半导体装置制造方法及图纸

技术编号:19125750 阅读:23 留言:0更新日期:2018-10-10 07:16
根据实施方式,半导体装置具备:第1开关元件,栅极被输入第1基准电压;第2开关元件,栅极被输入第1电压;第3开关元件,达林顿连接有第1开关元件;第4开关元件,达林顿连接有第2开关元件;第1电流反射镜电路,调整在第3及第4开关元件中流通的电流;第5开关元件,基于第1基准电压与第1电压之差,切换为导通状态和截止状态;恒流电路;第2电流反射镜电路,供给恒流;及电压设定用电阻元件,设置在第1开关元件的源极与第3开关元件的栅极之间或者第2开关元件的源极与第4开关元件的栅极之间的任一方。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置关联申请本申请享受以日本专利申请2017-58069号(申请日:2017年3月23日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包括基础申请的全部内容。
本专利技术的实施方式涉及半导体装置。
技术介绍
N沟道型的MOS(MetalOxideSemiconductor:金属氧化物半导体)晶体管例如被用作切换是否对负载供给电流的开关元件。在这样的用途中,存在增压电路与上述MOS晶体管的栅极连接的情况。此时,增压电路的输出电压超过栅极耐压时,MOS晶体管有可能损伤。因此,希望增压电路的输出电压被控制为一定以不超过栅极耐压。但是,为了控制增压电路的输出电压,而使用如例如二极管那样的电气特性易于依赖于温度的元件时,输出电压的偏差范围可能达到标准外。
技术实现思路
本专利技术的实施方式,提供能够进行不易受到温度的影响的电压控制的半导体装置。实施方式的半导体装置,具备:第1开关元件,栅极被输入第1基准电压;第2开关元件,栅极被输入与所述第1基准电压相比较的第1电压;第3开关元件,达林顿连接有所述第1开关元件;第4开关元件,达林顿连接有所述第2开关元件;第1电流反射镜电路,调整在所述第3开关元件及所述第4开关元件中流通的电流;第5开关元件,基于所述第1基准电压与所述第1电压之差,切换为导通状态和截止状态;恒流电路,生成恒流;第2电流反射镜电路,对所述第1开关元件及所述第2开关元件供给所述恒流;以及电压设定用电阻元件,设置在所述第1开关元件的源极与所述第3开关元件的栅极之间或者所述第2开关元件的源极与所述第4开关元件的栅极之间的任一方。附图说明图1是第1实施方式的半导体装置的电路图。图2是第1实施方式的比较器的电路图。图3是恒流电路的电路图。图4是第2实施方式的比较器的电路图。图5是第3实施方式的比较器的电路图。具体实施方式(第1实施方式)图1是第1实施方式的半导体装置的电路图。图1所示的半导体装置1具有增压电路10及比较器20。增压电路10及比较器20与N沟道型的MOS晶体管100的栅极连接。N沟道型MOS晶体管100的漏极,与电源端子300连接。源极与负载200及输出端子302连接。MOS晶体管100导通时,电流被供给至负载200。另一方面,MOS晶体管100截止时,向负载200的电流供给停止。增压电路10是所谓的狄克逊型的供给泵电路,具有二极管D1~二极管D5、电容器C1~电容器C5、变换器INV1~变换器INV4及与(AND)电路11。二极管D1~二极管D5在电源端子300与MOS晶体管100的栅极之间串联连接。电容器C1~电容器C5的一端,分别连接在二极管D1~二极管D5之间。电容器C1、电容器C3及电容器C5的另一端,共同连接于变换器INV2的输出端子。电容器C2及电容器C4的另一端,共同连接于变换器INV4的输出端子。变换器INV1的输入端子,与与电路11的输出端子连接。变换器INV1的输出端子,分别与变换器INV2及变换器INV3的输入端子连接。INV3的输出端子,与变换器INV4的输入端子连接。在如上述那样构成的增压电路10中,与电路11的输出状态,与比较器20的输出状态对应。相应于与电路11的输出状态,对电容器C1~电容器C5充电的电压,与电源电压VDD相加后被输入至MOS晶体管100的栅极。图2是比较器20的电路图。比较器20具有开关元件Q1~开关元件Q5、电流反射镜电路21、电流反射镜电路22、恒流电路23、电阻元件R0~电阻元件R4及齐纳二极管Dz。开关元件Q1~开关元件Q5相当于第1开关元件~第5开关元件。电流反射镜电路21和电流反射镜电路22,相当于第1电流反射镜电路和第2电流反射镜电路。电阻元件R0相当于电压设定用电阻元件。电阻元件R1~电阻元件R4相当于第1电阻元件~第4电阻元件。另外,电流反射镜电路21具有开关元件Q11及开关元件Q12。电流反射镜电路22具有开关元件Q13~开关元件Q17。开关元件Q1的栅极,连接在电阻元件R3与电阻元件R4之间。另外,电阻元件R3及电阻元件R4,在电源端子300与接地端子之间串联连接。开关元件Q1的漏极接地,源极经由电阻元件R0与开关元件Q3的栅极连接。即,开关元件Q1达林顿连接于开关元件Q3。电阻元件R3及电阻元件R4,与电源端子300串联连接。由此,电源电压VDD被电阻元件R3和电阻元件R4分压。分压后的电压,作为第1基准电压Vref1被输入至开关元件Q1的栅极。开关元件Q2的栅极,连接在电阻元件R1与电阻元件R2之间。另外,开关元件Q2的漏极接地,源极与开关元件Q4的栅极连接。即,开关元件Q2达林顿连接于开关元件Q4。电阻元件R1及电阻元件R2与齐纳二极管Dz一起与输出端子301串联连接。输出端子301是用于监视增压电路10的输出电压的端子。在本实施方式中,从增压电路10的输出电压减去齐纳二极管Dz的击穿电压后的电压,被电阻元件R1和电阻元件R2分压。分压后的电压,作为与第1基准电压Vref1相比较的第1电压,被输入至开关元件Q2的栅极。开关元件Q3及开关元件Q4的源极,与开关元件Q15的漏极连接。开关元件Q3的漏极,与开关元件Q11的漏极连接。开关元件Q4的漏极,与开关元件Q12的漏极连接。另外,在本实施方式中,上述的开关元件Q1~开关元件Q4是P沟道型的MOS晶体管,但它们也可以是其他种类的开关元件,例如PNP型的双极型晶体管。开关元件Q5的栅极,连接在开关元件Q3的漏极与开关元件Q11的漏极之间。开关元件Q5的漏极,分别与开关元件Q17的漏极及与电路11的输入端子连接。开关元件Q5的源极接地。开关元件Q5切换为导通状态和截止状态,由此与电路11的输出状态变化。即,开关元件Q5的输出相当于增压电路10的控制信号。开关元件Q11的栅极,与开关元件Q12的栅极及漏极连接。开关元件Q11及开关元件Q12的源极分别接地。开关元件Q11及开关元件Q12构成电流反射镜电路21。通过电流反射镜电路21,进行调整以在开关元件Q11及开关元件Q12的各自的漏极源极间流通相同的电流。开关元件Q13的栅极及漏极,分别与恒流电路23和开关元件Q14~开关元件Q17的栅极连接。开关元件Q13~开关元件Q17的源极分别连接于电源端子300。开关元件Q13~开关元件Q17,构成电流反射镜电路22。通过电流反射镜电路22,分别对开关元件Q1~开关元件Q5供给恒流IB。图3是恒流电路23的电路图。恒流电路23具有开关元件Q6、电阻元件R5及比较器231。开关元件Q6相当于第6开关元件。另外,电阻元件R5相当于电流设定用电阻元件。开关元件Q6的栅极与比较器231的输出端子连接。漏极与开关元件Q13的漏极连接。源极经由电阻元件R5接地。电阻元件R5使用与电阻元件R0(参照图2)相同的材料形成。比较器231的输入端子,被输入电阻元件R5的两端电压及第2基准电压Vref2。比较器231基于它们的电压差,控制开关元件Q6的栅极电压。由此,开关元件Q6的源极电压被控制为始终是第2基准电压Vref2,并生成恒流IB。在上述的半导体装置1中,增压电路10的输出电压VCP(输出端子301的电压)被设定为不超过MOS晶体管100的栅极耐压。这里,对增压电路10的输出电压VCP本文档来自技高网...
半导体装置

【技术保护点】
1.一种半导体装置,具备:第1开关元件,栅极被输入第1基准电压;第2开关元件,栅极被输入与所述第1基准电压相比较的第1电压;第3开关元件,达林顿连接有所述第1开关元件;第4开关元件,达林顿连接有所述第2开关元件;第1电流反射镜电路,调整在所述第3开关元件及所述第4开关元件中流通的电流;第5开关元件,基于所述第1基准电压与所述第1电压之差,切换为导通状态和截止状态;恒流电路,生成恒流;第2电流反射镜电路,对所述第1开关元件及所述第2开关元件供给所述恒流;以及电压设定用电阻元件,设置在所述第1开关元件的源极与所述第3开关元件的栅极之间、或者所述第2开关元件的源极与所述第4开关元件的栅极之间中的任一方。

【技术特征摘要】
2017.03.23 JP 2017-0580691.一种半导体装置,具备:第1开关元件,栅极被输入第1基准电压;第2开关元件,栅极被输入与所述第1基准电压相比较的第1电压;第3开关元件,达林顿连接有所述第1开关元件;第4开关元件,达林顿连接有所述第2开关元件;第1电流反射镜电路,调整在所述第3开关元件及所述第4开关元件中流通的电流;第5开关元件,基于所述第1基准电压与所述第1电压之差,切换为导通状态和截止状态;恒流电路,生成恒流;第2电流反射镜电路,对所述第1开关元件及所述第2开关元件供给所述恒流;以及电压设定用电阻元件,设置在所述第1开关元件的源极与所述第3开关元件的栅极之间、或者所述第2开关元件的源极与所述第4开关元件的栅极之间中的任一方。2.如权利要求1所述的半导体装置,还具备增压电路,该增压电路基于所述第5开关元件的所述导通状态及所述截止状态,使所述第1电压变化。3.如权利要求2所述的半导体装置,所述增压电路与切换是否对负载供给电流的N沟道型的MOS晶体管的栅极连接。4.如权利要求2所述的半导体装置,还具备:齐纳二极管,与所述增压电路的输出端子连接;第1电阻元件及第2电阻元件,与所述齐纳二极管串联连接;以及第3电阻元件及第4电阻元件,与电源端子串联连接,具有和所述第1电阻元件与所述第2电阻元件的电阻比相同的电阻比,所述第1电压,是将从所述增压电路的输出电压减去所述齐纳二极管的击...

【专利技术属性】
技术研发人员:千坂纯一葛西圭
申请(专利权)人:株式会社东芝
类型:发明
国别省市:日本,JP

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