(57)【要約】【課題】市場における実使用中において、より適切な期間中に容量要素のリーク電流異常の兆候を監視できるようにした異常兆候判定回路を提供する。【解決手段】ユーザが半導体集積回路装置１００を実使用している間、半導体集積回路装置１００内では抵抗ＲａがコンデンサＣ１〜Ｃ３のリーク電流を常時検出している。コンデンサＣ１〜Ｃ３の何れか少なくとも一つに例えばショート異常を生じれば、当該異常を生じたコンデンサのリーク電流が大きくなるため抵抗Ｒａに流れる電流も大きくなる。すると、抵抗Ｒａの端子電圧が上昇するためコンパレータ８が異常検出信号を出力する。【選択図】図１
2014119273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異常検出対象回路（２，３，２０，３２〜３５）に設けられる容量要素（Ｃ１〜Ｃ３，３４）を通じて定電位ノード（ＧＮＤ）に通電する通電電流の定常目標値が零となるノードのリーク電流を検出する電流検出回路（Ｒａ，Ｒｂ）と、
前記異常検出対象回路の実使用中における前記電流検出回路の検出結果に応じて前記容量要素の異常の兆候を判定する判定回路（８，１７）と、
を備えることを特徴とする異常兆候判定回路。
【請求項２】
請求項１記載の異常兆候判定回路において、
前記電流検出回路は、通電電流の定常目標値が零となるノードに接続される抵抗（Ｒａ）を備え、
電源投入後の第１所定時間（Ｔ１）経過後に前記抵抗（Ｒａ）を短絡することで前記電流検出回路の動作を無効化する無効化回路（１２）と、を備え
前記判定回路（８）は、前記無効化回路（１２）により無効化される前の前記電流検出回路（Ｒａ）の検出結果に応じて前記容量要素（Ｃ１〜Ｃ３，３４）の異常の兆候の有無を判定することを特徴とする異常兆候判定回路。
【請求項３】
請求項１または２記載の異常兆候判定回路において、
前記電流検出回路は、通電電流の定常目標値が零となるノードに接続される抵抗（Ｒａ）を備え、
電源投入後の電源過渡変動期間を除く第２所定時間（Ｔ２）の経過後に前記抵抗（Ｒａ）の端子間を開放することで前記電流検出回路（Ｒａ）の動作を有効化する有効化回路（１２）と、を備え、
前記判定回路（８）は、前記有効化回路（１２）により有効化された後の前記電流検出回路（Ｒａ）の検出結果に応じて前記容量要素（Ｃ１〜Ｃ３，３４）の異常の兆候の有無を判定することを特徴とする異常兆候判定回路。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の異常兆候判定回路において、
前記異常検出対象回路（２）と同様の機能を実現するための回路であり前記異常検出対象回路（２）に接続される異常時対処回路（１４）を備え、
前記異常時対処回路（１４）は、前記判定回路（８）が前記異常検出対象回路（２）の実使用中に異常の兆候有りと判定したとき、前記異常検出対象回路（２）の機能を維持するように動作させる切換回路（Ｔｒ４）を備えることを特徴とする異常兆候判定回路。
【請求項５】
請求項１から３の何れか一項に記載の異常兆候判定回路において、
前記判定回路（８，１７）は複数設けられ、
前記異常検出対象回路（２）と同様の機能を実現するための回路であり前記異常検出対象回路（２）に接続される第１および第２の異常時対処回路（１４ａ，１４ｂ）を備え、
前記第１の異常時対処回路（１４ａ）は、第１の前記判定回路（８）が前記異常検出対象回路（２）の実使用中に異常の徴候有りと判定したとき、前記異常検出対象回路（２）の機能を維持するように動作させる第１切換回路（Ｔｒ３）を備え、
前記第２の異常時対処回路（１４ｂ）は、第２の前記判定回路（１７）が前記異常検出対象回路（２）の実使用中に異常の徴候有りと判定したとき、前記異常検出対象回路（２）の機能を維持するように動作させる第２切換回路（Ｔｒ４）を備えることを特徴とする異常兆候判定回路。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の異常兆候判定回路において、
前記電流検出回路（Ｒａ）は、前記異常検出対象回路（３２〜３５）を構成する半導体素子（３２）間のトレンチ（３３）に埋め込まれた絶縁膜（３４）を前記容量要素とし当該絶縁膜（３４）に生じるリーク電流を検出することを特徴とする異常兆候判定回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容量要素の異常の兆候を判定するための異常兆候判定回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術が特許文献１に開示されている。この特許文献１記載の技術によれば、１個の電源に複数個のコンデンサを並列接続してそれぞれのコンデンサに電圧を印加し、所定時間後のリーク電流を測定している。このとき、可変入力抵抗回路がそれぞれのコンデンサに対し直列に接続され、電圧を印加してから所定時間より短い一定時間後に可変入力抵抗回路の抵抗の抵抗値を大きくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−２４３６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この特許文献１記載の技術は、所定時間後のリーク状態をモニタする技術を示すものであり、所定時間後のリーク電流のみでしか異常の有無を検出できない。しかも、この特許文献１記載の技術は、リーク電流の検査を行うときの技術であることから、ユーザなどの使用者が回路を実使用しているときにリーク電流を測定する技術ではなく、この点で考慮がなされていない。
【０００５】
本発明の目的は、市場における実使用中において、より適切な期間中に容量要素のリーク電流異常の兆候を監視できるようにした異常兆候判定回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、電流検出回路は異常検出対象回路に設けられる容量要素を通じて定電位ノード（ＧＮＤ）に流れる通電電流の定常目標値が零となるノードのリーク電流を検出する。このため、異常が容量要素に生じればリーク電流が大きくなるため、電流検出回路がリーク電流を検出できる。そして、判定回路が電流検出回路の検出結果に応じて容量要素の異常の徴候を判定するため、リーク電流異常の徴候を監視できる。
【０００７】
なお、「通電電流の定常目標値が零」とは、通電電流の定常値が異常時に流れることが想定されるリーク電流値に比較して無視できる程度に小さく０に近いオーダーの電流値が定常状態で流れることを意味しており、厳密に「０Ａ」であることを意味するものではないことに留意する。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、無効化回路は、電源投入後の第１所定時間経過後に抵抗を短絡することで電流検出回路の動作を無効化し、判定回路は、無効化回路により無効化される前の電流検出回路の検出結果に応じて容量要素の異常の徴候の有無を判定する。このため、より適切な期間中にリーク電流異常の徴候を監視でき、しかも、異常検出対象回路は第１所定時間経過後においては、電流検出回路の抵抗の影響を受けることなく動作できる。
【０００９】
請求項３記載の発明によれば、有効化回路は、電源投入後の電源過渡変動期間を除く第２所定時間経過後の第１所定時間前に抵抗の端子間を開放することで電流検出回路の動作を有効化し、判定回路は、有効化回路により有効化された後の電流検出回路の検出結果に応じて容量要素の異常の徴候の有無を判定する。すると、電源投入後の電源過渡変動期間を除く期間中にリーク電流異常の徴候を監視することができ、より正確に検出することができ、より適切な期間中にリーク電流異常の徴候を監視できる。
【００１０】
請求項４記載の発明によれば、判定回路が異常検出対象回路の実使用中に異常の徴候有りと判定したとき、切換回路が異常時対処回路を動作させるため、たとえ異常検出対象回路に異常の徴候を生じたとしても、異常時対処回路により異常検出対象回路の機能を維持することができ、当該回路は正常に動作し続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態について概略的に示す回路構成図
【図２】コンデンサのショート異常時の電流と判定回路の出力とを対応して示す図
【図３】本発明の第２の実施形態について示す図１相当図
【図４】異常なしの場合の動作を示すタイミングチャート
【図５】異常ありの場合の動作を示すタイミングチャート
【図６】本発明の第３の実施形態について動作を示すタイミングチャート
【図７】本発明の第４の実施形態について示す図１相当図
【図８】本発明の第５の実施形態について示す図１相当図
【図９】動作を示すタイミングチャート
【図１０】本発明の第６の実施形態について示す図１相当図
【図１１】本発明の第７の実施形態について示す図１相当図
【図１２】三角波発生回路の動作を示すタイミングチャート
【図１３】本発明の第８の実施形態について示す図１相当図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る幾つかの実施形態を説明する。各実施形態間における構成要素が同一又は類似部分については同一又は類似符号を付して必要に応じて説明を省略し、各実施形態の特徴部分を中心に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１及び図２を参照しながら説明する。図１はｎ個（ｎは自然数）のコンデンサのリーク電流を検出する検出回路の詳細を示す。
【００１４】
半導体集積回路装置１００には、グランド電極パッドＧ１，Ｇ２が２個離間して設けられている。これらのグランド電極パッドＧ１，Ｇ２はグランドのインナーリードＬＧにそれぞれワイヤＷ１，Ｗ２によりボンディング接続されている。また、半導体集積回路装置１００内には、グランド電極パッドＧ１，Ｇ２とは別に異常検出電極パッドＯ１が設けられている。この異常検出電極パッドＯ１と異常検出用のインナーリードＬＨとの間はワイヤＷ３によりボンディング接続されている。
【００１５】
半導体集積回路装置１００のチップ内には異常兆候判定回路１が構成されている。この異常兆候判定回路１は、電力供給回路２，基準電圧生成回路３などに接続される各コンデンサＣ１〜Ｃ３（異常検出対象回路に相当）の異常の徴候を判定するための回路を示している。これらの異常兆候判定回路１、電力供給回路２，基準電圧生成回路３、各コンデンサＣ１〜Ｃ３は全て半導体集積回路装置１００内に構成されている。
【００１６】
電力供給回路２は、例えばバッテリ電圧を逆流防止ダイオード（図示せず）など介して電源電圧Ｖｄｄを入力し、電力供給対象回路４に電力を供給する。電力供給回路２は、バイアス生成回路５とコンデンサＣ１と電力供給用のＮＰＮトランジスタＴｒ１とを備え、トランジスタＴｒ１を通じて電力供給対象回路４に電力供給する。
【００１７】
バイアス生成回路５は、電源電圧Ｖｄｄの供給端子とグランド電極パッドＧ２との間に電流源６および１又は複数のダイオードＤ１を直列接続して構成される。通常時、電源電圧Ｖｄｄが供給されると、バイアス生成回路５はダイオードＤ１により生成される一定バイアスをトランジスタＴｒ１のベースに印加する。トランジスタＴｒ１はこのバイアスに応じた電力を電力供給対象回路４に供給する。
【００１８】
電力供給対象回路４は、トランジスタＴｒ１のエミッタとグランド電極パッドＧ２との間に接続され、バイアス生成回路５により生成される一定バイアスに応じて電源電圧ＶｄｄからトランジスタＴｒ１を通じて電力を入力すると所定の動作を行う。本実施形態の特徴に関係しないため電力供給対象回路４の詳細説明は省略する。
【００１９】
コンデンサＣ１がトランジスタＴｒ１のベースと中間ノードＮ１との間に接続されている。このコンデンサＣ１はトランジスタＴｒ１のベースに生じるノイズを除去するために設けられる。コンデンサＣ１は半導体集積回路装置１００に組み込まれるコンデンサを用いて構成され数［ｐＦ］〜数十［ｐＦ］程度に設定される。
【００２０】
他方、基準電圧生成回路３は、電源電圧Ｖｄｄを入力し複数（例えば２つ）の直流基準電圧を生成する。電源電圧Ｖｄｄの供給端子とグランド電極パッドＧ２との間には複数（３つ以上）の抵抗Ｒ１〜Ｒ３が直列接続され、これらの互いに隣接する共通接続ノードＮ２，Ｎ３にはアナログスイッチＳＷ１，ＳＷ２がそれぞれ接続されている。これらのアナログスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、制御回路７から出力オン制御信号が与えられると、それぞれノードＮ２，Ｎ３の電圧を出力する。
【００２１】
これらのノードＮ２，Ｎ３と中間ノードＮ１との間には、それぞれコンデンサＣ２，Ｃ３が接続されている。これらのコンデンサＣ２，Ｃ３は、各アナログスイッチＳＷ１，ＳＷ２のスイッチング時に生じる過渡的な電圧変動ノイズを抑制するためのフィルタ回路を構成する。
【００２２】
中間ノードＮ１とグランド電極パッドＧ１との間には抵抗Ｒａが接続されている。この抵抗Ｒａは、定常的な目標電位がグランド電位となる中間ノードＮ１とグランド電極パッドＧ１との間に電気的に接続される抵抗であり、おおよそ数［ｋΩ］程度に設定される。この抵抗Ｒａは、定常動作中に通電電流が零となるノード間（中間ノードＮ１−グランド電極パッドＧ１間）に接続されている。
【００２３】
本実施形態では、中間ノードＮ１はバイアス生成回路５の電圧安定化用コンデンサＣ１の電位基準ノードになると共に、コンデンサＣ２，Ｃ３の電位基準ノードとなるため、定常動作時において直流電位はグランド電極パッドＧ１と同一電位（≒０）となる。したがって、定常動作時に電流は抵抗Ｒａにほとんど流れない。
【００２４】
この抵抗Ｒａを設けている理由は、各コンデンサＣ１〜Ｃ３のリーク電流を検出するためである。抵抗Ｒａの端子間にはコンパレータ８が接続されている。このコンパレータ８は例えばＤＣオフセット特性を備えたコンパレータであり、抵抗Ｒａに所定値（例えば数［μＡ］程度）を超える電流が流れると、抵抗Ｒａの端子電圧の上昇に応じて異常検出電極パッドＯ１に異常検出信号「Ｈ」を出力するように構成されている。
【００２５】
前記した回路の使用方法について説明する。製造者（検査者）は、電力供給回路２，基準電圧生成回路３に接続されるコンデンサＣ１〜Ｃ３のリーク電流について、抵抗Ｒａに流れる電流を検出することで当該コンデンサＣ１〜Ｃ３が所定の絶縁性能を発揮しているか検査し、当該リーク電流が許容量を下回っていることを確認した上で半導体集積回路装置１００を市場に出荷する。
【００２６】
半導体集積回路装置１００が製造者からユーザに販売された後、ユーザがこの半導体集積回路装置１００を使用する。ユーザが半導体集積回路装置１００を使用するときには、コンデンサＣ１〜Ｃ３が正常に機能している間、各コンデンサＣ１〜Ｃ３は直流電流をカットするため、電流は当該コンデンサＣ１〜Ｃ３を通じてグランド電極パッドＧ１側に流れない。したがって、抵抗Ｒａの端子電圧が上昇することはなく、異常検出信号「Ｈ」は異常検出用のインナーリードＬＨに出力されない。
【００２７】
コンデンサＣ１〜Ｃ３の何れかにショート異常を生じリーク電流が増大すると、図２に示すようにコンデンサのリーク電流（＝抵抗Ｒａの通電電流）が増加し、閾値電流値Ｉｔを上回ると異常検出電極パッドＯ１に異常検出信号「Ｈ」を出力する。これにより半導体集積回路装置１００の外部装置（図示せず）がこの異常検出信号「Ｈ」を受信することにより異常の徴候が存在することを特定できる。
【００２８】
本実施形態によれば、ユーザが半導体集積回路装置１００を実使用している間、半導体集積回路装置１００内では抵抗ＲａがコンデンサＣ１〜Ｃ３のリーク電流を常時検出している。例えばショート異常がコンデンサＣ１〜Ｃ３の何れか少なくとも一つに生じれば、当該異常を生じたコンデンサのリーク電流が大きくなるため抵抗Ｒａに流れる電流も大きくなる。すると、抵抗Ｒａの端子電圧が上昇するためコンパレータ８が異常検出信号「Ｈ」を出力する。これによりリーク電流異常の徴候を常時監視できる。
【００２９】
（第２の実施形態）
図３〜図５は、本発明の第２の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、電源投入後の第１所定時間経過後に電流検出回路の動作を無効化する無効化回路を設け、無効化回路により無効化される前の電流検出回路の検出結果に応じて容量要素の異常の徴候の有無を判定しているところにある。
【００３０】
図３に示すように、抵抗Ｒａの端子間には制御スイッチ１１が接続されている。この制御スイッチ１１はその制御端子がタイマ回路１２に接続されている。図４及び図５に示すように、タイマ回路１２は、半導体集積回路装置１００の電源投入直後から時間を計数し第１所定時間Ｔ１を経過するまでオフ制御信号を制御スイッチ１１に出力し、第１所定時間Ｔ１を経過するとオン制御信号を制御スイッチ１１に出力する。
【００３１】
制御スイッチ１１はオン制御信号が与えられると抵抗Ｒａの端子間を短絡し、抵抗Ｒａによる電流検出回路としての機能を無効化する。コンパレータ８は、第１所定時間Ｔ１を経過する前には抵抗Ｒａの端子電圧を検出できるため異常の徴候の有無を判定できる。
【００３２】
しかし、第１所定時間Ｔ１が経過すると、コンパレータ８の入力端子間電圧が０［Ｖ］となるため、コンパレータ８は異常検出信号「Ｈ」を出力しなくなり、コンパレータ８の判定回路としての機能も無効化される。
【００３３】
すなわち、タイマ回路１２が制御スイッチ１１をオフ制御している期間中には、コンパレータ８を用いて異常の徴候の有無を判定可能となるものの、タイマ回路１２が制御スイッチ１１をオン制御すると、異常の徴候の有無は判定できなくなる。
【００３４】
このような判定不能な期間中には、コンパレータ８を動作させる必要もなく、コンパレータ８に電源通電させる必要もない。そこで、本実施形態では、制御スイッチ１３をコンパレータ８の電源線に接続し、タイマ回路１２が制御スイッチ１１をオン制御するときに、この制御スイッチ１３を同時にオフ制御すると良い。このように制御すればコンパレータ８に電源電圧Ｖｄｄが通電されなくなり、コンパレータ８の消費電流を抑制できる。
【００３５】
本実施形態によれば、タイマ回路１２が抵抗Ｒａによる電流検出回路としての機能を無効化しているため、適切な所定期間中のみ異常の徴候の有無を判定できる。また、抵抗Ｒａによる電流検出回路の機能を無効化しているときにコンパレータ８の電源も遮断しているため、コンパレータ８の消費電流を抑制できる。
【００３６】
（変形例）
なお、前述の実施形態において、電流検出回路を構成する抵抗Ｒａは約１［ｋΩ］程度の値に設定されている。前述の実施形態において、抵抗Ｒａは、回路構成上、定常電流が無視できる程度に小さい中間ノードＮ１に配置されているものの、例えば交流電流が定常的に流れるノードに抵抗Ｒａを配置する場合もある。
【００３７】
このようなときには、第２の実施形態に示したように、タイマ回路１２が、制御スイッチ１１を制御することにより、初期の所定期間中のみ抵抗Ｒａの端子間を開放してリーク電流を検出し、その後、検査終了後に抵抗Ｒａの端子間を短絡して電流検出回路としての機能を無効化すると良い。すると、電流が当該ノードに定常的に流れたとしても、当該抵抗Ｒａが回路中に存在することによって回路動作が不安定となる虞を極力回避できる。
【００３８】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、電源投入後の電源過渡変動期間を除く第２所定時間経過後に電流検出回路の動作を有効化する有効化回路を設け、有効化回路により有効化された後の電流検出回路の検出結果に応じて容量要素の異常の徴候の有無を判定しているところにある。
【００３９】
電源投入直後は、電源電圧Ｖｄｄが過渡的に変動しやすく、電源電圧Ｖｄｄが安定化するまで時間を要する。そこで、前述実施形態に示したタイマ回路１２を用いて電源電圧投入直後から第２所定時間Ｔ２の経過前に制御スイッチ１１をオン制御することで、抵抗Ｒａの電流検出機能を無効化する。すると、電源電圧Ｖｄｄが非安定状態となっているときには、抵抗Ｒａの電流検出機能、コンパレータ８の判定機能が共に無効化されることになる。
【００４０】
すなわち、第２の実施形態に示したように、タイマ回路１２が、第１所定時間Ｔ１まで有効化し異常の徴候の有無を判定可能にするのであれば、図６に示す第２所定時間Ｔ２から第１所定時間Ｔ１にかけての間のみ異常の徴候の判定機能を有効化できる。
【００４１】
本実施形態によれば、電源過渡変動期間を除いて抵抗Ｒａの電流検出機能、コンパレータ８の判定機能を有効化しているため、電源過度変動期間を除く期間中にコンデンサＣ１〜Ｃ３のリーク電流異常の徴候を監視することができ、より適切な期間中にリーク電流を検出できるようになる。
【００４２】
（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、グランド電極パッドに電流検出回路を通じてコンデンサを直接接続していない回路を異常検出対象回路として適用したところにある。
【００４３】
電力供給回路２ａは、前述実施形態で説明した電力供給回路２について電源電圧Ｖｄｄを基準として構成されている。コンデンサＣ１は電源電圧Ｖｄｄの供給端子とトランジスタＴｒ１ａのベースとの間に接続されており、トランジスタＴｒ１ａのベースに生じるノイズを除去する。
【００４４】
また、基準電圧生成回路３ａは、前述実施形態で説明した基準電圧生成回路３と同様の回路であり、コンデンサＣ２及びＣ３は、それぞれ、ノードＮ２と電源電圧Ｖｄｄの供給端子間、ノードＮ３と電源電圧Ｖｄｄの供給端子間、に接続されている。
【００４５】
このような回路構成を採用すると、例えばコンデンサＣ２は抵抗Ｒ３の端子と電源電圧Ｖｄｄの供給端子との間に接続されているが、このコンデンサＣ２のリーク電流が増大すると、抵抗Ｒ３の通電電流も増加するものの抵抗Ｒａの通電電流も増加し、コンパレータ８によりコンデンサＣ２の異常の徴候を判定できる。
【００４６】
（第５の実施形態）
図８および図９は、本発明の第５の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、異常検出対象回路と同様の機能を実現するために異常検出対象回路に接続される異常時対処回路を備え、判定回路が異常検出対象回路の実使用中に異常の徴候有りと判定したとき、異常検出対象回路の機能を維持するための異常時対処回路を動作させる切換回路を設けたところにある。
【００４７】
異常兆候判定回路１が、電力供給回路２、基準電圧生成回路３に接続されるコンデンサＣ１〜Ｃ３の何れか（例えばコンデンサＣ１）に異常の徴候有りと判定したとき、例えばディスクリート部品などで当該コンデンサＣ１が構成されていれば取換えることもできる。しかし、特に半導体集積回路装置１００内にコンデンサＣ１が構成されていると、当該コンデンサＣ１を取り替えることが不可能となる。このような場合、特に重大な異常を生じ他の回路動作に悪影響を及ぼしかねない場合には即座に対処することが望まれる。
【００４８】
そこで、本実施形態では、図８に示すように異常時対処回路１４を設けている。この異常時対処回路１４は、コンデンサＣ１のリーク電流の異常時に備えて設けられる。この異常時対処回路１４は、コンデンサＣ４、ＭＯＳトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４、ラッチ回路１５、およびＮＯＴゲート１６を備える。
【００４９】
コンデンサＣ１とトランジスタＴｒ１のベースとの間にはＭＯＳトランジスタＴｒ３が介在する。コンデンサＣ４は一端を中間ノードＮ１に接続すると共に、他端をＭＯＳトランジスタＴｒ４のドレイン・ソースを介してトランジスタＴｒ１のベースに接続して構成される。コンデンサＣ１及びＣ４は互いに同一容量値の同一諸特性のものを用いており、また、ＭＯＳトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４も互いに同一の諸特性のものを用いている。
【００５０】
コンパレータ８の出力にはラッチ回路１５が接続されている。このラッチ回路１５は例えばＳＲフリップフロップなどを用いて構成され、コンパレータ８の出力が変化するとラッチ回路１５の出力レベルを変化させて保持する。ラッチ回路１５の出力信号は異常検出電極パッドＯ１に与えられている。したがって、コンパレータ８が一旦異常検出信号（「Ｈ」）を出力すると、その後、異常検出信号「Ｈ」が解除されたとしても、異常検出電極パッドＯ１には異常検出信号「Ｈ」が出力され続ける。
【００５１】
ラッチ回路１５は、ＭＯＳトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４の各ゲートにＮＯＴゲート１６を用いて相補的に出力信号を印加する。したがって、ＭＯＳトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４はラッチ回路１５の出力レベルに応じて何れか一方がオンし他方がオフする。本実施形態では、ＭＯＳトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４は互いにＮチャネル型のものを用いている。
【００５２】
図９に示すように、コンパレータ８は、抵抗Ｒａの検出電圧に応じて異常の徴候有りと判定しない場合には異常検出信号「Ｈ」を出力しないため、トランジスタＴｒ３がオンすると共にトランジスタＴｒ４がオフする。したがって、コンデンサＣ１は機能するもののコンデンサＣ４は機能しない。
【００５３】
何らかの影響で異常の徴候有りと判定されると、コンパレータ８が異常検出信号「Ｈ」を出力する（図９のCMP_OUT参照）。このため、ラッチ回路１５の出力も「Ｌ」から「Ｈ」に変化し、この「Ｈ」レベルを出力し続ける。
【００５４】
ラッチ回路１５が「Ｈ」レベルを出力すると、トランジスタＴｒ３がオフすると共にトランジスタＴｒ４がオンする。したがってコンデンサＣ１に代えてコンデンサＣ４が機能する。すなわち、この動作によれば、異常の徴候が検出されたコンデンサＣ１を、コンデンサＣ４に自動的に切換えることができる。これにより正常動作を維持できる。
【００５５】
本実施形態によれば、異常時対処回路１４を設けているので、異常の徴候有りと判定されたとしても、異常の徴候有りと判定されたコンデンサＣ１を正常動作可能なコンデンサＣ４に切換えることができ、回路の正常動作を維持できる。
【００５６】
（第６の実施形態）
図１０は、本発明の第６の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、判定回路および異常時対処回路を複数設けたところにある。
【００５７】
図１０に示す回路構成は、図８に示す回路構成に加え、第２の電流検出回路となる抵抗Ｒｂと、第２の判定回路となるコンパレータ１７と、ラッチ回路１８とを主として備える。抵抗Ｒｂは抵抗Ｒａと並列接続されている。
【００５８】
第１の判定回路となるコンパレータ８は、抵抗Ｒａの端子電圧の大小に応じてデジタルレベルをラッチ回路１５に出力し、ラッチ回路１８はこのデジタルレベルをラッチし、ＮＯＴゲート１６ａを通じて第１切換回路となるＭＯＳトランジスタＴｒ３のゲートに出力する。
【００５９】
コンパレータ１７は抵抗Ｒｂの端子電圧の大小に応じてデジタルレベルをラッチ回路１８に出力し、ラッチ回路１８はこのデジタルレベルをラッチし、ＮＯＴゲート１６ｂを通じて第２切換回路となるＭＯＳトランジスタＴｒ４のゲートに出力する。ラッチ回路１５及び１８の出力は共にＯＲゲート１９に与えられている。
【００６０】
通常時、ＭＯＳトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４は共にオンする。したがってトランジスタＴｒ１のベースと中間ノードＮ１との間にはコンデンサＣ１及びＣ４の何れも接続され何れも機能する。すなわち、本実施形態では、異常検出対象回路となる電力供給回路２はコンデンサＣ１及びＣ４を含む回路を示す。
【００６１】
本実施形態では、異常時対処回路１４ａは、ラッチ回路１５、ＮＯＴゲート１６ａ、ＭＯＳトランジスタＴｒ３を組み合わせて構成され、異常時対処回路１４ｂは、ラッチ回路１８、ＮＯＴゲート１６ｂ、ＭＯＳトランジスタＴｒ４を組み合わせて構成される。
【００６２】
コンデンサＣ１又はＣ４のリーク電流が増大することで異常の徴候を示し、何れかのコンパレータ８又は１７が異常検出信号「Ｈ」を出力すると、この異常検出信号がＯＲゲート１９を通じて異常検出電極パッドＯ１から出力されることになり、外部から異常の徴候を検知できる。
【００６３】
コンデンサＣ１が異常の徴候を示したときには、ラッチ回路１５がＮＯＴゲート１６ａを通じてトランジスタＴｒ３にオフ制御信号を印加する。他方、コンデンサＣ４が異常の徴候を示したときには、ラッチ回路１８がＮＯＴゲート１６ｂを通じてトランジスタＴｒ４にオフ制御信号を印加する。すると、当該異常の徴候を生じたコンデンサＣ１又はＣ４に対応したトランジスタＴｒ３又はＴｒ４がオフに切換えられ、異常の徴候を示したコンデンサＣ１又はＣ４が使用されることがなくなる。これにより、異常の徴候を示したコンデンサＣ１又はＣ４を動作中の回路から切り離すことができる。
【００６４】
本実施形態によれば、複数のコンデンサＣ１及びＣ４を用いて回路を動作させ、何れか一方に異常の徴候が検知されたときに当該異常の徴候を生じたコンデンサＣ１又はＣ４を動作中の回路から切離すことができる。これにより正常動作を維持できる。
【００６５】
（第７の実施形態）
図１１および図１２は、本発明の第７の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、異常検出対象回路を三角波発生回路に適用し、コンデンサを充放電用途に適用したところにある。
【００６６】
図１１に示す三角波発生回路２０は、コンデンサＣ１又はＣ４の充放電に応じて三角波を生成出力する回路であり、コンパレータ２１、ＮＯＴゲート２２、アナログスイッチＳＷ１，ＳＷ２、ＮＭＯＳトランジスタＴｒ５、電流源Ｉ２、コンデンサＣ１又はＣ４を組み合わせて構成されている。なお、コンデンサＣ１が正常動作するときには、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４をそれぞれオン，オフし、コンデンサＣ１を回路動作に用いている。
【００６７】
図１２には、定常状態における動作をタイミングチャートにより示している。初期状態におけるアナログスイッチＳＷ１をオン状態、アナログスイッチＳＷ２をオフ状態、コンパレータ２１の出力を「Ｌ」レベル、ＮＭＯＳトランジスタＴｒ５をオフ状態、と仮定する。アナログスイッチＳＷ１がオンであるため、コンパレータ２１の比較対象電圧としては高閾値ＶＴＨが与えられる。図１１に示すように、コンパレータ２１の入力電圧が当該回路の出力電圧Ｖoutとして設定されている。
【００６８】
定常状態において、電流源Ｉ２がコンデンサＣ１を充電すると、コンパレータ２１の入力電圧が徐々にほぼ線形的に上昇する。このコンパレータ２１の入力電圧が高閾値ＶＴＨを上回ると、コンパレータ２１の出力が「Ｈ」レベルに変化する。
【００６９】
すると、アナログスイッチＳＷ１がオンからオフ状態に変化すると共に、アナログスイッチＳＷ２がオフからオン状態に変化し、コンパレータ２１の比較対象電圧として低閾値ＶＴＬが与えられる。
【００７０】
また同時に、ＮＭＯＳトランジスタＴｒ５のゲートには「Ｈ」レベルが印加されＮＭＯＳトランジスタＴｒ５がオンする。すると、コンデンサＣ１の充電電荷がＮＭＯＳトランジスタＴｒ５を通じて放電されると共に電流源Ｉ２の定電流もＮＭＯＳトランジスタＴｒ５を通じて流れ、コンパレータ２１の入力電圧が徐々にほぼ線形的に下降する。
【００７１】
この端子電圧が低閾値ＶＴＬまで達すると、コンパレータ２１の出力が「Ｌ」レベルに変化し、コンパレータ２１の比較対象電圧として高閾値ＶＴＨが印加されると共に、ＮＭＯＳトランジスタＴｒ５がオフする。すると、電流源Ｉ２の電流はコンデンサＣ１を再度充電し、コンパレータ２１の入力電圧は徐々にほぼ線形的に上昇する。このような回路動作が例えば１［ｋＨｚ］程度の周波数で繰り返される。
【００７２】
半導体集積回路装置１００内にコンデンサＣ１を構成すると、その容量値は数［ｐＦ］程度で構成できるため、その１［ｋＨｚ］程度の動作周波数における電流値は数［ｎＡ］程度となる。
【００７３】
前述実施形態に示したように、抵抗Ｒａによる電流検出回路、コンパレータ８による判定回路は、抵抗Ｒａの通電電流が数［μＡ］程度以上になることで異常の徴候を検知可能に構成されているため、定常動作時に抵抗Ｒａに流れる電流値は異常検出時に抵抗Ｒａに流れる電流値に比較して無視できる程度に小さい。
【００７４】
したがって、何らかの影響でコンデンサＣ１のリーク電流が増加し、抵抗Ｒａの通電電流が数［μＡ］オーダーで上昇すると、コンパレータ８がこの電流上昇を検知することで異常の徴候を検知できる。そして、ラッチ回路１５が出力を切換えることでコンデンサＣ１をコンデンサＣ４に切換えることができる。
【００７５】
本実施形態では、異常検出対象回路を三角波発生回路２０に適用しコンデンサＣ１を充放電用途に適用したとしても、前述実施形態とほぼ同様の作用効果を奏する。本実施形態では、三角波発生回路２０に適用した形態を示したが、定常的に、電流が変化して動作（電流動作）するような回路ではなく、電圧が変化して動作（電圧動作）するような回路であれば、各種回路に接続されるコンデンサの異常の徴候を検知できる。
【００７６】
（第８の実施形態）
図１３は、本発明の第８の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、半導体素子間をトレンチ分離する素子分離部を容量要素として当該素子分離部に生じるリーク電流を検出しているところにある。
【００７７】
図１３に示すように、半導体集積回路装置１００が形成される支持基板３１には、トランジスタなどの複数の半導体素子３２が形成されており、複数の半導体素子３２間にはトレンチ３３が形成されると共に当該トレンチ３３内に絶縁膜３４が埋込まれ、これにより素子分離部が設けられる。
【００７８】
この絶縁膜３４は支持基板３１中に素子絶縁用の容量要素を構成する。したがって、絶縁膜３４による素子分離部が中間ノードＮ１に接続されることによりこの絶縁膜３４を通じた容量性能を逐次検出できる。
【００７９】
したがって、リーク電流が絶縁膜３４に増大すれば、当該リーク電流が抵抗Ｒａに流れ、コンパレータ８がこのリーク電流の増大を検知し異常の徴候の存在を検知できる。図１３に示すように、前述した各コンデンサＣ１〜Ｃ３と並列に接続しても良い。本実施形態によれば、絶縁膜３４に生じる異常の徴候を検知できる。
【００８０】
（他の実施形態）
本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形又は拡張が可能である。
グランド電極パッドＧ１，Ｇ２のグランドノードを定電位ノードとして適用した形態を示したが、この形態に限られることなく、他の定電位ノード（例えば一定のバイアス電圧が印加されるノード）に電流検出回路を設けた形態に適用できる。
【符号の説明】
【００８１】
図面中、Ｒａ，Ｒｂは抵抗（電流検出回路）、２は電力供給回路（異常検出対象回路）、３は基準電圧生成回路（異常検出対象回路）、１４，１４ａ，１４ｂは異常時対処回路、８，１７はコンパレータ（判定回路）、１２はタイマ回路（無効化回路、有効化回路）、２０は三角波発生回路（異常検出対象回路）、３２〜３５は異常検出対象回路、３４は絶縁膜（容量要素）、Ｃ１〜Ｃ３はコンデンサ（容量要素）、Ｔｒ３，Ｔｒ４はＭＯＳトランジスタ（切換回路）を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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