(57)【要約】【課題】寄生ダイオードに流れる電流により、電界効果トランジスタが焼損しない半導体装置を提供する。【解決手段】寄生ダイオード１０を有する電界効果トランジスタ３と、寄生ダイオード１０の温度を検出する温度検出器５と、温度検出器５が検出した温度が第１温度以上であるか否かを判定し、第１温度以上であると判定した場合は、電界効果トランジスタ３をオンにする制御部６とを備える構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
寄生ダイオードを有する電界効果トランジスタと、
前記寄生ダイオードの温度を検出する温度検出器と、
該温度検出器が検出した温度が第１温度以上であるか否かを判定し、第１温度以上であると判定した場合は、前記電界効果トランジスタをオンにする制御部と
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記電界効果トランジスタがオフである場合に、前記温度検出器が検出した温度が第１温度以上であるか否かを判定し、第１温度以上であると判定した場合は、前記電界効果トランジスタをオンにする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記電界効果トランジスタをオンにした後、前記温度検出器が検出した温度が、前記第１温度より低い第２温度以下であるか否かを判定し、第２温度以下であると判定した場合は、前記電界効果トランジスタをオフにする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
電界効果トランジスタが有する寄生ダイオードの温度を検出する温度検出器により検出された温度を取得する取得部と、
該取得部が取得した温度が第１温度以上であるか否かを判定する判定部と、
該判定部が第１温度以上であると判定した場合は、前記電界効果トランジスタをオンにする制御部と
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記電界効果トランジスタがオフである場合に、前記取得部が取得した温度が第１温度以上であるか否かを判定し、前記判定部が第１温度以上であると判定した場合は、前記制御部が前記電界効果トランジスタをオンにする請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御部が前記電界効果トランジスタをオンにした後、前記判定部は、前記取得部が取得した温度が、前記第１温度より低い第２温度以下であるか否かを判定し、前記判定部が第２温度以下であると判定した場合は、前記制御部が前記電界効果トランジスタをオフにする請求項４又は５に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寄生ダイオードを有する電界効果トランジスタをオン又はオフに制御することにより、所定方向の電流を制御する半導体装置及び制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用の電源装置では、スタータ（モータ）始動時に大電流が流れて、大きな電圧降下が瞬間的に生じ、他の車載負荷（ＥＣＵ（Electronic Control Unit）、カーナビゲーション等）に影響が及ぶ虞がある。その為、最近は、スタータ専用の補助バッテリを備え、スタータ始動時は、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）を使用して、スタータ及び補助バッテリを他の車載負荷から隔離して、電圧降下の影響を防止する車両がある。
【０００３】
特許文献１には、電界効果トランジスタと、電界効果トランジスタのソース電圧及びドレイン電圧を比較するコンパレータとを備え、コンパレータの比較結果に基づき、電界効果トランジスタを活性化する理想ダイオード回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２５５４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した電源装置では、ＭＯＳＦＥＴをオフにして、スタータ及び補助バッテリ側を隔離している期間に、スタータ及び補助バッテリ側がより高圧になり、寄生ダイオードを通じて、電流が流れることがある。この場合、寄生ダイオードのオン抵抗が大きいので、大電流が流れると、高熱が発生し、ＭＯＳＦＥＴが焼損する可能性があるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、寄生ダイオードに流れる電流により、電界効果トランジスタが焼損しない半導体装置を提供することを目的とする。
本発明は、また、寄生ダイオードに流れる電流により、電界効果トランジスタが焼損しない半導体装置を制御する制御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】
【０００７】
本発明に係る半導体装置は、寄生ダイオードを有する電界効果トランジスタと、前記寄生ダイオードの温度を検出する温度検出器と、該温度検出器が検出した温度が第１温度以上であるか否かを判定し、第１温度以上であると判定した場合は、前記電界効果トランジスタをオンにする制御部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この半導体装置では、電界効果トランジスタが寄生ダイオードを有しており、温度検出器が、電界効果トランジスタの寄生ダイオードの温度を検出する。制御部が、温度検出器が検出した温度が第１温度以上であるか否かを判定し、第１温度以上であると判定した場合は、電界効果トランジスタをオンにする。
【０００９】
本発明に係る半導体装置は、前記制御部は、前記電界効果トランジスタがオフである場合に、前記温度検出器が検出した温度が第１温度以上であるか否かを判定し、第１温度以上であると判定した場合は、前記電界効果トランジスタをオンにすることを特徴とする。
【００１０】
この半導体装置では、制御部は、電界効果トランジスタがオフである場合に、温度検出器が検出した温度が第１温度以上であるか否かを判定する。制御部は、第１温度以上であると判定した場合は、電界効果トランジスタをオンにする。
【００１１】
本発明に係る半導体装置は、前記制御部は、前記電界効果トランジスタをオンにした後、前記温度検出器が検出した温度が、前記第１温度より低い第２温度以下であるか否かを判定し、第２温度以下であると判定した場合は、前記電界効果トランジスタをオフにすることを特徴とする。
【００１２】
この半導体装置では、制御部は、電界効果トランジスタをオンにした後、温度検出器が検出した温度が、第１温度より低い第２温度以下であるか否かを判定する。制御部は、第２温度以下であると判定した場合は、電界効果トランジスタをオフにする。
【００１３】
本発明に係る制御装置は、電界効果トランジスタが有する寄生ダイオードの温度を検出する温度検出器により検出された温度を取得する取得部と、該取得部が取得した温度が第１温度以上であるか否かを判定する判定部と、該判定部が第１温度以上であると判定した場合は、前記電界効果トランジスタをオンにする制御部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
この制御装置では、取得部が、電界効果トランジスタが有する寄生ダイオードの温度を検出する温度検出器により検出された温度を取得する。判定部が、取得部が取得した温度が第１温度以上であるか否かを判定し、制御部は、判定部が第１温度以上であると判定した場合は、電界効果トランジスタをオンにする。
【００１５】
本発明に係る制御装置は、前記判定部は、前記電界効果トランジスタがオフである場合に、前記取得部が取得した温度が第１温度以上であるか否かを判定し、前記判定部が第１温度以上であると判定した場合は、前記制御部が前記電界効果トランジスタをオンにすることを特徴とする。
【００１６】
この制御装置では、判定部は、電界効果トランジスタがオフである場合に、取得部が取得した温度が第１温度以上であるか否かを判定する。制御部は、判定部が第１温度以上であると判定した場合は、電界効果トランジスタをオンにする。
【００１７】
本発明に係る制御装置は、前記制御部が前記電界効果トランジスタをオンにした後、前記判定部は、前記取得部が取得した温度が、前記第１温度より低い第２温度以下であるか否かを判定し、前記判定部が第２温度以下であると判定した場合は、前記制御部が前記電界効果トランジスタをオフにすることを特徴とする。
【００１８】
この制御装置では、制御部が電界効果トランジスタをオンにした後、判定部が、取得部が取得した温度が、第１温度より低い第２温度以下であるか否かを判定する。制御部は、判定部が第２温度以下であると判定した場合は、電界効果トランジスタをオフにする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る半導体装置によれば、寄生ダイオードに流れる電流により、電界効果トランジスタが焼損しない半導体装置を実現することができる。
本発明に係る制御装置によれば、寄生ダイオードに流れる電流により、電界効果トランジスタが焼損しない半導体装置を制御する制御装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】半導体装置及び制御装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】半導体装置及び制御装置の動作の例を示すフローチャートである。
【図３】半導体装置及び制御装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図４】半導体装置及び制御装置の動作の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、半導体装置及び制御装置の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。
この半導体装置は、車両の電源装置に使用されており、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）３、温度検出器５、制御部６及び外部ＥＣＵ４を備えている。
ＭＯＳＦＥＴ３は、寄生ダイオード１０を内蔵しており、ゲートに外部ＥＣＵ４及び制御部６が、ドレインに車両の主バッテリ７、オルタネータ（交流発電機）８、及びカーナビゲーション９等の車載負荷の各プラス端子が接続されている。
【００２３】
ＭＯＳＦＥＴ３は、また、ソースに車両の補助バッテリ１及びスタータ２の各プラス端子が接続されている。
温度検出器５は、寄生ダイオード１０の温度を検出し、検出した温度値Ｔを制御部６に与える。
【００２４】
制御部（受取り部、判定部）６は、温度検出器５から与えられた温度値Ｔが第１温度値Ｔ１以上であるか否かを判定し、第１温度値Ｔ１以上であれば、ＭＯＳＦＥＴ３をオンにする。また、ＭＯＳＦＥＴ３をオンにした後、温度検出器５から与えられた温度値Ｔが、第２温度値Ｔ２（＜Ｔ１）以下であるか否かを判定し、第２温度値Ｔ２以下であれば、ＭＯＳＦＥＴ３をオフにする。
【００２５】
外部ＥＣＵ４は、図示しないイグニッションキーに連動しており、イグニッションキーの挙動に基づき、スタータ２の始動を予め察知して、ＭＯＳＦＥＴ３をオフにし、スタータ２が始動した後、ＭＯＳＦＥＴ３をオンに復帰させる。
尚、ＭＯＳＦＥＴ３のゲート、並びに外部ＥＣＵ４及び制御部６の各出力端子は、ワイヤードＯＲに接続されている。即ち、外部ＥＣＵ４及び制御部６の出力端子の両方又は何れかがＨレベルであれば、ＭＯＳＦＥＴ３はオンになり、外部ＥＣＵ４及び制御部６の出力端子の両方がＬレベルであれば、ＭＯＳＦＥＴ３はオフになる。
【００２６】
主バッテリ７は、プラス端子がＭＯＳＦＥＴ３のドレインに接続され、マイナス端子が接地されており、オルタネータ８が発電した電力を蓄電する。
オルタネータ８は、プラス端子がＭＯＳＦＥＴ３のドレインに接続され、マイナス端子は接地されており、図示しないエンジンに連動して発電した電力を整流して出力する。
【００２７】
スタータ２は、エンジンを始動する為のスタータモータであり、プラス端子がＭＯＳＦＥＴ３のソースに接続され、マイナス端子は接地されている。
補助バッテリ１は、スタータ２専用であり、プラス端子がＭＯＳＦＥＴ３のソースに接続され、マイナス端子は接地されている。
【００２８】
以下に、このような構成の半導体装置及び制御装置の動作を、それを示す図２のフローチャートを参照しながら説明する。
外部ＥＣＵ４は、スタータ２の始動を予め察知すると、ＭＯＳＦＥＴ３をオフにする。この状態で、ＭＯＳＦＥＴ３のソース側がドレイン側より高圧になると、寄生ダイオード１０を通じて電流が流れ、寄生ダイオード１０が発熱する。
【００２９】
制御部６は、常時、温度検出器５が検出している温度値Ｔを取得しており（Ｓ１）、取得した温度値Ｔが第１温度値Ｔ１以上であるか否かを判定する（Ｓ３）。
制御部６は、取得した温度値Ｔが第１温度値Ｔ１以上でなければ（Ｓ３）、引続き温度検出器５が検出している温度値Ｔを取得する（Ｓ１）。
制御部６は、取得した温度値Ｔが第１温度値Ｔ１以上であれば（Ｓ３）、ＭＯＳＦＥＴ３をオンにした（Ｓ５）後、引続き温度検出器５が検出している温度値Ｔを取得する（Ｓ７）。
【００３０】
次に、制御部６は、取得した温度値Ｔ（Ｓ７）が、第１温度値Ｔ１より低い第２温度値Ｔ２以下であるか否かを判定し（Ｓ９）、第２温度値Ｔ２以下でなければ、引続き温度検出器５が検出している温度値Ｔを取得する（Ｓ７）。
制御部６は、取得した温度値Ｔ（Ｓ７）が第２温度値Ｔ２以下であれば（Ｓ９）、ＭＯＳＦＥＴ３をオフにした（Ｓ１１）後、引続き温度検出器５が検出している温度値Ｔを取得する（Ｓ１）。この際、既にエンジンが始動し、外部ＥＣＵ４が、ＭＯＳＦＥＴ３をオンに復帰させていれば、制御部６のオフ動作に関係なく、ＭＯＳＦＥＴ３はオンに維持される。
【００３１】
（実施の形態２）
図３は、半導体装置及び制御装置の実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。
この半導体装置は、車両の電源装置に使用されており、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）３、温度検出器５、制御部６ａ及び外部ＥＣＵ４ａを備えている。
【００３２】
制御部（受取り部、判定部）６ａは、外部ＥＣＵ４ａからＭＯＳＦＥＴ３のオン／オフ状態を通知されており、ＭＯＳＦＥＴ３がオフである場合に、温度検出器５から与えられた温度値Ｔが第１温度値Ｔ１以上であるか否かを判定する。
制御部６ａは、温度値Ｔが第１温度値Ｔ１以上であれば、ＭＯＳＦＥＴ３をオンにする。また、ＭＯＳＦＥＴ３をオンにした後、温度検出器５から与えられた温度値Ｔが、第２温度値Ｔ２（＜Ｔ１）以下であるか否かを判定し、第２温度値Ｔ２以下であれば、ＭＯＳＦＥＴ３をオフにする。
【００３３】
外部ＥＣＵ４ａは、図示しないイグニッションキーに連動しており、イグニッションキーの挙動に基づき、スタータ２の始動を予め察知して、ＭＯＳＦＥＴ３をオフにし、スタータ２が始動した後、ＭＯＳＦＥＴ３をオンに復帰させる。また、ＭＯＳＦＥＴ３のオン／オフ状態を制御部６ａへ通知する。
【００３４】
尚、ＭＯＳＦＥＴ３のゲート、並びに外部ＥＣＵ４ａ及び制御部６ａの各出力端子は、ワイヤードＯＲに接続されている。即ち、外部ＥＣＵ４ａ及び制御部６ａの出力端子の両方又は何れかがＨレベルであれば、ＭＯＳＦＥＴ３はオンになり、外部ＥＣＵ４ａ及び制御部６ａの出力端子の両方がＬレベルであれば、ＭＯＳＦＥＴ３はオフになる。半導体装置及び制御装置のその他の構成は、実施の形態１で説明した構成と同様であるので、説明を省略する。
【００３５】
以下に、このような構成の半導体装置及び制御装置の動作を、それを示す図４のフローチャートを参照しながら説明する。
外部ＥＣＵ４ａは、スタータ２の始動を予め察知すると、ＭＯＳＦＥＴ３をオフにして、ＭＯＳＦＥＴ３がオフ状態であることを制御部６ａへ通知する。この状態で、ＭＯＳＦＥＴ３のソース側がドレイン側より高圧になると、寄生ダイオード１０を通じて電流が流れ、寄生ダイオード１０が発熱する。
【００３６】
制御部６ａは、常時、ＭＯＳＦＥＴ３がオフであるか否かを判定しており（Ｓ２１）、ＭＯＳＦＥＴ３がオフであれば、温度検出器５が検出した温度値Ｔを取得する（Ｓ２３）。制御部６ａは、ＭＯＳＦＥＴ３がオフでなければ、再度、ＭＯＳＦＥＴ３がオフであるか否かを判定する（Ｓ２１）。
制御部６ａは、取得した温度値Ｔ（Ｓ２３）が第１温度値Ｔ１以上であるか否かを判定し（Ｓ２５）、第１温度値Ｔ１以上でなければ、ＭＯＳＦＥＴ３がオフであるか否かを判定する（Ｓ２１）。
【００３７】
制御部６ａは、取得した温度値Ｔが第１温度値Ｔ１以上であれば（Ｓ２５）、ＭＯＳＦＥＴ３をオンにした（Ｓ２７）後、引続き温度検出器５が検出した温度値Ｔを取得する（Ｓ２９）。
制御部６ａは、取得した温度値Ｔ（Ｓ２９）が、第１温度値Ｔ１より低い第２温度値Ｔ２以下であるか否かを判定し（Ｓ３１）、第２温度値Ｔ２以下でなければ、再度、温度検出器５が検出した温度値Ｔを取得する（Ｓ２９）。
【００３８】
制御部６ａは、取得した温度値Ｔ（Ｓ２９）が第２温度値Ｔ２以下であれば（Ｓ３１）、ＭＯＳＦＥＴ３をオフにした（Ｓ３３）後、ＭＯＳＦＥＴ３がオフであるか否かを判定する（Ｓ２１）。この際、既にエンジンが始動し、外部ＥＣＵ４ａが、ＭＯＳＦＥＴ３をオンに復帰させていれば、制御部６ａのオフ動作に関係なく、ＭＯＳＦＥＴ３はオンに維持される。
【００３９】
尚、本実施の形態１，２では、ＭＯＳＦＥＴ３としてＮチャネルＭＯＳＦＥＴを使用した例を説明したが、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴを使用した場合でも、同様のことが可能である。
また、本実施の形態１，２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るべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４０】
１  補助バッテリ
２  スタータ
３  ＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）
４，４ａ  外部ＥＣＵ
５  温度検出器
６  制御部
６ａ  制御部（取得部、判定部）
７  主バッテリ
８  オルタネータ
９  カーナビゲーション（車載負荷）
１０  寄生ダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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