを判定する処理とを含む第２ループ処理を繰り返し実行し、
前記第２可変電流源の前記電流の値を、前記結果の論理レベルが遷移したときの１回前の前記第２ループ処理時の第２電流値に調整する、
請求項６記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第４回路は、
前記第４回路による調整の結果を記憶するレジスタ
を含む、
請求項１記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第２回路は、
ゲートに制御信号が入力され、一端が第８ノードに接続され、他端が第４端子に接続された第５トランジスタと、
第１入力端子に前記第１電圧が印加され、第２入力端子に前記第８ノードの第６電圧が印加され、前記第１電圧及び前記第６電圧に基づいて、出力端子から第７電圧を出力するオペアンプと、
ゲートに前記第７電圧が印加され、一端が第９ノードに接続され、他端が前記第８ノードに接続された第６トランジスタと、
を含み、
前記第３回路は、
ゲートが前記第９ノードに接続され、一端が前記第９ノードに接続され、他端が第５端子に接続された第７トランジスタと、
ゲートが前記第９ノードに接続され、一端が第１０ノードに接続され、他端が前記第５端子に接続された第８トランジスタと、
ゲートが前記第１０ノードに接続され、一端が第６端子に接続され、他端が前記第１０ノードに接続された第９トランジスタと、
ゲートが前記第１０ノードに接続され、一端が前記第６端子に接続され、他端が第１１ノードに接続された第１０トランジスタと、
一端が前記第９ノードに接続され、他端が第１２ノードに接続された第５スイッチと、
一端が前記第１０ノードに接続され、他端が第１３ノードに接続された第６スイッチと、
一端が前記第１２ノードに接続され、他端が前記第５端子に接続された第３可変電流源と、
一端が前記第１３ノードに接続され、他端が前記第５端子に接続された第４可変電流源と
を更に含み、
前記第４回路は、
一端が前記第１１ノードに接続され、他端が第１４ノードに接続された第７スイッチと、
一端が前記第１１ノードに接続され、他端が第１５ノードに接続された第８スイッチと、
一端が前記第１５ノードに接続され、他端が前記第５端子に接続された抵抗素子と、
前記第１５ノードの第８電圧と、基準電圧とを比較し、比較した結果を出力するコンパレータと、
前記結果に基づいて、前記第２電流を０に近づくように調整する制御回路と
を含む、
請求項１記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
外部の負荷を駆動するドライバ回路と、当該負荷に流れる電流をモニタする電流モニタ回路とを含む半導体装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６４８７２８０号公報
特開２００７－１６６８６１号公報
特開２０２１－１３９６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電流測定精度を向上できる半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る半導体装置は、第１端子に接続可能な負荷に負荷電流を供給することにより、負荷を駆動する第１回路と、第１端子の第１電圧に基づいて、負荷電流をコピーし、コピーした第１電流を出力する第２回路を含み、第１電流に基づく第２電流をモニタする第３回路とを備える。第３回路は、負荷に負荷電流が供給されない場合に、第２電流を調整する第４回路を更に含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１実施形態に係る半導体装置の構成の一例を示す回路図である。
図２は、第１実施形態に係る半導体装置において、入力オフセット電圧があり、且つ無負荷の場合のオペアンプの反転入力端子に印加される電圧の分布を示す図である。
図３は、第１実施形態に係る半導体装置において、入力オフセット電圧があり、且つ無負荷の場合に電流モニタ端子から出力されるモニタ電流の分布を示す図である。
図４は、第１実施形態に係る半導体装置の判定動作時の接続関係を示す回路図である。
図５は、第１実施形態に係る半導体装置の第１調整動作時の接続関係を示す回路図である。
図６は、第１実施形態に係る半導体装置の第１調整動作実行時における電流の値の遷移と電圧の比較結果の値の遷移との関係の一例を示す図である。
図７は、第１実施形態に係る半導体装置の第２調整動作時の接続関係を示す回路図である。
図８は、第１実施形態に係る半導体装置の第２調整動作実行時における電流の値の遷移と電圧の比較結果の値の遷移との関係の一例を示す図である。
図９は、第１実施形態に係る半導体装置の電流調整動作の一例を示すフローチャートである。
図１０は、第１実施形態に係る半導体装置の電流モニタ動作の一例を示すフローチャートである。
図１１は、第１実施形態に係る半導体装置の電流モニタ動作時の接続関係を示す回路図である。
図１２は、第１実施形態に係る半導体装置の電流モニタ動作時の接続関係を示す回路図である。
図１３は、第２実施形態に係る半導体装置の構成の一例を示す回路図である。
図１４は、第２実施形態に係る半導体装置の第１調整動作時の接続関係を示す回路図である。
図１５は、第２実施形態に係る半導体装置の第２調整動作時の接続関係を示す回路図である。
図１６は、第３実施形態に係る半導体装置の構成の一例を示す回路図である。
図１７は、第３実施形態の変形例に係る半導体装置の構成の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素は同一符号を付され、繰り返しの説明は省略される場合がある。同様の構成を有する要素同士を特に区別する場合、同一符号の末尾に、互いに異なる文字または数字を付加する場合がある。また、ある実施形態についての説明は全て、明示的にまたは自明的に排除されない限り、別の実施形態の説明としても当てはまる。
【０００８】
１．第１実施形態
第１実施形態に係る半導体装置について説明する。
【０００９】
１．１構成
１．１．１半導体装置の回路構成
本実施形態に係る半導体装置の回路構成について、図１を用いて説明する。図１は、半導体装置の構成の一例を示す回路図である。以下の説明では、トランジスタのソース及びドレインを限定しない場合、トランジスタのソースまたはドレインのいずれか一方を「トランジスタの一端」と表記し、トランジスタのソースまたはドレインのいずれか他方を「トランジスタの他端」と表記する。
【００１０】
半導体装置１は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）チップである。半導体装置１は、外部の負荷ＬＤに電流を供給することにより、負荷ＬＤを駆動する。負荷ＬＤは、例えば、モーターである。以下、負荷ＬＤに供給する（流れる）電流を「負荷電流」と表記する。また、半導体装置１は、負荷電流をモニタする。
（【００１１】以降は省略されています）

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