(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワートランジスタの電流監視回路の動作を試験する回路配置であって、該回路配置は、
該パワートランジスタと、
制御回路（ＳＴ）とを備え、
前記パワートランジスタは並列に接続された数個の単一トランジスタから成り、各トランジスタには前記パワートランジスタに与える全電流の一部が流れ、前記単一トランジスタの１つを流れる電流に比例する監視信号を前記電流監視回路に与え、この監視信号が所定のしきい値を超えると前記電流監視回路は警報信号を出すものであって、
前記単一トランジスタ群は、並列に接続された少数の単一トランジスタ（Ｔ１．１−Ｔ１．９）を含む小さいグループと並列に接続された多数の単一トランジスタ（Ｔ２．１，１−Ｔ２．９，９）を含む大きいグループに分割され、前記小さいグループの各単一トランジスタの制御電極には駆動信号（Ｎ）が与えられ、前記大きいグループの各単一トランジスタの制御電極には前記制御回路（ＳＴ）を介して前記駆動信号（Ｎ）が与えられ、それにより前記大きいグループの単一トランジスタは前記小さいグループの単一トランジスタとは互いに独立に駆動され、
前記監視信号を与える単一トランジスタ（ＴＳ）は前記小さいグループに属し、
更に、監視モードでは、前記２つのグループ内の単一トランジスタの数に関して減少させた電流（ＩＴ）だけをパワートランジスタ（ＴＳ，Ｔ１，Ｔ２）に与え、前記制御回路（ＳＴ）は単一トランジスタの前記大きいグループ（Ｔ２）への前記駆動信号（Ｎ）を遮断してオフの状態にすることを特徴とする回路配置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パワートランジスタの電流監視回路の動作を試験する回路配置に関するもので、パワートランジスタは並列に接続された数個の単一トランジスタから成り、各トランジスタにはパワートランジスタに与える全電流の一部が流れ、単一トランジスタの１つを流れる電流に比例する監視信号を電流監視回路に与え、この信号が所定のしきい値を超えると電流監視回路は警報信号を出す。
【０００２】
【従来の技術】
テキサス・インスツルメンツ社は、ＴＲＩＣＯ１０６という型名の上記の種類の集積回路を製作し販売している。これには、モータを流れる電流を制御するパワートランジスタを内蔵している。モータを流れる電流を監視するために電流監視回路を用いている。監視回路は比較器を備え、パワートランジスタを流れる電流すなわちモータを流れる電流が、所定の値を超えると必ず監視信号を出す。この回路内のこの集積回路、特に電流監視機能を監視するのは、これを完成してモータに高電流を実際に流して初めて可能になる。しかし半導体集積回路を製作する場合、製作のできるだけ初期の段階に、好ましくはボンディングや接触を行う前に、回路の少なくとも一部の動作をチェックすることが望ましい。このチェックには試験プローブを用い、これを半導体集積回路の、後の段階で接触させるボンド接触面に当て、試験中にこの接触面を通して電流と制御信号を与える。上に述べた既知の回路の場合は、試験プローブを用いてパワートランジスタの電流監視回路をチェックすることができない。その理由は試験プローブを用いると、接触面が小さいので１Ａ以上の電流を与えることができないからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがってこの発明の目的は、パワートランジスタの電流監視回路の動作を、ボンディングや接触を行う前でも半導体集積回路内でチェックすることができる、上記の回路配置を作ることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この問題を解決するための、上記の回路配置の特徴は、単一トランジスタ群を、並列に接続された少数の単一トランジスタを含むグループと並列に接続された多数の単一トランジスタを含むグループに分割して互いに独立に駆動できるようにし、監視信号を与える単一トランジスタを前記少数のグループに属させ、また制御回路を設けることにより、チェックモードでは前記２つのグループ内の単一トランジスタの数に関して減少させた電流だけをパワートランジスタに与え、単一トランジスタの前記大きいグループをオフの状態にすることである。
【０００５】
この発明の回路配置の機能を用いる際に、あるチェックモードでは電流監視回路には完成した回路の通常の動作の場合と全く同じ電流が流れるので、チェックモードと通常の動作では、監視回路の動作は同じである。これが可能なのは、チェックモードでもパワートランジスタを流れる電流はかなり小さいので、普通の試験プローブと手持ちの試験装置を用いてチェックすることができるからである。この発明の別の展開の利点はサブクレームに示す。
【０００６】
【発明の実施の形態】
【実施例】
図１に示す回路配置はパワートランジスタを備える。以下に詳細に説明するように、このパワートランジスタは並列に接続された多数の個々の単一トランジスタから成るが、説明の都合上ここでは３個の単一トランジスタＴ１，Ｔ２，ＴＳだけで構成する。トランジスタＴ２の活生面はトランジスタＴ１の活生面より数倍大きく、またトランジスタＴ１の活生面はトランジスタＴＳの活生面より数倍大きい。
【０００７】
また図１の回路配置は、入力ＮとＴを持つ制御回路ＳＴを備える。制御回路内には入力Ｔの信号に従って開状態と閉状態に切り替わるスイッチがあり、このスイッチにより、制御回路の入力Ｎに入る制御信号を、線ＧＬ１を通してトランジスタＴＳとＴ１のゲート端子だけに送り（スイッチＳＷが開状態のとき）、または更に線ＧＬ２を通して３個のトランジスタＴＳ，Ｔ１，Ｔ２全てのゲート端子に同時に送る（スイッチＳＷが閉状態のとき）ことができる。
【０００８】
この回路配置により、たとえば端子Ａに接続する負荷（図示せず）を流れる電流Ｉを、制御回路ＳＴの入力Ｎに与える信号を用いてオンまたはオフに切り替えることができる。このスイッチＳＷは以下に詳細に述べる動作モードを行うためだけに用いられる。
【０００９】
図に示すように、抵抗ＲＳをトランジスタＴＳのソース線に挿入してトランジスタＴＳのソース端子の接合部に接続する。抵抗ＲＳは比較器Ｋの一方の入力に接続され、比較器Ｋの他方の入力は基準電圧Ｖｒｅｆを受ける。この回路配置では、抵抗ＲＳの電圧降下が基準電圧Ｖｒｅｆを超える（それは同時にトランジスタＴＳと抵抗ＲＳを流れる電流は所定のしきい値より高くなることを意味する）と、比較器は必ず警報信号をその出力Ｂに出す。
【００１０】
すでに述べたように、通常の動作では制御回路ＳＴ内のスイッチＳＷは入力Ｔへの対応する信号により閉じているので、３個のトランジスタＴＳ，Ｔ１，Ｔ２は並列に接続されている。制御回路ＳＴの入力Ｎに信号が入ると３個のトランジスタは導通し、端子Ａに接続する負荷（図示せず）を通って、電流ＩＮがトランジスタを経て接地に流れる。負荷電流の大部分、すなわち電流Ｉ１ＮとＩ２Ｎ、は２個のトランジスタＴ１とＴ２を流れ、電流のごく一部ＩＳＮがトランジスタＴＳを流れる。それは、ＴＳの活生面が他の２個のトランジスタＴ１とＴ２の活生面よりかなり小さいからである。トランジスタＴＳは電流センサとしてだけ働き、これにより比較器Ｋは、流れる電流ＩＳＮが所定のしきい値を超えると警報信号を出す。各トランジスタは並列に接続されているので、トランジスタＴＳを流れる電流は他の２個のトランジスタを流れる電流に常に比例し、したがってパワートランジスタを流れる全電流に関する情報を、ＴＳを流れる電流から得ることができる。
【００１１】
上に説明した回路配置を半導体集積回路の構成部分として製作する際に、トランジスタＴＳと抵抗ＲＳと比較器Ｋから成る電流監視回路が、トランジスタＴＳと抵抗ＲＳを流れる電流が所望のしきい値になると警報信号を実際に出すかどうかを、製作のできるだけ早い段階でチェックできることが望ましい。集積回路のボンディングと接触がまだ終わっていない場合は、集積回路のボンディング面に試験プローブを置き、対応する電流と電圧を与えてチェックを行うしかない。与える電流は１Ａ以下の値に制限しなければならない。それは、電流が１Ａより大きいと試験プローブおよび／またはボンド接触面で誤動作を起こすからである。図１に示す回路配置を用いると、端子Ａに与える電流が、回路配置が正常に動作しているときにパワートランジスタに流れる電流よりかなり小さいときでも、電流監視回路の動作を試験することができる。
【００１２】
チェックを行うには、制御回路ＳＴの入力Ｔに制御信号を与えてスイッチＳＷを開状態にする。こうするとトランジスタＴ２は非導通になるので、Ｔ２には電流が流れなくなる。ここでトランジスタＴ２，Ｔ１，ＴＳの活生面の比を９０：９：１と仮定する。試験プローブを経て端子Ａに与える電流を減少させて、全ての活生面の和とトランジスタＴＳとＴ１の活生面の和との比になるようにすると、すなわち一般に次式になるようにすると、
【数１】
0004117917.tif 000002
ただし、ＦＳはトランジスタＴＳの活生面
Ｆ１はトランジスタＴ１の活生面
Ｆ２はトランジスタＴ２の活生面
ＩＮは通常の動作中に流れる電流
ＩＴはチェック動作中に流れる電流
電流センサとして働くトランジスタＴＳを流れる電流ＩＳＴの大きさは、通常の動作中に流れる電流ＩＳＮと同じである。トランジスタＴ１を流れる電流Ｉ１Ｎ、Ｉ１Ｔも、両動作モードで同じである。
【００１３】
端子Ａに与える電流を少し変えることにより、トランジスタＴＳを流れる電流が所定のしきい値を超えたときに警報信号が比較器Ｋの出力Ｂに出るか、またはしきい値に達しなければ警報が出ないかを試験することができる。
【００１４】
チェックモードでは、図１にトランジスタＴ１で示すパワートランジスタの一部も活生化される。トランジスタＴ１により、比較器でのチェックの精度が向上する。それは、パワートランジスタへの影響はチェック工程に含まれているからである。この影響の詳細について、図２を用いて説明する。
【００１５】
図２において、パワートランジスタは大きさが等しい多数の単一トランジスタＴＳ、Ｔ１．１からＴ１．９、Ｔ２．１．１からＴ２．９，９、から成る。各トランジスタのソース端子とドレン端子は、それぞれ共通のソース線Ｓと共通のドレン線Ｄに接続する。図２に太線で示す第１グループの単一トランジスタＴ１．１からＴ１．９のゲート端子は共通のゲート線ＧＬ１に接続し、第２グループの単一トランジスタＴ２．２．１からＴ２．９，９のゲート端子は共通のゲート線ＧＬ２に接続する。対応する線は図１にも示されている。
【００１６】
パワートランジスタは、実際は等しい活生面を持つ例えば１００個の単一トランジスタから成り、これを分割して、たとえば９０個の単一トランジスタを並列に接続して図１にＴ２で示すトランジスタとし、１０個の単一トランジスタを並列に接続してグループ化し、その中の９個を図１に示すトランジスタＴ１とし、１個を電流センサ用トランジスタＴＳとする。
【００１７】
図２に略図で示すように、小グループを形成する単一トランジスタＴ１．１からＴ１．９は、できればパワートランジスタが形成される半導体基板の表面上にトランジスタを均一に分配したものにする。このようにすれば、単一トランジスタの活生ゾーンのドーピングに関しても、これらの単一トランジスタの大きさに関しても、ばらつきを最もよく補償することができる。
【００１８】
具体的に、通常の動作でパワートランジスタを流れる電流ＩＮが１０Ａであれば、各単一トランジスタを流れる電流ＩＴはＩＮの１００分の１、すなわち１００ｍＡである。比較器Ｋは基準電圧Ｖｒｅｆを受け、トランジスタＴＳを流れる電流ＩＳＴが１００ｍＡを超えると必ず警報信号を出すようにする。図１で説明したように比較器Ｋをチェックする場合は、単一トランジスタの大きいグループＴ２は制御回路ＳＴにより非導通にされる。従って１Ａの電流が試験プローブから与えるとこの電流はそれぞれ１００ｍＡに分割され、チェックモードで導通しているトランジスタを流れる。試験する回路の試験プローブに問題が生じないようにするためには１Ａに減少させた電流を試験プローブを介して与えなければならないが、このようにすれば、通常の動作中と同じ電流値ＩＳＴで比較器Ｋの応答をチェックすることができる。
【００１９】
ここに説明した回路配置は多数の単一ＤＭＯＳ電界効果トランジスタから成るパワートランジスタを備えるが、他の種類のトランジスタを用いて製作することもできる。
【００２０】
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
１．  パワートランジスタの電流監視回路の動作を試験する回路配置であって、前記パワートランジスタは並列に接続された数個の単一トランジスタから成り、各トランジスタには前記パワートランジスタに与える全電流の一部が流れ、前記単一トランジスタの１つを流れる電流に比例する監視信号を電流監視回路に与え、この監視信号が所定のしきい値を超えると前記電流監視回路は警報信号を出すものであって、前記単一トランジスタ群は、並列に接続された少数の単一トランジスタ（Ｔ１．１−Ｔ１．９）を含むグループと並列に接続された多数の単一トランジスタ（Ｔ２．１，１−Ｔ２．９，９）を含むグループに分割されて互いに独立に駆動され、前記監視信号を与える単一トランジスタ（ＴＳ）は前記小グループに属し、更に、制御回路（ＳＴ）を設けることにより、監視モードでは前記２つのグループ内の単一トランジスタの数に関して減少させた電流（ＩＴ）だけをパワートランジスタ（ＴＳ，Ｔ１，Ｔ２）に与え、単一トランジスタの前記大きいグループをオフの状態にするようにした、回路配置。
【００２１】
２．  前記パワートランジスタの単一トランジスタは半導体基板の表面上に形成し、また前記両グループの単一トランジスタを前記パワートランジスタが形成されている表面上に均一に分配することを特徴とする、第１項記載の回路配置。
【００２２】
３．  前記電流監視回路は比較器（Ｋ）を備え、前記比較器（Ｋ）は、第１入力に前記単一トランジスタの１つを流れる電流に比例する監視信号を受け、第２入力に基準信号（Ｖｒｅｆ）を受けて、前記監視信号と前記基準信号とを比べて警報信号を出すことを特徴とする、第１項または第２項記載の回路配置。
【００２３】
４．  前記単一トランジスタのリード線に抵抗（ＲＳ）を挿入し、これを用いて監視信号を出すこと、及び、前記監視信号はこの抵抗での電圧降下であることを特徴とする、前記各項の１つに記載の回路配置。
【００２４】
５．  この発明は、パワートランジスタの電流監視回路の動作を試験する回路配置に関する。前記パワートランジスタは並列に接続された同じ大きさの数個の単一トランジスタから成り、各トランジスタには前記パワートランジスタに与える全電流の一部が流れる。前記単一トランジスタ群の１つを流れる電流に比例する監視信号を電流監視回路に与え、この監視信号が所定のしきい値を超えると電流監視回路は警報信号を出す。前記単一トランジスタを、並列に接続された少数の単一トランジスタ（Ｔ１．１−Ｔ１．９）を含むグループと並列に接続された多数の単一トランジスタ（Ｔ２．１，１−Ｔ２．９，９）を含むグループに分割して互いに独立に駆動できるようにする。ただし前記監視信号を与える単一トランジスタ（ＴＳ）は前記小グループに属している。制御回路（ＳＴ）を設けることにより、監視モードでは前記２つのグループ内の単一トランジスタの数に関して減少させた電流だけをパワートランジスタ（ＴＳ，Ｔ１，Ｔ２）に与え、単一トランジスタの前記大きいグループをオフの状態にする。
【図面の簡単な説明】
この発明の実例を、以下の図を参照して詳細に説明する。
【図１】この発明を実施する好ましい形態の、回路配置の簡単な回路図。
【図２】図１の回路配置の、パワートランジスタの詳細を示す回路図。
【符号の説明】
ＳＴ  制御回路
ＴＳ  電流センサ用トランジスタ
Ｔ１，Ｔ２  単一トランジスタから成るトランジスタグループ
ＲＳ  抵抗
Ｋ  比較器
【図１】
0004117917.tif 000003
【図２】
0004117917.tif 000004