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公開番号2025110997
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-30
出願番号2024005117
出願日2024-01-17
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H02H 7/20 20060101AFI20250723BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】異常保護機能を損なうことなく容量性負荷を適切に駆動する。
【解決手段】半導体装置1は、例えば、出力スイッチ9と、監視対象温度ΔTempが過熱保護閾値Ttsdを上回ると出力スイッチ9を強制オフして監視対象温度ΔTempが過熱解除閾値TtsdLを下回ると出力スイッチ9の強制オフを解除する過熱保護回路36と、を備える。過熱保護閾値Ttsdは、出力スイッチ9の両端間電圧Vdsが低いほど引き上げられる。
【選択図】図15
特許請求の範囲【請求項１】
出力スイッチと、
監視対象温度が過熱保護閾値を上回ると前記出力スイッチを強制オフして前記監視対象温度が過熱解除閾値を下回ると前記出力スイッチの強制オフを解除するように構成された過熱保護回路と、
を備え、
前記過熱保護閾値は、前記出力スイッチの両端間電圧が低いほど引き上げられる、半導体装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記監視対象温度は、前記出力スイッチを含むパワー素子領域で検出される第１温度と前記パワー素子領域以外で検出される第２温度との温度差である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記過熱保護回路は、前記温度差に応じた検出電圧がオフセット電圧よりも高いときに前記出力スイッチを強制オフして前記検出電圧が前記オフセット電圧よりも低いときに前記出力スイッチの強制オフを解除する、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記過熱保護回路は、前記出力スイッチの両端間電圧に応じて増減される可変電流を生成するように構成された電流源と、前記可変電流に応じて前記オフセット電圧を生成するように構成されたオフセット抵抗と、を含む、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記出力スイッチに流れる出力電流を過電流保護閾値以下に制限するように構成された過電流保護回路と、
前記過電流保護回路及び前記過熱保護回路それぞれを通常モードに設定するか容量性負荷駆動モードに設定するかを切り替えるように構成されたモード制御回路と、
をさらに備え、
前記容量性負荷駆動モードでは、前記通常モードと比べて前記過電流保護閾値及び前記過熱保護閾値が引き下げられる、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記モード制御回路は、前記出力スイッチのオン遷移時に前記過電流保護回路及び前記過熱保護回路それぞれを前記容量性負荷駆動モードに設定し、復帰条件の充足時に前記過電流保護回路及び前記過熱保護回路それぞれを前記容量性負荷駆動モードから前記通常モードに切り替える、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記通常モードにおいて、前記過電流保護回路は、前記出力電流を前記過電流保護閾値以下に制限する電流制限動作、前記出力電流が前記過電流保護閾値まで増大する度に前記出力スイッチの強制オフと再起動を繰り返すヒカップ動作、又は、前記出力電流が前記過電流保護閾値まで増大した時点で前記出力スイッチを強制オフし続けるオフラッチ動作のいずれかを実施する、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記出力スイッチは、電源電極と出力電極との間を導通／遮断するように構成されたハイサイドスイッチ、又は、出力電極と基準電圧電極との間を導通／遮断するように構成されたローサイドスイッチである、請求項１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 1,500 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、容量性負荷の駆動手法（異常保護機能との両立）について検討の余地があった。
【０００５】
例えば、本開示に係る半導体装置は、出力スイッチと、監視対象温度が過熱保護閾値を上回ると前記出力スイッチを強制オフして前記監視対象温度が過熱解除閾値を下回ると前記出力スイッチの強制オフを解除するように構成された過熱保護回路と、を備え、前記過熱保護閾値は、前記出力スイッチの両端間電圧が低いほど引き上げられる。
【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、半導体装置の第１実施形態を示す図である。
図３は、機械式ヒューズを備えた電子機器の一例を示す図である。
図４は、半導体装置の第２実施形態を示す図である。
図５は、異常保護動作の第１例を示す図である。
図６は、異常保護動作の第２例を示す図である。
図７は、異常保護動作の第３例を示す図である。
図８は、異常保護動作の第４例を示す図である。
図９は、第２実施形態における起動動作の第１例を示す図である。
図１９は、第２実施形態における起動動作の第２例を示す図である。
図１１は、第２実施形態における起動動作の第３例を示す図である。
図１２は、半導体装置の第３実施形態を示す図である。
図１３は、電流源の一構成例を示す図である。
図１４は、過熱保護閾値の変化挙動を示す図である。
図１５は、第３実施形態における起動動作の第１例を示す図である。
図１６は、第３実施形態における起動動作の第２例を示す図である。
図１７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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