半导体集成电路及其动作方法技术

一种半导体集成电路及其动作方法，降低在电源供给电路执行对主电源的电源电压和来自辅助电源的备份电源电压的选择时的电压下降，减轻辅助电源的功耗。半导体集成电路的电源供给电路具备测量电路、开关控制电路和开关电路，开关电路包括：第1开关元件，连接于被供给主电源电压(VM)的第1输入端子与输出端子之间；第2开关元件，连接于被供给辅助电源电压(VB)的第2输入端子与输出端子之间。测量电路通过第1输入端子的主电源电压而动作，将(VM)和(VB)进行比较。在(VM)是比(VB)低的电压的情况下，响应测量电路的判定信号(SD)，开关控制电路将开关电路的第1开关元件和第2开关元件分别控制为截止状态和导通状态。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种，降低在电源供给电路执行对主电源的电源电压和来自辅助电源的备份电源电压的选择时的电压下降，减轻辅助电源的功耗。半导体集成电路的电源供给电路具备测量电路、开关控制电路和开关电路，开关电路包括：第1开关元件，连接于被供给主电源电压(VM)的第1输入端子与输出端子之间；第2开关元件，连接于被供给辅助电源电压(VB)的第2输入端子与输出端子之间。测量电路通过第1输入端子的主电源电压而动作，将(VM)和(VB)进行比较。在(VM)是比(VB)低的电压的情况下，响应测量电路的判定信号(SD)，开关控制电路将开关电路的第1开关元件和第2开关元件分别控制为截止状态和导通状态。【专利说明】
本专利技术涉及具备电源供给电路的，尤其涉及对以下情况有效的技术，即降低在电源供给电路执行对主电源的电源电压和来自辅助电源的备份电源电压的选择时的电压下降，并且减轻辅助电源的功耗。
技术介绍
过去公知有这样的技术:为了在用于向电子设备供给电源的主电源的电源电压下降时也能够维持对电子设备的电源供给，将来自辅助电源的备份电源电压供给电子设备。 在下述专利文献I中记载了将汽车的电池即主电源的电源电压通过第I防止逆流二极管供给电子设备，将来自辅助电池即辅助电源的备份电源电压通过第2防止逆流二极管供给电子设备。第I防止逆流二极管的阳极被供给汽车的电池即主电源的电源电压，第2防止逆流二极管的阳极被供给来自辅助电池即辅助电源的备份电源电压，第I防止逆流二极管的阴极和第2防止逆流二极管的阴极被共同连接，而且还连接电子设备。 在下述专利文献2中记载了将AC适配器即主电源的电源电压通过防止逆流二极管和电源开关供给到DC-DC转换器和负载，将来自二次电池即辅助电源的备份电源电压通过MOS晶体管和电源开关供给到DC-DC转换器和负载。由于充电电路连接在AC适配器即主电源和辅助电源之间，因而辅助电源的二次电池通过充电电路被充电。MOS晶体管的栅极与比较器的输出端子连接，通过两个分压电阻器将主电源的电源电压分压后的电压被供给比较器的非反转输出端子。另外，通过通过防止逆流二极管和电源开关供给到DC-DC转换器和负载的供给电源电压，在由电阻器和稳压二极管构成的基准电压电路中生成的基准电压，供给到比较器的反转输出端子。因此，在AC适配器被从交流电源切断时，防止逆流二极管成为截止状态，基于两个分压电阻器的分压电压成为比基准电压电路的基准电压低的电平，因而MOS晶体管成为导通状态。其结果是，从二次电池通过MOS晶体管的漏极源极电流路径向DC-DC转换器和负载供给直流电压。 【现有技术文献】 【专利文献】 【专利文献I】日本特开平11- 252825号公报 【专利文献2】日本特开平5- 276688号公报
技术实现思路
本【专利技术者】在本专利技术前进行了电源供给电路的研发，该电源供给电路从半导体集成电路的外部有选择地向半导体集成电路的内部电路供给主电源的电源电压和来自辅助电源的备份电源电压。 在该电源供给电路的研发中，本【专利技术者】对在上述
技术介绍
中说明的上述专利文献I所记载的技术和上述专利文献2所记载的技术进行了研究。 在上述专利文献I所记载的技术中，主电源的电源电压通过第I防止逆流二极管供给到电子设备，来自辅助电源的备份电源电压通过第2防止逆流二极管供给到电子设备。通过本【专利技术者】先于本专利技术而进行的研究，在通过硅的PN结来形成第I及第2防止逆流二极管的情况下，当在第I及第2防止逆流二极管流过顺时针方向电流时，在它们的两端之间产生大致0.7V的较大的顺时针方向电压降VF。因此，在将电压大致为3.0V的锂电池用作辅助电源的情况下，向负载供给下降至2.3( = 3.0-0.7)V的电压，这种问题已在本【专利技术者】先于本专利技术而进行的研究中得到明确。另外，在本【专利技术者】先于本专利技术而进行的研究中也对以下情况进行了研究:使用通过金属和半导体的接触而形成的肖特基壁垒，将第I及第2防止逆流二极管与PN结二极管进行比较，采用顺时针方向电压降Vf较低的肖特基屏蔽二极管(SBD)。但是，为了实现较低的顺时针方向电压降Vf，形成肖特基壁垒的屏蔽金属需要采用特殊的金属材料，因而内置了包括第I及第2防止逆流二极管在内的电源供给电路的半导体集成电路的制造工艺变复杂，存在半导体集成电路的制造成本升高的问题。另外，肖特基屏蔽二极管在被施加逆向电压时的泄露电流(逆向电流)比PN结二极管大，这种问题也在本【专利技术者】先于本专利技术而进行的研究中得到明确。 在上述专利文献2所记载的技术中，来自辅助电源的备份电源电压通过MOS晶体管供给到DC-DC转换器和负载。通过本【专利技术者】先于本专利技术而进行的研究，通过将MOS晶体管的元件尺寸设为较大的值，并设定足够大的源极-栅极间电位差，能够将MOS晶体管的漏极源极电流路径的电压降设定为大致约0.2V的较小的电压。因此，在将电压大致为3.0V的锂电池用作辅助电源的情况下，能够向负载供给2.8( = 3.0-0.2)V的足够高的电压。但是，在上述专利文献2所记载的技术中，在AC适配器被从交流电源切断的情况下，从二次电池通过MOS晶体管的漏极源极电流路径持续向由电阻器和稳压二极管构成的基准电压电路流过直流电流，因而作为辅助电源的二次电池的消耗比较大，这种问题已在本【专利技术者】先于本专利技术而进行的研究中得到明确。另外，在上述专利文献2所记载的技术中，也需要从二次电池供给比较器的动作电源电压，因而作为辅助电源的二次电池的消耗进一步增大，这种问题也已在本【专利技术者】先于本专利技术而进行的研究中得到明确。 下面说明用于解决这种问题的技术方案等，其它的问题和新的特征能够通过本说明书的记述和附图得到明确。 将在本申请中公开的代表性的实施方式的概要简单说明如下。 即，代表性的实施方式是包括电源供给电路(100)的半导体集成电路，该电源供给电路具有第I输入端子、第2输入端子和输出端子(230)，本实施方式的特征在于: 对所述第I输入端子供给主电源(210)的主电源电压(VM)，对所述第2输入端子供给辅助电源(220)的辅助电源电压(VB)，从所述输出端子(230)生成的输出电源电压(VOUT)供给到负载(300)。 所述电源供给电路(100)具备测量电路(110)、开关控制电路(120)和开关电路(130)。所述开关电路(130)包括:第I开关元件(M3m)，连接于所述第I输入端子与所述输出端子(230)之间；第2开关元件(M3b)，连接于所述第2输入端子与所述输出端子(230)之间。所述测量电路(110)通过供给所述第I输入端子的所述主电源电压(VM)而动作，将所述主电源电压(VM)和所述辅助电源电压(VB)进行比较。所述开关控制电路(120)响应所述测量电路(110)的判定信号(SD)，控制所述开关电路(130)的所述第I开关元件(M3m)和所述第2开关元件(M3b)。 在所述主电源电压(VM)是比所述辅助电源电压(VB)低的电压的情况下，响应所述测量电路(110)的判定信号(SD)，所述开关电路(130)的所述第I开关元件(M3m)和所述第2开关元件(M3b)分别被控制为截止状态和导通状态(参照图1)。 将通过在本申请中公本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体集成电路，包括电源供给电路，该电源供给电路具有第1输入端子、第2输入端子和输出端子，其中，来自主电源的主电源电压能够供给到所述第1输入端子，来自辅助电源的辅助电源电压能够供给到所述第2输入端子，从所述输出端子生成的输出电源电压能够供给到负载，所述电源供给电路具备测量电路、开关控制电路和开关电路，所述开关电路包括：第1开关元件，连接于所述第1输入端子与所述输出端子之间；以及第2开关元件，连接于所述第2输入端子与所述输出端子之间，所述测量电路通过供给到所述第1输入端子的所述主电源电压而动作，将供给到所述第1输入端子的所述主电源电压和供给到所述第2输入端子的所述辅助电源电压进行比较，所述开关控制电路响应所述测量电路的判定信号，控制所述开关电路的所述第1开关元件和所述第2开关元件，在供给到所述第1输入端子的所述主电源电压是比供给到所述第2输入端子的所述辅助电源电压高的电压的情况下，响应所述测量电路的判定信号，所述开关电路的所述第1开关元件和所述第2开关元件分别被控制为导通状态和截止状态，在供给到所述第1输入端子的所述主电源电压是比供给到所述第2输入端子的所述辅助电源电压低的电压的情况下，响应所述测量电路的判定信号，所述开关电路的所述第1开关元件和所述第2开关元件分别被控制为截止状态和导通状态。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：梅山竹彦，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP