(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作するハイサイド側スイッチング素子と、
低電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作するローサイド側スイッチング素子と、
一定な電流を生成する第１の定電流源と、第１電極が前記ローサイド側スイッチング素子の制御電極に接続され、第２電極が前記第１の定電流源に接続され、制御電極に印加される第１の電圧によりＯＮする第１のトランジスタと、前記ローサイド側スイッチング素子の制御電極の信号レベルを検出する第１の信号レベル検出部とを有し、前記ローサイド側スイッチング素子がＯＮからＯＦＦするときに、前記第１の定電流源及び前記第１のトランジスタが前記第１の信号レベル検出部に蓄積された電荷を放電する第１のＯＦＦ検出回路と、
一定な電流を生成する第２の定電流源と、第１電極が前記ハイサイド側スイッチング素子の制御電極に接続され、第２電極が前記第２の定電流源に接続され、制御電極に印加される第２の電圧によりＯＮする第２のトランジスタと、前記ハイサイド側スイッチング素子の制御電極の信号レベルを検出する第２の信号レベル検出部とを有し、前記ハイサイド側スイッチング素子がＯＮからＯＦＦするときに、前記第２の定電流源及び前記第２のトランジスタが前記第２の信号レベル検出部に蓄積された電荷を放電する第２のＯＦＦ検出回路と、
を具備することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１のＯＦＦ検出回路は、第１電極が前記第１のトランジスタの第２電極に接続され、前記ローサイド側スイッチング素子がＯＮからＯＦＦするときに、制御電極に入力される第１の入力信号によりＯＮする第３のトランジスタを有し、前記ローサイド側スイッチング素子がＯＮからＯＦＦするときに、前記第１の定電流源、前記第１のトランジスタ、及び前記第３のトランジスタが前記第１の信号レベル検出部に蓄積された電荷を放電し、前記第２のＯＦＦ検出回路は、第１電極が前記第２のトランジスタの第２電極に接続され、前記ハイサイド側スイッチング素子がＯＮからＯＦＦするときに、制御電極に入力される第２の入力信号によりＯＮする第４のトランジスタを有し、前記ハイサイド側スイッチング素子がＯＮからＯＦＦするときに、前記第２の定電流源、前記第２のトランジスタ、及び第４のトランジスタが前記第２の信号レベル検出部に蓄積された電荷を放電することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
入力用電源側に設けられ、ゲートに入力される信号によりオン・オフ動作するハイサイド側パワーＭＯＳトランジスタと、
低電位側電源側に設けられ、ゲートに入力される信号によりオン・オフ動作するローサイド側パワーＭＯＳトランジスタと、
ドレインが前記ローサイド側パワーＭＯＳトランジスタのゲートに接続され、ゲートに印加される第１の電圧によりＯＮする第１のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタと、前記第１のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタのソースと前記低電位側電源側の間に設けられ、一定な電流を生成する第１の定電流源と、前記ローサイド側パワーＭＯＳトランジスタのゲートの信号レベルを検出する第１の信号レベル検出部とを有し、前記ローサイド側パワーＭＯＳトランジスタがＯＮからＯＦＦするときに、前記第１のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ及び前記第１の定電流源が前記第１の信号レベル検出部に蓄積された電荷を放電する第１のＯＦＦ検出回路と、
ドレインが前記ハイサイド側パワーＭＯＳトランジスタのゲートに接続され、ゲートに印加される第２の電圧によりＯＮする第２のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタと、一端が前記第２のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタのソースに接続され、一定な電流を生成する第２の定電流源と、前記ハイサイド側パワーＭＯＳトランジスタのゲートの信号レベルを検出する第２の信号レベル検出部とを有し、前記ハイサイド側パワーＭＯＳトランジスタがＯＮからＯＦＦするときに、前記第２のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ及び前記第２の定電流源が前記第２の信号レベル検出部に蓄積された電荷を放電する第２のＯＦＦ検出回路と、
を具備することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
前記第１のＯＦＦ検出回路は、ドレインが前記第１のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタのソースに接続され、ソースが前記低電位側電源側に接続され、前記ローサイド側パワーＭＯＳトランジスタがＯＮからＯＦＦするときに、ゲートに入力される第１の入力信号によりＯＮする第３のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタを有し、前記ローサイド側パワーＭＯＳトランジスタがＯＮからＯＦＦするときに、前記第１のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ、前記第１の定電流源、及び前記第３のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタが前記第１の信号レベル検出部に蓄積された電荷を放電し、前記第２のＯＦＦ検出回路は、ドレインが前記第２のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタのソースに接続され、前記ハイサイド側パワーＭＯＳトランジスタがＯＮからＯＦＦするときに、ゲートに入力される第２の入力信号によりＯＮする第４のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタを有し、前記ハイサイド側パワーＭＯＳトランジスタがＯＮからＯＦＦするときに、前記第２のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ、前記第２の定電流源、及び前記第４のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタが前記第２信号レベル検出部に蓄積された電荷を放電することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタは、前記第１のＯＦＦ検出回路を構成する前記第１のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ以外のトランジスタよりもドレインーソース間耐圧が高く、前記第２のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタは、前記第２のＯＦＦ検出回路を構成する前記第２のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ以外のトランジスタよりもドレインーソース間耐圧が高いことを特徴とする請求項３又は４に記載の半導体装置。
【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】
ＤＣ−ＤＣコンバータ、インバータ、或いはレギュレータなどには、出力部にハイサイド側スイッチング素子及びローサイド側スイッチング素子が設けられている。そして、この一対のスイッチング素子が同時にオンして貫通電流が発生しないように、両者が同時にオフ状態となるデッドタイムを設定するためにマスク時間設定回路が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１などに記載されているＤＣ−ＤＣコンバータでは、素子バラツキを考慮してハイサイド側スイッチング素子及びローサイド側スイッチング素子が同時にオンしないように、マスク時間設定回路の遅延時間を長く設定する必要がある。このため、デッドタイム時間が長くなりＤＣ−ＤＣコンバータの変換効率を改善することができないという問題点がある。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／１０２０７３７２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ハイサイド側のスイッチング素子及びローサイド側のスイッチング素子が同時にオフするデッドタイムを短縮し、変換効率を向上できる半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様の半導体装置は、高電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作するハイサイド側スイッチング素子と、低電位側電源側に設けられ、制御電極に入力される信号によりオン・オフ動作するローサイド側スイッチング素子と、一定な電流を生成する第１の定電流源と、第１電極が前記ローサイド側スイッチング素子の制御電極に接続され、第２電極が前記第１の定電流源に接続され、制御電極に印加される第１の電圧によりＯＮする第１のトランジスタと、前記ローサイド側スイッチング素子の制御電極の信号レベルを検出する第１の信号レベル検出部とを有し、前記ローサイド側スイッチング素子がＯＮからＯＦＦするときに、前記第１の定電流源及び前記第１のトランジスタが前記第１の信号レベル検出部に蓄積された電荷を放電する第１のＯＦＦ検出回路と、一定な電流を生成する第２の定電流源と、第１電極が前記ハイサイド側スイッチング素子の制御電極に接続され、第２電極が前記第２の定電流源に接続され、制御電極に印加される第２の電圧によりＯＮする第２のトランジスタと、前記ハイサイド側スイッチング素子の制御電極の信号レベルを検出する第２の信号レベル検出部とを有し、前記ハイサイド側スイッチング素子がＯＮからＯＦＦするときに、前記第２の定電流源及び前記第２のトランジスタが前記第２の信号レベル検出部に蓄積された電荷を放電する第２のＯＦＦ検出回路とを具備することを特徴とする。
【０００６】
本発明の他態様の半導体装置は、入力用電源側に設けられ、ゲートに入力される信号によりオン・オフ動作するハイサイド側パワーＭＯＳトランジスタと、低電位側電源側に設けられ、ゲートに入力される信号によりオン・オフ動作するローサイド側パワーＭＯＳトランジスタと、ドレインが前記ローサイド側パワーＭＯＳトランジスタのゲートに接続され、ゲートに印加される第１の電圧によりＯＮする第１のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタと、前記第１のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタのソースと前記低電位側電源側の間に設けられ、一定な電流を生成する第１の定電流源と、前記ローサイド側パワーＭＯＳトランジスタのゲートの信号レベルを検出する第１の信号レベル検出部とを有し、前記ローサイド側パワーＭＯＳトランジスタがＯＮからＯＦＦするときに、前記第１のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ及び前記第１の定電流源が前記第１の信号レベル検出部に蓄積された電荷を放電する第１のＯＦＦ検出回路と、ドレインが前記ハイサイド側パワーＭＯＳトランジスタのゲートに接続され、ゲートに印加される第２の電圧によりＯＮする第２のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタと、一端が前記第２のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタのソースに接続され、一定な電流を生成する第２の定電流源と、前記ハイサイド側パワーＭＯＳトランジスタのゲートの信号レベルを検出する第２の信号レベル検出部とを有し、前記ハイサイド側パワーＭＯＳトランジスタがＯＮからＯＦＦするときに、前記第２のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ及び前記第２の定電流源が前記第２の信号レベル検出部に蓄積された電荷を放電する第２のＯＦＦ検出回路とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ハイサイド側のスイッチング素子及びローサイド側のスイッチング素子が同時にオフするデッドタイムを短縮し、変換効率を向上できる半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、本発明の実施例１に係る半導体装置について、図面を参照して説明する。図１は半導体装置としての降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータを示す回路図、図２は第１のＯＦＦ検出回路を示す回路図、図３は第２のＯＦＦ検出回路を示す回路図である。本実施例では、出力部のハイサイド側スイッチング素子及びローサイド側スイッチング素子に、低オン抵抗で、且つドライブ能力の高いＮｃｈ  パワーＭＯＳ（Metal  Oxide  Semiconductor）トランジスタを用いている。
【００１０】
図１に示すように、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ１には、第１のＯＦＦ検出回路２ａ、第２のＯＦＦ検出回路２ｂ、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、ダイオードＤ１、インバータＩＮＶ１乃至４、インバータＩＮＶ６、インバータＩＮＶ７、インダクタＬ１、第１のレベルシフト回路ＬＳ１、第２のレベルシフト回路ＬＳ２、第３のレベルシフト回路ＬＳ３、２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１、２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１、及びＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２が設けられている。
【００１１】
降圧ＤＣ−ＤＣコンバータは、制御回路用電源Ｖｄｄよりも高電圧な、例えば、１９Ｖの入力用電源（入力電圧）Ｖｉｎを入力し、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号にもとづいてハイサイド側スイッチング素子であるＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１及びローサイド側スイッチング素子であるＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２が動作し、制御回路用電源Ｖｄｄよりも低電圧な、例えば、１．５Ｖで高出力電流を出力する。なお、ＭＯＳトランジスタは、ＭＯＳＦＥＴ（Metal  Oxide  Semiconductor  Field  Effect  Transistor）とも呼称される。
【００１２】
降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータなどの変換効率を向上させる場合、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１及びローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のＯＮ時の定常損出（パワーＭＯＳトランジスタのＯＮ抵抗×出力電流で概略表せる）を低減する必要がある。特に、パワーＭＯＳトランジスタのＯＮ抵抗を小さくするのが有効となる。
【００１３】
インバータＩＮＶ１は、ハイサイド側スイッチング素子であるＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１及びローサイド側スイッチング素子であるＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２の“ＯＮ”、“ＯＦＦ”動作を制御するための信号であるＯＮ／ＯＦＦ制御信号を入力し、その信号レベルを反転する。
【００１４】
２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１は、インバータＩＮＶ１及びインバータＩＮＶ６とインバータＩＮＶ２の間に設けられ、インバータＩＮＶ１から出力されるノードＮ１の信号及びインバータＩＮＶ６から出力されるノードＮ１５の信号を入力し、論理演算した信号を出力する。
【００１５】
インバータＩＮＶ２は、２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１とＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲート及び第１のＯＦＦ検出回路２ａの間に設けられ、２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１から出力されるノードＮ２の信号を入力し、その信号レベルを反転する。
【００１６】
第１のレベルシフト回路ＬＳ１は、インバータＩＮＶ１とインバータＩＮＶ３の間に設けられ、インバータＩＮＶ１から出力される、低電位側電源Ｖｓｓを基準としたノードＮ１の信号レベルを、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１とＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２の間のノードＬｘを基準とした信号レベルに昇圧させる。
【００１７】
インバータＩＮＶ３は、第１のレベルシフト回路ＬＳ１と２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２の間に設けられ、第１のレベルシフト回路ＬＳ１から出力されるノードＮ４の信号を入力し、その信号レベルを反転する。
【００１８】
２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２は、インバータＩＮＶ３及び第２のレベルシフト回路ＬＳ２とインバータＩＮＶ４の間に設けられ、インバータＩＮＶ３から出力されるノードＮ５の信号及び第２のレベルシフト回路ＬＳ２から出力されるノードＮ１２の信号を入力し、論理演算した信号を出力する。
【００１９】
インバータＩＮＶ４は、２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２とＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲート及び第２のＯＦＦ検出回路２ｂの間に設けられ、２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２から出力されるノードＮ６の信号を入力し、その信号レベルを反転する。
【００２０】
第１のＯＦＦ検出回路２ａは、制御回路用電源Ｖｄｄと低電位側電源Ｖｓｓの間に配置され、インバータ２及びＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートとインバータ７の間に設けられ、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートの信号レベルを検出する。
【００２１】
インバータ７は、第１のＯＦＦ検出回路２ａと第２のレベルシフト回路ＬＳ２の間に設けられ、第１のＯＦＦ検出回路２ａから出力されるノードＮ１１を入力し、その信号レベルを反転する。
【００２２】
第２のレベルシフト回路ＬＳ２は、インバータ７と２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２の間に設けられ、インバータ７から出力される、低電位側電源Ｖｓｓを基準としたノードＮ１６の信号レベルを、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１とＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２の間のノードＬｘを基準とした信号レベルに昇圧させる。
【００２３】
第２のＯＦＦ検出回路２ｂは、ＢＳＴ端子３とノードＬｘの間に配置され、インバータ４及びＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートと第３のレベルシフト回路ＬＳ３の間に設けられ、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートの信号レベルを検出する。
【００２４】
第３のレベルシフト回路ＬＳ３は、第２のＯＦＦ検出回路２ｂとインバータ６の間に設けられ、第２のＯＦＦ検出回路２ｂから出力される、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１とＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２の間のノードＬｘを基準としたノードＮ１３の信号を入力し、低電位側電源Ｖｓｓを基準とした信号レベルに降圧する。
【００２５】
インバータＩＮＶ６は、第３のレベルシフト回路ＬＳ３と２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１の間に設けられ、第３のレベルシフト回路ＬＳ３から出力されるノードＮ１４の信号を入力し、反転した信号であるノードＮ１５の信号を２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１に出力する。
【００２６】
Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１は、第１電極としてのドレインが高電位側電源としての入力用電源（入力電圧）Ｖｉｎに接続され、第２電極としてのソースがノードＬｘに接続され、制御電極としてのゲートにインバータＩＮＶ４から出力されるノードＮ７の信号を入力し、その信号にもとづいて“ＯＮ”、“ＯＦＦ”動作する。
【００２７】
Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２は、第１電極としてのドレインがノードＬｘに接続され、第２電極としてのソースが低電位側電源Ｖｓｓに接続され、制御電極としてのゲートにインバータＩＮＶ２から出力されるノードＮ３の信号を入力し、その信号にもとづいて“ＯＮ”、“ＯＦＦ”動作する。
【００２８】
ダイオードＤ１は、カソードがＢＳＴ端子３に接続され、アノードが制御回路用電源Ｖｄｄに接続され、制御回路用電源Ｖｄｄが供給されるとＢＳＴ端子３を制御回路用電源Ｖｄｄ電圧レベルに昇圧し、 Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１が“ＯＮ”してＢＳＴ端子３がＶｉｎ＋Ｖｄｄレベルに昇圧したときに、ＢＳＴ端子３が降圧しないように保護ダイオードとして機能する。
【００２９】
コンデンサＣ１は、一端がＢＳＴ端子３に接続され、他端がノードＬｘ側に接続されている。インダクタＬ１は、一端がコンデンサＣ１の他端及びノードＬｘ側に接続され、他端がコンデンサＣ２の一端に接続されている。コンデンサＣ２は、他端が低電位側電源Ｖｓｓに接続されている。ここで、インダクタＬ１、コンデンサＣ１、及びコンデンサＣ２により、ノードＬｘの電圧よりも低電圧な出力電圧Ｖｏｕｔで、且つ大容量電流を図示しない負荷に供給することができる。
【００３０】
図２に示すように、第１のＯＦＦ検出回路２ａには、定電流源４、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４、及び信号レベル検出部１１ａが設けられている。信号レベル検出部１１ａは、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１１乃至１３、Ｐｃｈ  ＭＯＳトランジスタＰＴ１１、及びインバータＩＮＶ５から構成され、ローサイド側Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートの信号レベルを検出する。
【００３１】
Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４は、第１電極としてのドレインがＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートに接続され、第２電極としてのソースがノードＮ２１に接続され、制御電極としてのゲートが制御回路用電源Ｖｄｄに接続され、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートが“Ｈｉｇｈ”レベルのときにノードＮ２１が“Ｈｉｇｈ”レベルになり、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートが“Ｌｏｗ”レベルのときにノードＮ２１が“Ｌｏｗ”レベルとなる。ここで、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４には、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートに印加される電圧が高い場合でも、“ＯＮ”、“ＯＦＦ”動作できるように、制御回路を構成するＭＯＳトランジスタよりもドレインーソース間耐圧（Ｖｄｓ）が大きなトランジスタを用いている。
【００３２】
定電流源４は、ノード２１と低電位側電源Ｖｓｓの間に設けられ、一定な電流を低電位側電源Ｖｓｓ側に流す。このため、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートが“Ｈｉｇｈ”レベルから“Ｌｏｗ”レベルに変化するとき、ノードＮ２１の信号レベルを迅速に“Ｈｉｇｈ”レベルから“Ｌｏｗ”レベルにする役目をする。また、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートが“Ｈｉｇｈ”レベルのとき、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４のドレイン電流（Ｉｄ）は定電流源４で決定される。
【００３３】
Ｐｃｈ  ＭＯＳトランジスタＰＴ１１は、ソースが制御回路用電源Ｖｄｄに接続され、ドレインがＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１１のドレインに接続され、ゲートがノードＮ２１に接続されている。Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１１は、ソースが低電位側電源Ｖｓｓに接続され、ゲートがノードＮ２１に接続されている。ここで、Ｐｃｈ  ＭＯＳトランジスタＰＴ１１及びＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１１はインバータを構成し、ノードＮ２１の信号を入力し、反転した信号をノードＮ２２に出力する。
【００３４】
インバータＩＮＶ５は、ノードＮ２２の信号を入力し、その信号を反転してノードＮ２３に出力する。Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１２は、ドレインがノードＮ２２に接続され、ソースがＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１３のドレインに接続され、ゲートがノードＮ２１側に接続されている。Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１３は、ソースが低電位側電源Ｖｓｓに接続され、ゲートがノードＮ２３に接続されている。インバータＩＮＶ５から出力されるノードＮ２３の信号は、インバータＩＮＶ７に入力される。
【００３５】
ここで、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートが“Ｈｉｇｈ”レベルから“Ｌｏｗ”レベルに変化するとき、信号レベル検出部１１ａに蓄積されている電荷は、定電流源４及びＯＮ時にダイオードとして機能するＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４を介して速やかに放電される。
【００３６】
図３に示すように、第２のＯＦＦ検出回路２ｂには、定電流源４、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４、及び信号レベル検出部１１ｂが設けられている。信号レベル検出部１１ｂは、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１１乃至１３、Ｐｃｈ  ＭＯＳトランジスタＰＴ１１、及びインバータＩＮＶ５から構成され、ハイサイド側Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートの信号レベルを検出する。
【００３７】
Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４は、第１電極としてのドレインがＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートに接続され、第２電極としてのソースがノードＮ２１に接続され、制御電極としてのゲートがＢＳＴ端子３に接続され、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートが“Ｈｉｇｈ”レベルのときにノードＮ２１が“Ｈｉｇｈ”レベルになり、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートが“Ｌｏｗ”レベルのときにノードＮ２１が“Ｌｏｗ”レベルとなる。ここで、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４には、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートに印加される電圧が高い場合でも、“ＯＮ”、“ＯＦＦ”動作できるように、制御回路を構成するＭＯＳトランジスタよりもドレインーソース間耐圧（Ｖｄｓ）が大きなトランジスタを用いている。
【００３８】
定電流源４は、ノード２１とノードＬｘの間に設けられ、一定な電流をノードＬｘ側に流す。このため、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートが“Ｈｉｇｈ”レベルから“Ｌｏｗ”レベルに変化するとき、ノードＮ２１の信号レベルを迅速に“Ｈｉｇｈ”レベルから“Ｌｏｗ”レベルにする役目をする。また、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートが“Ｈｉｇｈ”レベルのとき、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４のドレイン電流（Ｉｄ）は定電流源４で決定される。
【００３９】
Ｐｃｈ  ＭＯＳトランジスタＰＴ１１は、ソースがＢＳＴ端子３に接続され、ドレインがＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１１のドレインに接続され、ゲートがノードＮ２１に接続されている。Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１１は、ソースがノードＬｘに接続され、ゲートがノードＮ２１に接続されている。ここで、 Ｐｃｈ  ＭＯＳトランジスタＰＴ１１及びＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１１はインバータを構成し、ノードＮ２１の信号を入力し、反転した信号をノードＮ２２に出力する。
【００４０】
インバータＩＮＶ５は、ノードＮ２２の信号を入力し、その信号を反転してノードＮ２３に出力する。Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１２は、ドレインがノードＮ２２に接続され、ソースがＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１３のドレインに接続され、ゲートがノードＮ２１側に接続されている。Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１３は、ソースがノードＬｘに接続され、ゲートがノードＮ２３に接続されている。インバータＩＮＶ５から出力されるノードＮ２３の信号は、第３のレベルシフト回路ＬＳ３に入力される。
【００４１】
ここで、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートが“Ｈｉｇｈ”レベルから“Ｌｏｗ”レベルに変化するとき、信号レベル検出部１１ｂに蓄積されている電荷は、定電流源４及びＯＮ時にダイオードとして機能するＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４を介して速やかに放電される。なお、第２のＯＦＦ検出回路２ｂのインバータＩＮＶ５から出力される信号は、第１のＯＦＦ検出回路２ａのインバータＩＮＶ５から出力される信号よりも信号レベルが大きい。
【００４２】
次に、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの動作について図４を参照して説明する。図４は降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を示すタイミングチャートである。ここでは、低電位側電源Ｖｓｓ電位を接地レベルの０Ｖに設定し、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号の“Ｌｏｗ”レベルを接地レベルの０Ｖ、“Ｈｉｇｈ”レベルを制御回路用電源Ｖｄｄ電圧に設定している。
【００４３】
図４に示すように、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ１では、入力用電源（入力電圧）及び制御回路用電源Ｖｄｄが供給されると、ＢＳＴ端子３は制御回路用電源Ｖｄｄ電圧レベル（“Ｖｄｄ”レベル）となる。
【００４４】
ＯＮ／ＯＦＦ制御信号の信号が“Ｌｏｗ”レベルのとき、ノードＮ１が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ５が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ５が“Ｌｏｗ”レベルであるから２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２の出力のノードＮ６が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ７が“Ｌｏｗ”レベル（Ｖｓｓで０Ｖレベル）となるので、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１がＯＦＦ”する。
【００４５】
Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１が“ＯＦＦ”であるから、ノードＮ１３が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ１４が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ１５が“Ｈｉｇｈ”レベルとなり、ノードＮ１が“Ｈｉｇｈ”レベルで、且つノードＮ１５が“Ｈｉｇｈ”レベルであるから２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１の出力のノードＮ２が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ３が“Ｈｉｇｈ”レベル（“Ｖｄｄ”レベル）となるので、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２が“ＯＮ”する。
【００４６】
Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２が“ＯＮ”であるから、ノードＮ１１が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ１６が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ１２が“Ｌｏｗ”レベルとなる。このため、２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２から出力されるノードＮ６の信号は“Ｈｉｇｈ”レベルを維持する。
【００４７】
次に、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が“Ｌｏｗ”レベルから“Ｈｉｇｈ”レベルに変化すると、ノードＮ１が“Ｌｏｗ”レベルであるから２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１の出力のノードＮ２が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ３が“Ｌｏｗ”レベル（Ｖｓｓ  ０Ｖレベル）となるので、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２が“ＯＦＦ”する。
【００４８】
このとき、第１のＯＦＦ検出回路２ａの信号レベル検出部１１ａに蓄積されている電荷は、定電流源４及びＯＮ時にダイオードとして機能するＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４を介して速やかに放電されるのでローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２が急峻に立ち下り、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートの立ち下り時間ｔｏｆｆ（ＮＴ２）を短くすることができる。また、第１のＯＦＦ検出回路２ａによるＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のＯＮからＯＦＦの変化を検出する時間も早くすることができる。
【００４９】
そして、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートに印加される電圧が高くなっても、“ＯＮ”、“ＯＦＦ”動作できるドレインーソース間耐圧（Ｖｄｓ）が大きなトランジスタであるＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４を第１のＯＦＦ検出回路２ａに設けているので、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートに印加される電圧を大きくでき、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のＯＮ抵抗を小さくできる。
【００５０】
ここでは、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートの“Ｈｉｇｈ”レベルを“Ｖｄｄ”レベルにしているが、例えば、インバータＩＮＶ２とＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートの間にレベルシフト回路を設け、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートの“Ｈｉｇｈ”レベルを“Ｖｄｄ”レベルよりも高く設定することにより、更にＯＮ抵抗を小さくすることができる。
【００５１】
Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２が“ＯＦＦ”になり、ノードＮ１１が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ１６が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ１２が“Ｈｉｇｈ”レベルとなり、ノードＮ１２が“Ｈｉｇｈ”レベルで、且つノードＮ５が“Ｈｉｇｈ”レベルであるから２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２の出力のノードＮ６が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ７が“Ｈｉｇｈ”レベル（“Ｖｉｎ＋Ｖｄｄ”レベル）となるので、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１が“ＯＮ”する。
【００５２】
このとき、既にローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２がＯＦＦしているので、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートの立ち上り時間ｔｏｎ（ＮＴ１）とローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートの立ち下り時間ｔｏｆｆ（ＮＴ２）の間のデッドタイムＴｄ１を短くすることができる。
【００５３】
Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１が“ＯＮ”すると、ノードＬｘが“Ｈｉｇｈ”レベル（“Ｖｉｎ”レベル）になり、ＢＳＴ端子３の電圧が“Ｖｉｎ＋Ｖｄｄ”に昇圧される。
【００５４】
続いて、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が“Ｈｉｇｈ”レベルから“Ｌｏｗ”レベルに変化すると、ノードＮ１が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ５が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ５が“Ｌｏｗ”レベルであるから２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２の出力のノードＮ６が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ７が“Ｌｏｗ”レベル（Ｖｓｓで０Ｖレベル）となるので、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１が“ＯＦＦ”する。
【００５５】
このとき、第２のＯＦＦ検出回路２ｂの信号レベル検出部１１ｂに蓄積されている電荷は、定電流源４及びＯＮ時にダイオードとして機能するＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４を介して速やかに放電されるのでハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１が急峻に立ち下り、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートの立ち下り時間ｔｏｆｆ（ＮＴ１）を短くすることができる。また、第２のＯＦＦ検出回路２ｂによるＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のＯＮからＯＦＦの変化を検出する時間も早くすることができる。
【００５６】
そして、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートに印加される電圧が高くなっても、“ＯＮ”、“ＯＦＦ”動作できるドレインーソース間耐圧（Ｖｄｓ）が大きなトランジスタであるＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４を第２のＯＦＦ検出回路２ｂに設けているので、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートに印加される電圧を大きくできＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のＯＮ抵抗を小さくできる。
【００５７】
Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１が“ＯＦＦ”になり、ノードＮ１３が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ１４が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ１５が“Ｈｉｇｈ”レベルとなり、ノードＮ１５が“Ｈｉｇｈ”レベルで、且つノードＮ１が“Ｈｉｇｈ”レベルであるから２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１の出力のノードＮ２が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ３が“Ｈｉｇｈ”レベル（“Ｖｄｄ”レベル）となるので、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２が“ＯＮ”する。
【００５８】
このとき、既にハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１がＯＦＦしているので、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートの立ち上り時間ｔｏｎ（ＮＴ２）とハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートの立ち下り時間ｔｏｆｆ（ＮＴ１）の間のデッドタイムＴｄ２を短くすることができる。
【００５９】
Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１が“ＯＦＦ”すると、ノードＬｘが“Ｌｏｗ”レベル（Ｖｓｓ  ０Ｖレベル）になり、ＢＳＴ端子３の電圧は“Ｖｉｎ＋Ｖｄｄ”を維持する。
【００６０】
なお、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータなどでは、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のＯＮ時間をハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のＯＮ時間よりも大きく設定しているので、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のＯＮ時の定常損出（パワーＭＯＳトランジスタのＯＮ抵抗×出力電流で概略表せる）がハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のＯＮ時の定常損出よりも大きくなる。
【００６１】
上述したように、本実施例の半導体装置では、制御回路用電源Ｖｄｄと低電位側電源Ｖｓｓの間に配置され、インバータ２及びＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートとインバータ７の間に設けられ、定電流源４、インバータＩＮＶ５、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１１乃至１４、及びＰｃｈ  ＭＯＳトランジスタＰＴ１１から構成され、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートの信号レベルを検出する第１のＯＦＦ検出回路２ａと、ＢＳＴ端子３とノードＬｘの間に配置され、インバータ４及びＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートと第３のレベルシフト回路ＬＳ３の間に設けられ、定電流源４、インバータＩＮＶ５、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１１乃至１４、及びＰｃｈ  ＭＯＳトランジスタＰＴ１１から構成され、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートの信号レベルを検出する第２のＯＦＦ検出回路２ｂとが設けられている。定電流源４は、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートの電位を迅速に“Ｈｉｇｈ”レベルから“Ｌｏｗ”レベルにする役目をする。
【００６２】
このため、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２がＯＮからＯＦＦするとき、第１のＯＦＦ検出回路２ａの信号レベル検出部１１ａに蓄積されている電荷は、定電流源４及びＯＮ時にダイオードとして機能する第１のＯＦＦ検出回路２ａのＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４を介して速やかに放電されるので、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートの立ち下り時間ｔｏｆｆ（ＮＴ２）を短くすることができ、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２を急速に立ち下げることができる。一方、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１がＯＮからＯＦＦするとき、第２のＯＦＦ検出回路２ｂの信号レベル検出部１１ｂに蓄積されている電荷は、定電流源４及びＯＮ時にダイオードとして機能する第２のＯＦＦ検出回路２ｂのＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４を介して速やかに放電されるので、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートの立ち下り時間ｔｏｆｆ（ＮＴ１）を短くすることができ、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１を急峻に立ち下げることができる。そして、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４には、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートに印加される電圧が高い場合でも、“ＯＮ”、“ＯＦＦ”動作できるように、制御回路を構成するＭＯＳトランジスタよりもドレインーソース間耐圧（Ｖｄｓ）が大きなトランジスタを用いているので、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートに印加される電圧を高くでき、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのＯＮ抵抗を低減することができる。
【００６３】
したがって、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのデッドタイムを短縮し、且つＯＮ抵抗を低減できるので、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの変換効率を向上させることができる。
【００６４】
なお、本実施例では、第１のＯＦＦ検出回路２ａを用いてローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートの立ち下り時間を短くしてデッドタイムＴｄ１を短縮化し、第２のＯＦＦ検出回路２ｂを用いてハイイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートの立ち下り時間を短くし、デッドタイムＴｄ２を短縮化しているが、第１のＯＦＦ検出回路２ａを用いてローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートの立ち下り時間だけを短くしてもよい。
【００６５】
また、ＭＯＳトランジスタのゲート絶縁膜にシリコン酸化膜を用いているが、シリコン酸化膜を熱窒化したＳｉＮｘＯｙ膜、シリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４）／シリコン酸化膜の積層膜、或いは高誘電体膜（Ｈｉｇｈ−Ｋゲート絶縁膜）等がゲート絶縁膜となるＭＩＳＦＥＴ（Metal  Insulator  Semiconductor  Field  Effect  Transistor））を用いてもよい。
【００６６】
さらに、第１のＯＦＦ検出回路２ａ及び第２のＯＦＦ検出回路２ｂにドレインーソース間耐圧（Ｖｄｓ）及びゲートードレイン・ソース間耐圧が大きなＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４を用いているが、ドレインーソース間耐圧（Ｖｄｓ）及びゲートードレイン・ソース間耐圧が大きなＰｃｈ  ＭＯＳトランジスタを用いてもよい。その場合、このＰｃｈ  ＭＯＳトランジスタは、第２電極としてのソースがＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートに接続され、第１電極としてのドレインが低電位側接続され、ゲートが“Ｌｏｗ”レベルのときにＯＮするようにゲートの前段にインバータを配置するのが好ましい。
【実施例２】
【００６７】
次に、本発明の実施例２に係る半導体装置について、図面を参照して説明する。図５は第１のＯＦＦ検出回路を示す回路図、図６は第２のＯＦＦ検出回路である。本実施例では、実施例１の第１及び第２のＯＦＦ制御回路にＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタを追加している。
【００６８】
以下、実施例１と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００６９】
図５に示すように、第１のＯＦＦ検出回路２ｃには、定電流源４、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１５、及び信号レベル検出部１１ａが設けられている。第１のＯＦＦ検出回路２ｃは、図２に示す第１のＯＦＦ検出回路２ａにＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１５を追加したものである。
【００７０】
第１のＯＦＦ検出回路２ｃのＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１５は、ドレインがノードＮ２１に接続され、ソースが低電位側電源Ｖｓｓに接続され、ゲートにゲート入力信号ＩＮａが入力される。ゲート入力信号ＩＮａは、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２がＯＮからＯＦＦするときに、“Ｈｉｇｈ”レベル（“Ｖｄｄ”レベル）の信号を、第１のＯＦＦ検出回路２ｃのＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１５に供給してＯＮさせる。
【００７１】
図６に示すように、第２のＯＦＦ検出回路２ｄには、定電流源４、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１５、及び信号レベル検出部１１ｂが設けられている。第２のＯＦＦ検出回路２ｄは、図３に示す第２のＯＦＦ検出回路２ｄにＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１５を追加したものである。
【００７２】
第２のＯＦＦ検出回路２ｄのＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１５は、ドレインがノードＮ２１に接続され、ソースがノードＬｘに接続され、ゲートにゲート入力信号ＩＮｂが入力される。ゲート入力信号ＩＮｂは、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１がＯＮからＯＦＦするときに、“Ｈｉｇｈ”レベル（“Ｖｉｎ＋Ｖｄｄ”レベル）の信号を、第２のＯＦＦ検出回路２ｄのＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１５に供給してＯＮさせる。
【００７３】
上述したように、本実施例の半導体装置では、第１のＯＦＦ検出回路２ｃに、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２がＯＮからＯＦＦするときに、“Ｈｉｇｈ”レベル（“Ｖｄｄ”レベル）の信号であるゲート入力信号ＩＮａがゲートに入力される第１のＯＦＦ検出回路２ｃのＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１５が設けられている。第２のＯＦＦ検出回路２ｄに、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１がＯＮからＯＦＦするときに、“Ｈｉｇｈ”レベル（“Ｖｉｎ＋Ｖｄｄ”レベル）の信号であるゲート入力信号ＩＮｂがゲートに入力される第２のＯＦＦ検出回路２ｄのＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１５が設けられている。
【００７４】
このため、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２がＯＮからＯＦＦするとき、第１のＯＦＦ検出回路２ｃの信号レベル検出部１１ａに蓄積されている電荷は、定電流源４、第１のＯＦＦ検出回路２ｃのＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１５、及びＯＮ時にダイオードとして機能する第１のＯＦＦ検出回路２ｃのＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４を介して速やかに放電されるので、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートの立ち下り時間ｔｏｆｆ（ＮＴ２）を実施例１よりも短くすることができ、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２を急速に立ち下げることができる。一方、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１がＯＮからＯＦＦするとき、第２のＯＦＦ検出回路２ｄの信号レベル検出部１１ｂに蓄積されている電荷は、定電流源４、第２のＯＦＦ検出回路２ｄのＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１５、及びＯＮ時にダイオードとして機能する第２のＯＦＦ検出回路２ｄのＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４を介して速やかに放電されるので、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートの立ち下り時間ｔｏｆｆ（ＮＴ１）を実施例１よりも短くすることができ、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１を急速に立ち下げることができる。そして、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４には、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートに印加される電圧が高い場合でも、“ＯＮ”、“ＯＦＦ”動作できるように、制御回路を構成するＭＯＳトランジスタよりもドレインーソース間耐圧（Ｖｄｓ）が大きなトランジスタを用いているので、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートに印加される電圧を高くでき、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのＯＮ抵抗を低減することができる。
【００７５】
したがって、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのデッドタイムを短縮し、且つＯＮ抵抗を低減できるので、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの変換効率を実施例１よりも向上させることができる。
【実施例３】
【００７６】
次に、本発明の実施例３に係る半導体装置について、図面を参照して説明する。図７は半導体装置としての降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータを示す回路図である。本実施例では、出力部のハイサイド側スイッチング素子にＰｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタ、ローサイド側スイッチング素子に、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタを用いている。
【００７７】
以下、実施例１と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００７８】
図７に示すように、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ１ａには、第１のＯＦＦ検出回路２ｅ、第２のＯＦＦ検出回路２ｆ、バッファ回路Ｂｕｆｆ１、コンデンサＣ３、インバータＩＮＶ１乃至３、インバータＩＮＶ７、インダクタＬ２、第１のレベルシフト回路ＬＳ１、第２のレベルシフト回路ＬＳ２、第３のレベルシフト回路ＬＳ３、２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１、２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２ａ、及びＰｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１が設けられている。
【００７９】
第１のレベルシフト回路ＬＳ１は、インバータＩＮＶ１とインバータＩＮＶ３の間に設けられ、インバータＩＮＶ１から出力されるノードＮ１の信号レベルを昇圧させる。
【００８０】
バッファ回路Ｂｕｆｆ１は、２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２とＰｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＰＴ１のゲート及び第２のＯＦＦ検出回路２ｆの間に設けられ、２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２から出力されるノードＮ６の信号を入力し、その信号をドライブする。
【００８１】
第１のＯＦＦ検出回路２ｅは、図２の第１のＯＦＦ検出回路２ａと同一回路構成を有し、制御回路用電源Ｖｄｄと低電位側電源Ｖｓｓの間に配置され、インバータＩＮＶ２及びＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２ａのゲートとインバータＩＮＶ７の間に設けられ、 Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２ａのゲートの信号レベルを検出する。
【００８２】
第２のレベルシフト回路ＬＳ２は、インバータＩＮＶ７と２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２の間に設けられ、インバータＩＮＶ７から出力される、低電位側電源Ｖｓｓを基準としたノードＮ１６の信号レベルを昇圧させる。
【００８３】
第２のＯＦＦ検出回路２ｆは、図３の第２のＯＦＦ検出回路２ｂと同一回路構成を有し、入力用電源（入力電圧）Ｖｉｎと低電位側電源Ｖｓｓの間に配置され、バッファ回路Ｂｕｆｆ１及びＰｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＰＴ１のゲートと第３のレベルシフト回路ＬＳ３の間に設けられ、Ｐｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＰＴ１のゲートの信号レベルを検出する。
【００８４】
ハイサイド側のＰｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＰＴ１は、第２電極としてのソースが高電位側電源としての入力用電源（入力電圧）Ｖｉｎに接続され、第１電極としてのドレインがノードＬｘに接続され、制御電極としてのゲートにバッファ回路Ｂｕｆｆ１でドライブされた２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２から出力されるノードＮ６の信号を入力し、その信号にもとづいて“ＯＮ”、“ＯＦＦ”動作する。
【００８５】
ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２ａは、第１電極としてのドレインがノードＬｘに接続され、第２電極としてのソースが低電位側電源Ｖｓｓに接続され、制御電極としてのゲートにインバータＩＮＶ２から出力されるノードＮ３の信号を入力し、その信号にもとづいて“ＯＮ”、“ＯＦＦ”動作する。
【００８６】
インダクタＬ２は、一端がノードＬｘに接続され、他端がコンデンサＣ３の一端に接続されている。コンデンサＣ３は、他端が低電位側電源Ｖｓｓに接続されている。ここで、インダクタＬ２、コンデンサＣ３により、ノードＬｘの電圧よりも低電圧な出力電圧Ｖｏｕｔで、且つ大容量電流を図示しない負荷に供給することができる。
【００８７】
次に、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ１ａの動作について説明する。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が“Ｌｏｗ”レベルのとき、ノードＮ１が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ５が“Ｌｏｗ”レベルであり、ノードＮ５が“Ｌｏｗ”レベルであるから２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２の出力のノードＮ６が“Ｈｉｇｈ”レベルとなるので、ハイサイド側のＰｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＰＴ１がＯＦＦ”する。
【００８８】
Ｐｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＰＴ１が“ＯＦＦ”であるから、ノードＮ１３が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ１４が“Ｈｉｇｈ”レベルとなり、ノードＮ１が“Ｈｉｇｈ”レベルで、且つノードＮ１４が“Ｈｉｇｈ”レベルであるから２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１の出力のノードＮ２が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ３が“Ｈｉｇｈ”レベルとなるので、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２ａが“ＯＮ”する。
【００８９】
Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２ａが“ＯＮ”であるから、ノードＮ１１が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ１６が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ１２が“Ｌｏｗ”レベルとなる。ここで、２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２から出力されるノードＮ６の信号は“Ｈｉｇｈ”レベルを維持する。
【００９０】
次に、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が“Ｌｏｗ”レベルから“Ｈｉｇｈ”レベルに変化すると、ノードＮ１が“Ｌｏｗ”レベルであるから２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１の出力のノードＮ２が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ３が“Ｌｏｗ”レベル（Ｖｓｓ  ０Ｖレベル）となるので、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２ａが“ＯＦＦ”する。
【００９１】
このとき、第１のＯＦＦ検出回路２ｅは、実施例１と同様に信号レベル検出部に蓄積されている電荷を速やかに放電するので、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２ａのゲートの立ち下り時間を短くし、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２ａのＯＮからＯＦＦの変化を検出する時間を早くする。
【００９２】
Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２ａが“ＯＦＦ”になり、ノードＮ１１が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ１６がＨｉｇｈ“レベル、ノードＮ１２が“Ｈｉｇｈ”レベルとなり、ノードＮ１２が“Ｈｉｇｈ”レベルで、且つノードＮ５が“Ｈｉｇｈ”レベルであるから２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２の出力のノードＮ６が“Ｌｏｗ”レベルとなるので、ハイサイド側のＰｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＰＴ１が“ＯＮ”する。
【００９３】
Ｐｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＰＴ１が“ＯＮ”すると、ノードＬｘが“Ｈｉｇｈ”レベル（“Ｖｉｎ”レベル）になる。
【００９４】
続いて、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が“Ｈｉｇｈ”レベルから“Ｌｏｗ”レベルに変化すると、ノードＮ１が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ５が“Ｌｏｗ”レベルとなり、ノードＮ５が“Ｌｏｗ”レベルであるから２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２の出力のノードＮ６が“Ｈｉｇｈ”レベルなるので、ハイサイド側のＰｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＰＴ１が“ＯＦＦ”する。
【００９５】
このとき、第２のＯＦＦ検出回路２ｆは、実施例１と同様に信号レベル検出部に蓄積されている電荷を速やかに放電するので、Ｐｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＰＴ１のゲートの立ち下り時間を短くし、Ｐｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＰＴ１のＯＮからＯＦＦの変化を検出する時間を早くする。
【００９６】
Ｐｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＰＴ１が“ＯＦＦ”になり、ノードＮ１３が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ１４が“Ｈｉｇｈ”レベルとなり、ノードＮ１４が“Ｈｉｇｈ”レベルで、且つノードＮ１が“Ｈｉｇｈ”レベルであるから２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１の出力のノードＮ２が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ３が“Ｈｉｇｈ”レベルとなるので、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２ａが“ＯＮ”する。
【００９７】
Ｐｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＰＴ１が“ＯＦＦ”すると、ノードＬｘが“Ｌｏｗ”レベル（Ｖｓｓ  ０Ｖレベル）になる。
【００９８】
上述したように、本実施例の半導体装置では、制御回路用電源Ｖｄｄと低電位側電源Ｖｓｓの間に配置され、インバータ２及びＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２ａのゲートとインバータ７の間に設けられ、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートの信号レベルを検出する第１のＯＦＦ検出回路２ｅと、入力用電源（入力電圧）Ｖｉｎと低電位側電源Ｖｓｓの間に配置され、バッファ回路Ｂｕｆｆ１及びＰｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＰＴ１のゲートと第３のレベルシフト回路ＬＳ３の間に設けられ、ハイサイド側のＰｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＰＴ１のゲートの信号レベルを検出する第２のＯＦＦ検出回路２ｆとが設けられている。
【００９９】
このため、実施例と同様に、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２ａのゲートの立ち下り時間ｔｏｆｆ（ＮＴ２ａ）を短くすることができる。一方、ハイサイド側のＰｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＰＴ１のゲートの立ち下り時間ｔｏｆｆ（ＰＴ１）を短くすることができる。
【０１００】
したがって、パワーＭＯＳトランジスタのデッドタイムを短縮し、且つＯＮ抵抗を低減できるので、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの変換効率を向上させることができる。
【実施例４】
【０１０１】
次に、本発明の実施例４に係る半導体装置について、図面を参照して説明する。図８は半導体装置としての降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータを示す回路図である。本実施例では、実施例１の降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータに２つのレベルシフト回路を追加している。
【０１０２】
以下、実施例１と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【０１０３】
図８に示すように、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ１ｂには、第１のＯＦＦ検出回路２ａ、第２のＯＦＦ検出回路２ｂ、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、ダイオードＤ１、インバータＩＮＶ１乃至４、インバータＩＮＶ６、インバータＩＮＶ７、インダクタＬ１、第１のレベルシフト回路ＬＳ１、第２のレベルシフト回路ＬＳ２、第３のレベルシフト回路ＬＳ３、第４のレベルシフト回路ＬＳ４、第５のレベルシフト回路ＬＳ５、２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１、２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１、及びＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２が設けられている。
【０１０４】
第４のレベルシフト回路ＬＳ４は、インバータＩＮＶ２とＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲート及び第１のＯＦＦ検出回路２ａの間に設けられ、インバータＩＮＶ２から出力されるノードＮ３の“Ｈｉｇｈ”の信号レベルを電圧Ｖ１だけ昇圧し、“Ｖｄｄ＋Ｖ１”としてＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲート及び第２のＯＦＦ検出回路２ａに出力する。
【０１０５】
第５のレベルシフト回路ＬＳ５は、インバータＩＮＶ４とＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲート及び第２のＯＦＦ検出回路２ｂの間に設けられ、インバータＩＮＶ４から出力されるノードＮ７の“Ｈｉｇｈ”の信号レベルを電圧Ｖ１だけ昇圧し、“Ｖｉｎ＋Ｖｄｄ＋Ｖ１”としてＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲート及び第２のＯＦＦ検出回路２ｂに出力する。
【０１０６】
次に、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの動作について図９を参照して説明する。図９は降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を示すタイミングチャートである。ここで、実施例１の降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を示すタイミングチャート（図４）と同一説明部分については省略する。
【０１０７】
図９に示すように、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ１ｂでは、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号の信号が“Ｌｏｗ”レベルのとき、ノードＮ１が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ５が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ５が“Ｌｏｗ”レベルであるから２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２の出力のノードＮ６が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ７が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ３２が“Ｌｏｗ”レベル（Ｖｓｓで０Ｖレベル）となるので、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１がＯＦＦ”する。
【０１０８】
Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１が“ＯＦＦ”であるから、ノードＮ１３が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ１４が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ１５が“Ｈｉｇｈ”レベルとなり、ノードＮ１が“Ｈｉｇｈ”レベルで、且つノードＮ１５が“Ｈｉｇｈ”レベルであるから２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１の出力のノードＮ２が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ３が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ３１が“Ｈｉｇｈ”レベル（“Ｖｄｄ＋Ｖ１”レベル）となるので、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２が“ＯＮ”する。ここで、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２の信号レベルは実施例１よりもＶ１分だけ高い。Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２が“ＯＮ”であるから、ノードＮ１１が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ１６が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ１２が“Ｌｏｗ”レベルとなる。このため、２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２から出力されるノードＮ６の信号は“Ｈｉｇｈ”レベルを維持する。
【０１０９】
次に、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が“Ｌｏｗ”レベルから“Ｈｉｇｈ”レベルに変化すると、ノードＮ１が“Ｌｏｗ”レベルであるから２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１の出力のノードＮ２が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ３が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ３１が“Ｌｏｗ”レベル（Ｖｓｓ  ０Ｖレベル）となるので、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２が“ＯＦＦ”する。
【０１１０】
ここで、ドレインーソース間耐圧（Ｖｄｓ）が大きなトランジスタであるＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４を第１のＯＦＦ検出回路２ａに設けているので、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートに印加される電圧を“Ｖｄｄ＋Ｖ１”と実施例１よりも大きくでき、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のＯＮ抵抗を実施例１よりも小さくできる。
【０１１１】
Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２が“ＯＦＦ”になり、ノードＮ１１が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ１６が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ１２が“Ｈｉｇｈ”レベルとなり、ノードＮ１２が“Ｈｉｇｈ”レベルで、且つノードＮ５が“Ｈｉｇｈ”レベルであるから２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２の出力のノードＮ６が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ７が“Ｈｉｇｈ”レベル（“Ｖｉｎ＋Ｖｄｄ＋Ｖ１”レベル）となるので、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１が“ＯＮ”する。
【０１１２】
Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１が“ＯＮ”すると、ノードＬｘが“Ｈｉｇｈ”レベル（“Ｖｉｎ”レベル）になり、ＢＳＴ端子３の電圧が“Ｖｉｎ＋Ｖｄｄ”に昇圧される。
【０１１３】
続いて、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が“Ｈｉｇｈ”レベルから“Ｌｏｗ”レベルに変化すると、ノードＮ１が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ５が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ５が“Ｌｏｗ”レベルであるから２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２の出力のノードＮ６が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノードＮ７が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ３２が“Ｌｏｗ”レベル（Ｖｓｓで０Ｖレベル）となるので、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１が“ＯＦＦ”する。
【０１１４】
ここで、ドレインーソース間耐圧（Ｖｄｓ）が大きなトランジスタであるＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４を第２のＯＦＦ検出回路２ｂに設けているので、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートに印加される電圧を“Ｖｉｎ＋Ｖｄｄ＋Ｖ１”と実施例１よりも大きくでき、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のＯＮ抵抗を実施例１よりも小さくできる。
【０１１５】
Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１が“ＯＦＦ”になり、ノードＮ１３が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ１４が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ１５が“Ｈｉｇｈ”レベルとなり、ノードＮ１５が“Ｈｉｇｈ”レベルで、且つノードＮ１が“Ｈｉｇｈ”レベルであるから２入力ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１の出力のノードＮ２が“Ｌｏｗ”レベル、ノードＮ３が“Ｈｉｇｈ”レベル、ノード３１が“Ｈｉｇｈ”レベル（“Ｖｄｄ＋Ｖ１”レベル）となるので、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２が“ＯＮ”する。
【０１１６】
Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１が“ＯＦＦ”すると、ノードＬｘが“Ｌｏｗ”レベル（Ｖｓｓ  ０Ｖレベル）になり、ＢＳＴ端子３の電圧は“Ｖｉｎ＋Ｖｄｄ”を維持する。
【０１１７】
上述したように、本実施例の半導体装置では、制御回路用電源Ｖｄｄと低電位側電源Ｖｓｓの間に配置され、インバータ２及びＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートとインバータ７の間に設けられ、定電流源４、インバータＩＮＶ５、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１１乃至１４、及びＰｃｈ  ＭＯＳトランジスタＰＴ１１から構成され、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートの信号レベルを検出する第１のＯＦＦ検出回路２ａと、ＢＳＴ端子３とノードＬｘの間に配置され、インバータ４及びＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートと第３のレベルシフト回路ＬＳ３の間に設けられ、定電流源４、インバータＩＮＶ５、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１１乃至１４、及びＰｃｈ  ＭＯＳトランジスタＰＴ１１から構成され、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートの信号レベルを検出する第２のＯＦＦ検出回路２ｂとが設けられている。定電流源４は、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートの電位を迅速に“Ｈｉｇｈ”レベルから“Ｌｏｗ”レベルにする役目をする。そして、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートのＯＮ時の信号レベルが“Ｖｄｄ＋Ｖ１”となり、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートのＯＮ時の信号レベルが“Ｖｉｎ＋Ｖｄｄ＋Ｖ１”となっている。
【０１１８】
このため、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２がＯＮからＯＦＦするとき、第１のＯＦＦ検出回路２ａの信号レベル検出部に蓄積されている電荷は、定電流源４及びＯＮ時にダイオードとして機能する第１のＯＦＦ検出回路２ａのＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４を介して速やかに放電されるので、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２のゲートの立ち下り時間ｔｏｆｆ（ＮＴ２）を短くすることができ、ローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ２を急速に立ち下げることができる。一方、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１がＯＮからＯＦＦするとき、第２のＯＦＦ検出回路２ｂの信号レベル検出部に蓄積されている電荷は、定電流源４及びＯＮ時にダイオードとして機能する第２のＯＦＦ検出回路２ｂのＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタＮＴ１４を介して速やかに放電されるので、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１のゲートの立ち下り時間ｔｏｆｆ（ＮＴ１）を短くすることができ、ハイサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１を急峻に立ち下げることができる。そして、レベルシフト回路ＬＳ４及びＬＳ５を設けているので、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１及びＮＴ２のゲートに印加される電圧を実施例１よりも高くでき、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタＮＴ１及びＮＴ２のＯＮ抵抗を実施例１よりも低減することができる。
【０１１９】
したがって、Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのデッドタイムを短縮し、且つＯＮ抵抗を低減できるので、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの変換効率を実施例１よりも向上させることができる。
【０１２０】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更してもよい。
【０１２１】
例えば、実施例では、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータに適用したが昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータやレギュレータなどにも適用できる。また、実施例１及び２ではハイサイド側スイッチング素子及びローサイド側スイッチング素子にＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタを適用していているが、ハイサイド側スイッチング素子及びローサイド側スイッチング素子にＰｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタを用いてもよい。
【０１２２】
本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。  
（付記１）  ドレインが入力用電源に接続され、ゲートに入力される信号によりオン・オフ動作するハイサイド側の第１のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタと、ドレインが前記第１のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのソースに接続され、ソースが低電位側電源に接続され、ゲートに入力される信号によりオン・オフ動作するローサイド側の第２のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタと、ドレインが前記第１のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートに接続され、ゲートに印加される第１の電圧によりＯＮする第１のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタと、前記第１のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタのソースと前記低電位側電源の間に設けられ、一定な電流を生成する第１の定電流源と、前記第１のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートの信号レベルを検出する第１の信号レベル検出部とを有し、前記第１のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタがＯＮからＯＦＦするときに、前記第１のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ及び前記第１の定電流源が前記第１の信号レベル検出部に蓄積された電荷を放電する第１のＯＦＦ検出回路と、ドレインが前記第２のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートに接続され、ゲートに印加される第２の電圧によりＯＮする第２のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタと、一端が前記第２のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタのソースに接続され、一定な電流を生成する第２の定電流源と、前記第２のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートの信号レベルを検出する第２の信号レベル検出部とを有し、前記第２のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタがＯＮからＯＦＦするときに、前記第２のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ及び前記第２の定電流源が前記第２の信号レベル検出部に蓄積された電荷を放電する第２のＯＦＦ検出回路とを具備し、前記第１のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタのゲートに印加される前記第１の電圧よりも前記第２のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートに印加されるＯＮ時の電圧の方が高い半導体装置。
【０１２３】
（付記２）  ソースが入力用電源に接続され、ゲートに入力される信号によりオン・オフ動作するハイサイド側のＰｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタと、ドレインが前記Ｐｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのドレインに接続され、ソースが低電位側電源に接続され、ゲートに入力される信号によりオン・オフ動作するローサイド側のＮｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタと、ドレインが前記Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートに接続され、ゲートに印加される第１の電圧によりＯＮする第１のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタと、前記第１のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタのソースと前記低電位側電源の間に設けられ、一定な電流を生成する第１の定電流源と、前記Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートの信号レベルを検出する第１の信号レベル検出部とを有し、前記Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタがＯＮからＯＦＦするときに、前記第１のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ及び前記第１の定電流源が前記第１の信号レベル検出部に蓄積された電荷を放電する第１のＯＦＦ検出回路と、ドレインが前記Ｐｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートに接続され、ゲートに印加される第２の電圧によりＯＮする第２のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタと、一端が前記第２のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタのソースに接続され、一定な電流を生成する第２の定電流源と、前記第Ｐｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートの信号レベルを検出する第２の信号レベル検出部とを有し、前記Ｐｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタがＯＮからＯＦＦするときに、前記第２のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ及び前記第２の定電流源が前記第２の信号レベル検出部に蓄積された電荷を放電する第２のＯＦＦ検出回路とを具備し、前記第１のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタのゲートに印加される前記第１の電圧よりも前記Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタのゲートに印加されるＯＮ時の電圧の方が高い半導体装置。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置としての降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータを示す回路図。
【図２】本発明の実施例１に係る第１のＯＦＦ検出回路を示す回路図。
【図３】本発明の実施例１に係る第２のＯＦＦ検出回路を示す回路図。
【図４】本発明の実施例１に係る降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を示すタイミングチャート。
【図５】本発明の実施例２に係る第１のＯＦＦ検出回路を示す回路図。
【図６】本発明の実施例２に係る第２のＯＦＦ検出回路を示す回路図。
【図７】本発明の実施例３に係る半導体装置としての降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータを示す回路図。
【図８】本発明の実施例４に係る半導体装置としての降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータを示す回路図。
【図９】本発明の実施例４に係る降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【０１２５】
１、１ａ、１ｂ  降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ
２ａ、２ｃ、２ｅ  第１のＯＦＦ検出回路
２ｂ、２ｄ、２ｆ  第２のＯＦＦ検出回路
３  ＢＳＴ端子
４  定電流源
１１ａ、１１ｂ  信号レベル検出部
Ｂｕｆｆ１  バッファ回路
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３  コンデンサ
Ｄ１  ダイオード
ＩＮａ、ＩＮｂ  ゲート入力信号
ＩＮＶ１〜７  インバータ
Ｌ１、Ｌ２  インダクタ
ＬＳ１  第１のレベルシフト回路
ＬＳ２  第２のレベルシフト回路
ＬＳ３  第３のレベルシフト回路
ＬＳ４  第４のレベルシフト回路
ＬＳ５  第５のレベルシフト回路
Ｎ１〜７、Ｎ１１〜１６、Ｎ２１〜２３、Ｎ３１、Ｎ３２、Ｌｘ  ノード
ＮＡＮＤ１、ＮＡＮＤ２  ２入力ＮＡＮＤ回路
ＮＴ１、ＮＴ２、ＮＴ２ａ  Ｎｃｈ  パワーＭＯＳトランジス
ＮＴ１１〜１５  Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ
ＰＴ１  Ｐｃｈ  パワーＭＯＳトランジスタ
ＰＴ１１  Ｐｃｈ  ＭＯＳトランジスタ
Ｖｉｎ  入力用電源（入力電圧）
Ｖｄｄ  制御用電源
Ｖｏｕｔ  出力電圧
Ｖｓｓ  低電位側電源
【図１】
0004745010.tif 000002
【図２】
0004745010.tif 000003
【図３】
0004745010.tif 000004
【図４】
0004745010.tif 000005
【図５】
0004745010.tif 000006
【図６】
0004745010.tif 000007
【図７】
0004745010.tif 000008
【図８】
0004745010.tif 000009
【図９】
0004745010.tif 000010