(57)【要約】【課題】過熱検出回路の検出温度がばらつくことを抑制する。【解決手段】コンパレータ１７０には、第１抵抗１１０と第１定電流源１２０の間の電圧Ａと、ダイオード１３０と第２定電流源１４０の間の電圧Ｂが入力される。第１リーク電流源１５０は、ドレインが第１抵抗１１０と第１定電流源１２０の間に接続されており、ソース及びゲート電極が第１定電流源１２０と第２配線１０４の間に接続されている。第２リーク電流源１６０は、ドレインが第１配線１０２とダイオード１３０の間に接続されており、ソース及びゲート電極がダイオード１３０と第２定電流源１４０の間に接続されている。【選択図】図１
2013090153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過熱検出回路を備え、
前記過熱検出回路は、
第１配線と、
第２配線と、
前記第１配線に接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗に直列に設けられ、前記第１抵抗と前記第２配線を接続する第１定電流源と、
前記第１配線に接続しており、抵抗、ダイオード、又はＭＯＳ型ダイオードである第１素子と、
前記第１素子に直列に設けられ、前記第１素子と前記第２配線を接続する第２定電流源と、
前記第１抵抗と前記第１定電流源の間の電圧と、前記第１素子と前記第２定電流源の間の電圧が入力されるコンパレータと、
前記第１定電流源に並列に設けられ、流れる電流が指数関数的な温度依存性を有する第１リーク電流源と、
を備える半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１リーク電流源はＭＯＳ型ダイオードであり、前記ＭＯＳ型ダイオードのドレインは前記第１抵抗に接続しており、前記ＭＯＳ型ダイオードのソース及びゲート電極は前記第２配線と前記第１定電流源の間に接続している半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１リーク電流源は、前記第１抵抗に接続しているＰ型層、及び前記第２配線に接続しているＮ型層を有しており、前記Ｐ型層及び前記Ｎ型層がＰＮ接合を形成している素子である半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置において、
前記第１素子に並列に設けられ、流れる電流が指数関数的な温度依存性を有する第２リーク電流源を備える半導体装置。
【請求項５】
過熱検出回路を備え、
前記過熱検出回路は、
第１配線と、
第２配線と、
前記第１配線に接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗に直列に設けられ、前記第１抵抗と前記第２配線を接続する第１定電流源と、
前記第１配線に接続しており、抵抗、ダイオード、又はＭＯＳ型ダイオードである第１素子と、
前記第１素子に直列に設けられ、前記第１素子と前記第２配線を接続する第２定電流源と、
前記第１抵抗と前記第１定電流源の間の電圧と、前記第１素子と前記第２定電流源の間の電圧が入力されるコンパレータと、
前記第１素子に並列に設けられ、流れる電流が指数関数的な温度依存性を有する第２リーク電流源と、
を備える半導体装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の半導体装置において、
前記第２リーク電流源は、前記第１配線に接続しているＮ型層、及び前記第２定電流源に接続しているＰ型層を有しており、前記Ｐ型層及び前記Ｎ型層がＰＮ接合を形成している素子である半導体装置。
【請求項７】
請求項４又は５に記載の半導体装置において、
前記第２リーク電流源はＭＯＳ型ダイオードであり、前記ＭＯＳ型ダイオードのドレインは前記第１配線に接続しており、前記ＭＯＳ型ダイオードのソース及びゲート電極は前記第１素子と前記第２定電流源の間に接続している半導体装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体装置において、
電力を制御する電力制御素子を備える半導体装置。
【請求項９】
電源から供給される電力によって駆動する負荷と、
前記電源から前記負荷への電源供給を制御する半導体装置と、
を備え、
前記半導体装置は、前記電源供給を制御する電力制御素子、及び過熱検出回路を有し、
前記過熱検出回路は、
第１配線と、
第２配線と、
前記第１配線に接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗に直列に設けられ、前記第１抵抗と前記第２配線を接続する第１定電流源と、
前記第１配線に接続しており、抵抗、ダイオード、又はＭＯＳ型ダイオードである第１素子と、
前記第１素子に直列に設けられ、前記第１素子と前記第２配線を接続する第２定電流源と、
前記第１抵抗と前記第１定電流源の間の電圧と、前記第１素子と前記第２定電流源の間の電圧が入力されるコンパレータと、
前記第１定電流源に並列に設けられ、流れる電流が指数関数的な温度依存性を有する第１リーク電流源と、
を備える電子装置。
【請求項１０】
電源から供給される電力によって駆動する負荷と、
前記電源から前記負荷への電源供給を制御する半導体装置と、
を備え、
前記半導体装置は、前記電源供給を制御する電力制御素子、及び過熱検出回路を有し、
前記過熱検出回路は、
第１配線と、
第２配線と、
前記第１配線に接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗に直列に設けられ、前記第１抵抗と前記第２配線を接続する第１定電流源と、
前記第１配線に接続しており、抵抗、ダイオード、又はＭＯＳ型ダイオードである第１素子と、
前記第１素子に直列に設けられ、前記第１素子と前記第２配線を接続する第２定電流源と、
前記第１抵抗と前記第１定電流源の間の電圧と、前記第１素子と前記第２定電流源の間の電圧が入力されるコンパレータと、
前記第１素子に並列に設けられ、流れる電流が指数関数的な温度依存性を有する第２リーク電流源と、
を備える電子装置。
【請求項１１】
バッテリーと、
前記バッテリーから供給される電力によって駆動する電気部品と、
前記バッテリーから前記電気部品への電源供給を制御する半導体装置と、
を備え、
前記半導体装置は、前記電源供給を制御する電力制御素子、及び過熱検出回路を有し、
前記過熱検出回路は、
第１配線と、
第２配線と、
前記第１配線に接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗に直列に設けられ、前記第１抵抗と前記第２配線を接続する第１定電流源と、
前記第１配線に接続しており、抵抗、ダイオード、又はＭＯＳ型ダイオードである第１素子と、
前記第１素子に直列に設けられ、前記第１素子と前記第２配線を接続する第２定電流源と、
前記第１抵抗と前記第１定電流源の間の電圧と、前記第１素子と前記第２定電流源の間の電圧が入力されるコンパレータと、
前記第１定電流源に並列に設けられ、流れる電流が指数関数的な温度依存性を有する第１リーク電流源と、
を備える車両。
【請求項１２】
バッテリーと、
前記バッテリーから供給される電力によって駆動する電気部品と、
前記バッテリーから前記電気部品への電源供給を制御する半導体装置と、
を備え、
前記半導体装置は、前記電源供給を制御する電力制御素子、及び過熱検出回路を有し、
前記過熱検出回路は、
第１配線と、
第２配線と、
前記第１配線に接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗に直列に設けられ、前記第１抵抗と前記第２配線を接続する第１定電流源と、
前記第１配線に接続しており、抵抗、ダイオード、又はＭＯＳ型ダイオードである第１素子と、
前記第１素子に直列に設けられ、前記第１素子と前記第２配線を接続する第２定電流源と、
前記第１抵抗と前記第１定電流源の間の電圧と、前記第１素子と前記第２定電流源の間の電圧が入力されるコンパレータと、
前記第１素子に並列に設けられ、流れる電流が指数関数的な温度依存性を有する第２リーク電流源と、
を備える車両。
【請求項１３】
半導体装置が有する過熱検出回路を用いて、前記半導体装置が過熱していることを検出する過熱検出方法であって、
前記過熱検出回路は、
第１配線と、
第２配線と、
前記第１配線に接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗に直列に設けられ、前記第１抵抗と前記第２配線を接続する第１定電流源と、
前記第１配線に接続しており、抵抗、ダイオード、又はＭＯＳ型ダイオードである第１素子と、
前記第１素子に直列に設けられ、前記第１素子と前記第２配線を接続する第２定電流源と、
前記第１抵抗と前記第１定電流源の間の電圧と、前記第１素子と前記第２定電流源の間の電圧が入力されるコンパレータと、
前記第１定電流源に並列に設けられ、流れる電流が指数関数的な温度依存性を有する第１リーク電流源と、
を備え、
前記コンパレータの出力が切り替わることにより、前記半導体装置が加熱していることを検出する過熱検出方法。
【請求項１４】
半導体装置が有する過熱検出回路を用いて、前記半導体装置が過熱していることを検出する過熱検出方法であって、
前記過熱検出回路は、
第１電圧が印加される第１配線と、
前記第１電圧よりも低電圧である第２電圧が印加される第２配線と、
前記第１配線に接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗に直列に設けられ、前記第１抵抗と前記第２配線を接続する第１定電流源と、
前記第１配線に接続しており、抵抗、ダイオード、又はＭＯＳ型ダイオードである第１素子と、
前記第１素子に直列に設けられ、前記第１素子と前記第２配線を接続する第２定電流源と、
前記第１抵抗と前記第１定電流源の間の電圧と、前記第１素子と前記第２定電流源の間の電圧が入力されるコンパレータと、
前記第１素子に並列に設けられ、流れる電流が指数関数的な温度依存性を有する第２リーク電流源と、
を備え、
前記コンパレータの出力が切り替わることにより、前記半導体装置が加熱していることを検出する過熱検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過熱検出回路を有する半導体装置、電子装置、車両、及び過熱検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は動作中に発熱し、温度が上昇する。そして温度が上昇しすぎると、半導体装置は壊れてしまう。このため、半導体装置には、過熱検出回路が組み込まれることがある。
【０００３】
特許文献１には、以下の過熱検出回路が記載されている。まず、コンパレータの第１の入力は、安定化基準電圧に接続されている。また、電流源とダイオードが互いに直列に接続されている。そしてコンパレータの第２の入力は、電流源とダイオードの間に接続されている。
【０００４】
特許文献２には、Ｎ型のポリシリコン抵抗体の抵抗値の変化と、Ｐ型のポリシリコン抵抗体の抵抗値の変化を検出することにより、過熱を検出する回路が記載されている。
【０００５】
なお、特許文献３には、過熱検出回路ではないが、以下の回路が記載されている。まず、入力バッファ回路の出力端子をコンパレータに接続する。また入力バッファ回路の入力部には漏れ電流が生じる。そこで、入力バッファ回路と同様の構成を有する擬似入力バッファ回路を設け、この擬似入力バッファの漏れ電流を検出することにより、入力バッファ回路の入力部への入力を補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１６９２２２号公報
【特許文献２】特開２００７−３１５８３６号公報
【特許文献３】特開２００３−２１５２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
半導体装置は、特性にある程度のばらつきが生じる。一方、過熱検出回路は、高い精度で意図した温度を検出することが望まれる。すなわち過熱検出回路には、検出温度のばらつきを小さくする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、過熱検出回路を備え、
前記過熱検出回路は、
第１配線と、
第２配線と、
前記第１配線に接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗に直列に設けられ、前記第１抵抗と前記第２配線を接続する第１定電流源と、
前記第１配線に接続しており、抵抗、ダイオード、又はＭＯＳ型ダイオードである第１素子と、
前記第１素子に直列に設けられ、前記第１素子と前記第２配線を接続する第２定電流源と、
前記第１抵抗と前記第１定電流源の間の電圧と、前記第１素子と前記第２定電流源の間の電圧が入力されるコンパレータと、
前記第１定電流源に並列に設けられ、流れる電流が指数関数的な温度依存性を有する第１リーク電流源と、
を備える半導体装置が提供される。
【０００９】
本発明によれば、半導体装置の温度が上昇すると、第１リーク電流源を流れる電流量が指数関数的に多くなる。このため、第１抵抗と第１定電流源の間の電圧は、半導体装置の温度が一定温度以上になると急激に変化する。このため、検出すべき温度が、第１抵抗と第１定電流源の間の電圧が急激に変化する領域に位置するようにすると、過熱検出回路の検出温度がばらつくことを抑制できる。
【００１０】
本発明によれば、過熱検出回路を備え、
前記過熱検出回路は、
第１配線と、
第２配線と、
前記第１配線に接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗に直列に設けられ、前記第１抵抗と前記第２配線を接続する第１定電流源と、
前記第１配線に接続しており、抵抗、ダイオード、又はＭＯＳ型ダイオードである第１素子と、
前記第１素子に直列に設けられ、前記第１素子と前記第２配線を接続する第２定電流源と、
前記第１抵抗と前記第１定電流源の間の電圧と、前記第１素子と前記第２定電流源の間の電圧が入力されるコンパレータと、
前記第１素子に並列に設けられ、流れる電流が指数関数的な温度依存性を有する第２リーク電流源と、
を備える半導体装置が提供される。
【００１１】
本発明によれば、半導体装置の温度が上昇すると、第２リーク電流源を流れる電流量が指数関数的に多くなる。このため、第１素子と第２定電流源の間の電圧は、半導体装置の温度が一定温度以上になると急激に変化する。このため、検出すべき温度が、第１素子と第２定電流源の間の電圧が急激に変化する領域に位置するようにすると、過熱検出回路の検出温度がばらつくことを抑制できる。
【００１２】
本発明によれば、電源から供給される電力によって駆動する負荷と、
前記電源から前記負荷への電源供給を制御する半導体装置と、
を備え、
前記半導体装置は、前記電源供給を制御する電力制御素子、及び過熱検出回路を有し、
前記過熱検出回路は、
第１配線と、
第２配線と、
前記第１配線に接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗に直列に設けられ、前記第１抵抗と前記第２配線を接続する第１定電流源と、
前記第１配線に接続しており、抵抗、ダイオード、又はＭＯＳ型ダイオードである第１素子と、
前記第１素子に直列に設けられ、前記第１素子と前記第２配線を接続する第２定電流源と、
前記第１抵抗と前記第１定電流源の間の電圧と、前記第１素子と前記第２定電流源の間の電圧が入力されるコンパレータと、
前記第１定電流源に並列に設けられ、流れる電流が指数関数的な温度依存性を有する第１リーク電流源と、
を備える電子装置が提供される。
【００１３】
本発明によれば、電源から供給される電力によって駆動する負荷と、
前記電源から前記負荷への電源供給を制御する半導体装置と、
を備え、
前記半導体装置は、前記電源供給を制御する電力制御素子、及び過熱検出回路を有し、
前記過熱検出回路は、
第１配線と、
第２配線と、
前記第１配線に接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗に直列に設けられ、前記第１抵抗と前記第２配線を接続する第１定電流源と、
前記第１配線に接続しており、抵抗、ダイオード、又はＭＯＳ型ダイオードである第１素子と、
前記第１素子に直列に設けられ、前記第１素子と前記第２配線を接続する第２定電流源と、
前記第１抵抗と前記第１定電流源の間の電圧と、前記第１素子と前記第２定電流源の間の電圧が入力されるコンパレータと、
前記第１素子に並列に設けられ、流れる電流が指数関数的な温度依存性を有する第２リーク電流源と、
を備える電子装置が提供される。
【００１４】
本発明によれば、バッテリーと、
前記バッテリーから供給される電力によって駆動する電気部品と、
前記バッテリーから前記電気部品への電源供給を制御する半導体装置と、
を備え、
前記半導体装置は、前記電源供給を制御する電力制御素子、及び過熱検出回路を有し、
前記過熱検出回路は、
第１配線と、
第２配線と、
前記第１配線に接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗に直列に設けられ、前記第１抵抗と前記第２配線を接続する第１定電流源と、
前記第１配線に接続しており、抵抗、ダイオード、又はＭＯＳ型ダイオードである第１素子と、
前記第１素子に直列に設けられ、前記第１素子と前記第２配線を接続する第２定電流源と、
前記第１抵抗と前記第１定電流源の間の電圧と、前記第１素子と前記第２定電流源の間の電圧が入力されるコンパレータと、
前記第１定電流源に並列に設けられ、流れる電流が指数関数的な温度依存性を有する第１リーク電流源と、
を備える車両が提供される。
【００１５】
本発明によれば、バッテリーと、
前記バッテリーから供給される電力によって駆動する電気部品と、
前記バッテリーから前記電気部品への電源供給を制御する半導体装置と、
を備え、
前記半導体装置は、前記電源供給を制御する電力制御素子、及び過熱検出回路を有し、
前記過熱検出回路は、
第１配線と、
第２配線と、
前記第１配線に接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗に直列に設けられ、前記第１抵抗と前記第２配線を接続する第１定電流源と、
前記第１配線に接続しており、抵抗、ダイオード、又はＭＯＳ型ダイオードである第１素子と、
前記第１素子に直列に設けられ、前記第１素子と前記第２配線を接続する第２定電流源と、
前記第１抵抗と前記第１定電流源の間の電圧と、前記第１素子と前記第２定電流源の間の電圧が入力されるコンパレータと、
前記第１素子に並列に設けられ、流れる電流が指数関数的な温度依存性を有する第２リーク電流源と、
を備える車両が提供される。
【００１６】
本発明によれば、半導体装置が有する過熱検出回路を用いて、前記半導体装置が過熱していることを検出する過熱検出方法であって、
前記過熱検出回路は、
第１配線と、
第２配線と、
前記第１配線に接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗に直列に設けられ、前記第１抵抗と前記第２配線を接続する第１定電流源と、
前記第１配線に接続しており、抵抗、ダイオード、又はＭＯＳ型ダイオードである第１素子と、
前記第１素子に直列に設けられ、前記第１素子と前記第２配線を接続する第２定電流源と、
前記第１抵抗と前記第１定電流源の間の電圧と、前記第１素子と前記第２定電流源の間の電圧が入力されるコンパレータと、
前記第１定電流源に並列に設けられ、流れる電流が指数関数的な温度依存性を有する第１リーク電流源と、
を備え、
前記コンパレータの出力が切り替わることにより、前記半導体装置が加熱していることを検出する過熱検出方法が提供される。
【００１７】
本発明によれば、半導体装置が有する過熱検出回路を用いて、前記半導体装置が過熱していることを検出する過熱検出方法であって、
前記過熱検出回路は、
第１電圧が印加される第１配線と、
前記第１電圧よりも低電圧である第２電圧が印加される第２配線と、
前記第１配線に接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗に直列に設けられ、前記第１抵抗と前記第２配線を接続する第１定電流源と、
前記第１配線に接続しており、抵抗、ダイオード、又はＭＯＳ型ダイオードである第１素子と、
前記第１素子に直列に設けられ、前記第１素子と前記第２配線を接続する第２定電流源と、
前記第１抵抗と前記第１定電流源の間の電圧と、前記第１素子と前記第２定電流源の間の電圧が入力されるコンパレータと、
前記第１素子に並列に設けられ、流れる電流が指数関数的な温度依存性を有する第２リーク電流源と、
を備え、
前記コンパレータの出力が切り替わることにより、前記半導体装置が加熱していることを検出する過熱検出方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、過熱検出回路の検出温度がばらつくことを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係る半導体装置が有する過熱検出回路の回路図である。
【図２】第１定電流源及び第２定電流源の構成の第１例を示す図である。
【図３】第１定電流源及び第２定電流源の構成の第２例を示す図である。
【図４】図１に示した過熱検出回路の動作を説明するための図である。
【図５】図１に示した過熱検出回路の動作を説明するための図である。
【図６】第２の実施形態に係る半導体装置が有する過熱検出回路の回路図である。
【図７】図６に示した過熱検出回路による効果を説明するための図である。
【図８】第３の実施形態に係る半導体装置が有する過熱検出回路の回路図である。
【図９】図８に示した過熱検出回路による効果を説明するための図である。
【図１０】第４の実施形態に係る半導体装置が有する過熱検出回路の回路図である。
【図１１】第５の実施形態に係る半導体装置が有する過熱検出回路の回路図である。
【図１２】第６の実施形態に係る半導体装置が有する過熱検出回路の回路図である。
【図１３】第７の実施形態に係る半導体装置が有する過熱検出回路の回路図である。
【図１４】第８の実施形態に係る電子装置の回路構成を示す図である。
【図１５】図１４に示した電子装置を有する車両の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る半導体装置が有する過熱検出回路１００の回路図である。過熱検出回路１００は、第１配線１０２、第２配線１０４、第１抵抗１１０、第１定電流源１２０、ダイオード１３０（第１素子）、第２定電流源１４０、第１リーク電流源１５０、第２リーク電流源１６０、及びコンパレータ１７０を有している。第１配線１０２と第２配線１０４には、互いに異なる電圧が印加されている。例えば第１配線１０２には、定電圧Ｖｄが入力され、第２配線１０４には、Ｖｄよりも一定値低い電圧が入力される。
【００２２】
第１抵抗１１０は、第１配線１０２に接続している。第１抵抗１１０は、例えばポリシリコン抵抗であるが、これに限定されない。第１定電流源１２０は、第１抵抗１１０に直列に接続しており、第１抵抗１１０と第２配線１０４とを接続している。ダイオード１３０は、第１配線１０２に接続している。第２定電流源１４０は、ダイオード１３０に直列に接続しており、ダイオード１３０と第２配線１０４とを接続している。なお、ダイオード１３０は、複数、第１配線１０２から第２定電流源１４０に向かう方向が順方向となるように直列に接続されている。
【００２３】
コンパレータ１７０には、第１抵抗１１０と第１定電流源１２０の間の電圧Ａと、ダイオード１３０と第２定電流源１４０の間の電圧Ｂが入力される。具体的には、コンパレータ１７０の反転入力端子には電圧Ａが入力され、非反転入力端子には電圧Ｂが入力される。そしてコンパレータ１７０の出力Ｖｏｕｔが、過熱検出信号となる。
【００２４】
第１リーク電流源１５０は、Ｎ型のＭＯＳトランジスタのソース及びゲート電極を短絡した、いわゆるＭＯＳ型ダイオードである。第１リーク電流源１５０は、ドレインが第１抵抗１１０と第１定電流源１２０の間に接続されており、ソース及びゲート電極が第１定電流源１２０と第２配線１０４の間に接続されている。
【００２５】
また第２リーク電流源１６０も、Ｎ型のＭＯＳトランジスタのソース及びゲート電極を短絡した、いわゆるＭＯＳ型ダイオードである。第２リーク電流源１６０は、ドレインが第１配線１０２とダイオード１３０の間に接続されており、ソース及びゲート電極がダイオード１３０と第２定電流源１４０の間に接続されている。
【００２６】
なお、本実施形態に係る半導体装置は、過熱検出回路１００のほかに、発熱源となる素子を有している。この素子は、例えば、パワーＭＯＳトランジスタなどの電力制御用の素子である。
【００２７】
図２は、第１定電流源１２０及び第２定電流源１４０の構成の第１例を示す図である。本図に示す第１定電流源１２０及び第２定電流源１４０は、カレントミラー型の定電流源である。具体的には、第１定電流源１２０及び第２定電流源１４０は、いずれもＭＯＳトランジスタを有している。このＭＯＳトランジスタは、ドレインがダイオード１３０及び第２定電流源１４０に接続されており、ソースが第２配線１０４に接続されている。さらに、このＭＯＳトランジスタのゲート電極は、ＭＯＳトランジスタ１８０のゲート電極に接続されている。ＭＯＳトランジスタ１８０は、ドレインとゲート電極が接続されている。ＭＯＳトランジスタ１８０のドレインは、抵抗素子１８２を介して第１配線１０２に接続しており、ＭＯＳトランジスタ１８０のソースは第２配線１０４に接続している。
【００２８】
図３は、第１定電流源１２０及び第２定電流源１４０の構成の第２例を示す図である。本図に示す例において、第１定電流源１２０及び第２定電流源１４０は、ディプレッショｎ型のＭＯＳトランジスタを有している。詳細には、第１定電流源１２０及び第２定電流源１４０は、ＭＯＳトランジスタのドレインをダイオード１３０及び第２定電流源１４０に接続し、ソース及びゲート電極を第２配線１０４に接続した構成を有している。
【００２９】
図４及び図５は、図１に示した過熱検出回路１００の動作を説明するための図である。
【００３０】
まず、ダイオード１３０の順方向電圧は、温度が上昇するにつれて低くなる（例えば数ｍＶ／℃）。このため、第２リーク電流源１６０を設けない場合、電圧Ｂは、温度が上昇していくにつれて、一次関数的に上昇していく。
【００３１】
一方、第１リーク電流源１５０及び第２リーク電流源１６０には、微小なリーク電流が生じている。このリーク電流量は、チャネル濃度及びチャネル幅の少なくとも一方により、設計段階で制御することができる。
【００３２】
第１リーク電流源１５０のリーク電流量が増加すると、第１抵抗１１０を流れる電流量が増加する。このため、第１抵抗１１０と第１定電流源１２０の間の電圧Ａは、低下していく。
【００３３】
また、第２リーク電流源１６０のリーク電流量が増加すると、ダイオード１３０を流れる電流量は減少する。このため、ダイオード１３０と第２定電流源１４０の間の電圧Ｂは、上昇していく。
【００３４】
一方、第１リーク電流源１５０及び第２リーク電流源１６０のリーク電流の量は、図４（ａ）に示すように、温度が上昇するにつれて指数関数的に増加する。このため、図４（ｂ）に示すように、第１抵抗１１０と第１定電流源１２０の間の電圧Ａは、温度が上昇していくにつれて、指数関数的に低下していく。一方、ダイオード１３０と第２定電流源１４０の間の電圧Ｂは、指数関数的に上昇していく。
【００３５】
コンパレータ１７０の出力は、電圧Ａと電圧Ｂの大小関係が入れ替わったタイミングで、切り替わる。本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、電圧Ａと電圧Ｂの大小関係が入れ替わる温度が、第１リーク電流源１５０及び第２リーク電流源１６０のリーク電流量が急激に上昇する温度領域に位置するように、各素子を設計する。このようにすると、各素子の特性がばらつき、図４（ｂ）に示す電圧Ａ，Ｂと温度の関係を示すグラフが上下にずれても、電圧Ａと電圧Ｂの大小関係が入れ替わる温度は大きく変化しない。従って、過熱検出回路１００の検出温度がばらつくことを抑制できる。なお、この効果は、電圧Ａと電圧Ｂの大小関係が入れ替わる温度における、電圧Ａを示す曲線の接線と、電圧Ｂを示す曲線の接線とが成す角度αが大きい（例えば９０°以上）ほど、顕著になる。
【００３６】
また、図５に示すように、電圧Ｂと温度の関係を示す曲線が、設計時の曲線から上下にずれた場合を考える。設計時の曲線より下にΔＶｂずれた場合、コンパレータ１７０の出力が切り替わる温度は、基準温度Ｔ１からΔＴ２高くなる。逆に、設計曲線より上にΔＶｂずれた場合、コンパレータ１７０の出力が切り替わる温度は、基準温度Ｔ１からΔＴ３高くなる。しかし、電圧Ｂは、温度が上昇するにつれて指数関数的に上昇していくため、ΔＴ３＞ΔＴ２となる。過熱検出回路は、その目的から、検出温度が設計温度から高温側にずれるのは特に好ましくない。これに対して本実施形態では、検出温度が設計温度から高温側にずれにくくなっているため、過熱検出回路として好ましい特性を有している。
【００３７】
（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係る半導体装置が有する過熱検出回路１００の構成を示す回路図である。本実施形態に係る過熱検出回路１００は、第２リーク電流源１６０を備えない点を除いて、第１の実施形態に係る過熱検出回路１００と同様の構成である。
【００３８】
図７は、図６に示した過熱検出回路１００による効果を説明するための図である。本実施形態では、第１配線１０２と第２定電流源１４０の間には第２リーク電流源１６０が設けられていない。このため、電圧Ｂは、第１の実施形態と異なり、温度が上がるにつれてわずかに上昇する。しかしこの場合でも、電圧Ａと電圧Ｂの大小関係が入れ替わる温度が、第１リーク電流源１５０及び第２リーク電流源１６０のリーク電流量が急激に上昇する温度領域に位置するように、各素子を設計すると、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態に係る半導体装置が有する過熱検出回路１００の構成を示す回路図である。本実施形態に係る過熱検出回路１００は、第１リーク電流源１５０を備えない点を除いて、第１の実施形態に係る過熱検出回路１００と同様の構成である。
【００４０】
図９は、図８に示した過熱検出回路１００による効果を説明するための図である。本実施形態では、第１抵抗１１０と第２配線１０４の間には第１リーク電流源１５０が設けられていない。このため、第１の実施形態と異なり、電圧Ａの温度依存性はほとんどないか、又は温度が上がるにつれてわずかに電圧Ａが低下する。しかしこの場合でも、電圧Ａと電圧Ｂの大小関係が入れ替わる温度が、第１リーク電流源１５０及び第２リーク電流源１６０のリーク電流量が急激に上昇する温度領域に位置するように、各素子を設計すると、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
（第４の実施形態）
図１０は、第４の実施形態に係る半導体装置が有する過熱検出回路１００の構成を示す回路図である。本実施形態に係る過熱検出回路１００は、ダイオード１３０の代わりに第２抵抗１３２を有している点を除いて、第１の実施形態に係る過熱検出回路１００と同様の構成である。
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
（第５の実施形態）
図１１は、第５の実施形態に係る半導体装置が有する過熱検出回路１００の構成を示す回路図である。本実施形態に係る過熱検出回路１００は、ダイオード１３０の代わりにＭＯＳトランジスタ１３４を有している点を除いて、第１の実施形態に係る過熱検出回路１００と同様の構成である。ＭＯＳトランジスタ１３４は、ドレインが第１配線１０２に接続されており、ソース及びゲート電極が、第２定電流源１４０に接続されている。
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
（第６の実施形態）
図１２は、第６の実施形態に係る半導体装置が有する過熱検出回路１００の構成を示す回路図である。本実施形態に係る過熱検出回路１００は、以下の点を除いて、第１の実施形態に係る過熱検出回路１００と同様の構成である。
【００４４】
まず、第１リーク電流源１５０の代わりに、ダイオードからなる第１リーク電流源１５２を有している。第１リーク電流源１５２は、Ｎ型層が第１抵抗１１０に接続しており、Ｐ型層が第２配線１０４に接続している。すなわち第２リーク電流源１６２を構成するダイオードは、逆方向に接続されている。
【００４５】
また、第２リーク電流源１６０の代わりに、ダイオードからなる第２リーク電流源１６２を有している。第２リーク電流源１６２は、Ｎ型層が第１配線１０２に接続しており、Ｐ型層がダイオード１３０と第２定電流源１４０の間に接続している。すなわち第２リーク電流源１６２を構成するダイオードは、逆方向に接続されている。
【００４６】
ダイオードを逆方向に接続した場合、逆方向電流も温度が上昇するにつれて指数関数的に増加する。従って、本実施形態においても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
（第７の実施形態）
図１３は、第７の実施形態に係る半導体装置が有する過熱検出回路１００の構成を示す回路図である。本実施形態に係る過熱検出回路１００は、ダイオード１３０を有していない点を除いて、第１の実施形態に係る過熱検出回路１００と同様の構成である。
【００４８】
本実施形態において、第１リーク電流源１５０のリーク電流量が増加すると、第１抵抗１１０を流れる電流量が増加する。このため、第１抵抗１１０と第１定電流源１２０の間の電圧Ａは、低下していく。また、過熱検出回路１００の温度が上昇して第２リーク電流源１６０のリーク電流量が流れやすくなると、第２リーク電流源１６０と第２定電流源１４０の間の電圧Ｂは、上昇していく。
【００４９】
従って、本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
（第８の実施形態）
図１４は、第８の実施形態に係る電子装置の回路構成を示す図である。この電子装置は、例えば車両に用いられており、電子装置２、電源４、及び負荷６を有している。電源４は例えば車両に搭載されているバッテリーである。負荷６は、例えば車両に搭載されている電子部品、例えばヘッドランプである。そして電子装置２は、電源４から負荷６に供給する電力を制御している。
【００５１】
電子装置２は、回路基板（例えばプリント配線基板）上に半導体装置１０，１２を搭載したものである。
【００５２】
半導体装置１０は、ＩＰＤ（Intelligent Power Device）であり、電力制御用ＭＯＳトランジスタ２０、制御回路（ロジック回路）３０、及び過熱検出回路１００を同一の半導体基板に形成したものである。電力制御用ＭＯＳトランジスタ２０は、例えば縦型ＭＯＳトランジスタである。制御回路３０は、電力制御用ＭＯＳトランジスタ２０の動作を制御している。過熱検出回路１００は、第１〜第６の実施形態のいずれかに示した構成を有している。
【００５３】
電力制御用ＭＯＳトランジスタ２０は、電源４から負荷６に供給される電力を制御する。そして電力制御用ＭＯＳトランジスタ２０を介して電源４から負荷６に電力が供給されると、電力制御用ＭＯＳトランジスタ２０が発熱するため、半導体装置１０の温度は上昇していく。そして半導体装置１０の温度が基準値以上になると、過熱検出回路１００が制御回路３０に信号を出力する。制御回路３０は、過熱検出回路１００から信号が入力されると、電力制御用ＭＯＳトランジスタ２０の動作を終了させ、電源４から負荷６への電力供給を終了させる。
【００５４】
半導体装置１２は、マイコンであり、回路基板の配線を介して半導体装置１０に接続している。半導体装置１２は、半導体装置１０を制御している。詳細には、半導体装置１２は、制御回路３０に制御信号を入力する。そして制御回路３０は、半導体装置１２から入力された制御信号に従って、電力制御用ＭＯＳトランジスタ２０のゲート電極に信号を入力する。
【００５５】
図１５は、図１４に示した電子装置２を有する車両の構成を示す図である。この車両は、例えば図１５（ａ）に示すように自動車であってもよいし、図１５（ｂ）に示すようにバイクであってもよい。いずれの車両も、電源４としてのバッテリー、電子装置２、及び負荷６としてのヘッドランプ４００を有している。
【００５６】
本実施形態によれば、半導体装置１０は、上記したいずれかの実施形態に係る過熱検出回路１００を有している。従って、過熱によって電力制御用ＭＯＳトランジスタ２０が壊れることを抑制できる。
【００５７】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００５８】
２ 電子装置
４ 電源
６ 負荷
１０ 半導体装置
１２ 半導体装置
２０ 電力制御用ＭＯＳトランジスタ
３０ 制御回路
１００ 過熱検出回路
１０２ 第１配線
１０４ 第２配線
１１０ 第１抵抗
１２０ 第１定電流源
１３０ ダイオード
１３２ 第２抵抗
１３４ ＭＯＳトランジスタ
１４０ 第２定電流源
１５０ 第１リーク電流源
１５２ 第１リーク電流源
１６０ 第２リーク電流源
１６２ 第２リーク電流源
１７０ コンパレータ
１８０ ＭＯＳトランジスタ
１８２ 抵抗素子
４００ ヘッドランプ
【図１】
2013090153.tif 000003
【図２】
2013090153.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013090153.tif 000006
【図５】
2013090153.tif 000007
【図６】
2013090153.tif 000008
【図７】
2013090153.tif 000009
【図８】
2013090153.tif 000010
【図９】
2013090153.tif 000011
【図１０】
2013090153.tif 000012
【図１１】
2013090153.tif 000013
【図１２】
2013090153.tif 000014
【図１３】
2013090153.tif 000015
【図１４】
2013090153.tif 000016
【図１５】
2013090153.tif 000017