半导体装置制造方法及图纸

实施方式提供具备能够通过外部输入信号变更输入电压的动态范围的隔离放大器的半导体装置。实施方式的半导体装置具备：检测电路(14)，检测时钟信号(MCLK1)的状态；放大电路(17)，基于由检测电路(14)检测出的时钟信号(MCLK1)的状态，变更放大率，并且以所述放大率将第一电压放大，输出放大得到的第二电压；AD变换器(18)，将从放大电路(17)输出的电压变换为第一数据；隔离电路(21)，具有驱动器及与驱动器电绝缘的接收器，驱动器向接收器传输与第一数据对应的信号，接收器输出与从驱动器传输的信号对应的第二数据；以及输出缓冲器(24)，输出从隔离电路(21)输出的第二数据。输出从隔离电路(21)输出的第二数据。输出从隔离电路(21)输出的第二数据。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
[0001]相关申请
[0002]本申请享受以日本专利申请2020
‑
154727号(申请日：2020年9月15日)为基础申请的优先权。本申请通过参考该基础申请而包括基础申请的全部内容。


[0003]实施方式涉及具备隔离放大器的半导体装置。

技术介绍

[0004]已知有使输入电路与输出电路之间电绝缘的隔离放大器。

技术实现思路

[0005]实施方式提供一种具备能够通过外部输入信号变更输入电压的动态范围的隔离放大器的半导体装置。
[0006]实施方式的半导体装置具备：检测电路，检测第一时钟信号的状态；放大电路，基于由所述检测电路检测出的所述第一时钟信号的状态，变更放大率，并且以所述放大率将第一电压放大，输出放大得到的第二电压；变换电路，将从所述放大电路输出的所述第二电压变换为第一数据；第一隔离电路，具有第一驱动器及与所述第一驱动器电绝缘的第一接收器，所述第一驱动器向所述第一接收器传输与所述第一数据对应的信号，所述第一接收器输出与从所述第一驱动器传输的所述信号对应的第二数据；以及输出电路，输出从所述第一隔离电路输出的所述第二数据。
附图说明
[0007]图1是表示实施方式的使用隔离放大器的电流检测所用的电路例的图。
[0008]图2是表示第一实施方式的具备隔离放大器的半导体装置的结构的框图。
[0009]图3是表示第一实施方式的隔离放大器中的输入电压的动态范围的切换例的图。
[0010]图4是表示使用隔离放大器内的光耦合的隔离部的结构例的图。
[0011]图5是表示使用隔离放大器内的磁耦合的隔离部的结构例的图。
[0012]图6是表示使用隔离放大器内的电容耦合的隔离部的结构例的图。
[0013]图7是表示第二实施方式的具备隔离放大器的半导体装置的结构的框图。
[0014]图8是表示第二实施方式的隔离放大器中的输入电压的动态范围的切换例的图。
[0015]图9是表示第三实施方式的具备隔离放大器的半导体装置的结构的框图。
[0016]图10是表示第四实施方式的具备隔离放大器的半导体装置的结构的框图。
具体实施方式
[0017]以下，参照附图对实施方式进行说明。在以下的说明中，对于具有相同的功能以及结构的结构要素，标注共通的参照附图标记。另外，以下所示的各实施方式，是例示用于将
该实施方式的技术思想具体化的装置、方法，并不将结构部件的材质、形状、构造以及配置等确定为下述内容。
[0018]各功能块能够作为硬件、计算机软件中的任意一个或将两者组合而得到的功能块来实现。各功能块并不是必须如以下的例子那样进行区分。例如，一部分功能也可以通过与例示的功能块不同的功能块来执行。进而，例示的功能块也可以被分割为更细的功能子块。
[0019]1.第一实施方式
[0020]隔离放大器是兼具将输入电路与输出电路之间电绝缘的绝缘功能、和在输入电路与输出电路之间传输信号的信号传输功能的设备，在产业、通信、民生、车载领域等各种领域的应用中被广泛使用。
[0021]图1是表示实施方式的使用隔离放大器的电流检测所用的电路例的图。该电路例是将隔离放大器1用于向马达2供给的电流的检测中的例子。
[0022]如图1所示，隔离放大器1连接于马达2与MPU(micro processing unit)(或者，ASIC(application specific integrated circuit：专用集成电路)、DSP(digital signal processor：数字信号处理器)等)3之间。
[0023]被供给正电源HV(+)的电源端经由被串联连接的IGBT(insulated gate bipolar transistor：绝缘栅双极型晶体管)(或者，MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管))4和分流电阻Rsh而与马达2连接。分流电阻Rsh连接于IGBT4与马达2之间。分流电阻Rsh与马达2之间的第一节点经由电阻R1与隔离放大器1连接。第一节点的电压Vsh被输入至隔离放大器1。IGBT4与分流电阻Rsh之间的第二节点与隔离放大器1连接，并且经由晶体管5与被供给负电源HV(－)的电源端连接。第二节点的电压被设为参考电压例如接地电压GND1，并被供给至隔离放大器1。IGBT4的栅极与绝缘型的栅极驱动电路6连接。
[0024]向调节器7的输入部供给正电源HV(+)。调节器7从正电源HV(+)生成电源电压VDD1，并供给至隔离放大器1。在调节器7的输入部及输出部与第二节点之间分别连接有电容器C1、C2。进而，在电阻R1与隔离放大器1之间的节点与第二节点之间连接有电容器C3。
[0025]MPU3将用于对被供给至马达2的电流Ish进行控制的信号MGD输出至栅极驱动电路6。栅极驱动电路6将与信号MGD对应的驱动电压输出至IGBT4的栅极。由此，IGBT4根据驱动电压来调整向马达2供给的电流Ish。
[0026]隔离放大器1在维持马达2的驱动电路与MPU3之间的电绝缘状态的同时，在马达2的驱动电路与MPU3之间进行信号传输。隔离放大器1根据通过分流电阻Rsh将电流Ish变换为电压Vsh后的信号，检测向马达2供给的电流Ish。具体而言，隔离放大器1将电流Ish变换为电压Vsh，进而将电压Vsh变换为数据，并将该数据输出至MPU3。MPU3基于接收到的数据，调整向栅极驱动电路6输出的信号MGD，以将期望的电流供给至马达2。
[0027]在此，在分流电阻Rsh中产生的电力损失P＝Vsh
×
Ish，需要满足分流电阻Rsh的允许损失Psh。因此，为了检测更大电流的Ish，需要选定电力损失Psh高的分流电阻Rsh，并且需要抑制电压Vsh(选定小的分流电阻Rsh)。伴随于此，关于以电压Vsh为输入的隔离放大器1，也选定并区分使用具有与电压Vsh对应的适当的输入电压的动态范围的产品。
[0028]1.1半导体装置的结构
[0029]图2是表示第一实施方式的具备隔离放大器的半导体装置的结构的框图。隔离放
大器1具备时钟发送电路11、隔离部(或者隔离电路)12、时钟接收电路13、时钟状态检测电路14、时钟状态校正电路15、基准电压生成电路16、放大电路17、模拟
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数字变换电路(以下记为AD变换器)18、编码器19、数据发送电路20、隔离部(或者隔离电路)21、数据接收电路22、解码器23以及输出缓冲器(或者输出电路)24。
[0030]时钟输入端子TCL与时钟发送电路11的输入端子连接。时钟发送电路11的输出端子与隔离部12的第一端子连接，隔离部12的第二端子与时钟接收电路13的输入端子连接。时钟接收电路13的第一输出端子与时钟状态检测电路14的输入端子连接，时钟接收电路13的第二输出端子与时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，具备：检测电路，检测第一时钟信号的状态；放大电路，基于由所述检测电路检测出的所述第一时钟信号的状态，变更放大率，并且以所述放大率将第一电压放大，输出放大得到的第二电压；变换电路，将从所述放大电路输出的所述第二电压变换为第一数据；第一隔离电路，具有第一驱动器及与所述第一驱动器电绝缘的第一接收器，所述第一驱动器向所述第一接收器传输与所述第一数据对应的信号，所述第一接收器输出与从所述第一驱动器传输的所述信号对应的第二数据；以及输出电路，输出从所述第一隔离电路输出的所述第二数据。2.一种半导体装置，具备：检测电路，检测第一时钟信号的状态；基准电压电路，基于由所述检测电路检测出的所述第一时钟信号的状态，变更基准电压；放大电路，将第一电压放大，输出放大得到的第二电压；变换电路，使用从所述基准电压电路输出的所述基准电压，将从所述放大电路输出的所述第二电压变换为第一数据；第一隔离电路，具有第一驱动器及与所述第一驱动器电绝缘的第一接收器，所述第一驱动器向所述第一接收器传输与所述第一数据对应的信号，所述第一接收器输出与从所述第一驱动器传输的所述信号对应的第二数据；以及输出电路，输出从所述第一隔离电路输出的所述第二数据。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中，还具备第二隔离电路，该第二隔离电路具有第二驱动器及与所述第二驱动器电绝缘的第二接收器，所述第二驱动器向所述第二接收器传输与第二时钟信号对应的信号，所述第二接收器将与从所述第二驱动器传输的...

【专利技术属性】
技术研发人员：今井恒，
申请(专利权)人：东芝电子元件及存储装置株式会社，
类型：发明
国别省市：