(57)【要約】【課題】ドライバ回路におけるダイナミックレンジを大きくしながら、高精度な過電流検出を行う。【解決手段】ドライバＩＣ１において、比較器６は、負荷を駆動した際に発生する駆動用トランジスタ２のドレイン電圧とバイアス電流Ｉｂｉａｓによって発生するカレントセンス用トランジスタ５のドレイン電圧とを比較し、駆動用トランジスタ２に過電流が流れたことを検出し、過電流検出信号を出力する。比較器６が検出するしきい値電流は、駆動用トランジスタ２とカレントセンス用トランジスタ５とのゲート幅サイズを調整することによって、駆動用トランジスタ２におけるしきい値電流を任意に調整する。【選択図】  図１
2007201116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の負荷を駆動するドライバ回路を有した半導体集積回路装置であって、
前記ドライバ回路は、
ドレイン端子に任意のバイアス電流が供給され、ソース端子に基準電位が接続され、前記負荷を駆動する駆動用トランジスタと、
ドレイン端子に前記負荷が接続され、ソース端子に基準電位が接続され、ゲート端子に前記駆動用トランジスタのゲート端子が共通接続されたカレントセンス用トランジスタと、
前記駆動用トランジスタのドレイン電圧と前記カレントセンス用トランジスタのドレイン電圧とを比較し、その比較結果から前記駆動用トランジスタに過電流が流れたか否かを検出して過電流検出信号を出力する比較器とを備えたことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体集積回路装置において、
前記比較器が検出する前記駆動用トランジスタに流れる過電流のしきい値電流は、
前記カレントセンス用トランジスタにおけるゲート幅を調整することにより決定することを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項３】
請求項１記載の半導体集積回路装置において、
前記比較器が検出する前記駆動用トランジスタに流れる過電流のしきい値電流は、
前記カレントセンス用トランジスタに供給するバイアス電流を調整することにより決定することを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の半導体集積回路装置において、
前記比較器が過電流検出信号を出力した際に、前記駆動用トランジスタの駆動を停止する駆動制御信号を出力する駆動制御部を備えたことを特徴とする半導体集積回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路装置の性能向上技術に関し、特に、モータなどの負荷を駆動するドライバにおける過電流の検出に有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路装置には、モータなどの負荷を駆動するドライバ回路を有したものがある。このドライバ回路には、過電流検出回路が設けられているものが知られている。過電流検出回路は、ドライバ回路に流れる電流が任意の電流値以上になると、検出したことを示す信号を出力し、過電流を検出する。
【０００３】
過電流検出回路は、たとえば、センス（電流検出）用抵抗とコンパレータとからなる。センス用抵抗は、負荷を駆動するトランジスタと基準電位（ＶＳＳ）との間に接続されており、該トランジスタとセンス用抵抗との接続部がコンパレータの一方の入力部（＋）に接続されている。
【０００４】
また、コンパレータの他方の入力部（−）には、基準電圧ＶＲＥＦが供給されており、該コンパレータは、センス用抵抗に流れる電流によって発生する電圧が、基準電圧ＶＲＥの電圧よりも高くなると、過電流を検出したことを示す反転信号を出力する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記のようなドライバ回路の過電流検出技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。
【０００６】
センス用抵抗は、精度をよくするために外付け部品が用いられる場合があり、その場合、外付け部品点数が増加してしまい、コストの上昇、および小型化の妨げになってしまうという問題がある。
【０００７】
また、センス用抵抗を接続することにより、該センス用抵抗の抵抗値×出力電流から決まる電圧分出力ダイナミックレンジが小さくなってしまい、負荷への電力供給のロスになってしまうという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、ドライバ回路におけるダイナミックレンジを大きくしながら、高精度な過電流検出を行うことのできる技術を提供することにある。
【０００９】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１１】
本発明は、任意の負荷を駆動するドライバ回路を有した半導体集積回路装置であって、該ドライバ回路は、ドレイン端子に任意のバイアス電流が供給され、ソース端子に基準電位が接続され、負荷を駆動する駆動用トランジスタと、ドレイン端子に負荷が接続され、ソース端子に基準電位が接続され、ゲート端子に駆動用トランジスタのゲート端子が共通接続されたカレントセンス用トランジスタと、駆動用トランジスタのドレイン電圧とカレントセンス用トランジスタのドレイン電圧とを比較し、その比較結果から駆動用トランジスタに過電流が流れたか否かを検出して過電流検出信号を出力する比較器とを備えたものである。
【００１２】
また、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。
【００１３】
本発明は、比較器が検出する駆動用トランジスタに流れる過電流のしきい値電流が、カレントセンス用トランジスタにおけるゲート幅を調整することにより決定するものである。
【００１４】
また、本発明は、比較器が検出する駆動用トランジスタに流れる過電流のしきい値電流が、カレントセンス用トランジスタに供給するバイアス電流を調整することにより決定するものである。
【００１５】
さらに、本発明は、比較器が過電流検出信号を出力した際に、駆動用トランジスタの駆動を停止する駆動制御信号を出力する駆動制御部を備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１７】
（１）負荷を駆動する際のダイナミックレンジを大きくすることができるので、半導体集積回路装置の駆動能力を向上させることができる。
【００１８】
（２）また、半導体集積回路装置を低コスト化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態によるドライバＩＣの構成を示すブロック図である。
【００２１】
本実施の形態において、ドライバＩＣ１は、モータなどの負荷を駆動する駆動用の半導体集積回路装置である。このドライバＩＣ１は、マイクロコンピュータなどの制御用半導体集積回路装置ＭＣに接続されており、該制御用半導体集積回路装置ＭＣによって動作制御が行われる。
【００２２】
ドライバＩＣ１は、図１に示すように、駆動用トランジスタ２、ドライバ３、および過電流検出部４から構成されている。駆動用トランジスタ２は、外部接続された負荷を駆動するトランジスタであり、たとえば、ＮチャネルＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）からなる。
【００２３】
過電流検出部４は、カレントセンス用トランジスタ５、ならびに比較器６から構成されている。駆動用トランジスタ２の一方の接続部（ドレイン端子）は、ドライバＩＣ１の出力部となり、前述したようにモータなどの負荷が接続される。
【００２４】
駆動用トランジスタ２のゲート（ゲート端子）には、カレントセンス用トランジスタ５のゲート（ゲート端子）、ならびにドライバ３の出力部が接続されている。カレントセンス用トランジスタ５の一方の接続部（ドレイン端子）には、バイアス電流Ｉｂｉａｓが供給されるように接続されている。
【００２５】
このカレントセンス用トランジスタ５は、電流検出用のトランジスタであり、たとえば、ＮチャネルＭＯＳからなる。駆動用トランジスタ２の他方の接続部（ソース端子）、およびカレントセンス用トランジスタ５の他方の接続部（ソース端子）には、基準電位ＶＳＳがそれぞれ接続されている。
【００２６】
比較器６の正（＋）側入力部には、駆動用トランジスタ２の一方の接続部が接続されており、該比較器６の負（−）側入力部には、カレントセンス用トランジスタ５の一方の接続部が接続されている。
【００２７】
比較器６は、正側入力部（負荷を駆動した際に発生する駆動用トランジスタ２のドレイン電圧）と負側入力部（バイアス電流Ｉｂｉａｓによって発生するセンス用トランジスタ４のドレイン電圧）とを比較し、その比較結果を出力する。比較器６の出力部には、制御用半導体集積回路装置ＭＣの外部端子が接続されている。
【００２８】
ドライバ３は、外部接続された制御用半導体集積回路装置ＭＣの駆動制御信号に基づいて、駆動用トランジスタ２、およびカレントセンス用トランジスタ５をそれぞれ駆動する駆動信号を出力する。
【００２９】
次に、本実施の形態によるドライバＩＣ１に設けられた過電流検出部４の作用について説明する。
【００３０】
まず、制御用半導体集積回路装置ＭＣから負荷を駆動する駆動制御信号が出力されると、ドライバ３は、その駆動制御信号を受けて駆動信号を出力し、駆動用トランジスタ２、およびカレントセンス用トランジスタ５をＯＮさせる。
【００３１】
比較器６は、負荷を駆動した際に発生する駆動用トランジスタ２のドレイン電圧とバイアス電流Ｉｂｉａｓによって発生するカレントセンス用トランジスタ５のドレイン電圧とを比較し、カレントセンス用トランジスタ５のドレイン電圧が駆動用トランジスタ２のドレイン電圧よりも大きくなると過電流が流れたことを検出し、過電流検出信号を出力する。
【００３２】
そして、比較器６から出力された過電流検出信号を受けて、制御用半導体集積回路装置ＭＣは、駆動制御信号を反転（ネゲート）させて出力し、駆動用トランジスタ２、およびカレントセンス用トランジスタ５をそれぞれＯＦＦにする。
【００３３】
ここで、駆動用トランジスタ２のゲート幅Ｗ１とカレントセンス用トランジスタ５のゲート幅Ｗ２とのサイズ比は、ゲート幅Ｗ１：ゲート幅Ｗ２＝１：ｎとなるように構成されている。駆動用トランジスタ２、およびカレントセンス用トランジスタ５は、ゲート−ソース間電圧が共通のため、駆動用トランジスタ２とカレントセンス用トランジスタ５との抵抗比は、駆動用トランジスタ２：カレントセンス用トランジスタ５＝１：ｎとなる。
【００３４】
よって、比較器６によって駆動用トランジスタ２のドレイン電圧とカレントセンス用トランジスタ５のドレイン電圧とを比較することで、ｎ×バイアス電流Ｉｂｉａｓなるしきい値電流を検出することができる。
【００３５】
このように、駆動用トランジスタ２とカレントセンス用トランジスタ５とのゲート幅サイズ、またはバイアス電流Ｉｂｉａｓの電流量を調整することによって、駆動用トランジスタ２における任意のしきい値電流の検出が可能となる。
【００３６】
それにより、本実施の形態によれば、センス用抵抗を使用せずに過電流の検出が可能となるので、ドライバＩＣ１のダイナミックレンジを大きくすることができ、該ドライバＩＣ１の駆動能力を向上させることができる。
【００３７】
また、高精度なセンス用抵抗が不要となるので、ドライバＩＣ１の低コスト化を実現することができる。
【００３８】
さらに、本実施の形態では、ドライバＩＣ１と制御用半導体集積回路装置ＭＣとがそれぞれ外部接続された構成の例について記載したが、半導体集積回路装置にドライバＩＣと制御用半導体集積回路装置とをそれぞれ備えた構成としてもよい。
【００３９】
図２は、半導体集積回路装置７にドライバ部８と該ドライバ部８を制御する制御部（駆動制御部）９とを備えた場合の構成例を示したブロック図である。
【００４０】
この場合、ドライバ部８は、図２のドライバＩＣ１と同様の接続構成であり、駆動用トランジスタ２、ドライバ３、カレントセンス用トランジスタ５、ならびに比較器６からなる。制御部９には、比較器６から出力される過電流検出信号が入力されるように接続されている。
【００４１】
また、制御部９からは、ドライバ３に対して駆動制御信号が出力されるように接続されている。制御部９は、外部から入力される負荷駆動用の信号に基づいて、ドライバ部８の制御を行う。
【００４２】
この半導体集積回路装置７におけるドライバ部８、および制御部９の動作は、本実施の形態に示した図１、図２の制御用半導体集積回路装置ＭＣ、およびＩＣドライバ１と同様である。
【００４３】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記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で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、モータなどの負荷を駆動するドライバ回路における駆動能力の向上化技術に適している。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態によるドライバＩＣの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の他の実施の形態による半導体集積回路装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  ドライバＩＣ
２  駆動用トランジスタ２
３  ドライバ
４  過電流検出部
５  カレントセンス用トランジスタ
６  比較器
７  半導体集積回路装置
８  ドライバ部
９  制御部（駆動制御部）
ＭＣ  制御用半導体集積回路装置
【図１】
2007201116.tif 000003
【図２】
2007201116.tif 000004