(57)【要約】【課題】環境やシステムの放熱性等によって温度上昇量が異なる場合においても、より確実に過温度検出及び保護動作を行うことができる半導体装置を提供すること。【解決手段】半導体装置１００の内部における所定の箇所に搭載され、搭載箇所の温度をモニタする温度モニタ素子１１と、予め定めて記憶或いは生成した過温度閾値Ｖｔｈを出力する閾値出力部１２と、温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄの時間あたりの上昇度合である傾きを検出する傾き検出部１３と、過温度閾値Ｖｔｈを傾き検出部で検出した温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄの傾きに基づいて補正した判定閾値Ｖｔｈ２を生成する閾値補正部１４と、判定閾値Ｖｔｈ２と温度モニタ素子１１の出力値とを比較し、少なくとも判定閾値Ｖｔｈ２を温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄが超えた場合にドライバ回路１０による電流の駆動を停止する制御信号を出力する比較判定部１５とを備える。【選択図】  図１
2019146461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置において電流を駆動するドライバ回路と、
前記半導体装置の内部における所定の箇所の温度をモニタする温度モニタ素子と、
予め定めた過温度閾値を出力する閾値出力部と、
前記温度モニタ素子の出力値の時間あたりの上昇度合である傾きを検出する傾き検出部と、
前記過温度閾値を前記傾き検出部で検出した前記温度モニタ素子の出力値の傾きに基づいて補正した判定閾値を生成する閾値補正部と、
前記判定閾値と前記温度モニタ素子の出力値とを比較し、少なくとも、前記判定閾値を前記温度モニタ素子の出力値が超えた場合に前記ドライバ回路による電流の駆動を停止する制御信号を出力する比較判定部と
を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記傾き検出部は、前記温度モニタ素子の出力値から傾き成分を検出する微分回路であり、
前記閾値補正部は、前記微分回路の出力値と前記過温度閾値とを加算して判定閾値を生成する加算回路であり、
前記比較判定部は、前記温度モニタ素子の出力値と前記加算回路の出力値を比較判定するコンパレータ回路であることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
温度モニタ素子の出力値をディジタル変換するＡＤコンバータ回路と、
前記ＡＤコンバータ回路の異なる時間における出力値をそれぞれ格納する複数のレジスタ回路とをさらに備え、
前記傾き検出部、前記閾値補正部、及び、前記比較判定部はディジタル回路で構成され、
前記傾き検出部は、前記複数のレジスタ回路に格納された異なる時間における前記ＡＤコンバータ回路の出力値に基づいて傾きを算出することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
半導体装置において電流を駆動する複数のドライバ回路と、
前記半導体装置の内部における所定の箇所の温度をモニタする複数の温度モニタ素子と、
温度モニタ素子の出力値をディジタル変換するＡＤコンバータ回路と、
前記複数の温度モニタ素子の出力値の１つを選択して前記ＡＤコンバータ回路に入力する入力セレクタ回路と、
前記入力セレクタ回路で選択された温度モニタ素子毎に前記ＡＤコンバータ回路の異なる時間における出力値をそれぞれ格納する複数のレジスタ回路と、
前記複数の温度モニタ素子のそれぞれについて予め定めた過温度閾値を前記入力セレクタ回路で選択された前記温度モニタ素子に対応して出力する閾値出力部と、
前記温度モニタ素子の出力値の時間あたりの上昇度合である傾きを検出する傾き検出部と、
前記過温度閾値を前記傾き検出部で検出した前記温度モニタ素子の出力値の傾きに基づいて補正した判定閾値を生成する閾値補正部と、
前記判定閾値と前記温度モニタ素子の出力値とを比較し、少なくとも、前記判定閾値を前記温度モニタ素子の出力値が超えた場合に前記ドライバ回路による電流の駆動を停止する制御信号を出力する比較判定部と、
前記比較判定部からの前記制御信号を前記複数のドライバ回路の何れか１つに選択的に出力する出力セレクタ回路とを備え、
前記傾き検出部、前記閾値補正部、及び、前記比較判定部はディジタル回路で構成され、
前記傾き検出部は、前記複数のレジスタ回路に格納された異なる時間における前記ＡＤコンバータ回路の出力値に基づいて傾きを算出することを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の車載向けＥＣＵに搭載される電源ＩＣやドライバＩＣなどの所謂ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit: 特定用途向け集積回路）は、高機能化、高集積化が求められると同時に、より高温の環境下においても動作すること、及び、機能安全として不具合が起きた場合には安全に停止することなども要求される。これらの安全要求に対応するため、駆動電力が大きく発熱が大きくなる電源・ドライバ用ＡＳＩＣでは、低損失（高効率）化および高耐熱化が求められると同時に、動作条件や異常状態の発生による過温度検知、及び過温度保護機能が搭載されるのが一般的である。
【０００３】
このような過温度検知や過温度保護機能に関する技術として、例えば、特許文献１には、温度を検出する温度検出回路において、温度に基づき、温度電圧を生成する温度センサ回路と、設定温度を設定するための基準電圧を生成する基準電圧回路と、温度電圧と基準電圧とを比較することにより、温度が設定温度に達したことを検出して検出状態になるコンパレータと、電源投入時に温度電圧をコンパレータに印加させずに第一供給電源電圧をコンパレータに印加させることにより、コンパレータが強制的に非検出状態に固定されるよう動作する第一スイッチ回路、及び／または、電源投入時に基準電圧をコンパレータに印加させずに第二供給電源電圧をコンパレータに印加させることにより、コンパレータが強制的に非検出状態に固定されるよう動作する第二スイッチ回路とを備える温度検出回路が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、負荷回路に流れる電流を制御する電流供給部と、電流に基づいて負荷回路に過電流が流れたことを検知して過電流信号を出力する過電流検知回路と、過電流信号に応答して設定変更される検知温度を周囲温度が超えたことを検知して過熱検知信号を出力する過熱検知回路と、過熱検知回路は、検知温度にヒステリシスを有し、検知温度は、過熱状態になったことを検知する過熱検知温度と、過熱状態から脱したことを検知する過熱復帰温度とを含み、過電流信号と過熱検知信号とに基づいて負荷回路に流れる電流の量を指示する電流制御信号を電流供給部に出力する駆動制御回路とを具備する半導体装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１５１４５８号公報
【０００６】
【特許文献２】特開２０１１−０６１９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、過温度検出回路と発熱源回路は実際には物理的に異なる場所に搭載されるため、その距離が非常に短いとしても両者の間には温度勾配や温度伝搬の遅延が発生する。したがって、過温度検出回路や保護回路において、過温度を検出して発熱源回路の動作停止を行う場合に、温度勾配や温度伝搬の遅延によって発熱源の停止命令にも遅延が発生してしまう。このとき、例えば、発熱量が正常動作の範囲であり、放熱性が十分確保されたシステム設計である場合には、発熱源の温度上昇勾配は温度の伝搬遅延時間に比べて十分小さいため、ある温度閾値で過温度検出や動作停止を行うことで過温度保護を行うことができる。
【０００８】
しかしながら、例えば、ドライバ出力のショート等のように、極端に大きな発熱量を伴う異常状態が発生した場合や、放熱性が非常に低い基板・システム設計となっていた場合には、温度伝搬や動作停止の遅延時間の影響が非常に大きくなり、動作停止までにデバイスのダメージに至るような温度に上昇してしまう可能性がある。つまり、システムの放熱性や周囲温度等の環境の違いによっては、デバイスを確実に過温度から保護できない可能性がある。
【０００９】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、環境やシステムの放熱性等によって温度上昇量が異なる場合においても、より確実に過温度検出及び保護動作を行うことができる半導体装置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】
【００１０】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、半導体装置において電流を駆動するドライバ回路と、前記半導体装置の内部における所定の箇所の温度をモニタする温度モニタ素子と、予め定めた過温度閾値を出力する閾値出力部と、前記温度モニタ素子の出力値の時間あたりの上昇度合である傾きを検出する傾き検出部と、前記過温度閾値を前記傾き検出部で検出した前記温度モニタ素子の出力値の傾きに基づいて補正した判定閾値を生成する閾値補正部と、前記判定閾値と前記温度モニタ素子の出力値とを比較し、少なくとも、前記判定閾値を前記温度モニタ素子の出力値が超えた場合に前記ドライバ回路による電流の駆動を停止する制御信号を出力する比較判定部とを備えたものとする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、環境やシステムの放熱性等によって温度上昇量が異なる場合においても、より確実に過温度検出及び保護動作を行うことができる半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態に係る半導体装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】実施例１に係る半導体装置の過温度判定部の一具体例を示す回路図である。
【図３】半導体装置における温度モニタ素子の検出値の遷移の一例を示す図である。
【図４】実施例２に係る半導体装置の一具体例を示す回路図である。
【図５】半導体装置における温度モニタ素子の検出値の遷移の一例を示す図である。
【図６】実施例３に係る半導体装置の一具体例を示す回路図である。
【図７】比較例の半導体装置を示す図である。
【図８】比較例の半導体装置における温度モニタ素子の検出値の遷移の一例を示す図である。
【図９】温度上昇度の違いにより温度上昇ピーク値が異なることを説明する図である。
【図１０】温度上昇度の違いにより温度上昇ピーク値が異なることを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態を図１を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係る半導体装置の構成を模式的に示す図である。
【００１６】
図１において、半導体装置１００は、例えば、車載用半導体装置であり、半導体装置１００において電流を駆動するドライバ回路１０と、半導体装置１００の内部における所定の箇所に搭載され、搭載箇所の温度をモニタする温度モニタ素子１１と、予め定めて記憶或いは生成した過温度閾値Ｖｔｈを出力する閾値出力部１２と、温度モニタ素子１１の出力値（電圧）Ｖｄの時間あたりの上昇度合である傾きを検出する傾き検出部１３と、過温度閾値Ｖｔｈを傾き検出部で検出した温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄの傾きに基づいて補正した判定閾値Ｖｔｈ２を生成する閾値補正部１４と、判定閾値Ｖｔｈ２と温度モニタ素子１１の出力値とを比較し、少なくとも判定閾値Ｖｔｈ２を温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄが超えた場合にドライバ回路１０による電流の駆動を停止する制御信号を出力する比較判定部１５とを備えている。ここで、傾き検出部１３、閾値補正部１４、及び比較判定部１５は、過温度判定部２０を構成している。
【００１７】
ドライバ回路１０は、電流（図１においては駆動負荷電流１８で示す）を駆動するものであり、電流を駆動することで自己発熱を生じる。
【００１８】
温度モニタ素子１１としては、例えば、ダイオードを用いており、定電流源１９から温度モニタ素子１１（ダイオード）に順方向電流を流した時の電圧降下値Ｖｄが温度モニタ素子１１の出力値（電圧）となっている。なお、温度モニタ素子１１（ダイオード）は温度特性を持っており、温度モニタ素子１１（ダイオード）における温度変化量が出力値Ｖｄの電圧変化量に変換される。
【００１９】
閾値補正部１４は、過温度閾値Ｖｔｈを温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄの上昇度合（傾き）、すなわち、温度モニタ素子１１の温度の上昇度合（傾き）に基づいて補正した判定閾値Ｖｔｈ２を生成する。すなわち、閾値補正部１４は、出力値Ｖｄの傾きが大きくなるのに伴って判定閾値Ｖｔｈ２が高くなるように（すなわち、過温度閾値Ｖｔｈに加える補正値が大きくなるように）生成して出力する。なお、判定閾値Ｖｔｈの具体的な値、すなわち、過温度閾値Ｖｔｈの補正の程度としては種々のものが考えられ、例えば、出力値Ｖｄの傾きに対する過温度補正値Ｖｔｈの補正の程度（すなわち、判定閾値Ｖｔｈ２の算出方法）を実験的・経験的に定めることが考えられる。
【００２０】
比較判定部１５は、過温度と判断した場合、すなわち、出力値Ｖｄが判定閾値Ｖｔｈ２を超えた場合には、制御信号（ドライバイネーブル信号Ｖｅｎ）をＬｏｗレベルとしてＡＮＤ論理素子１６に出力することで、ドライバ回路１０を駆動するプリドライバ回路１７を介して発熱源であるドライバ回路１０を停止する過温度保護を行う。なお、ＡＮＤ論理素子１６に入力される入力電圧ＶＩＮは、ドライバ回路１０の駆動を制御する上位の制御回路（図示せず）からの制御信号であり、ドライバ回路１０を駆動させる場合には入力電圧ＶＩＮはＨｉｇｈレベルが入力され、ドライバ回路１０を停止させる場合にはＬｏｗレベルが入力される。
【００２１】
本実施の形態の半導体装置１００において、温度モニタ素子１１は、温度特性（例えば、ダイオードでは高温になるほど出力値Ｖｄの値が低下するような特性）を有しており、この温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄを用いることで温度モニタ素子１１の半導体装置１００における搭載箇所の温度状態を検出することが可能である。すなわち、温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄと過温度判定用の過温度閾値Ｖｔｈから得られる判定閾値Ｖｔｈ２とを比較することで、温度モニタ素子１１の搭載箇所の過温度状態を検出することが可能である。
【００２２】
また、判定閾値Ｖｔｈ２は、過温度閾値Ｖｔｈを温度モニタ素子１１の温度の上昇度合（傾き）に基づいて補正することにより生成される。したがって、出力値Ｖｄの傾きに対する過温度補正値Ｖｔｈの補正の程度（すなわち、判定閾値Ｖｔｈ２の算出方法）を実験的・経験的に適切に定めることにより、極端に大きな発熱量を伴う異常状態が発生した場合や、放熱性が非常に低い基板・システム設計となっていた場合においても、温度伝搬や動作停止の遅延時間の影響によって動作停止までにデバイスのダメージに至るような温度に上昇してしまうことを抑制することができる。
【００２３】
以上のように構成した本実施の形態に係る作用効果を図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
従来技術においては、ドライバ出力のショート等のように、極端に大きな発熱量を伴う異常状態が発生した場合や、放熱性が非常に低い基板・システム設計となっていた場合には、温度伝搬や動作停止の遅延時間の影響が非常に大きくなり、動作停止までにデバイスのダメージに至るような温度に上昇してしまう可能性があった。つまり、システムの放熱性や周囲温度等の環境の違いによっては、デバイスを確実に過温度から保護できない可能性があった。
【００２５】
図７は、本実施の形態における比較例の半導体装置を示す図である。
【００２６】
図７において、半導体装置１０１は、本実施の形態にかかる半導体装置１００において、過温度判定部２０に代えてコンパレータ２０１を用いたものである。
【００２７】
比較例の半導体装置１０１は、従来から一般的に用いられるものであり、検出させたい温度における出力値Ｖｄの値と同じとなるように閾値電圧Ｖｔｈを生成させる。正常時にはＶｄ＞Ｖｔｈとなり、ドライバイネーブル信号ＶｅｎはＨｉｇｈレベルとなり、ドライバ回路１０は入力電圧ＶＩＮに従って動作する。異常発生等で温度が上昇すると、温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄは小さくなるため、閾値として設定した温度以上になると、Ｖｄ＜Ｖｔｈとなり、ドライバイネーブルＶｅｎはＬｏｗレベルとなり、ドライバ回路１０がオフされることで保護動作を行う。
【００２８】
図９及び図１０は、温度上昇度の違いにより温度上昇ピーク値が異なることを説明する図である。
【００２９】
図９において、過温度閾値１は過温度を検出して発熱を止める時間、Ｔｊ限界値は半導体装置の破壊やダメージを防ぐために超えてはいけない温度を表わしている。この時、温度上昇ケースＡのように温度上昇の傾きが小さい場合は、過温度閾値１で発熱源を停止すれば、Ｔｊ限界値を超えないような制御が可能である。しかし、温度上昇ケースＢのように温度上昇の傾きが大きい場合は、過温度閾値１で発熱源を停止しても、Ｔｊ限界値を超えてしまう可能性がある。
【００３０】
また、上記のような場合には、図２に示すように、可能性のある最大の温度上昇量を踏まえて、十分マージンのある過温度閾値２を設定することも可能であるが、これは正常動作時の動作温度範囲を狭めてしまうことになる。また、一定以上の放熱性を確保するという設計制約を設けることで、規定以上の温度上昇勾配を発生させないという方法も考えらえるが、動作環境等も影響する上に、これを保証することはできない。
【００３１】
図８は、比較例の半導体装置における温度モニタ素子の検出値の遷移の一例を示す図である。
【００３２】
図８において、温度モニタ素子１１のある時間ｔにおける出力値Ｖｄ(ｔ)は、発熱源であるドライバの動作の変化により上下に変動する。このとき、出力値Ｖｄ(ｔ)が過温度検出閾値電圧Ｖｔｈを上回ると、保護のためにドライバ回路は停止する動作となる。しかし、時刻ｔ１１のように、急激な勾配で温度が上昇した場合、発熱源から温度モニタ素子に伝わる熱には遅延時間があるため、しばらくの間温度が上昇し続け、結果として限界値を超える温度になってしまう可能性が有る。
【００３３】
これに対して本実施の形態においては、半導体装置１００の内部における所定の箇所に搭載され、搭載箇所の温度をモニタする温度モニタ素子１１と、予め定めて記憶或いは生成した過温度閾値Ｖｔｈを出力する閾値出力部１２と、温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄの時間あたりの上昇度合である傾きを検出する傾き検出部１３と、過温度閾値Ｖｔｈを傾き検出部で検出した温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄの傾きに基づいて補正した判定閾値Ｖｔｈ２を生成する閾値補正部１４と、判定閾値Ｖｔｈ２と温度モニタ素子１１の出力値とを比較し、少なくとも判定閾値Ｖｔｈ２を温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄが超えた場合にドライバ回路１０による電流の駆動を停止する制御信号を出力する比較判定部１５とを備えて構成したので、出力値Ｖｄの傾きに対する過温度補正値Ｖｔｈの補正の程度（すなわち、判定閾値Ｖｔｈ２の算出方法）を実験的・経験的に適切に定めることにより、極端に大きな発熱量を伴う異常状態が発生した場合や、放熱性が非常に低い基板・システム設計となっていた場合においても、温度伝搬や動作停止の遅延時間の影響によって動作停止までにデバイスのダメージに至るような温度に上昇してしまうことを抑制することができる。すなわち、環境やシステムの放熱性等によって温度上昇量が異なる場合においても、より確実に過温度検出及び保護動作を行うことができる。
【００３４】
＜実施例１＞
本発明の一実施例を図２及び図３を参照しつつ説明する。本実施例では、第１の実施の形態との相違点についてのみ説明するものとし、本実施例で用いる図面において第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００３５】
本実施例は、第１の実施の形態に係る半導体装置１００の過温度判定部２０の具体例を示すものである。
【００３６】
図２は、本実施例に係る半導体装置の過温度判定部の一具体例を示す回路図である。また、図３は、半導体装置における温度モニタ素子の検出値の遷移の一例を示す図である。
【００３７】
図２において、本実施例における半導体装置１００の過温度判定部２０Ａは、温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄの時間あたりの上昇度合である傾きを検出する傾き検出部としての微分回路２３と、過温度閾値Ｖｔｈを傾き検出部で検出した温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄの傾きに基づいて補正した判定閾値Ｖｔｈ２を生成する閾値補正部としての加算回路２４と、判定閾値Ｖｔｈ２と温度モニタ素子１１の出力値とを比較し、少なくとも判定閾値Ｖｔｈ２を温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄが超えた場合にドライバ回路１０による電流の駆動を停止する制御信号を出力する比較判定部としてのコンパレータ回路２５とを備えている。
【００３８】
微分回路２３は、時間ｔにおける温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄ（ｔ）における温度の変化量ｄＶｄ（ｔ）／ｄｔに比例した電圧値Ｖａ(ｔ)を出力する。この電圧値Ｖａ（ｔ）は、変化量ｄＶｄ（ｔ）／ｄｔと抵抗Ｒ、容量値Ｃによって決定され、Ｖａ（ｔ）＝−ＲＣ（ｄＶｄ／ｄｔ）で表される。
【００３９】
加算回路２４は、過温度閾値Ｖｔｈと微分回路２３の出力値Ｖａ（ｔ）を加算して補正した判定閾値Ｖｔｈ２（ｔ）を生成する。この判定閾値Ｖｔｈ２（ｔ）は、温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄ（ｔ）の勾配（すなわち、温度勾配と言える）が正の側であれば、過温度閾値Ｖｔｈが低い側に、出力値Ｖｄ（ｔ）の勾配（温度勾配）が負の方向であれば、過温度閾値Ｖｔｈが高い側に補正された値となる。
【００４０】
コンパレータ回路２５は、時間ｔにおける温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄ（ｔ）と判定閾値Ｖｔｈ２（ｔ）の比較を常時行う。通常状態ではＶｄ（ｔ）＞Ｖｔｈ２（ｔ）となっており、このときドライバイネーブル信号ＶｅｎはＨｉｇｈレベルであるが、Ｖｄ（ｔ）≦Ｖｔｈ２（ｔ）となった場合、ＶｅｎはＬｏｗレベルとなり、ドライバ回路１０が停止されることで過温度保護を行う。
【００４１】
図３に示すように、温度モニタ素子１１の検出電圧Ｖｄ（ｔ）は、図８に示したものと同様の変化をした場合を想定しているが、ここで過温度検出をおこなうための閾値電圧は過温度閾値Ｖｔｈではなく、判定閾値Ｖｔｈ２（ｔ）（補正後の過温度閾値）である。判定閾値Ｖｔｈ２（ｔ）の値は、Ｖｔｈ＋Ｖａ（ｔ）で与えられ、温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄ（ｔ）の変化傾きに応じて変動する。時刻ｔ２１〜ｔ２２間や、時刻ｔ２６〜ｔ２７間のように出力値Ｖｄ（ｔ）の傾きが正に大きいときは判定閾値Ｖｔｈ２（ｔ）は下がる方向となり、時刻ｔ２３〜ｔ２４間のように出力値Ｖｄ（ｔ）（すなわち、温度）が一定の時にはＶｔｈ２（ｔ）＝Ｖｔｈとなる。これにより、温度上昇度が大きいときほど、過温度検出閾値を下げる動きとなり、より低い閾値で過温度検知及びドライバ回路１０の停止が行われる。また、システム的に放熱性が十分あり、温度上昇度が抑えられている場合は補正値（すなわち電圧Ｖａ（ｔ））は小さくなり、判定閾値Ｖｔｈ２（ｔ）はほぼ過温度閾値Ｖｔｈに近い値で動作させることが可能である。なお、このときの閾値の変化量を決める要素として、微分回路の抵抗値と容量値が関係するが、これは設計的に（すなわち、実験的、或いは経験的に）適切な変化量となるような値を決定する。
【００４２】
その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００４３】
以上のように構成した本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
＜実施例２＞
本発明の一実施例を図４及び図５を参照しつつ説明する。本実施例では、第１の実施の形態との相違点についてのみ説明するものとし、本実施例で用いる図面において第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４５】
本実施例は、第１の実施の形態に係る半導体装置１００の過温度判定部２０をディジタル回路で構成する具体例を示すものである。
【００４６】
図４は、本実施例に係る半導体装置の一具体例を示す回路図である。また、図５は、半導体装置における温度モニタ素子の検出値の遷移の一例を示す図である。
【００４７】
図４において、本実施例に係る半導体装置１００Ｂは、半導体装置１００Ｂにおいて電流を駆動するドライバ回路１０と、半導体装置１００Ｂの内部における所定の箇所に搭載され、搭載箇所の温度をモニタする温度モニタ素子１１と、予め定めて記憶或いは生成した過温度閾値Ｖｔｈを出力するディジタル回路としての閾値出力部１２Ｂと、温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄ（ｔ）をディジタル変換するＡＤコンバータ回路３０と、ＡＤコンバータ回路３０の異なる時間における出力値をそれぞれ格納する複数のレジスタ回路３１，３２とを備えている。また、半導体装置１００Ｂは、温度モニタ素子１１の出力値（電圧）Ｖｄの時間あたりの上昇度合である傾きを検出する傾き検出部１３と、過温度閾値Ｖｔｈを傾き検出部で検出した温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄの傾きに基づいて補正した判定閾値Ｖｔｈ２を生成する閾値補正部１４と、判定閾値Ｖｔｈ２と温度モニタ素子１１の出力値とを比較し、少なくとも判定閾値Ｖｔｈ２を温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄが超えた場合にドライバ回路１０による電流の駆動を停止する制御信号を出力する比較判定部１５とを備えたディジタル回路としての過温度判定部２０Ｂを有しており、過温度判定部２０Ｂの傾き検出部１３は、複数のレジスタ回路３１，３２に格納された異なる時間におけるＡＤコンバータ回路３０の出力値に基づいて傾きを算出する。
【００４８】
温度モニタ素子１１により生成される出力値Ｖｄ（ｔ）は、ＡＤコンバータ回路３０によりディジタル信号に変換されてディジタル回路で構成されるレジスタ回路３１に入力される。ＡＤコンバータ回路３０の出力信号がレジスタ回路３１に入力されると、レジスタ回路３１は予め定めた時間間隔でＡＤコンバータ回路３０からの入力値をレジスタ回路３２、及び過温度判定部２０Ｂに出力する。また、レジスタ回路３２は、予め定めた時間間隔でレジスタ回路３１からの入力値を過温度判定部２０Ｂに出力する。過温度閾値Ｖｔｈに該当するディジタル値をレジスタ回路（すなわち、閾値出力部１２Ｂ）に記憶させておく。過温度判定部２０Ｂは、レジスタ回路３１，３２，１２Ｂの出力値に基づいて、第１の実施の形態と同様に過温度検出を行う。
【００４９】
図５において、ＡＤコンバータ回路３０から電圧を取得する時間間隔を設定し、時間ｔ３１においてＡＤコンバータ回路３０の出力値Ｖ３１をレジスタ回路３１に格納し、時間ｔ３２でＡＤコンバータ回路３０の出力値Ｖ３２をレジスタ回路３１に格納するとともに、レジスタ回路３２にＶ３１の値を格納する。
【００５０】
出力値Ｖ３１，Ｖ３２の値は、それぞれ時間ｔ３１，ｔ３２における出力値Ｖｄ（ｔ）の値であり、つまりＶ３１＝Ｖｄ（ｔ３１）、Ｖ３２＝Ｖｄ（ｔ３２）ということになる。レジスタ回路（閾値出力部１２Ｂ）には、時間によらない温度閾値に該当する電圧Ｖ００の値を格納し、例えば、実施例１において抵抗Ｒと容量Ｃで決定されていた温度傾きを閾値補正量に換算する係数に相当する値をＡとすると、補正後の過温度閾値、すなわち、判定閾値Ｖｔｈ２（ｔ）は、Ｖｔｈ２（ｔ）＝Ｖ００−Ａ（Ｖｄ（ｔ）−Ｖｄ（ｔ−１））として表わすことができる。したがって、判定閾値Ｖｔｈ２（ｔ）の計算式に準ずる演算及びＶｄ（ｔ）とＶｔｈ２（ｔ）の比較判定処理を、比較判定部１５で行うことで、温度の上昇傾きにより補正された過温度閾値（すなわち、判定閾値Ｖｔｈ２）による過温度検知を行い、Ｖｅｎ信号をコントロールすることが可能となる。
【００５１】
例えば、具体的には、時間ｔ３２のタイミングにおける判定閾値Ｖｔｈ２を計算した場合、Ｖｔｈ２（ｔ３２）＝Ｖ００−Ａ（Ｖ３２−Ｖ３１）となる。このとき、時間ｔ４０における判定閾値は、Ｖｔｈ２（ｔ４０）＝Ｖ００−Ａ（Ｖ４０−Ｖ３９）となり、図５より、Ｖｔｈ２（ｔ４０）＜Ｖ４０となるため、このタイミングで過温度検知判定され、Ｖ００より低い温度にてドライバ回路１０を停止することが可能となり、温度伝搬遅延の影響があっても、Ｖｄ（ｔ）のピーク値がＴｊ限界値を超えないようにすることが可能となる。
【００５２】
その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００５３】
以上のように構成した本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
＜実施例３＞
本発明の一実施例を図６を参照しつつ説明する。本実施例では、第１の実施の形態との相違点についてのみ説明するものとし、本実施例で用いる図面において第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００５５】
本実施例は、実施例２に係る半導体装置１００Ｂのレジスタ回路を多重化したディジタル回路で構成する具体例を示すものである。
【００５６】
図６は、本実施例に係る半導体装置の一具体例を示す回路図である。
【００５７】
図６において、本実施例に係る半導体装置１００Ｃは、半導体装置１００Ｃにおいて電流を駆動する複数のドライバ回路１０（１つのみ図示）と、半導体装置１００Ｃの内部における所定の箇所に搭載され、搭載箇所の温度をモニタする複数の温度モニタ素子１１（１つのみ図示）と、予め定めて記憶或いは生成した過温度閾値Ｖｔｈを出力するディジタル回路としての複数の閾値出力部１２Ｃと、温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄ（ｔ）をディジタル変換するＡＤコンバータ回路３０と、複数の温度モニタ素子１１の出力値の１つを選択してＡＤコンバータ回路３０に入力する入力セレクタ回路４０と、入力セレクタ回路４０で選択された温度モニタ素子１１毎にＡＤコンバータ回路３０の異なる時間における出力値をそれぞれ格納する複数のレジスタ回路３１Ｃ，３２Ｃとを備えている。また、半導体装置１００Ｃは、温度モニタ素子１１の出力値（電圧）Ｖｄの時間あたりの上昇度合である傾きを検出する傾き検出部１３と、過温度閾値Ｖｔｈを傾き検出部で検出した温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄの傾きに基づいて補正した判定閾値Ｖｔｈ２を生成する閾値補正部１４と、判定閾値Ｖｔｈ２と温度モニタ素子１１の出力値とを比較し、少なくとも判定閾値Ｖｔｈ２を温度モニタ素子１１の出力値Ｖｄが超えた場合にドライバ回路１０による電流の駆動を停止する制御信号を出力する比較判定部１５とを備えたディジタル回路としての過温度判定部２０Ｃと、過温度判定部２０Ｃからの制御信号を複数のドライバ回路１０の何れか１つに選択的に出力する出力セレクタ回路４１とを有しており、過温度判定部２０Ｃの傾き検出部１３は、複数のレジスタ回路３１Ｃ，３２Ｃに格納された異なる時間におけるＡＤコンバータ回路３０の出力値に基づいて傾きを算出する。
【００５８】
つまり、複数ある温度モニタ素子１１の出力値を入力セレクタ回路４０で選択してＡＤコンバータ回路３０に入力し、その出力値を対応したレジスタ回路３１Ｃ，３２Ｃに格納する。それを受けて過温度判定部２０Ｃにて演算・判定された出力信号も、出力セレクタ回路４１で対応したドライバ回路１０の入力を制御する信号として選択する。このような回路構成とすることで、比較的回路規模の大きくなるＡＤコンバータ回路、比較判定部を複数個用意することなく、複数個所の過温度検知を実現することが可能となる。
【００５９】
＜付記＞
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例や組み合わせが含まれる。また、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０…ドライバ回路、１１…温度モニタ素子、１２…閾値出力部、１２Ｂ…閾値出力部、１２Ｃ…閾値出力部、１３…検出部、１４…閾値補正部、１５…比較判定部、１６…論理素子、１７…プリドライバ回路、１８…駆動負荷電流、１９…定電流源、２０…過温度判定部、２０Ａ…過温度判定部、２０Ｂ…過温度判定部、２０Ｃ…過温度判定部、２３…微分回路、２４…加算回路、２５…コンパレータ回路、３０…ＡＤコンバータ回路、３１…レジスタ回路、３１Ｃ…レジスタ回路、３２…レジスタ回路、３２Ｃ…レジスタ回路、４０…入力セレクタ回路、４１…出力セレクタ回路、１００…半導体装置、１００Ｂ…半導体装置、１００Ｃ…半導体装置、１０１…半導体装置、２０１…コンパレータ
【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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