(57)【要約】【課題】高いノイズ耐量とＥＳＤ耐量を兼ね備えたスイッチ制御回路を提供する。【解決手段】スイッチ制御回路１１は、点火指示信号Ｓｃに応じてスイッチ素子のオン／オフ制御を行うスイッチ駆動部Ａと、当該スイッチ素子に流れる電流に応じた検出電圧Ｖｅを監視する電流検出部Ｂとを有する。スイッチ制御回路１１は、バルクシリコンウェハを用いた半導体チップに集積化されており、当該半導体チップには、電流検出部Ｂをサブストレート（Ｐｓｕｂ）から電気的に分離するためのウェル構造ＮＷが形成されている。【選択図】図２１
2014227939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火指示信号に応じてスイッチ素子のオン／オフ制御を行うスイッチ駆動部と、
前記スイッチ素子に流れる電流に応じた検出電圧を監視する電流検出部と、
を有するスイッチ制御回路であって、
前記スイッチ制御回路は、バルクシリコンウェハを用いた半導体チップに集積化されており、前記半導体チップには、前記電流検出部をサブストレートから電気的に分離するためのウェル構造が形成されていることを特徴とするスイッチ制御回路。
【請求項２】
前記電流検出部は、その全体が単一のウェル構造で包囲されている、若しくは、回路ブロック毎または回路素子毎に複数のウェル構造で包囲されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ制御回路。
【請求項３】
前記サブストレートに付随する寄生ダイオードを静電保護素子として用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスイッチ制御回路。
【請求項４】
前記電流検出部は、前記検出電圧の監視結果に応じて、前記スイッチ素子に電流が流れ始めたことを確認するための点火確認信号を生成することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のスイッチ制御回路。
【請求項５】
前記電流検出部は、前記検出電圧の監視結果に応じて、前記スイッチ素子に流れる電流を所定の上限値以下に制限するための電流制限信号を生成することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のスイッチ制御回路。
【請求項６】
前記電流検出部は、バイポーラトランジスタのＩｃ−Ｖｂｅ特性または電界効果トランジスタのＩｄ−Ｖｇｓ特性を利用したカレントミラー型の電圧比較回路を含むことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のスイッチ制御回路。
【請求項７】
前記電流検出部は、オペアンプ型の電圧比較回路を含むことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のスイッチ制御回路。
【請求項８】
前記ウェル構造は、電源端またはこれに準ずる高電位端に接続されている、若しくは、電気的にフローティング状態とされていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のスイッチ制御回路。
【請求項９】
スイッチ素子と、
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のスイッチ制御回路と、
をパッケージングして成ることを特徴とするイグナイタ。
【請求項１０】
イグニッションコイルと、
前記イグニッションコイルの一次側コイルに流れる電流をオン／オフさせる請求項９に記載のイグナイタと、
前記イグニッションコイルの二次側コイルに接続される点火プラグと、
を有することを特徴とするエンジン点火装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のエンジン点火装置と、
前記エンジン点火装置に電力を供給するカーバッテリと、
前記エンジン点火装置を制御するエンジンコントロールユニットと、
を有することを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、イグナイタ（車両のエンジン点火装置を構成する電子部品）に組み込まれるスイッチ制御回路には、ＥＣＵ［engine control unit］から入力される点火指示信号ＩＧＴ［iginition timing signal］に応じてＩＧＢＴ［insulated gate bipolar transistor］やＭＯＳＦＥＴ［metal oxide semiconductor field effect transistor］等のスイッチ素子をオン／オフさせる機能だけでなく、スイッチ素子に流れる電流を所定の上限値以下に制限する機能や、スイッチ素子に流れる電流の状態を検出してＥＣＵに点火確認信号ＩＧＦ［ignition confirmation signal］を送出する機能などが要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２１８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、イグナイタはエンジンルームに直結する非常に重要な電子部品であり、多種多様な評価試験をクリアする必要がある。例えば、ＢＣＩ［bulk current injection］試験に代表されるノイズ試験では、バッテリ配線、グランド配線、ないし、信号線が数ＭＨｚ〜数ＧＨｚの外来ノイズ信号で揺らされるので、スイッチ制御回路を集積化したＬＳＩ［large scale integration］が寄生素子の影響を受ける。また、イグナイタに課されるノイズ試験には、Ｇ−ＴＥＭＣＥＬ［giga heltz - transverse electromagnetic cell］試験やストリップライン試験に代表される電磁波照射試験も含まれており、過酷なノイズ環境下でも誤動作を生じないことが要求されている。
【０００５】
なお、バルクシリコンウエハを用いたＬＳＩでは、回路素子とサブストレートとの間に寄生ダイオードや浮遊容量などの寄生素子が形成されるので、ノイズ試験での影響が深刻となる。特に、ＬＳＩ内部で生成される基準電圧は、寄生素子の影響で出力精度が大きく劣化してしまう。これに対して、ＳＯＩ［silicon on insulator］ウエハを用いたＬＳＩであれば、回路素子とサブストレートとの間に絶縁膜が形成されているので、上記の寄生ダイオードが生じることはなく、また、浮遊容量についても劇的に減らすことができる。従って、ノイズ耐量（高周波ノイズに対する誤動作耐量）を高めることが可能となる。
【０００６】
一方、イグナイタには、高いノイズ耐量だけでなく、１０ｋＶ〜３０ｋＶの高いＥＳＤ耐量（ＥＳＤ［electro-static discharge］に対する破壊耐量）が求められる。バルクシリコンウェハを用いたＬＳＩでは、回路素子とサブストレートとの間に生じる寄生ダイオードを静電保護素子として利用することにより、ＥＳＤを熱的に消耗させることができるので、３０ｋＶないしはそれ以上のＥＳＤ耐量を実現することができる。これに対して、ＳＯＩウェハを用いたＬＳＩでは、上記の寄生ダイオードが生じないので、高いＥＳＤ耐量を実現することが非常に困難である。
【０００７】
本発明は、本願の発明者らが見出した上記の課題に鑑み、高いノイズ耐量とＥＳＤ耐量を兼ね備えたスイッチ制御回路、並びに、これを用いたイグナイタ、エンジン点火装置、及び、車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るスイッチ制御回路は、点火指示信号に応じてスイッチ素子のオン／オフ制御を行うスイッチ駆動部と、前記スイッチ素子に流れる電流に応じた検出電圧を監視する電流検出部と、を有するスイッチ制御回路であって、前記スイッチ制御回路は、バルクシリコンウェハを用いた半導体チップに集積化されており、前記半導体チップには、前記電流検出部をサブストレートから電気的に分離するためのウェル構造が形成されている構成（第１の構成）にするとよい。
【０００９】
なお、上記第１の構成から成るスイッチ制御回路において、前記電流検出部は、その全体が単一のウェル構造で包囲されている、若しくは、回路ブロック毎または回路素子毎に複数のウェル構造で包囲されている構成（第２の構成）にするとよい。
【００１０】
また、上記第１または第２の構成から成るスイッチ制御回路は、前記サブストレートに付随する寄生ダイオードを静電保護素子として用いる構成（第３の構成）にするとよい。
【００１１】
また、上記第１〜第３いずれかの構成から成るスイッチ制御回路において、前記電流検出部は、前記検出電圧の監視結果に応じて、前記スイッチ素子に電流が流れ始めたことを確認するための点火確認信号を生成する構成（第４の構成）にするとよい。
【００１２】
また、上記第１〜第４いずれかの構成から成るスイッチ制御回路において、前記電流検出部は、前記検出電圧の監視結果に応じて、前記スイッチ素子に流れる電流を所定の上限値以下に制限するための電流制限信号を生成する構成（第５の構成）にするとよい。
【００１３】
また、上記第１〜第５いずれかの構成から成るスイッチ制御回路において、前記電流検出部は、バイポーラトランジスタのＩｃ−Ｖｂｅ特性または電界効果トランジスタのＩｄ−Ｖｇｓ特性を利用したカレントミラー型の電圧比較回路を含む構成（第６の構成）にするとよい。
【００１４】
また、上記第１〜第５いずれかの構成から成るスイッチ制御回路において、前記電流検出部は、オペアンプ型の電圧比較回路を含む構成（第７の構成）にするとよい。
【００１５】
また、上記第１〜第７いずれかの構成から成るスイッチ制御回路において、前記ウェル構造は、電源端またはこれに準ずる高電位端に接続されている、若しくは、電気的にフローティング状態とされている構成（第８の構成）にするとよい。
【００１６】
また、本発明に係るイグナイタは、スイッチ素子と、上記第１〜第８いずれかの構成から成るスイッチ制御回路とをパッケージングして成る構成（第９の構成）とされている。
【００１７】
また、本発明のエンジン点火装置は、イグニッションコイルと、前記イグニッションコイルの一次側コイルに流れる電流をオン／オフさせる上記第９の構成から成るイグナイタと、前記イグニッションコイルの二次側コイルに接続される点火プラグと、を有する構成（第１０の構成）とされている。
【００１８】
また、本発明に係る車両は、上記第１０の構成から成るエンジン点火装置と、前記エンジン点火装置に電力を供給するカーバッテリと、前記エンジン点火装置を制御するエンジンコントロールユニットと、を有する構成（第１１の構成）とされている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、高いノイズ耐量とＥＳＤ耐量を兼ね備えたスイッチ制御回路、並びにこれを用いたイグナイタ、エンジン点火装置、及び、車両を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】エンジン点火装置１を備えた車両Ｘの全体構成を示すブロック図
【図２】点火確認信号Ｓｆの生成例を示すタイミングチャート
【図３】ＩＧＢＴのＩｃ−ＶＣＥ特性図
【図４】スイッチ制御回路１１の一構成例を示す回路図
【図５】コレクタ電流Ｉｃの制限動作を説明するためのタイミングチャート
【図６】電流検出部Ｂの第１構成例を示す回路図
【図７】電流検出部Ｂの一部分を抜き出した部分回路図
【図８】バイポーラトランジスタのＩｃ−Ｖｂｅ特性を示す図
【図９】電流検出動作を説明するためのタイミングチャート
【図１０】電流検出部Ｂの配線レイアウトを模式的に示す平面図
【図１１】電流検出部Ｂの第２構成例を示す回路図
【図１２】ＭＯＳ電界効果トランジスタのＩｄ−Ｖｇｓ特性を示す図
【図１３】電流検出部Ｂの第３構成例を示す回路図
【図１４】閾値電圧生成部Ｂ３０の一構成例を示す回路図
【図１５】イグナイタ１０における第１のフレーム実装例を示す平面図
【図１６】イグナイタ１０における第２のフレーム実装例を示す平面図
【図１７】イグナイタ１０における第３のフレーム実装例を示す平面図
【図１８】バーティカルＮＰＮトランジスタの構造を模式的に示す縦断面図
【図１９】ラテラルＰＮＰトランジスタの構造を模式的に示す縦断面図
【図２０】電流検出部Ｂに付随する寄生容量の一例を示す回路図
【図２１】スイッチ制御回路１１のデバイス構造を模式的に示す縦断面図
【図２２】スイッチ制御回路１１のデバイス構造の一変形例を模式的に示す縦断面図
【図２３】車両Ｘの一構成例を示す外観図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜全体構成＞
図１は、エンジン点火装置１を備えた車両Ｘの全体構成を示すブロック図である。エンジン点火装置１は、カーバッテリ２及びＥＣＵ３と共に、車両Ｘに搭載された形態で用いられる。なお、以下の説明では、電気回路上の抵抗として機能する要素を一般化して「抵抗要素」と称し、容量として機能する要素（寄生容量などを含む）を一般化して「容量要素」と称することがある。
【００２２】
図１で示すように、エンジン点火装置１は、イグナイタ１０と、イグニッションコイル２０と、点火プラグ３０と、を有する。
【００２３】
イグナイタ１０は、スイッチ制御回路１１と、スイッチ素子１２と、抵抗要素１３と、をパッケージングした半導体集積回路装置として提供される。
【００２４】
スイッチ制御回路１１は、ＬＳＩチップとして形成されており、ＥＣＵ３から入力される点火指示信号Ｓｃに応じてスイッチ素子１２のゲート信号Ｓｇを生成する機能（ゲート制御機能）を備えている。また、スイッチ制御回路１１は、スイッチ素子１２のコレクタ電流Ｉｃ（エミッタ電流Ｉｅ）に応じた検出電圧（エミッタ電圧）Ｖｅを監視し、その監視結果に応じてコレクタ電流Ｉｃを所定の上限値Ｉｌｍｔ以下に制限する機能（異常時のＩＧＢＴ保護機能）を備えている。さらに、スイッチ制御回路１１は、電子制御燃料噴射装置（ＥＦＩ［electronic fuel injection］）に対応すべく、検出電圧Ｖｅの監視結果に応じてスイッチ素子１２にコレクタ電流Ｉｃが流れ始めたことを確認するための点火確認信号Ｓｆを生成し、これをＥＣＵ３に送出する機能（ＩＧＦ機能）も備えている。スイッチ制御回路１１の構成及び動作については後述する。
【００２５】
スイッチ素子１２は、スイッチ制御回路１１によってオン／オフされるスイッチ素子であり、図１ではＩＧＢＴが採用されている。スイッチ素子１２は、ゲートがスイッチ制御回路１１に接続されており、コレクタがイグニッションコイル２０の一次側コイル２１に接続されており、エミッタが抵抗要素１３を介して接地されている。なお、スイッチ素子１２としては、ＭＯＳＦＥＴを採用してもよい。
【００２６】
イグニッションコイル２０は、巻線数Ｍ１の一次側コイル２１と巻線数Ｍ２（＞Ｍ１）の二次側コイル２２とを含み、カーバッテリ２から供給される入力電圧をより高い電圧に変換（昇圧）する役割を果たす。一次側コイル２１の第１端と二次側コイル２２の第１端は、いずれもカーバッテリ２に接続されている。一次側コイル２１の第２端は、スイッチ素子１２のコレクタに接続されている。二次側コイル２２の第２端は、点火プラグ３０に接続されており、二次側コイル２２に生じる高電圧が点火プラグ３０に供給される。
【００２７】
点火プラグ３０は、イグニッションコイル２０によって得られる高電圧を用いて、車両Ｘのエンジン（図１では不図示）を点火するためのスパークを発生させる。
【００２８】
カーバッテリ２は、エンジン点火装置１を含め、車両Ｘに搭載された各種電装品に電力を供給するための電源である。
【００２９】
ＥＣＵ３は、車両Ｘのエンジン駆動に関わる各種制御を実行する。特に、ＥＣＵ３は、上記各種制御の一つとして、イグナイタ１０（特にスイッチ制御回路１１）の動作制御に用いられる点火指示信号Ｓｃを出力する。具体的に述べると、ＥＣＵ３は、スイッチ素子１２をオンさせるときに点火指示信号Ｓｃをオン時の論理レベル（例えばハイレベル）とし、スイッチ素子１２をオフさせるときに点火指示信号Ｓｃをオフ時の論理レベル（例えばローレベル）とする。
【００３０】
図２は、スイッチ制御回路１１における点火確認信号Ｓｆの生成例（コレクタ電流検出型）を示すタイミングチャートであり、上から順に、点火指示信号Ｓｃ、コレクタ電圧Ｖｃ、コレクタ電流Ｉｃ、及び、点火確認信号Ｓｆが描写されている。
【００３１】
スイッチ素子１２のオン期間（時刻ｔ１１〜１２、及び、時刻ｔ１３〜ｔ１４）に流れるコレクタ電流Ｉｃ（エミッタ電流Ｉｅ）を閾値電流ＩｔｈＬ及びＩｔｈＨと比較して点火確認信号Ｓｆを生成する場合には、コレクタ電流Ｉｃ（エミッタ電流Ｉｅ）を抵抗要素１３で検出電圧Ｖｅに変換し、これを閾値電圧ＶｔｈＬ及びＶｔｈＨと比較する方式が一般的である。
【００３２】
図３は、スイッチ素子１２として用いられるＩＧＢＴのコレクタ電流Ｉｃとコレクタ・エミッタ間電圧ＶＣＥとの相関関係を示す特性図であり、ＩＧＢＴのゲート・エミッタ間電圧ＶＧＥを変化させたときの挙動が描写されている。本図で示すように、ＩＧＢＴは、ゲート・エミッタ間電圧ＶＧＥが低いほど、コレクタ電流Ｉｃを流しにくい状態となる。
【００３３】
検出電圧Ｖｅの検出精度を高めるためには、検出電圧Ｖｅの電圧値が高いほど有利である。しかしながら、検出電圧Ｖｅが高くなり過ぎると、ＩＧＢＴのゲート・エミッタ間電圧ＶＧＥが低下してＩＧＢＴの自己遮断が生じてしまう。そのため、ＩＧＢＴの動作に支障を生じないためには、検出電圧Ｖｅを数ｍＶ〜十数ｍＶに抑えておく必要がある。この場合、抵抗要素１３に流れるコレクタ電流Ｉｃ（エミッタ電流Ｉｅ）が数Ａ〜十数Ａであることを鑑みると、抵抗要素１３の抵抗値ＲＥは数ｍΩ〜数十ｍΩとなる。なお、これほど低い抵抗値ＲＥを持つ抵抗要素１３としては、ＩＧＢＴのエミッタとＧＮＤフレームとを接続するワイヤの抵抗成分を流用することが考えられる。
【００３４】
上記のように、スイッチ制御回路１１で監視される検出電圧Ｖｅは、非常に低い電圧値（数ｍＶ〜十数ｍＶ）を持つ。そのため、点火確認信号Ｓｆのパルス幅ｔｗに要求される仕様（規定値）を満たすためには、非常に精度の高い電圧比較回路が必要となる。
【００３５】
＜スイッチ制御回路＞
図４は、スイッチ制御回路１１の一構成例を示す回路図である。本構成例のスイッチ制御回路１１は、主たる回路ブロックとしてスイッチ駆動部Ａと電流検出部Ｂを含むほか、外部との電気的な接続を確立するために設けられた複数のパッド（ゲート制御パッド１１ａ、エミッタ電圧検出パッド１１ｂ、接地用パッド１１ｃ、電源用パッド１１ｄ、信号入力パッド１１ｅ、信号出力パッド１１ｆ、及び、第２接地用パッド１１ｇ）を含む。
【００３６】
スイッチ駆動部Ａは、ＥＣＵ３から入力される点火指示信号Ｓｃに応じてスイッチ素子１２のオン／オフ制御を行う回路ブロックであり、プリドライバ１１１と、Ｐチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ１１２と、Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ１１３とを含む。
【００３７】
プリドライバ１１１は、ＣＭＯＳ［Complementary MOS］構造（トーテムポール型出力段）を形成するトランジスタ１１２及び１１３の各ゲートに接続されており、信号入力パッド１１ｅを介して外部入力される点火指示信号Ｓｃに応じてトランジスタ１１２及び１１３の各ゲート電圧を生成する。
【００３８】
トランジスタ１１２のソースは、電源用パッド１１ｄを介して電源電圧Ｖｃｃの印加端に接続されている。トランジスタ１１３のソースは、接地用パッド１１ｃを介して接地端に接続されている。トランジスタ１１２のドレインとトランジスタ１１３のドレインは互いに接続されており、その接続ノードは、ゲート制御パッド１１ａを介してスイッチ素子１２のゲートに接続されている。
【００３９】
スイッチ駆動部Ａの動作について具体的に説明する。プリドライバ１１１は、点火指示信号Ｓｃがオン時の論理レベル（例えばハイレベル）であるときに、トランジスタ１１２をオンさせてトランジスタ１１３をオフさせる。その結果、スイッチ素子１２のゲートに印加されるゲート信号Ｓｇがハイレベル（ほぼ電源電圧Ｖｃｃ）となり、スイッチ素子１２がオンとなる。従って、カーバッテリ２から、イグニッションコイル２０の一次側コイル２１、スイッチ素子１２、及び、抵抗要素１３を介して接地端に至る経路に電流が流れて、一次側コイル２１にエネルギが蓄えられる。
【００４０】
上記の状態から、点火指示信号Ｓｃがオフ時の論理レベル（例えばローレベル）に切り替わると、プリドライバ１１１は、トランジスタ１１２をオフさせて、トランジスタ１１３をオンさせる。その結果、スイッチ素子１２のゲートに印加されるゲート信号Ｓｇがローレベル（ほぼ接地電圧ＧＮＤ）となり、スイッチ素子１２がオフとなる。このとき、一次側コイル２１には自己誘導作用によって大きな逆起電力が発生し、二次側コイル２２には一次側コイル２１との相互誘導作用により、巻数比（Ｍ２／Ｍ１）に応じてさらに大きな起電力が発生する。このようにして発生した二次側コイル２２の起電力によって点火プラグ３０には高電圧（１万ボルト以上）が掛かり、スパーク（火花）が生じてエンジンの点火が行われる。
【００４１】
電流検出部Ｂは、エミッタ電圧検出パッド１１ｂを介して入力される検出電圧Ｖｅを監視してコレクタ電流Ｉｃ（エミッタ電流Ｉｅ）の状態を検出し、その検出結果に応じて電流制限信号Ｓｄ及び点火確認信号Ｓｆを生成する。
【００４２】
電流検出部Ｂで生成される電流制限信号Ｓｄは、コレクタ電流Ｉｃが上限値Ｉｌｍｔよりも小さいときにローレベルとなり、コレクタ電流Ｉｃが上限値Ｉｌｍｔよりも大きいときにハイレベルとなる２値信号である。スイッチ素子１２のオン期間に電流制限信号Ｓｄがハイレベルに立ち上がると、ゲート信号Ｓｇのハイレベルが通常時よりも引き下げられて、コレクタ電流Ｉｃが上限値Ｉｌｍｔ以下に制限される。
【００４３】
図５は、スイッチ素子１２に流れるコレクタ電流Ｉｃの制限動作を説明するためのタイミングチャートであり、上から順番に、点火指示信号Ｓｃ、ゲート信号Ｓｇ、コレクタ電圧Ｖｃ、電流制限信号Ｓｄ、及び、コレクタ電流Ｉｃが描写されている。
【００４４】
時刻ｔ１〜ｔ２では、点火指示信号Ｓｃのハイレベル期間が短く、コレクタ電流Ｉｃが上限値Ｉｌｍｔに達していないので、電流制限信号Ｓｄはローレベルに維持されている。従って、ゲート信号Ｓｇのハイレベルは引き下げられることなく、通常レベルのままとなる。一方、時刻ｔ３〜ｔ５では、点火指示信号Ｓｃのハイレベル期間が長く、コレクタ電流Ｉｃが時刻ｔ４において上限値Ｉｌｍｔに達している。その結果、時刻ｔ４で電流制限信号Ｓｄがハイレベルに立ち上がり、ゲート信号Ｓｇのハイレベルが適切な時定数で引き下げられて、コレクタ電流Ｉｃが上限値Ｉｌｍｔに制限される。
【００４５】
また、電流検出部Ｂで生成される点火確認信号Ｓｆは、先の図２で示したように、点火指示信号Ｓｃがハイレベルに立ち上げられた後、コレクタ電流Ｉｃの上昇中に生成されるパルス信号（パルス幅ｔｗ）である。電流検出部Ｂは、オープンドレイン形式の信号出力部を含んでおり、点火確認信号Ｓｆは、当該信号出力段から信号出力パッド１１ｆを介してＥＣＵ３に外部出力される。なお、信号出力パッド１１ｆは、抵抗３Ｒを介してＥＣＵ３の電源電圧Ｖｄｄにプルアップされている。
【００４６】
なお、電流検出部Ｂの基準電位端は、第２接地用パッド１１ｇを介して抵抗要素１３の低電位端（接地端）に接続されているが、その技術的意義については後ほど詳述する。
【００４７】
＜電流検出部＞
図６は、電流検出部Ｂの第１構成例を示す回路図である。本構成例の電流検出部Ｂは、ｎｐｎ型バイポーラトランジスタＢ１〜Ｂ６と、ｐｎｐ型バイポーラトランジスタＢ７〜Ｂ１３と、電流源Ｂ１４と、抵抗Ｂ１５〜Ｂ２４と、フリップフロップＢ２５と、Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタＢ２６と、を含む。
【００４８】
トランジスタＢ１及びＢ２のベースは、いずれもトランジスタＢ１のコレクタに接続されている。トランジスタＢ１のエミッタは、抵抗Ｂ２２の第１端（第１閾値電圧ＶｔｈＬの印加端）に接続されている。抵抗Ｂ２２の第２端は、第２接地用パッド１１ｇ（接地電圧ＧＮＤの印加端）に接続されている。トランジスタＢ２のエミッタは、エミッタ電圧検出パッド１１ｂ（検出電圧Ｖｅの印加端）に接続されている。トランジスタＢ２のコレクタは、第１検出信号ＳＬの出力端に接続されている。
【００４９】
トランジスタＢ３及びＢ４のベースは、いずれもトランジスタＢ３のコレクタに接続されている。トランジスタＢ３のエミッタは、抵抗Ｂ２３の第１端（第２閾値電圧ＶｔｈＨ（＞ＶｔｈＬ）の印加端）に接続されている。抵抗Ｂ２３の第２端は、第２接地用パッド１１ｇに接続されている。トランジスタＢ４のエミッタは、エミッタ電圧検出パッド１１ｂに接続されている。トランジスタＢ４のコレクタは、第２検出信号ＳＨの出力端に接続されている。
【００５０】
トランジスタＢ５及びＢ６のベースは、いずれもトランジスタＢ５のコレクタに接続されている。トランジスタＢ５のエミッタは、抵抗Ｂ２４の第１端（第３閾値電圧Ｖｌｍｔ（＞ＶｔｈＨ）の印加端）に接続されている。抵抗Ｂ２４の第２端は、第２接地用パッド１１ｇに接続されている。トランジスタＢ５のエミッタは、エミッタ電圧検出パッド１１ｂに接続されている。トランジスタＢ５のコレクタは、電流制限信号Ｓｄの出力端に接続されている。
【００５１】
トランジスタＢ７〜Ｂ１３のベースは、いずれもトランジスタＢ７のコレクタに接続されている。トランジスタＢ７のコレクタは、電流源Ｂ１４を介して接地端に接続されている。トランジスタＢ７〜Ｂ１３のエミッタは、それぞれ、抵抗Ｂ１５〜Ｂ２１を介して電源電圧Ｖｃｃの印加端に接続されている。トランジスタＢ８〜Ｂ１３のコレクタは、それぞれ、トランジスタＢ１〜Ｂ６のコレクタに接続されている。これらの回路要素Ｂ７〜Ｂ２１は、トランジスタＢ１〜Ｂ６のコレクタに各々定電流を供給する電流源を形成する。
【００５２】
フリップフロップＢ２５は、第１検出信号ＳＬと第２検出信号ＳＨに応じてトランジスタＢ２６のオン／オフ制御を行う。具体的に述べると、フリップフロップＢ２５は、第１検出信号ＳＬの立上りエッジをトリガとしてトランジスタＢ２６をオンし、第２検出信号ＳＨの立上りエッジをトリガとしてトランジスタＢ２６をオフする。なお、同様の動作を実現し得る限り、フリップフロップＢ２５以外の論理回路を用いることも可能である。トランジスタＢ２６のドレインは、信号出力パッド１１ｆに接続されている。トランジスタＢ２６のソースは、接地端に接続されている。トランジスタＢ２６のゲートは、フリップフロップＢ２５の出力端に接続されている。これらの回路要素Ｂ２５及びＢ２６は、点火確認信号Ｓｆを生成して外部出力するオープンドレイン形式の信号出力部を形成する。
【００５３】
なお、トランジスタＢ１、Ｂ３、及び、Ｂ５のエミッタは、それぞれ抵抗Ｂ２２〜Ｂ２４を介して第２接地用パッド１１ｇ（接地電圧ＧＮＤの印加端）に共通接続されている。このような構成とすることにより、接地電圧ＧＮＤに重畳するノイズの影響を受けにくくなるので、電流検出部Ｂの検出精度を高めることが可能となる。
【００５４】
また、閾値電圧を定めるための抵抗Ｂ２２〜Ｂ２４としては、ワイヤボンディングを用いた抵抗要素１３との温度特性を一致させるべく、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗を利用するとよい。ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗は、反転層を横切る電荷の運動量で決まり、原理的には金属抵抗とほぼ同様である。そして更に、この反転層はＭＯＳＦＥＴのゲートに印加される電圧によって自由に制御することが可能である。従って、ＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を調整することにより、抵抗Ｂ２２〜Ｂ２４の温度特性（温度に対する抵抗値の変化率）を抵抗要素１３の温度特性に合わせ込むことが可能となる。なお、抵抗Ｂ２２〜Ｂ２４の温度特性は、抵抗要素１３の温度特性と必ずしも完全に一致させる必要はなく、許容範囲内での誤差があっても構わない。
【００５５】
上記構成から成る第１構成例の電流検出部Ｂは、スイッチ素子１２のオン時に流れるコレクタ電流Ｉｃ（エミッタ電流Ｉｅ）に応じたエミッタ電圧Ｖｅを監視し、バイポーラトランジスタのＩｃ−Ｖｂｅ特性を利用して、検出電圧Ｖｅと複数の閾値電圧（ＶｔｈＬ、ＶｔｈＨ、Ｖｌｍｔ）とを比較することにより、スイッチ素子１２に流れるコレクタ電流Ｉｃ（エミッタ電流Ｉｅ）の状態を検出するカレントミラー型の電圧比較回路である。以下では、図７及び図８を参照しながら、電流検出部Ｂによる電流検出動作について詳細に説明する。図７は、電流検出部Ｂの一部分（第１検出信号ＳＬの生成部分）を抽出した部分回路図であり、図８は、バイポーラトランジスタのＩｃ−Ｖｂｅ特性を示す図である。
【００５６】
カレントミラー段を形成するバイポーラトランジスタＢ１及びＢ２は、各々のコレクタに流れるコレクタ電流Ｉｃ１及びＩｃ２と、各々のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅ１及びＶｂｅ２との間に、図８のＩｃ−Ｖｂｅ特性を持っており、ベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅ１及びＶｂｅ２がオンスレッショルド電圧Ｖｔｈを上回らない限り、コレクタ電流Ｉｃ１及びＩｃ２を流さない。
【００５７】
ここで、トランジスタＢ１及びＢ２のベース電圧は、第１閾値電圧ＶｔｈＬよりもオンスレッショルド電圧Ｖｔｈだけ高い電圧値として定まる。従って、トランジスタＢ２のエミッタに印加される検出電圧Ｖｅが第１閾値電圧ＶｔｈＬよりも低いときには、トランジスタＢ２のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅ２がオンスレッショルド電圧Ｖｔｈよりも高くなるので、トランジスタＢ２がオン状態となり、トランジスタＢ２のコレクタにコレクタ電流Ｉｃ２が流れる。その結果、トランジスタＢ２のコレクタから引き出される第１検出信号ＳＬはローレベルとなる。逆に、検出電圧Ｖｅが第１閾値電圧ＶｔｈＬよりも高いときには、トランジスタＢ２のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅ２がオンスレッショルド電圧Ｖｔｈよりも低くなるので、トランジスタＢ２がオフ状態となる。その結果、第１検出信号ＳＬはハイレベルとなる。
【００５８】
トランジスタＢ１に流れるコレクタ電流Ｉｃ１の電流値をｉ１とし、抵抗Ｂ２２の抵抗値をｒ１とした場合、第１閾値電圧ＶｔｈＬは（ｉ１×ｒ１）で算出することができる。一方、スイッチ素子１２に流れるコレクタ電流Ｉｃの電流値をｉ２とし、抵抗要素１３の抵抗値をｒ２とした場合、検出電圧Ｖｅは（ｉ２×ｒ２）で算出することができる。
【００５９】
先にも述べたように、第１検出信号ＳＬの論理レベルは、検出電圧Ｖｅが第１閾値電圧ＶｔｈＬよりも高いか低いかに応じて切り替わる。従って、スイッチ素子１２のコレクタ電流Ｉｃが閾値電流ＩｔｈＬ（立ち上がり検出用の閾値レベル）まで上昇した時点で、ｉ１×ｒ１＝ｉ２×ｉ２となるようにコレクタ電流Ｉｃ１と抵抗Ｂ２２を設計しておけば、スイッチ素子１２に流れるコレクタ電流Ｉｃの立ち上がりを検出することができる。
【００６０】
なお、第２検出信号ＳＨと電流制限信号Ｓｄについても、上記と同様の動作によって生成されているので、重複した説明は割愛する。
【００６１】
このように、バイポーラトランジスタのＩｃ−Ｖｂｅ特性を利用した電流検出部Ｂであれば、オペアンプ型の電圧比較回路と異なり、差動対のオフセットに起因する誤差を生じないので、微小な検出電圧Ｖｅを精度良く検出することが可能となる。
【００６２】
また、電流検出部Ｂは、先出の図６で示したように、バイポーラトランジスタのＩｃ−Ｖｂｅ特性を利用した上記の比較回路を３つ組み合わせた構成とされているので、コレクタ電流Ｉｃの３状態（立ち上がり状態、充電状態、及び、制限状態）を正確に検出することができる。
【００６３】
図９は、電流検出部Ｂにおける電流検出動作を説明するためのタイミングチャートであり、上から順に、検出電圧Ｖｅ、第１検出信号ＳＬ、第２検出信号ＳＨ、点火確認信号Ｓｆ、及び、電流制限信号Ｓｄが描写されている。
【００６４】
時刻ｔ２１において、検出電圧Ｖｅが第１閾値電圧ＶｔｈＬを上回ると、第１検出信号ＳＬがローレベルからハイレベルに立ち上がり、点火確認信号Ｓｆがハイレベルからローレベルに立ち下がる。
【００６５】
時刻ｔ２２において、検出電圧Ｖｅが第２閾値電圧ＶｔｈＨを上回ると、第２検出信号ＳＨがローレベルからハイレベルに立ち上がり、点火確認信号Ｓｆがローレベルからハイレベルに立ち上がる。
【００６６】
時刻ｔ２３において、検出電圧Ｖｅが第３閾値電圧Ｖｌｍｔを上回ると、電流制限信号Ｓｄがローレベルからハイレベルに立ち上がり、先述の電流制限動作が行われて、検出電圧Ｖｅが第３閾値電圧Ｖｌｍｔ近傍に制限される。
【００６７】
なお、電流検出部Ｂの検出精度は、オペアンプ型の電圧比較回路よりも高いので、点火確認信号Ｓｆのパルス幅ｔｗに要求される仕様（規定値）を十分に満たすことが可能である。ただし、点火確認信号Ｓｆのパルス幅ｔｗは、接地電圧ＧＮＤに重畳するノイズの影響を受けやすいので、以下では、その対策について説明する。
【００６８】
図１０は、電流検出部Ｂの配線レイアウトを模式的に示す平面図である。本図で示したように、トランジスタＢ１のエミッタと第２接地用パッド１１ｇ（接地電圧ＧＮＤの印加端）との間を結ぶ配線Ｌ１と、トランジスタＢ３のエミッタと第２接地用パッド１１ｇとの間を結ぶ配線Ｌ３は、各々の配線長が同一値となるようにレイアウトされている。
【００６９】
このような配線レイアウトを採用することにより、接地電圧ＧＮＤに重畳するノイズを相殺することができるので、点火確認信号Ｓｆのパルス幅ｔｗに生じる変動を抑えることが可能となる。
【００７０】
また、トランジスタＢ２のエミッタとエミッタ電圧検出パッド１１ｂ（検出電圧Ｖｅの印加端）との間を結ぶ配線Ｌ２と、トランジスタＢ４のエミッタとエミッタ電圧検出パッド１１ｂとの間を結ぶ配線Ｌ４についても、各々の配線長が同一値となるようにレイアウトされている。
【００７１】
このような配線レイアウトを採用することにより、検出電圧Ｖｅに重畳するノイズについても相殺することができるので、点火確認信号Ｓｆのパルス幅ｔｗに生じる変動を抑えることが可能となる。
【００７２】
なお、図１０では、図示の便宜上、抵抗Ｂ２２〜Ｂ２４を各々チップ抵抗として描写したが、先にも述べたように、抵抗Ｂ２２〜Ｂ２４としては、ワイヤボンディングを用いた抵抗要素１３との温度特性を一致させるべく、ＭＯＳ電界効果トランジスタのオン抵抗を利用することもできる。
【００７３】
図１１は、電流検出部Ｂの第２構成例を示す回路図である。第２構成例の電流検出部Ｂは、先出の第１構成例（図６を参照）とほぼ同一の構成であり、バイポーラトランジスタＢ１〜Ｂ１３をＭＯＳ電界効果トランジスタＢ１’〜Ｂ１３’に置換したものである。
【００７４】
すなわち、第２構成例の電流検出部Ｂは、スイッチ素子１２のオン時に流れるコレクタ電流Ｉｃに応じた検出電圧Ｖｅを監視し、電界効果トランジスタのＩｄ−Ｖｇｓ特性（図１２を参照）を利用して、検出電圧Ｖｅと複数の閾値電圧とを比較することにより、スイッチ素子１２に流れるコレクタ電流Ｉｃの状態を検出する構成であると言える。
【００７５】
このように、バイポーラトランジスタを電界効果トランジスタに置き換えても、先の第１構成例と同様の作用効果を享受することが可能である。また、第２構成例の電流検出部Ｂでは、トランジスタＢ７’〜Ｂ１３’の面積比を適宜設計することにより、各々に流れる電流の大きさを調整することができるので、第１構成例の抵抗Ｂ１５〜Ｂ２１（図６を参照）を省略することもできる。
【００７６】
図１３は、電流検出部Ｂの第３構成例を示す回路図である。第３構成例の電流検出部Ｂは、先の第１及び第２構成例と異なり、オペアンプ型のコンパレータＢ２７〜Ｂ２９と、閾値電圧生成部Ｂ３０と、ＡＮＤゲートＢ３１と、を含む。ただし、トランジスタＢ２６を用いたオープンドレイン形式の信号出力部を含んでいるという点において、第３構成例は、第１及び第２構成例と共通している。
【００７７】
コンパレータＢ２７〜Ｂ２９の非反転入力端（＋）は、いずれもエミッタ電圧検出パッド１１ｂに接続されている。コンパレータＢ２７〜Ｂ２９の反転入力端（−）は、いずれも閾値電圧生成部Ｂ３０に接続されており、各々に対応した閾値電圧（ＶｔｈＬ、ＶｔｈＨ、Ｖｌｍｔ）が印加されている。閾値電圧生成部Ｂ３０の基準電位端は、第２接地用パッド１１ｇに接続されている。コンパレータＢ２７の出力端は、ＡＮＤゲートＢ３１の第１入力端（非反転型）に接続されている。コンパレータＢ２８の出力端は、ＡＮＤゲートＢ３１の第２入力端（反転型）に接続されている。コンパレータＢ２９の出力端は、電流制限信号Ｓｄの出力端に接続されている。ＡＮＤゲートＢ３１の出力端は、トランジスタＢ２６のゲートに接続されている。トランジスタＢ２６のドレインは、信号出力用パッド１１ｆに接続されている。トランジスタＢ２６のソースは、接地端に接続されている。
【００７８】
上記構成から成る第３構成例の電流検出部Ｂによれば、先の第１及び第２構成例と同様の電流制限信号Ｓｄ及び点火確認信号Ｓｆを生成することが可能である（図９を参照）。ただし、オペアンプ型のコンパレータＢ２７〜Ｂ２９を用いて微小な検出電圧Ｖｅを精度良く検出するためには、各々を形成する差動対のオフセットを互いに合わせ込んでおく必要がある点に留意すべきである。
【００７９】
図１４は、閾値電圧生成部Ｂ３０の一構成例を示す回路図である。閾値電圧生成部Ｂ３０の第１構成例としては、図中（１）欄で示したように、バンドギャップ型の定電圧源Ｂ３０１で生成された基準電圧ＶＢＧを分圧部Ｂ３０２で適宜分圧することにより、閾値電圧（ＶｔｈＬ、ＶｔｈＨ、Ｖｌｍｔ）を生成する構成が考えられる。
【００８０】
また、閾値電圧生成部Ｂ３０の第２構成例としては、図中（２）欄で示したように、分圧部Ｂ３０２に対して定電流源Ｂ３０３から定電流Ｉｃｃを流し込むことにより、閾値電圧（ＶｔｈＬ、ＶｔｈＨ、Ｖｌｍｔ）を生成する構成が考えられる。
【００８１】
さらに、閾値電圧生成部Ｂ３０の第３構成例としては、図中（３）欄で示したように、デプレッション型ＮＭＯＳＦＥＴ（ＤＮ）とエンハンスメント型ＮＭＯＳＦＥＴ（ＥＮ）を直列に接続して形成された定電圧源Ｂ３０４を複数用意し、各々を用いて閾値電圧（ＶｔｈＬ、ＶｔｈＨ、Ｖｌｍｔ）を生成する構成が考えられる。
【００８２】
＜フレーム実装＞
図１５は、イグナイタ１０における第１のフレーム実装例を示す平面図である。ワイヤＷ１〜Ｗ８は、いずれもボンディングワイヤであり、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、または金（Ａｕ）といった金属によって形成されている。
【００８３】
第１フレームＦＲ１は、カーバッテリ２に繋がるフレームである。第２フレームＦＲ２は、接地端（ＧＮＤ）に繋がるフレームである。第３フレームＦＲ３ａ及びＦＲ３ｂは、ＥＣＵ３に繋がるフレームである。第４フレームＦＲ４は、スイッチ素子１２のコレクタに繋がるフレームである。
【００８４】
スイッチ制御回路１１のゲート制御パッド１１ａと、スイッチ素子１２のゲートパッド１２ａとは、ワイヤＷ１を用いたワイヤボンディングによって接続されている。従って、スイッチ制御回路１１からスイッチ素子１２へのゲート信号Ｓｇの供給は、ワイヤＷ１を介してなされることになる。
【００８５】
スイッチ制御回路１１のエミッタ電圧検出パッド１１ｂと、スイッチ素子１２のエミッタパッド１２ｂとは、ワイヤＷ２を用いたワイヤボンディングによって接続されている。従って、スイッチ素子１２のエミッタからスイッチ制御回路１１への検出電圧Ｖｅの出力は、ワイヤＷ２を介してなされることになる。
【００８６】
スイッチ素子１２のエミッタパッド１２ｂは、ワイヤＷ３を用いたワイヤボンディングによって、第２フレームＦＲ２にも接続されている。従って、スイッチ素子１２のエミッタから出力されるエミッタ電流Ｉｅは、ワイヤＷ３を介して第２フレームＦＲ２へ流れることになる。
【００８７】
ワイヤＷ３の抵抗成分は、先述の抵抗要素１３として流用される。その場合、抵抗要素１３の抵抗値や温度特性などは、ワイヤＷ３を形成する金属の種類やその形状等によって定まることになる。ワイヤＷ３の抵抗値ＲＥは、数ｍΩ〜数十ｍΩとすることができる。従って、抵抗要素１３に流れるエミッタ電流Ｉｅが数Ａ〜十数Ａであっても、検出電圧Ｖｅを数ｍＶ〜十数ｍＶに抑えることができるので、スイッチ素子１２の動作に支障（自己遮断）を生じにくい。
【００８８】
なお、ワイヤＷ３が接地端にボンディングされる形態は、上述した形態には限定されない。例えば、スイッチ制御回路１１の接地用パッド１１ｃや第２接地用パッド１１ｇにボンディングされる形態であっても良い。
【００８９】
スイッチ制御回路１１の接地用パッド１１ｃは、ワイヤＷ４を用いたワイヤボンディングによって第２フレームＦＲ２に接続されている。
【００９０】
スイッチ制御回路１１の電源用パッド１１ｄは、ワイヤＷ５を用いたワイヤボンディングによって第１フレームＦＲ１に接続されている。従って、カーバッテリ２からスイッチ制御回路１１への電力供給は、ワイヤＷ５を介してなされることになる。
【００９１】
スイッチ制御回路１１の信号入力パッド１１ｅは、ワイヤＷ６を用いたワイヤボンディングにより第３フレームＦＲ３ａに接続されている。従って、ＥＣＵ３からスイッチ制御回路１１への点火指示信号Ｓｃの供給は、ワイヤＷ６を介してなされることになる。
【００９２】
スイッチ制御回路１１の信号出力パッド１１ｆは、ワイヤＷ７を用いたワイヤボンディングにより第３フレームＦＲ３ｂに接続されている。従って、スイッチ制御回路１１からＥＣＵ３への点火確認信号Ｓｆの供給は、ワイヤＷ７を介してなされることになる。
【００９３】
スイッチ制御回路１１の第２接地用パッド１１ｇは、ワイヤＷ８を用いたワイヤボンディングによって第２フレームＦＲ２に接続されている。なお、第２接地用パッド１１ｇを別途設けた理由は、ワイヤＷ３の両端をスイッチ制御回路１１に取り込み、検出電圧Ｖｅと閾値電圧（ＶｔｈＬ、ＶｔｈＨ、Ｖｌｍｔ）の基準電位を共通化すると共に、先の図１０で説明した等長配線レイアウトを実現しやすくするためである。
【００９４】
図１６は、イグナイタ１０における第２のフレーム実装例を示す平面図である。本図で示したように、第２のフレーム実装例では、先出の第２フレームＦＲ２を、ワイヤＷ４が接続される第１アイランドＦＲ２ａと、ワイヤＷ２及びＷ３が接続される第２アイランドＦＲ２ｂに分離した上で、両アイランド間にチップ抵抗Ｒ１が設けられている。このように、コレクタ電流Ｉｃに応じた検出電圧Ｖｅを生成するための抵抗要素１３としては、ワイヤＷ３の抵抗成分ＲＥに代えてチップ抵抗Ｒ１を用いることもできる。なお、第２のフレーム実装例では、第２接地用パッド１１ｇを省略しているが、第１のフレーム実装例と同様に、第２接地用パッド１１ｇを設けても構わない。
【００９５】
図１７は、イグナイタ１０における第３のフレーム実装例を示す平面図である。第３のフレーム実装例では、スイッチ素子１２として、複数のエミッタパッド１２ｂ１及び１２ｂ２を備えたマルチエミッタのＩＧＢＴが用いられている。第１のエミッタパッド１２ｂ１は、ワイヤＷ３を介して第２フレームＦＲ２に接続されており、第２のエミッタパッド１２ｂ２は、ワイヤＷ２を介してエミッタ電圧検出用パッド１１ｂに接続されている。
【００９６】
なお、エミッタパッド１２ｂ１及び１２ｂ２は、各々に流れるコレクタ電流（エミッタ電流）の比が５００：１〜１０００：１となるように、各々の面積比が設定されている。このような設定によれば、電流検出部Ｂにおいて数ｍＡ〜数十ｍＡのコレクタ電流（エミッタ電流）を検出すれば足りることになる。この場合、抵抗要素１３としては、本図で示すように、スイッチ制御回路１１に集積化された半導体抵抗Ｒ２を用いることができる。
【００９７】
＜デバイス構造＞
図１８及び図１９は、それぞれ、バルクシリコンウェハ上に直接形成されたバーティカルＮＰＮトランジスタ及びラテラルＰＮＰトランジスタのデバイス構造を模式的に示す縦断面図である。両図で示したように、バーティカルＮＰＮトランジスタには、そのコレクタとサブストレートとの間に寄生容量Ｃｃｓが生じ、ラテラルＰＮＰトランジスタには、そのベースとサブストレートの間に寄生容量Ｃｂｓが生じる。
【００９８】
図２０は、電流検出部Ｂに付随する寄生容量の一例を示す部分回路図（先出の図７と同一の箇所）である。電流検出部Ｂをバルクシリコンウェハ上に直接形成した場合には、トランジスタＢ１及びＢ２のコレクタ、トランジスタＢ７〜Ｂ９のベース、ないしは、電流源Ｂ１４を形成するトランジスタのコレクタに、寄生容量Ｃｃｓ及びＣｂｓ（図１８及び図１９を参照）が付随する。そのため、高周波ノイズの非印加時には、Ｉｃ０＝Ｉｃ１＝Ｉｃ２であったとしても、高周波ノイズの印加時には、Ｉｃ０≠Ｉｃ１≠Ｉｃ２となってしまうので、コレクタ電流Ｉｃの検出精度が大幅に低下する。
【００９９】
なお、上記では、バイポーラトランジスタに付随する寄生容量を例示したが、バルクシリコンウェハ上に直接形成される電界効果トランジスタにも、上記と同様の寄生素子が付随するので、上記の問題は、第１構成例（図６を参照）の電流検出部Ｂだけに生じる問題ではなく、第２構成例（図１１を参照）や第３構成例（図１３を参照）の電流検出部Ｂにも生じ得る問題である。
【０１００】
図２１は、スイッチ制御回路１１のデバイス構造を模式的に示す縦断面図である。本図で示したように、本構成例のスイッチ制御回路１１は、バルクシリコンウェハを用いた半導体チップに集積化されており、半導体チップには、電流検出部Ｂをサブストレート（Ｐｓｕｂ）から電気的に分離するためのＮ型ウェル構造ＮＷが形成されている。
【０１０１】
より具体的に述べると、Ｎ型ウェル構造ＮＷは、電流検出部Ｂを形成する各種の回路ブロックや回路素子（先出の図６、図１１、及び、図１３を適宜参照）を包括的に取り囲む形で、サブストレート（Ｐｓｕｂ）上に形成されている。Ｎ型ウェル構造ＮＷのコンタクト（不図示）は、電源端またはこれに準ずる高電位端に接続しておけばよい。若しくは、Ｎ型ウェル構造ＮＷは、電気的にフローティング状態としておいてもよい。
【０１０２】
このように、本構成例のスイッチ制御回路１１において、電流検出部Ｂは、その全体が単一のＮ型ウェル構造ＮＷで包囲されており、そのＮ型ウェル構造ＮＷによってサブストレート（Ｐｓｕｂ）から電気的に分離されている。このようなデバイス構造を採用することにより、電流検出部Ｂとサブストレートとの間には寄生素子が生じなくなるので、ノイズ耐量（高周波ノイズに対する誤動作耐量）を高めることが可能となる。
【０１０３】
また、本構成例のスイッチ制御回路１１は、バルクシリコンウェハを用いた半導体チップに集積化されているので、サブストレートに付随する寄生ダイオードＤを静電保護素子として利用することができる。従って、寄生ダイオードＤを用いてＥＳＤを熱的に消耗させることができるので、高いＥＳＤ耐量を実現することが可能となる。
【０１０４】
上記のように、本デバイス構造を採用すれば、高いノイズ耐量とＥＳＤ耐量を兼ね備えたスイッチ制御回路１１を実現することができるので、これを用いたイグナイタ１０に課される種々の評価試験をいずれもクリアすることが可能となる。
【０１０５】
図２２は、スイッチ制御回路１１のデバイス構造の一変形例を模式的に示す縦断面図である。本変形例において、Ｎ型ウェル構造ＮＷは、電流検出部Ｂを形成する各種の回路ブロックや回路素子を各々個別に取り囲む形でサブストレート（Ｐｓｕｂ）上に形成されている。言い換えると、電流検出部Ｂは、回路ブロック毎または回路素子毎に複数のＮ型ウェル構造ＮＷで包囲されている。このようなデバイス構造を採用した場合でも、先と同様の作用効果を享受することが可能である。
【０１０６】
なお、上記では、高いノイズ耐量が求められる回路部の一例として電流検出部Ｂを挙げたが、スイッチ制御回路１１に各種の保護回路（ＯＶＰ［over voltage protection］回路、ＵＶＬＯ［under voltage lock-out］回路、ＴＳＤ［thermal shutdown］回路など）が含まれている場合には、これらの保護回路（特にその基準電圧源や比較回路など）についても、Ｎ型ウェル構造ＮＷによってサブストレート（Ｐｓｕｂ）から電気的に分離してやることが望ましい。
【０１０７】
＜車両＞
図２３は、車両Ｘの一構成例を示す外観図である。本構成例の車両Ｘは、車載機器Ｘ１１〜Ｘ１７と、これらの車載機器Ｘ１１〜Ｘ１７に電力を供給するバッテリ（図１のカーバッテリ２に相当、図２３では不図示）と、を搭載している。
【０１０８】
車載機器Ｘ１１は、エンジンに関連する制御（インジェクション制御、電子スロットル制御、アイドリング制御、酸素センサヒータ制御、及び、オートクルーズ制御など）を行うエンジンコントロールユニット（図１のＥＣＵ３に相当）である。車両Ｘに搭載されるエンジン点火装置１は、上記のエンジンコントロールユニットによって制御される。
【０１０９】
車載機器Ｘ１２は、ＨＩＤ［high intensity discharged lamp］やＤＲＬ［daytime running lamp］などの点消灯制御を行うランプコントロールユニットである。
【０１１０】
車載機器Ｘ１３は、トランスミッションに関連する制御を行うトランスミッションコントロールユニットである。
【０１１１】
車載機器Ｘ１４は、車両Ｘの運動に関連する制御（ＡＢＳ［anti-lock brake system］制御、ＥＰＳ［electric power Steering］制御、電子サスペンション制御など）を行うボディコントロールユニットである。
【０１１２】
車載機器Ｘ１５は、ドアロックや防犯アラームなどの駆動制御を行うセキュリティコントロールユニットである。
【０１１３】
車載機器Ｘ１６は、ワイパー、電動ドアミラー、パワーウィンドウ、電動サンルーフ、電動シート、及び、エアコンなど、標準装備品やメーカーオプション品として、工場出荷段階で車両Ｘに組み込まれている電子機器である。
【０１１４】
車載機器Ｘ１７は、車載Ａ／Ｖ［audio/visual］機器、カーナビゲーションシステム、及び、ＥＴＣ［electronic toll collection system］など、ユーザの任意で車両Ｘに装着される電子機器である。
【０１１５】
＜その他の変形例＞
なお、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明は、例えばイグナイタに利用することができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１    エンジン点火装置
２    カーバッテリ
３    ＥＣＵ
１０    イグナイタ
１１    スイッチ制御回路
１１ａ    ゲート制御パッド
１１ｂ    エミッタ電圧検出パッド
１１ｃ    接地用パッド
１１ｄ    電源用パッド
１１ｅ    信号入力パッド
１１ｆ    信号出力パッド
１１ｇ    第２接地用パッド
１１１    プリドライバ
１１２    Ｐチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ
１１３    Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ
１２    スイッチ素子
１２ａ    ゲートパッド
１２ｂ、１２ｂ１、１２ｂ２    エミッタパッド
１３    抵抗要素
２０    イグニッションコイル
２１    一次側コイル
２２    二次側コイル
３０    点火プラグ
Ａ    スイッチ駆動部
Ｂ    電流検出部
Ｂ１〜Ｂ６    ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ
Ｂ７〜Ｂ１３    ｐｎｐ型バイポーラトランジスタ
Ｂ１’〜Ｂ６’    Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ
Ｂ７’〜Ｂ１３’    Ｐチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ
Ｂ１４    電流源
Ｂ１５〜Ｂ２４    抵抗
Ｂ２５    フリップフロップ
Ｂ２６    Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ
Ｂ２７〜Ｂ２９    コンパレータ
Ｂ３０    閾値電圧生成部
Ｂ３０１    定電圧源
Ｂ３０２    分圧部
Ｂ３０３    定電流源
Ｂ３０４    定電圧源
Ｂ３１    ＡＮＤゲート
ＤＮ    デプレッション型ＮＭＯＳＦＥＴ
ＥＮ    エンハンスメント型ＮＭＯＳＦＥＴ
Ｄ    寄生ダイオード（静電保護素子）
Ｌ１〜Ｌ６    配線
Ｗ１〜Ｗ８    ワイヤ（ボンディングワイヤ）
ＦＲ１〜ＦＲ４    フレーム
ＮＷ    Ｎ型ウェル構造
Ｘ    車両
Ｘ１１〜Ｘ１７    車載機器
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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