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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6194959
(24)【登録日】2017年8月25日
(45)【発行日】2017年9月13日
(54)【発明の名称】駆動回路および半導体装置
(51)【国際特許分類】
H03K 17/16 20060101AFI20170904BHJP
H03K 17/687 20060101ALI20170904BHJP
【ＦＩ】
H03K17/16 D
H03K17/687 F
【請求項の数】13
【全頁数】19
(21)【出願番号】特願2015-538962(P2015-538962)
(86)(22)【出願日】2014年6月26日
(86)【国際出願番号】JP2014067038
(87)【国際公開番号】WO2015045534
(87)【国際公開日】20150402
【審査請求日】2015年10月14日
(31)【優先権主張番号】特願2013-201784(P2013-201784)
(32)【優先日】2013年9月27日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000005234
【氏名又は名称】富士電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100092152
【弁理士】
【氏名又は名称】服部 毅巖
(72)【発明者】
【氏名】大橋 英知
(72)【発明者】
【氏名】赤羽 正志
【審査官】
白井 亮
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００３−０７９１３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００３−１０１３９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００７−２４３２５４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０３Ｋ １７／１６
Ｈ０３Ｋ １７／６８７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハイサイドパワーデバイスを駆動するハイサイド駆動回路と、
外部から入力された論理入力信号の第１のエッジおよび第２のエッジに基づいて前記ハイサイドパワーデバイスをオンさせるセット信号およびオフさせるリセット信号を生成するパルス生成回路と、
前記セット信号および前記リセット信号を前記ハイサイド駆動回路に伝達するレベルシフト回路と、
ハイサイド基準電位またはハイサイド電源電位とするハイサイド電位を検出するハイサイド電位検出回路と、
前記ハイサイド電位検出回路が検出した前記ハイサイド電位の変化に基づきイベント信号を出力するハイサイド電位判定回路と、
を備え、前記ハイサイド電位判定回路が出力した前記イベント信号と前記論理入力信号に応じて前記パルス生成回路は前記リセット信号を再生成するようにしたことを特徴とする駆動回路。
外部から入力された論理入力信号の第１のエッジおよび第２のエッジに基づいて前記ハイサイドパワーデバイスをオンさせるセット信号およびオフさせるリセット信号を生成するパルス生成回路と、
前記セット信号および前記リセット信号を前記ハイサイド駆動回路に伝達するレベルシフト回路と、
ハイサイド基準電位またはハイサイド電源電位とするハイサイド電位を検出するハイサイド電位検出回路と、
前記ハイサイド電位検出回路が検出した前記ハイサイド電位の変化に基づきイベント信号を出力するハイサイド電位判定回路と、
を備え、前記ハイサイド電位判定回路が出力した前記イベント信号と前記論理入力信号に応じて前記パルス生成回路は前記リセット信号を再生成するようにしたことを特徴とする駆動回路。
【請求項2】
前記イベント信号が、前記論理入力信号によって定まる通常の状態では発生しないときに生成されると、前記パルス生成回路は前記リセット信号を再生成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の駆動回路。
【請求項3】
前記イベント信号は、前記論理入力信号の前記第１のエッジをトリガにして前記ハイサイド電位が変化する第１の方向への前記ハイサイド電位の変化に基づいて出力されることを特徴とする請求項１記載の駆動回路。
【請求項4】
前記ハイサイド電位検出回路は、ハイサイド回路の高耐圧領域に電界緩和を目的に形成される抵抗性フィールドプレートを備え、前記抵抗性フィールドプレートの一端を前記ハイサイド電位に接続し、他端をローサイドの基準電位に接続し、中間の分岐点を出力端子としたことを特徴とする請求項１記載の駆動回路。
【請求項5】
前記ハイサイド電位検出回路は、前記ハイサイド電位がローサイドの基準電位を境に変化したときにオン状態またはオフ状態に切り換わるように構成されたバイポーラトランジスタを備えていることを特徴とする請求項１記載の駆動回路。
【請求項6】
前記ハイサイド電位判定回路は、グランド電位を基準としたローサイドの基準電位側に設置されていることを特徴とする請求項１記載の駆動回路。
【請求項7】
前記ハイサイド電位判定回路は、前記ハイサイド電位の絶対値に基づいて前記レベルシフト回路の誤動作を判定する第１の回路および前記ハイサイド電位のｄＶ／ｄｔに基づいて前記レベルシフト回路の誤動作を判定する第２の回路の少なくとも一方を備えていることを特徴とする請求項１記載の駆動回路。
【請求項8】
前記第１の回路は、前記ハイサイド電位検出回路によって検出された前記ハイサイド電位に相当する電位を所定の基準電位と比較する比較器と、前記比較器の出力信号の第１のエッジに基づいて所定の時間幅の前記イベント信号を出力するエッジトリガ回路とを備えていることを特徴とする請求項７記載の駆動回路。
【請求項9】
前記第１の回路は、前記ハイサイド電位検出回路によって検出された前記ハイサイド電位に相当する電位を所定の基準電位と比較する比較器と、前記比較器の出力信号の第１のエッジに基づいて所定の時間幅の第１のイベント信号を出力する第１のエッジトリガ回路と、前記比較器の出力信号を反転した信号の第１のエッジに基づいて所定の時間幅の第２のイベント信号を出力する第２のエッジトリガ回路とを備えていることを特徴とする請求項７記載の駆動回路。
【請求項10】
前記第２の回路は、前記ハイサイド電位検出回路によって検出された前記ハイサイド電位に相当する電位の変化を伝達するコンデンサと、前記コンデンサを介して伝達された前記ハイサイド電位に相当する電位の変化を所定の第１の基準電位と比較する第１の比較器と、前記コンデンサを介して伝達された前記ハイサイド電位に相当する電位の変化を所定の第２の基準電位と比較する第２の比較器と、前記第１の比較器の出力と前記第２の比較器の出力とを論理演算して前記イベント信号を出力する回路と、を備えていることを特徴とする請求項７記載の駆動回路。
【請求項11】
前記第２の回路は、前記ハイサイド電位検出回路によって検出された前記ハイサイド電位に相当する電位の変化を伝達するコンデンサと、前記コンデンサを介して伝達された前記ハイサイド電位に相当する電位の変化を所定の第１の基準電位と比較して第１のイベント信号を出力する第１の比較器と、前記コンデンサを介して伝達された前記ハイサイド電位に相当する電位の変化を所定の第２の基準電位と比較して第２のイベント信号を出力する第２の比較器とを備えていることを特徴とする請求項７記載の駆動回路。
【請求項12】
前記パルス生成回路は、前記論理入力信号に基づく前記セット信号および前記リセット信号の生成を、前記イベント信号に基づく前記セット信号または前記リセット信号の生成に優先して実施するようにしたことを特徴とする請求項１記載の駆動回路。
【請求項13】
請求項１記載の駆動回路を備えていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は駆動回路および半導体装置に関し、特にトーテムポール接続された２つのパワーデバイスのうちハイサイド側のパワーデバイスを駆動する駆動回路および半導体装置に関する。【背景技術】
【0002】
インバータまたはコンバータにおいては、パワーデバイスをトーテムポール接続し、ハイサイドおよびローサイドのパワーデバイスをそれぞれ駆動回路によって駆動する回路構成が採られている。ハイサイド用の駆動回路として、ＨＶドライバＩＣ（ＨＶＩＣ）が知られている。【0003】
ＨＶドライバＩＣは、ハイサイドのパワーデバイスをオンまたはオフさせる信号を生成するパルス生成回路と、レベルシフト回路と、このレベルシフト回路を介して伝達された信号によってハイサイドのパワーデバイスを駆動するハイサイド駆動回路とを備えている。レベルシフト回路は、パルス生成回路によってグランド電位を基準に生成された信号をレベルシフトしてハイサイドに設置されたハイサイド駆動回路に伝達するものである。このとき、レベルシフト回路では、グランド電位とＨＶドライバＩＣのハイサイド電源電位の間で変化する振幅の信号が発生している。ハイサイド駆動回路は、そのような振幅の電圧を受け入れてハイサイドのパワーデバイスをオンまたはオフ駆動を行う。【0004】
ところで、ローサイドのパワーデバイスとハイサイドのパワーデバイスとの接続点、すなわち、トーテムポールの中点は、負荷に接続されている。そのため、そのトーテムポールの中点に負荷および寄生インダクタンスに起因する外来ノイズが重畳されてしまうことがある。このようなとき、トーテムポールの中点電位がオーバーシュートやアンダーシュート状態となるため、トーテムポールの中点電位は、ハイサイドのパワーデバイスの高圧電位以上の電位になったり、グランド電位以下の電位になったりする。【0005】
トーテムポールの中点電位がグランド電位よりも低くなるタイミングのときに、パルス生成回路から信号が出力されるようなことがあると、レベルシフト回路は、その信号を正常にハイサイド駆動回路に伝達することができなくなってしまう。その場合、ハイサイドのパワーデバイスは、オフすべきタイミングにオフできずにオンのままであったり、オンすべきタイミングにオンできずにオフのままであったりして、本来のスイッチング機能を維持することができなくなってしまう。【0006】
ここで、オフすべきタイミングにオフすることができなくなることに対応した技術（たとえば、特許文献１参照）およびオンすべきタイミングにオンすることができなくなることに対応した技術（たとえば、特許文献２参照）が知られている。特許文献１の技術によれば、第１のオフパルス信号を出力してから所定時間経過後に第２のオフパルス信号を出力するようにしている。これにより、第１のオフパルス信号がレベルシフト回路を正常に伝達できなかったとしても、第２のオフパルス信号がレベルシフト回路を正常に伝達できるようにしている。特許文献２の技術も同様に、第１のオンパルス信号を出力してから所定時間経過後に第２のオンパルス信号を出力するようにしている。これにより、第１のオンパルス信号がレベルシフト回路を正常に伝達できなかったとしても、第２のオンパルス信号がレベルシフト回路を正常に伝達できるようにしている。【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２００４−１２０１５２号公報
【特許文献2】特開２００５−１３０３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、従来の技術では、第１のオフまたはオンパルス信号を出力してから所定時間経過後に第２のオフまたはオンパルス信号を機械的に出力しているだけである。そのため、所定時間経過した時点でも新たな外来ノイズが発生する可能性はあるので、本質的に誤動作を完全に回避できないという課題は残されている。【0009】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ハイサイドのパワーデバイスをオフまたはオン状態にする信号がレベルシフト回路で正常に伝達できなくなった場合でも誤動作を確実に回避できる駆動回路および半導体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】
【0010】
本発明では上記の課題を解決するために、駆動回路が提供される。この駆動回路は、ハイサイドパワーデバイスを駆動するハイサイド駆動回路と、外部から入力された論理入力信号の第１のエッジおよび第２のエッジに基づいてハイサイドパワーデバイスをオンさせるセット信号およびオフさせるリセット信号を生成するパルス生成回路と、セット信号およびリセット信号をハイサイド駆動回路に伝達するレベルシフト回路と、ハイサイド基準電位またはハイサイド電源電位とするハイサイド電位を検出するハイサイド電位検出回路と、ハイサイド電位検出回路が検出したハイサイド電位の変化に基づきイベント信号を出力するハイサイド電位判定回路と、を備え、ハイサイド電位判定回路が出力したイベント信号と外部から入力された論理入力信号に応じてパルス生成回路はリセット信号を再生成するようにしたことを特徴とする。
【0011】
また、本発明では、上記の駆動回路を備えた半導体装置が提供される。このような駆動回路および半導体装置によれば、ハイサイド電位判定回路がハイサイド電位の変化に基づくイベント信号を出力し、イベント信号と外部から入力された論理入力に応じて、再度、リセット信号を生成するようにした。これにより、オフ状態に遷移すべきであったハイサイドパワーデバイスを確実にオフ状態に制御することができる。
【発明の効果】
【0012】
上記構成の駆動回路および半導体装置は、レベルシフト回路がハイサイドのパワーデバイスをオンまたはオフ状態にするセットまたはリセット信号を正常に伝達できていない場合を判定してリセット信号を再生成するようにしたので、機能的に誤動作を防ぐことができるという利点がある。また、セット信号に関しても、同様に再生成を可能にすることができ、機能的に誤動作を防ぐことができる。【0013】
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】第１の実施の形態に係る半導体装置を示す回路図である。
【図2】パルス生成回路の一例を示す回路図である。
【図3】立上りエッジトリガ回路の一例を示す回路図である。
【図4】ハイサイド電位判定回路の一例を示す回路図である。
【図5】半導体装置の通常のスイッチング動作時における要部波形を示す図である。
【図6】半導体装置の外来ノイズによるスイッチング動作の要部波形を示す図である。
【図7】第２の実施の形態に係る半導体装置を示す回路図である。
【図8】第３の実施の形態に係る半導体装置のハイサイド電位判定回路の構成例を示す回路図である。
【図9】第３の実施の形態に係る半導体装置のスイッチング動作時における要部波形を示す図である。
【図10】第４の実施の形態に係る半導体装置のハイサイド電位判定回路の構成例を示す回路図である。
【図11】第５の実施の形態に係る半導体装置のハイサイド電位判定回路の構成例を示す回路図である。
【図12】第５の実施の形態に係る半導体装置のパルス生成回路の構成例を示す回路図である。
【図13】第５の実施の形態に係る半導体装置の要部動作波形を示す図である。
【図14】第６の実施の形態に係る半導体装置のハイサイド電位判定回路の構成例を示す回路図である。
【図15】第６の実施の形態に係る半導体装置の要部動作波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態について、ＨＶドライバＩＣに適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。なお、各実施の形態は、矛盾のない範囲で複数の実施の形態を適宜組み合わせて実施することができる。【0016】
図１は第１の実施の形態に係る半導体装置を示す回路図、図２はパルス生成回路の一例を示す回路図、図３は立上りエッジトリガ回路の一例を示す回路図、図４はハイサイド電位判定回路の一例を示す回路図である。【0017】
第１の実施の形態に係る半導体装置は、図１に示したように、トーテムポール接続されたハイサイドパワーデバイスＨＱおよびローサイドパワーデバイスＬＱを有している。本実施の形態では、ハイサイドパワーデバイスＨＱおよびローサイドパワーデバイスＬＱは、それぞれパワーＭＯＳトランジスタで構成しているが、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）のような他のデバイスであってもよい。ハイサイドパワーデバイスＨＱのドレインは、高圧電源１０の正極端子に接続され、ローサイドパワーデバイスＬＱのソースおよび高圧電源１０の負極端子は、グランドＧＮＤに接続されている。ローサイドパワーデバイスＬＱのソースは抵抗を介してグランドＧＮＤに接続されてもよい。ハイサイドパワーデバイスＨＱのソースとローサイドパワーデバイスＬＱのドレインとの接続点、すなわち、トーテムポールの中点は、負荷１１に接続されている。【0018】
ハイサイドパワーデバイスＨＱのゲートは、ハイサイド駆動回路１２の出力端子ＨＯ（その電位信号であるハイサイド出力信号もＨＯと記す）に接続され、ローサイドパワーデバイスＬＱのゲートは、ローサイド駆動回路１３の出力端子ＬＯに接続されている。ハイサイド駆動回路１２は、その基準電位端子がトーテムポールの中点およびハイサイド電源１４の負極端子に接続され、電源端子がハイサイド電源１４の正極端子に接続されている。ローサイド駆動回路１３は、その基準電位端子がグランドＧＮＤおよびローサイド電源１５の負極端子に接続され、電源端子がローサイド電源１５の正極端子に接続されている。ここで、ローサイド電源電位は、グランドＧＮＤを基準としたＶＣＣで示され、ハイサイド基準電位およびハイサイド電源電位は、それぞれグランドＧＮＤを基準としたＶＳ，ＶＢで示している。【0019】
半導体装置は、また、パルス生成回路１６と、レベルシフト回路１７と、ハイサイド電位検出回路１８と、ハイサイド電位判定回路１９とを備えている。パルス生成回路１６は、外部からハイサイド制御用の論理入力信号ＨＩＮを入力し、セット信号ＳＥＴおよびリセット信号ＲＥＳＥＴを生成する。具体的には、図２に示したように、パルス生成回路１６は、論理入力信号ＨＩＮを入力し、セット信号ＳＥＴを出力する立上りエッジトリガ回路２０を備えている。パルス生成回路１６は、また、インバータ２１と、立上りエッジトリガ回路２２と、ＯＲ回路２３と、ＡＮＤ回路２４とを備えている。インバータ２１の入力は、論理入力信号ＨＩＮの入力端子に接続され、インバータ２１の出力は、立上りエッジトリガ回路２２の入力とＡＮＤ回路２４の一方の入力とに接続されている。立上りエッジトリガ回路２２の出力は、ＯＲ回路２３の一方の入力に接続され、ＯＲ回路２３の出力は、リセット信号ＲＥＳＥＴの出力端子を構成している。ＡＮＤ回路２４の他方の入力は、ハイサイド電位判定回路１９から出力されるイベント信号ＥＶＥＮＴの入力端子に接続され、ＡＮＤ回路２４の出力は、ＯＲ回路２３の他方の入力に接続されている。
【0020】
立上りエッジトリガ回路２０は、図３に示したように、入力が論理入力信号ＨＩＮの入力端子に接続されたインバータ２５を備えている。このインバータ２５の出力は、ｎＭＯＳトランジスタ２６およびｐＭＯＳトランジスタ２７のゲートに接続されている。ｎＭＯＳトランジスタ２６のソースは、グランドＧＮＤに接続され、ｎＭＯＳトランジスタ２６のドレインは、ｐＭＯＳトランジスタ２７のドレインに接続されている。ｐＭＯＳトランジスタ２７のソースは、ローサイド電源電位ＶＣＣを供給するローサイド電源１５の正極端子に接続されている。ｎＭＯＳトランジスタ２６およびｐＭＯＳトランジスタ２７からなるインバータ回路の出力は、コンデンサ２８の一端に接続され、コンデンサ２８の他端は、グランドＧＮＤに接続されている。インバータ回路の出力は、また、比較器２９の一方の入力に接続されている。比較器２９の他方の入力には、基準電圧源３０の正極端子に接続され、基準電圧源３０の負極端子は、グランドＧＮＤに接続されている。比較器２９の出力は、インバータ３１の入力に接続され、インバータ３１の出力は、ＡＮＤ回路３２の一方の入力に接続され、ＡＮＤ回路３２の他方の入力は、論理入力信号ＨＩＮの入力端子に接続されている。ＡＮＤ回路３２の出力は、セット信号ＳＥＴを出力する出力端子を構成している。【0021】
なお、ここでは、立上りエッジトリガ回路２０の具体例について説明したが、立上りエッジトリガ回路２２においても、同じ構成を有している。したがって、以下の立上りエッジトリガ回路２２の動作説明には、図３を参照することにする。立上りエッジトリガ回路２２の入力は、論理入力信号ＨＩＮを論理反転した信号となり、出力は、ＯＲ回路２３を介してリセット信号ＲＥＳＥＴとなる。また、このパルス生成回路１６は、外部からハイサイド制御用の論理入力信号ＨＩＮを入力しているが、ローサイド制御用の論理入力信号ＬＩＮについては、外部からローサイド駆動回路１３に直接入力されている。【0022】
レベルシフト回路１７は、高耐圧のＭＯＳトランジスタＨＶＮ１，ＨＶＮ２と、抵抗ＬＳＲ１，ＬＳＲ２と、クランプ用のダイオードＤ１，Ｄ２とを有している。ＭＯＳトランジスタＨＶＮ１，ＨＶＮ２のゲートは、それぞれパルス生成回路１６のセット信号出力端子およびリセット信号出力端子に接続されている。ＭＯＳトランジスタＨＶＮ１，ＨＶＮ２のドレインは、それぞれ抵抗ＬＳＲ１，ＬＳＲ２の一端に接続され、抵抗ＬＳＲ１，ＬＳＲ２の他端は、ハイサイド駆動回路１２の電源端子に接続されている。ＭＯＳトランジスタＨＶＮ１，ＨＶＮ２のドレインと抵抗ＬＳＲ１，ＬＳＲ２との接続点は、それぞれハイサイド駆動回路１２の入力端子に接続されるとともに、ダイオードＤ１，Ｄ２のカソード端子に接続されている。ダイオードＤ１，Ｄ２のアノード端子は、トーテムポールの中点に接続されている。ＭＯＳトランジスタＨＶＮ１，ＨＶＮ２のソースは、グランドＧＮＤに接続されている。【0023】
ハイサイド電位検出回路１８は、ハイサイドの電位、図示の例では、ハイサイド基準電位ＶＳを検出するもので、本実施の形態では、検出手段として抵抗性フィールドプレート（ＲＦＰ：Resistant Field Plate）を利用している。この抵抗性フィールドプレートは、ハイサイド回路の高耐圧領域デバイスにおいて、耐圧領域ＨＶＪＴ（High Voltage Junction Terminal）の電界緩和を目的に形成されているものである（たとえば、国際公開第２０１３／０６９４０８号公報参照）。ハイサイド電位検出回路１８は、抵抗性フィールドプレートに分岐点を設けて２つの抵抗ＲＦＰ１，ＲＦＰ２に分割し、一方の端子は、トーテムポールの中点に接続され、他方の端子は、グランドＧＮＤに接続されている。抵抗性フィールドプレートの分岐点は、ハイサイド電位判定回路１９の入力端子に接続され、ハイサイド基準電位ＶＳの変化を表す検出信号ＳＥＮＳＥを出力するようにしている。【0024】
ハイサイド電位判定回路１９は、ハイサイド電位検出回路１８が検出した検出信号ＳＥＮＳＥを入力し、ハイサイド電位、ここでは、ハイサイド基準電位ＶＳが外来ノイズの影響を受けて変化しているかどうかを判定するための信号ＥＶＥＮＴを生成する。このハイサイド電位判定回路１９は、図４に示したように、２つの保護用ダイオード４１，４２と、比較器４３と、基準電圧源４４と、インバータ４５と、立上りエッジトリガ回路４６とを備えている。また、ハイサイド電位判定回路１９は、ハイサイド電位検出回路１８とともに、グランドＧＮＤの電位を基準としたローサイドの電位側に設置してある。【0025】
検出信号ＳＥＮＳＥの入力端子は、保護用ダイオード４１のカソードと、保護用ダイオード４２のアノードと、比較器４３の一方の入力に接続されている。保護用ダイオード４１のアノードは、グランドＧＮＤに接続され、保護用ダイオード４２のカソードは、ローサイド電源電位ＶＣＣに接続されている。比較器４３の他方の入力は、基準電圧源４４の正極端子に接続され、基準電圧源４４の負極端子は、グランドＧＮＤに接続されている。比較器４３の出力は、インバータ４５を介して立上りエッジトリガ回路４６の入力に接続され、立上りエッジトリガ回路４６の出力は、イベント信号ＥＶＥＮＴを出力する出力端子を構成している。立上りエッジトリガ回路４６は、図３に示した立上りエッジトリガ回路２０と同じ回路構成を有しており、したがって、以下の立上りエッジトリガ回路４６の動作説明には、図３を参照することにする。このとき、立上りエッジトリガ回路４６の入力は、比較器４３の出力信号ＭＰＬＳの反転信号となり、出力は、イベント信号ＥＶＥＮＴとなる。【0026】
次に、以上の構成を有する半導体装置の動作について説明する。図５は半導体装置の通常のスイッチング動作時における要部波形を示す図、図６は半導体装置の外来ノイズによるスイッチング動作の要部波形を示す図である。
【0027】
まず、パルス生成回路１６には、ハイサイド制御用の論理入力信号ＨＩＮが入力され、ローサイド駆動回路１３には、ローサイド制御用の論理入力信号ＬＩＮが入力されている。論理入力信号ＨＩＮおよび論理入力信号ＬＩＮは、ハイサイドパワーデバイスＨＱおよびローサイドパワーデバイスＬＱが同時にオン状態になることがないようにデッドタイムが設定されている。【0028】
論理入力信号ＨＩＮが入力されると、パルス生成回路１６では、立上りエッジトリガ回路２０が論理入力信号ＨＩＮの立上りエッジをトリガとしてセット信号ＳＥＴを出力する（図５のＨＩＮの立上りエッジでハイ（Ｈ）レベルとなるＳＥＴを参照）。すなわち、図３の立上りエッジトリガ回路２０では、論理入力信号ＨＩＮがロー（Ｌ）レベルのとき、インバータ２５の出力がＨレベルとなり、ｎＭＯＳトランジスタ２６がオン状態（ｐＭＯＳトランジスタ２７はオフ状態）になっている。これにより、コンデンサ２８の電荷が放電されているので、比較器２９の出力はＬレベル、インバータ３１の出力はＨレベルとなるが、論理入力信号ＨＩＮがＬレベルなので、ＡＮＤ回路３２は、Ｌレベルのセット信号ＳＥＴを出力する。論理入力信号ＨＩＮがＨレベルになると、インバータ３１からＨレベルを受けているＡＮＤ回路３２は、Ｈレベルのセット信号ＳＥＴを出力する。このとき、インバータ２５の出力がＬレベルとなり、ｐＭＯＳトランジスタ２７がオン状態（ｎＭＯＳトランジスタ２６がオフ状態）になって、コンデンサ２８を充電する。コンデンサ２８の容量等によって決まる所定時間後にコンデンサ２８の充電電位が基準電圧源３０の電位を超えると、比較器２９の出力はＨレベル、インバータ３１の出力はＬレベルとなる。これにより、ＡＮＤ回路３２は、Ｈレベルの論理入力信号ＨＩＮをブロックし、Ｌレベルのセット信号ＳＥＴを出力する。つまり、セット信号ＳＥＴは、所定時間幅を有するパルス信号で出力される。【0029】
セット信号ＳＥＴが出力されると、レベルシフト回路１７のＭＯＳトランジスタＨＶＮ１がオン状態となり、抵抗ＬＳＲ１とＭＯＳトランジスタＨＶＮ１との接続点の電圧降下をハイサイド駆動回路１２が検出すると、ハイサイド出力信号ＨＯは、ハイサイド基準電位ＶＳから高電位状態になる。これにより、ハイサイドパワーデバイスＨＱは、オン状態（このとき、ローサイドパワーデバイスＬＱは、オフ状態にある）に遷移し、ハイサイド基準電位ＶＳが高くなって負荷１１に電流が供給される。【0030】
一方、論理入力信号ＨＩＮがＨレベルからＬレベルになると、パルス生成回路１６では、立上りエッジトリガ回路２２がインバータ２１によって反転された論理入力信号ＨＩＮの立上りエッジをトリガとしてリセット信号ＲＥＳＥＴを出力する。すなわち、パルス生成回路１６は、図５に示したように、論理入力信号ＨＩＮの立下りエッジをトリガとしてリセット信号ＲＥＳＥＴを生成し、このリセット信号ＲＥＳＥＴは、ＯＲ回路２３を介して出力される。【0031】
Ｈレベルのリセット信号ＲＥＳＥＴが出力されると、レベルシフト回路１７のＭＯＳトランジスタＨＶＮ２がオン状態となり、抵抗ＬＳＲ２とＭＯＳトランジスタＨＶＮ２との接続点の電圧降下をハイサイド駆動回路１２が検出すると、ハイサイド出力信号ＨＯがハイサイド基準電位ＶＳに戻る。これにより、ハイサイドパワーデバイスＨＱは、オフ状態となり、ハイサイド基準電位ＶＳは、ローサイドパワーデバイスＬＱの状態に応じた電位になる。すなわち、ハイサイド基準電位ＶＳは、ローサイドパワーデバイスＬＱがオン状態に遷移した時点で、グランドＧＮＤのレベルに低下する。【0032】
通常のスイッチング動作においては、ハイサイド電位判定回路１９（図４参照）は、ハイサイド基準電位ＶＳの変化を監視していて、ハイサイド基準電位ＶＳの絶対値が基準電圧源４４の基準電位ＲＥＦ１を超えると、イベント信号ＥＶＥＮＴを出力する。【0033】
すなわち、ハイサイド基準電位ＶＳがグランドＧＮＤのレベルにあるとき、ハイサイド電位判定回路１９には、０ボルトの検出信号ＳＥＮＳＥが入力されていて、比較器４３の出力信号ＭＰＬＳは、Ｈレベルになっている。これにより、インバータ４５の出力は、Ｌレベルとなり、立上りエッジトリガ回路４６は、その出力段に配置されたＡＮＤ回路３２（図３参照）によってＬレベルのイベント信号ＥＶＥＮＴを出力している。【0034】
この状態のとき、ハイサイド電位検出回路１８がハイサイド基準電位ＶＳの立上りエッジを検出し、Ｈレベルの検出信号ＳＥＮＳＥがハイサイド電位判定回路１９に入力されると、比較器４３の出力信号ＭＰＬＳは、Ｌレベルになる。これにより、インバータ４５の出力は、Ｈレベルに遷移するので、これは立上りエッジトリガ回路４６によって検出され、イベント信号ＥＶＥＮＴとして所定時間幅のパルス信号が出力される。ただし、この論理入力信号ＨＩＮがＨレベルの期間に生成されるイベント信号ＥＶＥＮＴに関しては、インバータ２１の出力がＬレベルとなっているので、ハイサイドパワーデバイスＨＱの制御に何ら関与しない。【0035】
次に、ハイサイド基準電位ＶＳが外来ノイズの影響を受けた場合について説明する。図６の例では、リセット信号ＲＥＳＥＴが出力されたタイミングに外来ノイズの侵入があって、ハイサイド基準電位ＶＳがグランドＧＮＤのレベル以下に低下し、リセット信号ＲＥＳＥＴがハイサイド駆動回路１２に正常に伝達できなくなった場合について説明する。【0036】
まず、パルス生成回路１６に論理入力信号ＨＩＮが入力されたとき、論理入力信号ＨＩＮの立上りエッジをトリガとしてセット信号ＳＥＴが生成され、これがレベルシフト回路１７を介してハイサイド駆動回路１２に伝達される。これにより、ハイサイドパワーデバイスＨＱがオン状態になり、ハイサイド基準電位ＶＳが高くなって、その変化を、ハイサイド電位検出回路１８およびハイサイド電位判定回路１９が検出してイベント信号ＥＶＥＮＴが生成される。ここまでは、図４を参照して説明した通常スイッチング動作の場合と同じ動作である。【0037】
次に、論理入力信号ＨＩＮがＬレベルになると、その立下りエッジをトリガとしてリセット信号ＲＥＳＥＴ（図６のパルスＰ１）が生成される。本来なら、このリセット信号ＲＥＳＥＴは、レベルシフト回路１７を介してハイサイド駆動回路１２に伝達され、ハイサイド出力信号ＨＯが、図６に破線で示したように、時刻ｔ１にてハイサイドパワーデバイスＨＱをオフ状態に遷移させる信号になる。【0038】
ここで、リセット信号ＲＥＳＥＴが生成されたタイミングのときに、トーテムポールの中点に外来ノイズＮが侵入し、ハイサイド基準電位ＶＳがグランドＧＮＤのレベルよりも低い電位になった事例を考える。この場合、抵抗ＬＳＲ２とＭＯＳトランジスタＨＶＮ２との接続点の電位が、その電位を判定するためにハイサイド駆動回路１２内に設けられた図示しない基準電源（ハイサイド基準電位ＶＳを基準とした電圧を出力する）の出力電位より低くなることができないため、レベルシフト回路１７は、リセット信号ＲＥＳＥＴを正常にハイサイド駆動回路１２に伝達することができなくなり、ハイサイドパワーデバイスＨＱは、オン状態を継続してしまうことになる。【0039】
このとき、ハイサイド電位判定回路１９は、ハイサイド電位検出回路１８によって検出されたハイサイド基準電位ＶＳを監視している。ここで、ハイサイド基準電位ＶＳが一旦低下して回復したとき、ハイサイド電位判定回路１９では、比較器４３が出力信号ＭＰＬＳ（図６のパルスＰ２）を生成する。この出力信号ＭＰＬＳは、インバータ４５で論理反転された後、立上りエッジトリガ回路４６に供給され、出力信号ＭＰＬＳの立下りをトリガとして所定時間幅のイベント信号ＥＶＥＮＴ（図６のパルスＰ３）が生成される。このイベント信号ＥＶＥＮＴは、パルス生成回路１６に供給され、パルス生成回路１６で改めてリセット信号ＲＥＳＥＴを生成することになる。すなわち、図２のパルス生成回路１６の論理入力端子には、Ｌレベルの論理入力信号ＨＩＮが入力され、ハイサイド電位判定回路１９からの信号を受ける入力端子には、Ｈレベルのイベント信号ＥＶＥＮＴが入力される。このとき、ＡＮＤ回路２４には、インバータ２１によって論理反転されたＨレベルの論理入力信号ＨＩＮと、Ｈレベルのイベント信号ＥＶＥＮＴとが入力されているので、ＯＲ回路２３を介してリセット信号ＲＥＳＥＴ（図６のパルスＰ４）が出力される。【0040】
このリセット信号ＲＥＳＥＴ（パルスＰ４）が生成されたときには、ハイサイド基準電位ＶＳの状態は回復されているので、レベルシフト回路１７がハイサイド駆動回路１２にリセット信号ＲＥＳＥＴ（パルスＰ４）を正常に伝達できる状態に戻っていることになる。したがって、ハイサイド駆動回路１２は、伝達されたリセット信号ＲＥＳＥＴ（パルスＰ４）を受け、時刻ｔ２にてハイサイド出力信号ＨＯをハイサイド基準電位ＶＳにし、ハイサイドパワーデバイスＨＱをオフ状態にする。なお、この図６のその後の動作については、図５に示して説明したものと同じである。【0041】
このようにして、ハイサイドパワーデバイスＨＱがオフ状態に遷移しなければならないときに、レベルシフト回路１７の信号伝達不良があると、パルス生成回路１６がイベント信号ＥＶＥＮＴと論理入力信号ＨＩＮとによりその信号伝達不良を判定してリセット信号ＲＥＳＥＴを再生成するようにしている。しかも、ハイサイド電位判定回路１９における判定は、ハイサイド基準電位ＶＳが正常に戻る方向の電位の変化を検出してイベント信号ＥＶＥＮＴを生成しているので、その後に再生成されたリセット信号ＲＥＳＥＴは、確実にハイサイド駆動回路１２に伝達できることになる。これにより、ハイサイドパワーデバイスＨＱの本来のオフ状態への遷移タイミングよりも多少遅れることはあっても、確実にオフ状態にすることができる。
【0042】
なお、パルス生成回路１６は、図２からも分かる通り、イベント信号ＥＶＥＮＴがセット信号ＳＥＴの生成に関わっていないので、論理入力信号ＨＩＮがＨレベルになったときは、セット信号ＳＥＴを生成する。また、リセット信号ＲＥＳＥＴは、論理入力信号ＨＩＮがＨレベルからＬレベルに立下ったときに生成され、同時に、イベント信号ＥＶＥＮＴが入力されたときにも生成される。このイベント信号ＥＶＥＮＴが入力されているとき、論理入力信号ＨＩＮがＬレベルからＨレベルに立上ったときには、ＡＮＤ回路２４がイベント信号ＥＶＥＮＴの入力をブロックしてリセット信号ＲＥＳＥＴが生成されないようにするので、論理入力信号ＨＩＮが優先されてセット信号ＳＥＴが生成される。【0044】
この第２の実施の形態に係る半導体装置によれば、第１の実施の形態に係る半導体装置と比較して、ハイサイド電位検出回路１８ａの構成および検出しようとするハイサイド電位を変更している。すなわち、ハイサイド電位検出回路１８ａは、ハイサイド電位としてハイサイド電源電位ＶＢを検出対象としている。このハイサイド電源電位ＶＢは、ハイサイド基準電位ＶＳをハイサイド電源１４の電位の分だけシフトしたものであり、ハイサイド基準電位ＶＳに追随して同じ変化をする。したがって、ハイサイド電位検出回路１８ａがハイサイド電源電位ＶＢを監視しても、ハイサイド基準電位ＶＳを監視していることになる。【0045】
ハイサイド電位検出回路１８ａは、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ５１を有しており、そのエミッタは、ハイサイド電源電位ＶＢのラインに接続されている。バイポーラトランジスタ５１のベースは、電圧源５２の正極端子に接続され、電圧源５２の負極端子は、グランドＧＮＤに接続されている。バイポーラトランジスタ５１のコレクタは、抵抗５３の一端に接続され、抵抗５３の他端は、電圧源５４の正極端子に接続され、電圧源５４の負極端子は、グランドＧＮＤに接続されている。バイポーラトランジスタ５１のコレクタは、このハイサイド電位検出回路１８ａの出力を構成し、検出信号ＳＥＮＳＥを出力する。バイポーラトランジスタ５１は、そのベース−エミッタ間の電位Ｖｂｅがハイサイド回路の高耐圧に相当する逆耐圧を有しているものとしている。【0046】
以上の構成により、ハイサイド基準電位ＶＳが変動すると、それに追従してハイサイド電源電位ＶＢが変動し、それをバイポーラトランジスタ５１が検出する。すなわち、通常は、ハイサイド電源電位ＶＢが最も低下したとしても電圧源５２の電位よりも高いハイサイド電源１４の電位がバイポーラトランジスタ５１のエミッタに印加されている。そのため、バイポーラトランジスタ５１はオフ状態にあり、検出信号ＳＥＮＳＥとして、電圧源５４の電位のレベルの信号が出力されている。【0047】
ハイサイド基準電位ＶＳが変動して、ハイサイド電源電位ＶＢが電圧源５２の電位からバイポーラトランジスタ５１のベース−エミッタ間の順方向電位を差し引いた電位よりもさらに低下すると、バイポーラトランジスタ５１はオン状態に遷移する。これによって、ハイサイド電位検出回路１８ａは、Ｌレベルの検出信号ＳＥＮＳＥを出力する。【0048】
なお、この実施の形態では、ハイサイド電源電位ＶＢの低下をＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ５１で検出するように構成したが、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタを用いて構成することもできる。すなわち、ハイサイド電源電位ＶＢが電圧源５２の正極端子の電位からＰＮＰ型のバイポーラトランジスタのベース−エミッタ間の順方向電位を加えた電位を境に変化したときにオン状態またはオフ状態に切り換わるように構成されるなら、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタで検出するようにしてもよい。【0050】
このハイサイド電位判定回路１９ａは、一端が検出信号ＳＥＮＳＥの入力端子に接続されたコンデンサ６１を有している。検出信号ＳＥＮＳＥがコンデンサ６１を介して入力されているので、このハイサイド電位判定回路１９ａは、±ｄＶ／ｄｔ検出回路（微分回路）を構成している。コンデンサ６１の他端は、保護用ダイオード６２のカソードと、保護用ダイオード６３のアノードとに接続され、保護用ダイオード６２のアノードは、グランドＧＮＤに接続され、保護用ダイオード６３のカソードは、ローサイド電源電位ＶＣＣに接続されている。保護用ダイオード６２および保護用ダイオード６３には、それぞれに並列に抵抗６４，６５が接続されている。抵抗６４，６５の接続点は、比較器６６の一方の入力に接続され、比較器６６の他方の入力は、基準電圧源６７の正極端子に接続され、基準電圧源６７の負極端子は、グランドＧＮＤに接続されている。抵抗６４，６５の接続点は、また、別の比較器６８の一方の入力に接続され、比較器６８の他方の入力は、基準電圧源６９の正極端子に接続され、基準電圧源６９の負極端子は、グランドＧＮＤに接続されている。比較器６６，６８の出力は、それぞれＯＲ回路７０の入力に接続され、ＯＲ回路７０の出力は、イベント信号ＥＶＥＮＴの出力端子を構成している。なお、検出信号ＳＥＮＳＥの入力端子には、図１のハイサイド電位検出回路１８または、図７のハイサイド電位検出回路１８ａの出力が接続されている。【0051】
以上の構成のハイサイド電位判定回路１９ａにおいて、検出信号ＳＥＮＳＥの入力端子と反対側のコンデンサ６１の端子の電位は図８で電位信号ＣＳとして示してあり、検出信号ＳＥＮＳＥが一定値を保っているとき（定常状態）にはローサイド電源電位ＶＣＣを抵抗６４，６５で分圧した電位によって固定されている。また、図９では、定常状態の電位信号ＣＳは、ローサイド電源電位ＶＣＣの半分の値としている。比較器６６の基準電圧源６７は、基準電位ＲＥＦ２を有し、比較器６８の基準電圧源６９は、基準電位ＲＥＦ３を有していて、ＲＥＦ２＞ＣＳ＞ＲＥＦ３の関係を有している。【0052】
このため、入力端子に変化のある検出信号ＳＥＮＳＥが入力されていないとき、比較器６６は、Ｌレベルの出力信号ＰＰＬＳを出力し、比較器６８は、Ｌレベルの出力信号ＭＰＬＳを出力している。これにより、ＯＲ回路７０の出力は、Ｌレベルのイベント信号ＥＶＥＮＴを出力している。【0053】
ここで、図９に示したように、論理入力信号ＨＩＮの立上りに応答してセット信号ＳＥＴが出力され、それにより、ハイサイドパワーデバイスＨＱがオン状態になると、ハイサイド基準電位ＶＳはプラス側に変化する。このハイサイド基準電位ＶＳの変化は、ハイサイド電位検出回路１８または１８ａによって検出され、ハイサイド電位判定回路１９ａに検出信号ＳＥＮＳＥとして入力される。このとき、ハイサイド基準電位ＶＳが高くなる方向に変化しているので、電位信号ＣＳは、プラス側に変化した微分（ｄＶ／ｄｔ）信号が重畳された波形になる。プラス側の変化を検出する比較器６６は、その電位信号ＣＳの変化を検出して、Ｈレベルの出力信号ＰＰＬＳを出力し、ＯＲ回路７０からイベント信号ＥＶＥＮＴとして出力する。【0054】
論理入力信号ＨＩＮの立下りに応答してリセット信号ＲＥＳＥＴが出力されると、それにより、ハイサイドパワーデバイスＨＱがオフ状態になり、ハイサイド基準電位ＶＳはマイナス側に変化する。このハイサイド基準電位ＶＳの変化は、ハイサイド電位検出回路１８または１８ａによって検出され、ハイサイド電位判定回路１９ａに検出信号ＳＥＮＳＥとして入力される。このとき、ハイサイド基準電位ＶＳが低くなる方向に変化しているので、電位信号ＣＳは、マイナス側に変化した微分信号が重畳された波形になる。マイナス側の変化を検出する比較器６８は、その電位信号ＣＳの変化を検出して、Ｈレベルの出力信号ＭＰＬＳを出力し、ＯＲ回路７０からイベント信号ＥＶＥＮＴとして出力する。【0055】
論理入力信号ＨＩＮがＬレベルのとき、すなわち、ハイサイドパワーデバイスＨＱがオフ状態のとき、ハイサイド基準電位ＶＳに外来ノイズＮ１，Ｎ２が重畳されたときにおいても、比較器６６，６８が電位信号ＣＳの±ｄＶ／ｄｔを検出する。検出された出力信号ＰＰＬＳ，ＭＰＬＳは、論理和演算されてイベント信号ＥＶＥＮＴとして出力される。【0056】
図１０は第４の実施の形態に係る半導体装置のハイサイド電位判定回路の構成例を示す回路図である。このハイサイド電位判定回路１９ｂは、図４のハイサイド電位判定回路１９および図８のハイサイド電位判定回路１９ａを組み合わせて構成している。すなわち、ハイサイド電位判定回路１９，１９ａの入力には、検出信号ＳＥＮＳＥの入力端子が接続され、ハイサイド電位判定回路１９，１９ａの出力は、それぞれＯＲ回路７１の入力に接続されている。ＯＲ回路７１の出力は、ハイサイド電位判定回路１９ｂの出力端子を構成し、イベント信号ＥＶＥＮＴを出力する。
【0057】
ハイサイド電位判定回路１９ｂは、ハイサイド電位判定回路１９およびハイサイド電位判定回路１９ａを組み合わせたことにより、これらの特徴を合わせ持った特性を有することができる。ハイサイド電位判定回路１９は、ハイサイド基準電位ＶＳをその絶対値で直接検出しているので、ハイサイド基準電位ＶＳが変化していることを確実に確認することができる反面、抵抗値や内部の寄生容量で動作遅延が生じる可能性がある。一方、ハイサイド電位判定回路１９ａは、電圧変化だけを検出しているので、ハイサイド基準電位ＶＳの変化を素早く検出することができる。したがって、ハイサイド電位判定回路１９ｂは、ハイサイド基準電位ＶＳの変化を迅速かつ確実に検出できることになる。【0058】
なお、このハイサイド電位判定回路１９ｂは、図示の例では、ハイサイド電位判定回路１９およびハイサイド電位判定回路１９ａの出力にＯＲ回路７１を配置しているが、ＡＮＤ回路で構成することもできる。【0059】
以上の実施の形態は、オン状態のハイサイドパワーデバイスＨＱをオフ状態に制御しようとしてもできない場合に、リセット信号ＲＥＳＥＴを再生成し、確実にオフ状態に制御するものである。以下は、このリセット信号ＲＥＳＥＴを再生成するだけでなく、オフ状態のハイサイドパワーデバイスＨＱをオン状態にできない場合にセット信号ＳＥＴを再生成できる例について説明する。【0060】
図１１は第５の実施の形態に係る半導体装置のハイサイド電位判定回路の構成例を示す回路図、図１２は第５の実施の形態に係る半導体装置のパルス生成回路の構成例を示す回路図、図１３は第５の実施の形態に係る半導体装置の要部動作波形を示す図である。なお、この図１１および図１２において、図４および図２に示した構成要素と同じまたは均等の構成要素については同じ符号を付している。【0061】
第５の実施の形態に係る半導体装置では、図１に示した第１の実施の形態に係る半導体装置のハイサイド電位判定回路１９およびパルス生成回路１６をそれぞれハイサイド電位判定回路１９ｃおよびパルス生成回路１６ａに変更している。【0062】
ハイサイド電位判定回路１９ｃは、図１１に示したように、図４に示したハイサイド電位判定回路１９に立上りエッジトリガ回路４６ａを追加している。すなわち、立上りエッジトリガ回路４６ａは、その入力が比較器４３の出力に接続されており、立上りエッジトリガ回路４６の出力はイベント信号ＥＶＥＮＴ１、立上りエッジトリガ回路４６ａの出力はイベント信号ＥＶＥＮＴ２の出力端子となっている。また、立上りエッジトリガ回路４６および立上りエッジトリガ回路４６ａは、図３に示した立上りエッジトリガ回路２０と同じ回路構成を有している。【0063】
パルス生成回路１６ａは、図１２に示したように、図２に示したパルス生成回路１６にＯＲ回路２３ａおよびＡＮＤ回路２４ａを追加している。すなわち、ＡＮＤ回路２４ａは、その一方の入力を論理入力信号ＨＩＮの入力端子に接続し、他方の入力をイベント信号ＥＶＥＮＴ２の入力端子に接続し、出力をＯＲ回路２３ａの一方の入力に接続している。ＯＲ回路２３ａは、その他方の入力を立上りエッジトリガ回路２０の出力に接続し、出力は、セット信号ＳＥＴの出力端子を構成している。なお、ＡＮＤ回路２４の入力の一つは、イベント信号ＥＶＥＮＴ１の入力端子に接続されている。【0064】
以上の構成において、論理入力信号ＨＩＮの立下りエッジをトリガに立上りエッジトリガ回路２２がリセット信号ＲＥＳＥＴ（図１３のパルスＰ１１）を生成したにも拘わらず、ハイサイドパワーデバイスＨＱがオフ状態に遷移しなかった場合、上記の実施の形態の動作と同じである。すなわち、リセット信号ＲＥＳＥＴがハイサイド駆動回路１２に伝達されなかった原因であるハイサイド基準電位ＶＳの低下状態をハイサイド電位判定回路１９ｃが判定し、イベント信号ＥＶＥＮＴ１（図１３のパルスＰ１２）を出力する。パルス生成回路１６ａは、イベント信号ＥＶＥＮＴ１を受けてリセット信号ＲＥＳＥＴ（図１３のパルスＰ１３）を再生成する。【0065】
次に、論理入力信号ＨＩＮの立上りエッジをトリガに立上りエッジトリガ回路２０がセット信号ＳＥＴ（図１３のパルスＰ１４）を生成したにも拘わらず、ハイサイドパワーデバイスＨＱがオン状態に遷移しなかった場合について説明する。この場合も、セット信号ＳＥＴの生成時に、ハイサイド基準電位ＶＳに外来ノイズが重畳して、セット信号ＳＥＴがハイサイド駆動回路１２に正常に伝達されなかったことが原因である。セット信号ＳＥＴの生成時に、ハイサイド電位検出回路１８がハイサイド基準電位ＶＳの変化に起因する電位の変化を検出すると、より厳密にいうと、セット信号ＳＥＴが生成されハイサイド基準電位ＶＳは立上がらなければならないのに逆の立下りが検出されると、ハイサイド電位判定回路１９ｃの立上りエッジトリガ回路４６ａがイベント信号ＥＶＥＮＴ２（図１３のパルスＰ１５）を生成する。このイベント信号ＥＶＥＮＴ２を受けたパルス生成回路１６ａは、このとき、論理入力信号ＨＩＮがＨレベルになっているので、ＡＮＤ回路２４ａは、Ｈレベルの信号を出力し、ＯＲ回路２３ａからセット信号ＳＥＴ（図１３のパルスＰ１６）として再出力される。これにより、ハイサイドパワーデバイスＨＱは、オン状態に遷移される。【0066】
図１４は第６の実施の形態に係る半導体装置のハイサイド電位判定回路の構成例を示す回路図、図１５は第６の実施の形態に係る半導体装置の要部動作波形を示す図である。なお、この図１４において、図８に示した構成要素と同じまたは均等の構成要素については同じ符号を付している。【0067】
第６の実施の形態に係る半導体装置では、図８に示した第３の実施の形態に係る半導体装置のハイサイド電位判定回路１９ａをハイサイド電位判定回路１９ｄに変更し、リセット信号ＲＥＳＥＴに加え、セット信号ＳＥＴの再生成をも可能にしている。そのために、比較器６６の出力をイベント信号ＥＶＥＮＴ１の出力端子とし、比較器６８の出力をイベント信号ＥＶＥＮＴ２の出力端子としている。【0068】
ここで、入力端子に変化のある検出信号ＳＥＮＳＥが入力されていないとき、比較器６６は、Ｌレベルのイベント信号ＥＶＥＮＴ１を出力し、比較器６８は、Ｌレベルのイベント信号ＥＶＥＮＴ２を出力している。【0069】
この状態で、図１５に示したように、論理入力信号ＨＩＮの立上りに応答してセット信号ＳＥＴが出力され、ハイサイドパワーデバイスＨＱがオン状態になると、ハイサイド基準電位ＶＳはプラス側に変化する。このハイサイド基準電位ＶＳの変化は、ハイサイド電位検出回路１８または１８ａによって検出され、ハイサイド電位判定回路１９ｄに検出信号ＳＥＮＳＥとして入力される。このとき、ハイサイド基準電位ＶＳが高くなる方向に変化しているので、電位信号ＣＳは、プラス側に変化した微分信号が重畳された波形になる。プラス側の変化を検出する比較器６６は、その電位信号ＣＳの変化を検出して、Ｈレベルのイベント信号ＥＶＥＮＴ１を出力する。【0070】
論理入力信号ＨＩＮの立下りに応答してリセット信号ＲＥＳＥＴが出力されると、ハイサイドパワーデバイスＨＱがオフ状態になり、ハイサイド基準電位ＶＳはマイナス側に変化する。このハイサイド基準電位ＶＳの変化は、ハイサイド電位検出回路１８または１８ａによって検出され、ハイサイド電位判定回路１９ｄに検出信号ＳＥＮＳＥとして入力される。このとき、ハイサイド基準電位ＶＳが低くなる方向に変化しているので、電位信号ＣＳは、マイナス側に変化した微分信号が重畳された波形になる。マイナス側の変化を検出する比較器６８は、その電位信号ＣＳの変化を検出して、Ｈレベルのイベント信号ＥＶＥＮＴ２を出力する。【0071】
ハイサイド基準電位ＶＳに外来ノイズＮ１，Ｎ２が重畳されると、比較器６６，６８が電位信号ＣＳの±ｄＶ／ｄｔを検出し、イベント信号ＥＶＥＮＴ１，ＥＶＥＮＴ２を出力する。図１５では論理入力信号ＨＩＮがＬレベルを保持しているのでイベント信号ＥＶＥＮＴ２に応じてリセット信号ＲＥＳＥＴが再生成されているが、ここで、論理入力信号ＨＩＮがＬレベルのとき、すなわち、ハイサイドパワーデバイスＨＱがオフ状態のときにイベント信号ＥＶＥＮＴ２が出力され（図１３のパルスＰ１５に相当）、そのタイミングで論理入力信号ＨＩＮがＨレベルに遷移することがある。このような場合、パルス生成回路１６がセット信号ＳＥＴを再生成することになる。【0072】
以上、本発明をその好適な実施の形態について詳述したが、本発明はこの特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神の範囲内で各種変化変形が可能であることはいうまでもない。たとえば、第４の実施の形態に係る半導体装置では、２つのハイサイド電位判定回路１９，１９ａは、共通の検出信号ＳＥＮＳＥを入力するようにしている。しかし、ハイサイド電位判定回路１９，１９ａの一方は、図１のハイサイド電位検出回路１８の出力を、他方は、図７のハイサイド電位検出回路１８ａの出力を受けるようにしてもよい。それ以外にも、矛盾のない範囲で複数の実施の形態の構成要素を適宜組み合わせて実施することができる。【0073】
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。【符号の説明】
【0074】
１０ 高圧電源１１ 負荷
１２ ハイサイド駆動回路
１３ ローサイド駆動回路
１４ ハイサイド電源
１５ ローサイド電源
１６，１６ａ パルス生成回路
１７ レベルシフト回路
１８，１８ａ ハイサイド電位検出回路
１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ ハイサイド電位判定回路
２０ 立上りエッジトリガ回路
２１ インバータ
２２ 立上りエッジトリガ回路
２３，２３ａ ＯＲ回路
２４，２４ａ ＡＮＤ回路
２５ インバータ
２６ ｎＭＯＳトランジスタ
２７ ｐＭＯＳトランジスタ
２８ コンデンサ
２９ 比較器
３０ 基準電圧源
３１ インバータ
３２ ＡＮＤ回路
４１，４２ 保護用ダイオード
４３ 比較器
４４ 基準電圧源
４５ インバータ
４６，４６ａ 立上りエッジトリガ回路
５１ バイポーラトランジスタ
５２ 電圧源
５３ 抵抗
５４ 電圧源
６１ コンデンサ
６２，６３ 保護用ダイオード
６４，６５ 抵抗
６６ 比較器
６７ 基準電圧源
６８ 比較器
６９ 基準電圧源
７０，７１ ＯＲ回路