(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】
(24)【登録日】2023-11-01
(45)【発行日】2023-11-10
(54)【発明の名称】保護回路
(51)【国際特許分類】
H02H 9/04 20060101AFI20231102BHJP
H01L 21/822 20060101ALI20231102BHJP
H01L 27/04 20060101ALI20231102BHJP
H01L 27/06 20060101ALI20231102BHJP
H02H 7/20 20060101ALI20231102BHJP
【ＦＩ】
H02H9/04 A
H01L27/04 H
H01L27/06 311B
H01L27/06 311A
H01L27/06 311C
H02H7/20
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020042266
(22)【出願日】2020-03-11
(65)【公開番号】P2021145453
(43)【公開日】2021-09-24
【審査請求日】2022-11-21
(73)【特許権者】
【識別番号】000000929
【氏名又は名称】カヤバ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100122426
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 清志
(72)【発明者】
【氏名】河野 智行
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 賢佑
【審査官】赤穂 嘉紀
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０５７６１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２０９３６２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｈ ９／０４
Ｈ０１Ｌ ２１／８２２
Ｈ０１Ｌ ２７／０４
Ｈ０１Ｌ ２７／０６
Ｈ０２Ｈ ７／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
バッテリの正極に接続される第１電源端子から延設された第１電源配線と、前記バッテリの負極に接続される第２電源端子から延設された第２電源配線と、
前記第１電源配線にアノード電極が接続された第１整流ダイオードと、
前記第１整流ダイオードのカソード電極が接続された第１配線と、
前記第２電源配線にカソード電極が接続された第２整流ダイオードと、
前記第２整流ダイオードのアノード電極が接続された第２配線と、
前記第１配線と前記第２配線との間に接続され、静電気を吸収する静電気保護回路と、
を備えている保護回路。
【請求項2】
入力信号が入力される入力端子と、前記入力端子に第１信号配線を介して接続され、前記入力信号が入力される論理回路と、
前記論理回路に第２信号配線を介して接続され、前記論理回路からの出力信号が出力される出力端子と、
を更に備え、
前記第１信号配線にアノード電極が接続され、前記第１配線にカソード電極が接続された第１ダイオードと、
前記第１信号配線にカソード電極が接続され、前記第２配線にアノード電極が接続された第２ダイオードと、
前記第２信号配線にアノード電極が接続され、前記第１配線にカソード電極が接続された第３ダイオードと、
前記第２信号配線にカソード電極が接続され、前記第２配線にアノード電極が接続された第４ダイオードと、を含んで構成されている
請求項１に記載の保護回路。
【請求項3】
前記静電気保護回路は、前記第１配線にカソード電極が接続され、前記第２配線にアノード電極が接続されたツェナーダイオードを含む第１静電気保護素子を備えている
請求項１又は請求項２に記載の保護回路。
【請求項4】
前記第１電源配線にカソード電極が接続され、前記第２配線にアノード電極が接続された第３整流ダイオードと、前記第２電源配線にアノード電極が接続され、前記第１配線にカソード電極が接続された第４整流ダイオードと、を更に備えている
請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の保護回路。
【請求項5】
前記正極と前記第１電源端子との間に第１主電極が接続され、出力端子に第２主電極が接続された第１トランジスタと、前記第１電源配線に第３主電極が接続され、前記第１トランジスタの第１制御電極に第４主電極が接続され、前記第３主電極及び前記第２電源配線に第２制御電極が接続された第２トランジスタと、
前記第３主電極と前記第２制御電極との間に電気的に直列に接続された抵抗と、を更に備えている
請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の保護回路。
【請求項6】
前記第４主電極にアノード電極が接続された第５整流ダイオードと、前記第５整流ダイオードのカソード電極が接続された第３配線と、
前記第４主電極にカソード電極が接続され、前記第２配線にアノード電極が接続された第６整流ダイオードと、を備え、
前記静電気保護回路は、
前記第１配線と前記第３配線との間に接続され、静電気を吸収する第２ツェナーダイオードと、
前記第２配線と前記第３配線との間に接続され、静電気を吸収する第３ツェナーダイオードと、を更に備えている
請求項５に記載の保護回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、保護回路に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車を含む車両では、バッテリから電子制御ユニット（ECU：Electrical Control Unit）へ電源が供給されている。電子制御ユニットには、例えば、下記特許文献１の図１に開示されている静電気保護回路が搭載されている。静電気保護回路では、静電気放電（ESD：Electro Static discharge）が行われ、予期せぬ静電気の発生に対して電子制御ユニットを保護することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１９－１２９２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
車載用バッテリは、一定の期間が経過したときに、又は電圧の低下により一定の電圧が得られないときに交換されている。交換の際には、車載用バッテリの正極と負極とが間違って逆に接続される「逆接（誤接）」を防止する必要がある。逆接されてしまうと、静電気保護回路の保護素子に電流が流れ、保護素子に損傷や破壊が生じる恐れがある。そこで、逆接に対して静電気保護回路を保護する逆接保護回路を、静電気保護回路に対して外付け素子を用いて組み付ける必要がある。
しかしながら、静電気保護回路に外付け素子を用いて逆接保護回路を組み付けた場合には、回路システムの全体のサイズが大きくなってしまうので、対策が望まれていた。
しかしながら、静電気保護回路に外付け素子を用いて逆接保護回路を組み付けた場合には、回路システムの全体のサイズが大きくなってしまうので、対策が望まれていた。
【0005】
本発明は、上記事実を考慮して、静電気保護機能並びに逆接保護機能を有し、小型化を実現することができる保護回路を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の第１実施態様に係る保護回路は、バッテリの正極に接続される第１電源端子から延設された第１電源配線と、バッテリの負極に接続される第２電源端子から延設された第２電源配線と、第１電源配線にアノード電極が接続された第１整流ダイオードと、第１整流ダイオードのカソード電極が接続された第１配線と、第２電源配線にカソード電極が接続された第２整流ダイオードと、第２整流ダイオードのアノード電極が接続された第２配線と、第１配線と第２配線との間に接続され、静電気を吸収する静電気保護回路とを備えている。
【0007】
第１実施態様に係る保護回路は、第１電源配線と、第２電源配線と、第１配線と、第２配線と、第１整流ダイオードと、第２整流ダイオードと、静電気保護回路とを備える。第１電源配線は、バッテリの正極に接続される第１電源端子から延設される。第２電源配線は、バッテリの負極に接続される第２電源端子から延設される。第１整流ダイオードは、第１電源配線にアノード電極を接続し、第１配線にカソード電極を接続する。第２整流ダイオードは、第２電源配線にカソード電極を接続し、第２配線にアノード電極を接続する。
仮に、バッテリが逆接されたとき、第１電源端子を通して第１電源配線に負電圧が印加される。第１電源配線と第１配線との間において、第１整流ダイオードは順方向に接続されているので、電流の流れは第１整流ダイオードにより遮断される。また、第２電源配線には第２電源端子を通して正電圧が印加される。第２電源配線と第２配線との間において、第２整流ダイオードは順方向に接続されているので、電流の流れは第２整流ダイオードにより遮断される。つまり、第１整流ダイオード及び第２整流ダイオードは逆接保護回路を構築し、逆接保護回路はバッテリの逆接に対して静電気保護回路を保護する。
ここで、静電気保護回路は、第１配線と第２配線との間に接続され、静電気を吸収する。静電気保護回路は静電気に対して第１配線又は第２配線に接続される回路を保護する。
このように構成される保護回路では、第１電源配線に第１整流ダイオードを接続し、第２電源配線に第２整流ダイオードを接続して逆接保護回路が組み込まれる。そして、第１整流ダイオードに接続された第１配線と第２整流ダイオードに接続された第２配線との間に静電気保護回路が組み込まれる。従って、保護回路内に逆接保護回路を静電気保護回路と共に集積化することができるので、保護回路の小型化を実現することができる。
仮に、バッテリが逆接されたとき、第１電源端子を通して第１電源配線に負電圧が印加される。第１電源配線と第１配線との間において、第１整流ダイオードは順方向に接続されているので、電流の流れは第１整流ダイオードにより遮断される。また、第２電源配線には第２電源端子を通して正電圧が印加される。第２電源配線と第２配線との間において、第２整流ダイオードは順方向に接続されているので、電流の流れは第２整流ダイオードにより遮断される。つまり、第１整流ダイオード及び第２整流ダイオードは逆接保護回路を構築し、逆接保護回路はバッテリの逆接に対して静電気保護回路を保護する。
ここで、静電気保護回路は、第１配線と第２配線との間に接続され、静電気を吸収する。静電気保護回路は静電気に対して第１配線又は第２配線に接続される回路を保護する。
このように構成される保護回路では、第１電源配線に第１整流ダイオードを接続し、第２電源配線に第２整流ダイオードを接続して逆接保護回路が組み込まれる。そして、第１整流ダイオードに接続された第１配線と第２整流ダイオードに接続された第２配線との間に静電気保護回路が組み込まれる。従って、保護回路内に逆接保護回路を静電気保護回路と共に集積化することができるので、保護回路の小型化を実現することができる。
【0008】
本発明の第２実施態様に係る保護回路では、第１実施態様に係る保護回路において、入力信号が入力される入力端子と、入力端子に第１信号配線を介して接続され、入力信号が入力される論理回路と、論理回路に第２信号配線を介して接続され、論理回路からの出力信号が出力される出力端子と、を更に備え、静電気保護回路は、論理回路の入力側に配設され、第１信号配線にアノード電極が接続され、第１配線にカソード電極が接続された第１ダイオードと、入力側に配設され、第１信号配線にカソード電極が接続され、第２配線にアノード電極が接続された第２ダイオードと、論理回路の出力側に配設され、第２信号配線にアノード電極が接続され、第１配線にカソード電極が接続された第３ダイオードと、出力側に配設され、第２信号配線にカソード電極が接続され、第２配線にアノード電極が接続された第４ダイオードと、を含んで構成されている。
【0009】
第２実施態様に係る保護回路は、入力端子と、論理回路と、出力端子とを更に備える。入力端子には入力信号が入力される。論理回路は入力端子に第１信号配線を介して接続され、論理回路には入力信号が入力される。出力端子は論理回路に第２信号配線を介して接続され、出力端子には論理回路からの出力信号が出力される。
このように構成される保護回路では、静電気保護回路は第１ダイオード～第４ダイオードを含んで構成される。第１ダイオードは、第１信号配線にアノード電極を接続し、第１配線にカソード電極を接続する。第２ダイオードは、第１信号配線にカソード電極を接続し、第２配線にアノード電極を接続する。第３ダイオードは、第２信号配線にアノード電極を接続し、第１配線にカソード電極を接続する。そして、第４ダイオードは、第２信号配線にカソード電極を接続し、第２配線にアノード電極を接続する。
このため、仮に入力端子に静電気が印加されたとしても、この静電気は第１ダイオードを通して第１配線に吸収され、又は第２ダイオードを通して第２配線に吸収されるので、静電気に対して論理回路を保護することができる。一方、仮に出力端子に静電気が印加されたとしても、この静電気は第３ダイオードを通して第１配線に吸収され、又は第４ダイオードを通して第２配線に吸収されるので、静電気に対して論理回路を保護することができる。
このように構成される保護回路では、静電気保護回路は第１ダイオード～第４ダイオードを含んで構成される。第１ダイオードは、第１信号配線にアノード電極を接続し、第１配線にカソード電極を接続する。第２ダイオードは、第１信号配線にカソード電極を接続し、第２配線にアノード電極を接続する。第３ダイオードは、第２信号配線にアノード電極を接続し、第１配線にカソード電極を接続する。そして、第４ダイオードは、第２信号配線にカソード電極を接続し、第２配線にアノード電極を接続する。
このため、仮に入力端子に静電気が印加されたとしても、この静電気は第１ダイオードを通して第１配線に吸収され、又は第２ダイオードを通して第２配線に吸収されるので、静電気に対して論理回路を保護することができる。一方、仮に出力端子に静電気が印加されたとしても、この静電気は第３ダイオードを通して第１配線に吸収され、又は第４ダイオードを通して第２配線に吸収されるので、静電気に対して論理回路を保護することができる。
【0010】
本発明の第３実施態様に係る保護回路では、第１実施態様又は第２実施態様に係る保護回路において、静電気保護回路は、第１配線にカソード電極が接続され、第２配線にアノード電極が接続されたツェナーダイオードを含む第１静電気保護素子を備えている。
【0011】
第３実施態様に係る保護回路によれば、静電気保護回路は第１静電気保護素子を備え、第１静電気保護素子はツェナーダイオードを含む。ツェナーダイオードは、第１配線にカソード電極を接続し、第２配線にアノード電極を接続する。
このため、仮に第１配線又は第２配線に静電気が印加されたとしても、第１静電気保護素子により第１配線と第２配線との間の電圧が一定の範囲内においてクランプされるので、第１ダイオード～第４ダイオードの素子耐圧を超えないようにすることができ、第１配線と第２配線との間に配設される回路を静電気に対して保護することができる。
このため、仮に第１配線又は第２配線に静電気が印加されたとしても、第１静電気保護素子により第１配線と第２配線との間の電圧が一定の範囲内においてクランプされるので、第１ダイオード～第４ダイオードの素子耐圧を超えないようにすることができ、第１配線と第２配線との間に配設される回路を静電気に対して保護することができる。
【0012】
本発明の第４実施態様に係る保護回路は、第１実施態様～第３実施態様に係るいずれかの１つの保護回路において、第１電源配線にカソード電極が接続され、第２配線にアノード電極が接続された第３整流ダイオードと、第２電源配線にアノード電極が接続され、第１配線にカソード電極が接続された第４整流ダイオードと、を更に備えている。
【0013】
第４実施態様に係る保護回路は、第３整流ダイオードと、第４整流ダイオードとを更に備える。第３整流ダイオードは、第１電源配線にカソード電極を接続し、第２配線にアノード電極を接続する。第４整流ダイオードは、第２電源配線にアノード電極を接続し、第１配線にカソード電極を接続する。
仮に、第１電源配線に負のサージが印加されたとき、第２配線から第３整流ダイオードを通して第１電源配線へ電流が流れ、サージを吸収することができる。また、第２電源配線に負のサージが印加されたとき、第４整流ダイオードの降伏電圧を超えると、第１配線から第４整流ダイオードを通して第２電源配線へ電流が流れ、サージを吸収することができる。
ここで、第３整流ダイオード及び第４整流ダイオードはサージ保護回路を構築しているので、サージ保護回路によりサージに対して静電気保護回路を保護することができる。
加えて、第１電源配線と第２配線との間に第３整流ダイオードを接続し、第２電源配線と第１配線との間に第４整流ダイオードを接続しているので、保護回路内にサージ保護回路を集積化することができる。従って、保護回路の小型化を実現することができる。
仮に、第１電源配線に負のサージが印加されたとき、第２配線から第３整流ダイオードを通して第１電源配線へ電流が流れ、サージを吸収することができる。また、第２電源配線に負のサージが印加されたとき、第４整流ダイオードの降伏電圧を超えると、第１配線から第４整流ダイオードを通して第２電源配線へ電流が流れ、サージを吸収することができる。
ここで、第３整流ダイオード及び第４整流ダイオードはサージ保護回路を構築しているので、サージ保護回路によりサージに対して静電気保護回路を保護することができる。
加えて、第１電源配線と第２配線との間に第３整流ダイオードを接続し、第２電源配線と第１配線との間に第４整流ダイオードを接続しているので、保護回路内にサージ保護回路を集積化することができる。従って、保護回路の小型化を実現することができる。
【0014】
本発明の第５実施態様に係る保護回路は、第１実施態様～第４実施態様に係るいずれかの１つの保護回路において、正極と第１電源端子との間に第１主電極が接続され、出力端子に第２主電極が接続された第１トランジスタと、第１電源配線に第３主電極が接続され、第１トランジスタの第１制御電極に第４主電極が接続され、第３主電極及び第２電源配線に第２制御電極が接続された第２トランジスタと、第３主電極と第２制御電極との間に電気的に直列に接続された抵抗と、を更に備えている。
【0015】
第５実施態様に係る保護回路は、第１トランジスタと、第２トランジスタと、抵抗と、を更に備える。第１トランジスタは、正極と第１電源端子との間に第１主電極を接続し、出力端子に第２主電極を接続する。第２トランジスタは、第１電源配線に第３主電極を接続し、第１トランジスタの第１制御電極に第４主電極を接続し、第３主電極及び第２電源配線に第２制御電極を接続する。抵抗は第３主電極と第２制御電極との間に電気的に直列に接続される。
ここで、仮に、バッテリが逆接されたとき、第２電源配線を通して第２トランジスタの第２制御電極に正電圧が印加され、第１電源配線を通して第３主電極に負電圧が印加される。第２制御電極と第３主電極との間には抵抗が接続されているので、第２制御電極と第３主電極との間にはバイアスが発生する。このため、第２トランジスタがオン動作状態とされる。
一方、第１トランジスタの第１主電極には第１電源配線を通して負電圧が印加される。第２トランジスタがオン動作状態とされるので、第１制御電極には第１主電極と同様に負電圧が印加される。このため、第１制御電極と第１主電極との間にはバイアスが発生しないので、第１トランジスタがオフ状態とされる。
つまり、第１トランジスタ及び第２トランジスタは逆接保護回路を構築し、この逆接保護回路によりバッテリの負極と出力端子との間を遮断することができる。これにより、出力端子に接続される次段素子又は次段回路を逆接に対して保護することができる。
加えて、逆接保護回路では、第１電源端子から出力端子に至る経路に第１トランジスタが配設され、第１整流ダイオード及び第２整流ダイオードに対して独立に第１トランジスタ及び第２トランジスタを用いて逆接に対して保護がなされている。このため、逆接保護回路では、逆接に対する電流の経路を分散することができるので、第１整流ダイオード、第２整流ダイオードのそれぞれを集積化に適した小さいサイズにすることができる。従って、保護回路の小型化を実現することができる。
さらに、第２トランジスタは、第１電源配線に第３主電極を接続し、第３主電極及び第２電源配線に第２制御電極を接続する構成とされているので、保護回路内に組み込んで集積化することができる。従って、保護回路のより一層の小型化を実現することができる。
ここで、仮に、バッテリが逆接されたとき、第２電源配線を通して第２トランジスタの第２制御電極に正電圧が印加され、第１電源配線を通して第３主電極に負電圧が印加される。第２制御電極と第３主電極との間には抵抗が接続されているので、第２制御電極と第３主電極との間にはバイアスが発生する。このため、第２トランジスタがオン動作状態とされる。
一方、第１トランジスタの第１主電極には第１電源配線を通して負電圧が印加される。第２トランジスタがオン動作状態とされるので、第１制御電極には第１主電極と同様に負電圧が印加される。このため、第１制御電極と第１主電極との間にはバイアスが発生しないので、第１トランジスタがオフ状態とされる。
つまり、第１トランジスタ及び第２トランジスタは逆接保護回路を構築し、この逆接保護回路によりバッテリの負極と出力端子との間を遮断することができる。これにより、出力端子に接続される次段素子又は次段回路を逆接に対して保護することができる。
加えて、逆接保護回路では、第１電源端子から出力端子に至る経路に第１トランジスタが配設され、第１整流ダイオード及び第２整流ダイオードに対して独立に第１トランジスタ及び第２トランジスタを用いて逆接に対して保護がなされている。このため、逆接保護回路では、逆接に対する電流の経路を分散することができるので、第１整流ダイオード、第２整流ダイオードのそれぞれを集積化に適した小さいサイズにすることができる。従って、保護回路の小型化を実現することができる。
さらに、第２トランジスタは、第１電源配線に第３主電極を接続し、第３主電極及び第２電源配線に第２制御電極を接続する構成とされているので、保護回路内に組み込んで集積化することができる。従って、保護回路のより一層の小型化を実現することができる。
【0016】
本発明の第６実施態様に係る保護回路は、第５実施態様に係る保護回路において、第４主電極にアノード電極が接続された第５整流ダイオードと、第５整流ダイオードのカソード電極が接続された第３配線と、第４主電極にカソード電極が接続され、第２配線にアノード電極が接続された第６整流ダイオードと、第１配線と第３配線との間に接続され、静電気を吸収する第２ツェナーダイオードと、第２配線と第３配線との間に接続され、静電気を吸収する第３ツェナーダイオードと、を更に備えている。
【0017】
第６実施態様に係る保護回路は、第５整流ダイオードと、第３配線と、第６整流ダイオードとを更に備える。第５整流ダイオードは、第４主電極にアノード電極を接続し、第３配線にカソード電極を接続する。第６整流ダイオードは、第４主電極にカソード電極を接続し、第２配線にアノード電極を接続する。
仮に、バッテリが逆接されたとき、第４主電極に負電圧が印加されるが、第３配線から第４主電極への電流の流れは第５整流ダイオードを用いて遮断される。つまり、第５整流ダイオードは逆接保護回路を構築し、逆接保護回路はバッテリの逆接に対して静電気保護回路を保護する。
一方、仮に、第４主電極に負のサージが印加されたとき、第２配線から第６整流ダイオードを通して第４主電極へ電流が流れ、サージは吸収される。つまり、第６整流ダイオードはサージ保護回路を構築し、サージ保護回路はサージに対して静電気保護回路を保護する。
ここで、静電気保護回路は、更に第２ツェナーダイオードと、第３ツェナーダイオードとを備える。第２ツェナーダイオードは、第１配線と第３配線との間に接続され、静電気を吸収する。つまり、第２ツェナーダイオードは静電気に対して第１配線又は第３配線に接続される回路を保護する。一方、第３ツェナーダイオードは、第２配線と第３配線との間に接続され、静電気を吸収する。つまり、第３ツェナーダイオードは静電気に対して第２配線又は第３配線に接続される回路を保護する。
このように構成される保護回路では、第４主電極と第３配線との間に第５整流ダイオードを接続して逆接保護回路が組み込まれる。また、保護回路では、第４主電極と第２配線との間に第６整流ダイオードを接続してサージ保護回路が組み込まれる。そして、保護回路では、第１配線と第３配線との間に第２ツェナーダイオードを接続し、第２配線と第３配線との間に第３ツェナーダイオードを接続して、保護回路内に逆接保護回路並びにサージ保護回路を静電気保護回路と共に集積化することができる。従って、保護回路の小型化を実現することができる。
仮に、バッテリが逆接されたとき、第４主電極に負電圧が印加されるが、第３配線から第４主電極への電流の流れは第５整流ダイオードを用いて遮断される。つまり、第５整流ダイオードは逆接保護回路を構築し、逆接保護回路はバッテリの逆接に対して静電気保護回路を保護する。
一方、仮に、第４主電極に負のサージが印加されたとき、第２配線から第６整流ダイオードを通して第４主電極へ電流が流れ、サージは吸収される。つまり、第６整流ダイオードはサージ保護回路を構築し、サージ保護回路はサージに対して静電気保護回路を保護する。
ここで、静電気保護回路は、更に第２ツェナーダイオードと、第３ツェナーダイオードとを備える。第２ツェナーダイオードは、第１配線と第３配線との間に接続され、静電気を吸収する。つまり、第２ツェナーダイオードは静電気に対して第１配線又は第３配線に接続される回路を保護する。一方、第３ツェナーダイオードは、第２配線と第３配線との間に接続され、静電気を吸収する。つまり、第３ツェナーダイオードは静電気に対して第２配線又は第３配線に接続される回路を保護する。
このように構成される保護回路では、第４主電極と第３配線との間に第５整流ダイオードを接続して逆接保護回路が組み込まれる。また、保護回路では、第４主電極と第２配線との間に第６整流ダイオードを接続してサージ保護回路が組み込まれる。そして、保護回路では、第１配線と第３配線との間に第２ツェナーダイオードを接続し、第２配線と第３配線との間に第３ツェナーダイオードを接続して、保護回路内に逆接保護回路並びにサージ保護回路を静電気保護回路と共に集積化することができる。従って、保護回路の小型化を実現することができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明の実施形態によれば、静電気保護機能並びに逆接保護機能を有し、小型化を実現することができる保護回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
［第１実施の形態］
図１を用いて、本発明の第１実施の形態に係る保護回路１について説明する。ここで、保護回路１は、自動車、トラック、バス、二輪車、電車、船舶、航空機等の車両に搭載される電子制御ユニット（ECU）等の保護回路として構築され、車載用バッテリと電子制御ユニットとの間、又は電子制御ユニットに組み込まれている。
以下、詳細に説明する。
図１を用いて、本発明の第１実施の形態に係る保護回路１について説明する。ここで、保護回路１は、自動車、トラック、バス、二輪車、電車、船舶、航空機等の車両に搭載される電子制御ユニット（ECU）等の保護回路として構築され、車載用バッテリと電子制御ユニットとの間、又は電子制御ユニットに組み込まれている。
以下、詳細に説明する。
【0021】
（保護回路１の回路構成）
図１に示されるように、本実施の形態に係る保護回路１は半導体基板２をベースとして構成されている。回路が集積化される半導体基板２の主面に対して垂直方向から見た平面視において、半導体基板２は矩形状に形成されている。この半導体基板２には例えばシリコン単結晶基板が使用されている。半導体基板２の周辺領域であって、半導体基板２の主面上には、第１電源端子３１、第２電源端子３２、入力端子３３、出力端子３４のそれぞれが、外部端子（ボンディングパッド）として配設されている。
なお、半導体基板２としては、単結晶基板、化合物半導体基板、絶縁基板上に単結晶層を積層した複合基板、絶縁基板上に加工物半導体層を積層した複合基板等が使用されてもよい。
図１に示されるように、本実施の形態に係る保護回路１は半導体基板２をベースとして構成されている。回路が集積化される半導体基板２の主面に対して垂直方向から見た平面視において、半導体基板２は矩形状に形成されている。この半導体基板２には例えばシリコン単結晶基板が使用されている。半導体基板２の周辺領域であって、半導体基板２の主面上には、第１電源端子３１、第２電源端子３２、入力端子３３、出力端子３４のそれぞれが、外部端子（ボンディングパッド）として配設されている。
なお、半導体基板２としては、単結晶基板、化合物半導体基板、絶縁基板上に単結晶層を積層した複合基板、絶縁基板上に加工物半導体層を積層した複合基板等が使用されてもよい。
【0022】
第１電源端子３１は車載用バッテリ（以下、単に「バッテリ」という。）１０の正極に接続される構成とされている。この第１電源端子３１にはバッテリ１０から供給される電源電圧Ｖｃｃが印加される。電源電圧Ｖｃｃは例えば１２［Ｖ］、２４［Ｖ］又は４８［Ｖ］である。
第２電源端子３２はバッテリ１０の負極に接続される構成とされている。この第２電源端子３２にはバッテリ１０から供給される電源電圧ＧＮＤが印加される。電源電圧ＧＮＤは、電源電圧Ｖｃｃに対して低い電圧であって、回路の基準電圧となる、例えば０［Ｖ］である。
第２電源端子３２はバッテリ１０の負極に接続される構成とされている。この第２電源端子３２にはバッテリ１０から供給される電源電圧ＧＮＤが印加される。電源電圧ＧＮＤは、電源電圧Ｖｃｃに対して低い電圧であって、回路の基準電圧となる、例えば０［Ｖ］である。
【0023】
入力端子３３はスイッチＳＷの一端に接続されている。スイッチＳＷの他端にはバッテリ１０の正極が接続される構成とされている。入力端子３３には入力信号ＩＮが入力される。ここで、スイッチＳＷと入力端子３３との間に一端が接続され、バッテリ１０の負極と第２電源端子３２との間に他端が接続された抵抗Ｒ１が設けられている。スイッチＳＷ、抵抗Ｒ１は、いずれも保護回路１に対して外付け素子として組み付けられている。
出力端子３４は、次段回路、ここでは図示省略の電子制御ユニット（ECU）の入力段回路に接続されている。出力端子３４は次段回路へ出力信号ＯＵＴを出力する。
出力端子３４は、次段回路、ここでは図示省略の電子制御ユニット（ECU）の入力段回路に接続されている。出力端子３４は次段回路へ出力信号ＯＵＴを出力する。
【0024】
そして、保護回路１は、論理回路４と、静電気保護回路６と、逆接保護回路７とを備えている。さらに、保護回路１は、サージ保護回路８と、クランプ素子９とを備えている。論理回路４等の回路及びクランプ素子９は、半導体基板２の主面の中央領域に配設され、集積回路として集積化されている。
【0025】
用途に応じて変更され、特に限定されるものではないが、ここでは、論理回路４として否定（NOT）回路が使用されている。論理回路４の入力は入力側の第１信号配線５０Ａを介して入力端子３３に接続されている。論理回路４の出力は出力側の第２信号配線５０Ｂを介して出力端子３４に接続されている。
【0026】
ここで、半導体基板２の主面上には、第１電源配線５１、第２電源配線５２、第１配線５３、第２配線５４のそれぞれが配設されている。
第１電源配線５１の一端は第１電源端子３１に接続され、第１電源配線５１の他端は半導体基板２の主面上に延設されている。表現を代えれば、第１電源配線５１は第１電源端子３１から半導体基板２の主面上に延設されている。
第２電源配線５２の一端は第２電源端子３２に接続され、第２電源配線５２の他端は半導体基板２の主面上に延設されている。同様に表現を代えれば、第２電源配線５２は第２電源端子３２から半導体基板２の主面上に延設されている。
第１電源配線５１の一端は第１電源端子３１に接続され、第１電源配線５１の他端は半導体基板２の主面上に延設されている。表現を代えれば、第１電源配線５１は第１電源端子３１から半導体基板２の主面上に延設されている。
第２電源配線５２の一端は第２電源端子３２に接続され、第２電源配線５２の他端は半導体基板２の主面上に延設されている。同様に表現を代えれば、第２電源配線５２は第２電源端子３２から半導体基板２の主面上に延設されている。
【0027】
第１配線５３の一端は逆接保護回路７の一部に接続され、第１配線５３の他端はサージ保護回路８の一部に接続されている。第１配線５３には、第１電源配線５１から供給される電源電圧Ｖｃｃが逆接保護回路７によりシフトされた、電源電圧Ｖｃｃに比し若干低い高電位が印加され、第１配線５３は高電位ノード配線として使用される。
一方、第２配線５４の一端は逆接保護回路７の他の一部に接続され、第２配線５４の他端はサージ保護回路８の他の一部に接続されている。第２配線５４には、第２電源配線５２から供給される電源電圧ＧＮＤが逆接保護回路７によりシフトされた、電源電圧ＧＮＤに比し若干高い低電位が印加され、第２配線５４は低電位ノード配線として使用されている。ここで、第２配線５４に印加される低電位は、第１配線５３に印加される高電位に比し低い設定とされている。
一方、第２配線５４の一端は逆接保護回路７の他の一部に接続され、第２配線５４の他端はサージ保護回路８の他の一部に接続されている。第２配線５４には、第２電源配線５２から供給される電源電圧ＧＮＤが逆接保護回路７によりシフトされた、電源電圧ＧＮＤに比し若干高い低電位が印加され、第２配線５４は低電位ノード配線として使用されている。ここで、第２配線５４に印加される低電位は、第１配線５３に印加される高電位に比し低い設定とされている。
【0028】
論理回路４の説明に戻って、論理回路４では、第１配線５３から高電位が供給されると共に、第２配線５４から低電位が供給され、入力信号ＩＮに応じた出力信号ＯＵＴが出力される。
【0029】
（１）静電気保護回路６の構成
本実施の形態において、静電気保護回路６は、静電気保護素子６０１～静電気保護素子６０５を含んで構成されている。
静電気保護素子６０５は、入力端子３３から延設され、論理回路４へ至る入力側の第１信号配線５０Ａに配設されている。静電気保護素子６０５は、一端を入力端子３３に接続し、他端を論理回路４の入力に接続した抵抗（入力保護抵抗）を用いて構成されている。
本実施の形態において、静電気保護回路６は、静電気保護素子６０１～静電気保護素子６０５を含んで構成されている。
静電気保護素子６０５は、入力端子３３から延設され、論理回路４へ至る入力側の第１信号配線５０Ａに配設されている。静電気保護素子６０５は、一端を入力端子３３に接続し、他端を論理回路４の入力に接続した抵抗（入力保護抵抗）を用いて構成されている。
【0030】
静電気保護素子６０１及び静電気保護素子６０２は論理回路４の入力側に配設されている。静電気保護素子６０１は、静電気保護素子６０５と論理回路４の入力との間の第１信号配線５０Ａにアノード電極が接続され、第１配線５３にカソード電極が接続された第１整流ダイオードにより構成されている。静電気保護素子６０２は、静電気保護素子６０５と論理回路４の入力との間の第１信号配線５０Ａにカソード電極が接続され、第２配線５４にアノード電極が接続された第２整流ダイオードにより構成されている。
静電気保護素子６０３及び静電気保護素子６０４は論理回路４の出力側に配設されている。静電気保護素子６０３は、論理回路４と出力端子３４との間の第２信号配線５０Ｂにアノード電極が接続され、第１配線５３にカソード電極が接続された第３整流ダイオードにより構成されている。静電気保護素子６０４は、第２信号配線５０Ｂにカソード電極が接続され、第２配線５４にアノード電極が接続された第４整流ダイオードにより構成されている。
つまり、静電気保護素子６０１～静電気保護素子６０４は、いずれも、少なくともダイオードを含んで構成されている。
静電気保護素子６０３及び静電気保護素子６０４は論理回路４の出力側に配設されている。静電気保護素子６０３は、論理回路４と出力端子３４との間の第２信号配線５０Ｂにアノード電極が接続され、第１配線５３にカソード電極が接続された第３整流ダイオードにより構成されている。静電気保護素子６０４は、第２信号配線５０Ｂにカソード電極が接続され、第２配線５４にアノード電極が接続された第４整流ダイオードにより構成されている。
つまり、静電気保護素子６０１～静電気保護素子６０４は、いずれも、少なくともダイオードを含んで構成されている。
【0031】
（２）逆接保護回路７の構成
逆接保護回路７は、第１整流ダイオード７０１及び第２整流ダイオード７０２を含んで構成されている。
第１整流ダイオード７０１は、第１電源配線５１の他端にアノード電極を接続し、第１配線５３の一端にカソード電極を接続している。つまり、第１整流ダイオード７０１のアノード電極は第１電源配線５１を通してダイレクトに第１電源端子３１に接続されている。また、表現を代えれば、第１整流ダイオード７０１は、第１電源配線５１と第１配線５３との間に順方向に接続されている。
一方、第２整流ダイオード７０２は、第２電源配線５２の他端にカソード電極を接続し、第２配線５４の一端にアノード電極を接続している。つまり、第２整流ダイオード７０２のカソード電極は第２電源配線５２を通してダイレクトに第２電源端子３２に接続されている。同様に表現を代えれば、第２整流ダイオード７０２は、第２配線５４と第２電源配線５２との間に順方向に接続されている。
逆接保護回路７は、第１整流ダイオード７０１及び第２整流ダイオード７０２を含んで構成されている。
第１整流ダイオード７０１は、第１電源配線５１の他端にアノード電極を接続し、第１配線５３の一端にカソード電極を接続している。つまり、第１整流ダイオード７０１のアノード電極は第１電源配線５１を通してダイレクトに第１電源端子３１に接続されている。また、表現を代えれば、第１整流ダイオード７０１は、第１電源配線５１と第１配線５３との間に順方向に接続されている。
一方、第２整流ダイオード７０２は、第２電源配線５２の他端にカソード電極を接続し、第２配線５４の一端にアノード電極を接続している。つまり、第２整流ダイオード７０２のカソード電極は第２電源配線５２を通してダイレクトに第２電源端子３２に接続されている。同様に表現を代えれば、第２整流ダイオード７０２は、第２配線５４と第２電源配線５２との間に順方向に接続されている。
【0032】
（３）サージ保護回路８の構成
サージ保護回路８は、第３整流ダイオード８０１及び第４整流ダイオード８０２を含んで構成されている。
第３整流ダイオード８０１は、第２配線５４の他端にアノード電極を接続し、第１電源配線５１の他端にカソード電極を接続している。第３整流ダイオード８０１は、第１電源配線５１と第２配線５４との間に逆方向に接続され、逆接保護回路７の第２整流ダイオード７０２に対しても逆方向に接続されている。
一方、第４整流ダイオード８０２は、第１配線５３の他端にカソード電極を接続し、第２電源配線５２の他端にアノード電極を接続している。第４整流ダイオード８０２は、第１配線５３と第２電源配線５２との間に逆方向に接続されている。つまり、第４整流ダイオード８０２は、逆接保護回路７の第１整流ダイオード７０１に対しても逆方向に接続されている。
サージ保護回路８は、第３整流ダイオード８０１及び第４整流ダイオード８０２を含んで構成されている。
第３整流ダイオード８０１は、第２配線５４の他端にアノード電極を接続し、第１電源配線５１の他端にカソード電極を接続している。第３整流ダイオード８０１は、第１電源配線５１と第２配線５４との間に逆方向に接続され、逆接保護回路７の第２整流ダイオード７０２に対しても逆方向に接続されている。
一方、第４整流ダイオード８０２は、第１配線５３の他端にカソード電極を接続し、第２電源配線５２の他端にアノード電極を接続している。第４整流ダイオード８０２は、第１配線５３と第２電源配線５２との間に逆方向に接続されている。つまり、第４整流ダイオード８０２は、逆接保護回路７の第１整流ダイオード７０１に対しても逆方向に接続されている。
【0033】
（４）クランプ素子９の構成
クランプ素子９はツェナーダイオード（定電流ダイオード）９０１を含んで構成されている。ツェナーダイオード９０１は、第１配線５３の一端にカソード電極を接続し、第２配線５４の他端にアノード電極を接続している。つまり、ツェナーダイオード９０１は第１配線５３と第２配線５４との間に逆方向に接続されている。
クランプ素子９はツェナーダイオード（定電流ダイオード）９０１を含んで構成されている。ツェナーダイオード９０１は、第１配線５３の一端にカソード電極を接続し、第２配線５４の他端にアノード電極を接続している。つまり、ツェナーダイオード９０１は第１配線５３と第２配線５４との間に逆方向に接続されている。
【0034】
（保護回路１の保護動作）
（１）静電気保護動作
保護回路１の静電気保護回路６では、仮に、入力端子３３に静電気が印加されると、静電気は第１信号配線５０Ａを通って静電気保護素子６０５に入力される。静電気保護素子６０５では静電気を鈍らせることができる。
この静電気は、論理回路４の入力側において、正の静電気であれば、静電気保護素子６０１を通って第１配線５３に吸収される。また、負の静電気であれば、第２配線５４から静電気保護素子６０２を通って第１信号配線５０Ａへ電流が流れ、静電気は吸収される。
（１）静電気保護動作
保護回路１の静電気保護回路６では、仮に、入力端子３３に静電気が印加されると、静電気は第１信号配線５０Ａを通って静電気保護素子６０５に入力される。静電気保護素子６０５では静電気を鈍らせることができる。
この静電気は、論理回路４の入力側において、正の静電気であれば、静電気保護素子６０１を通って第１配線５３に吸収される。また、負の静電気であれば、第２配線５４から静電気保護素子６０２を通って第１信号配線５０Ａへ電流が流れ、静電気は吸収される。
【0035】
一方、仮に、出力端子３４に静電気が印加されると、静電気は第２信号配線５０Ｂを通って静電気保護回路６に入力される。正の静電気であれば、静電気は静電気保護素子６０３を通って第１配線５３に吸収される。また、負の静電気であれば、第２配線５４から静電気保護素子６０４を通って第２信号配線５０Ｂへ電流が流れ、静電気は吸収される。
【0036】
（２）逆接保護動作
バッテリ１０の交換の際に、誤って、第１電源端子３１にバッテリ１０の負極が接続され、第２電源端子３２にバッテリ１０の正極が接続されたとする。つまり、バッテリ１０が保護回路１に逆接されたとする。
このとき、第１電源端子３１から第１電源配線５１へ負電圧が印加される。第１電源配線５１には逆接保護回路７の第１整流ダイオード７０１が接続されているので、負電圧は第１整流ダイオード７０１により遮断されて第１配線５３へ伝わらない。
同様に、第２電源端子３２から第２電源配線５２へ正電圧が印加される。第２電源配線５２には逆接保護回路７の第２整流ダイオード７０２が接続されているので、正電圧は第２整流ダイオード７０２により遮断されて第２配線５４へ伝わらない。
バッテリ１０の交換の際に、誤って、第１電源端子３１にバッテリ１０の負極が接続され、第２電源端子３２にバッテリ１０の正極が接続されたとする。つまり、バッテリ１０が保護回路１に逆接されたとする。
このとき、第１電源端子３１から第１電源配線５１へ負電圧が印加される。第１電源配線５１には逆接保護回路７の第１整流ダイオード７０１が接続されているので、負電圧は第１整流ダイオード７０１により遮断されて第１配線５３へ伝わらない。
同様に、第２電源端子３２から第２電源配線５２へ正電圧が印加される。第２電源配線５２には逆接保護回路７の第２整流ダイオード７０２が接続されているので、正電圧は第２整流ダイオード７０２により遮断されて第２配線５４へ伝わらない。
【0037】
（３）サージ保護動作
仮に、保護回路１の第１電源端子３１にサージが印加されると、サージは第１電源端子３１、第１電源配線５１のそれぞれを通ってサージ保護回路８に入力される。正のサージであれば、サージは、第１整流ダイオード７０１を通って第１配線５３に吸収される。負のサージであれば、第２配線５４から第３整流ダイオード８０１を通って第１電源配線５１へ電流が流れ、サージは吸収される。サージが吸収される過程を説明する。第１配線５３と第２配線５４との電位差が大きくなり、ツェナーダイオード９０１が降伏する。すると、第２配線５４の電位が上がり、第２整流ダイオード７０２を介してバッテリ１０にサージが戻り、サージは吸収される。
一方、仮に、第２電源端子３２にサージが印加されると、サージは第２電源端子３２、第２電源配線５２のそれぞれを通ってサージ保護回路８に入力される。正のサージであれば、第２電源配線５２から第４整流ダイオード８０２を通って第１配線５３へ電流が流れ、サージは吸収される。負のサージであれば、第１配線５３から第３整流ダイオード８０１を通って第２電源配線５２へ電流が流れ、サージは吸収される。
仮に、保護回路１の第１電源端子３１にサージが印加されると、サージは第１電源端子３１、第１電源配線５１のそれぞれを通ってサージ保護回路８に入力される。正のサージであれば、サージは、第１整流ダイオード７０１を通って第１配線５３に吸収される。負のサージであれば、第２配線５４から第３整流ダイオード８０１を通って第１電源配線５１へ電流が流れ、サージは吸収される。サージが吸収される過程を説明する。第１配線５３と第２配線５４との電位差が大きくなり、ツェナーダイオード９０１が降伏する。すると、第２配線５４の電位が上がり、第２整流ダイオード７０２を介してバッテリ１０にサージが戻り、サージは吸収される。
一方、仮に、第２電源端子３２にサージが印加されると、サージは第２電源端子３２、第２電源配線５２のそれぞれを通ってサージ保護回路８に入力される。正のサージであれば、第２電源配線５２から第４整流ダイオード８０２を通って第１配線５３へ電流が流れ、サージは吸収される。負のサージであれば、第１配線５３から第３整流ダイオード８０１を通って第２電源配線５２へ電流が流れ、サージは吸収される。
【0038】
（４）クランプ素子９の動作
クランプ素子９のツェナーダイオード９０１では、第１配線５３と第２配線５４との電圧差が予め設定された設定値を超えると電圧がクランプされる。
クランプ素子９のツェナーダイオード９０１では、第１配線５３と第２配線５４との電圧差が予め設定された設定値を超えると電圧がクランプされる。
【0039】
（作用効果）
本実施の形態に係る保護回路１は、図１に示されるように、第１電源配線５１と、第２電源配線５２と、第１配線５３と、第２配線５４と、第１整流ダイオード７０１と、第２整流ダイオード７０２と、静電気保護回路６とを備える。
第１電源配線５１は、バッテリ１０の正極に接続される第１電源端子３１から延設される。第２電源配線５２は、バッテリ１０の負極に接続される第２電源端子３２から延設される。
第１整流ダイオード７０１は、第１電源配線５１にアノード電極を接続し、第１配線５３にカソード電極を接続する。第２整流ダイオード７０２は、第２電源配線５２にカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極を接続する。
本実施の形態に係る保護回路１は、図１に示されるように、第１電源配線５１と、第２電源配線５２と、第１配線５３と、第２配線５４と、第１整流ダイオード７０１と、第２整流ダイオード７０２と、静電気保護回路６とを備える。
第１電源配線５１は、バッテリ１０の正極に接続される第１電源端子３１から延設される。第２電源配線５２は、バッテリ１０の負極に接続される第２電源端子３２から延設される。
第１整流ダイオード７０１は、第１電源配線５１にアノード電極を接続し、第１配線５３にカソード電極を接続する。第２整流ダイオード７０２は、第２電源配線５２にカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極を接続する。
【0040】
仮に、バッテリ１０が逆接されたとき、第１電源端子３１を通して第１電源配線５１に負電圧が印加される。第１電源配線５１と第１配線５３との間において、第１整流ダイオード７０１は順方向に接続されているので、電流の流れは第１整流ダイオード７０１により遮断される。また、第２電源端子３２を通して第２電源配線５２には正電圧が印加される。第２電源配線５２と第２配線５４との間において、第２整流ダイオード７０２は順方向に接続されているので、電流の流れは第２整流ダイオード７０２により遮断される。つまり、第１整流ダイオード７０１及び第２整流ダイオード７０２は逆接保護回路７を構築し、逆接保護回路７はバッテリ１０の逆接に対して静電気保護回路６を保護する。
【0041】
ここで、静電気保護回路６は、第１配線５３と第２配線５４との間に接続される。静電気保護回路６は、静電気保護素子６０１～静電気保護素子６０４を含んで構成される。静電気保護素子６０１及び静電気保護素子６０２は、入力端子３３に印加された静電気を吸収する。静電気保護素子６０３及び静電気保護素子６０４は出力端子３４に印加された静電気を吸収する。静電気保護回路６は静電気に対して第１配線５３又は第２配線５４に接続される回路、ここでは論理回路４を保護する。
【0042】
このように構成される保護回路１では、第１電源端子３１に第１整流ダイオード７０１が接続され、第２電源端子３２に第２整流ダイオード７０２が接続されて逆接保護回路７が組み込まれる。そして、第１整流ダイオード７０１に接続された第１配線５３と第２整流ダイオード７０２に接続された第２配線５４との間に静電気保護回路６が組み込まれる。従って、保護回路１内に逆接保護回路７を静電気保護回路６と共に集積化することができるので、保護回路１の小型化を実現することができる。
【0043】
加えて、保護回路１を小型化することができるので、保護回路１の軽量化を実現することができる。
また、逆接保護回路７を外付け素子としないので、回路素子の部品点数を削減することができる。部品点数が削減されると、保護回路１の軽量化を更に実現することができると共に、製作コストを下げることができる。
また、保護回路１が搭載される車両では、軽量化に伴い、燃費を向上させることができる。
また、逆接保護回路７を外付け素子としないので、回路素子の部品点数を削減することができる。部品点数が削減されると、保護回路１の軽量化を更に実現することができると共に、製作コストを下げることができる。
また、保護回路１が搭載される車両では、軽量化に伴い、燃費を向上させることができる。
【0044】
本実施の形態に係る保護回路１は、図１に示されるように、入力端子３３と、論理回路４と、出力端子３４とを更に備える。入力端子３３には入力信号ＩＮが入力される。論理回路４は入力端子３３に第１信号配線５０Ａを介して接続され、論理回路４には入力信号ＩＮが入力される。出力端子３４は論理回路４に第２信号配線５０Ｂを介して接続され、出力端子３４には論理回路４からの出力信号ＯＵＴが出力される。
このように構成される保護回路１では、静電気保護回路６は静電気保護素子６０１～静電気保護素子６０４を含んで構成される。静電気保護素子６０１は第１整流ダイオードを用いて構成され、静電気保護素子６０２は第２整流ダイオードを用いて構成される。同様に、静電気保護素子６０３は第３整流ダイオードを用いて構成され、静電気保護素子６０４は第４整流ダイオードを用いて構成される。
静電気保護素子６０１は、論理回路４の入力側に配設され、第１信号配線５０Ａにアノード電極を接続し、第１配線５３にカソード電極を接続する。静電気保護素子６０２は、入力側に配設され、第１信号配線５０Ａにカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極を接続する。静電気保護素子６０３は、論理回路４の出力側に配設され、第２信号配線５０Ｂにアノード電極を接続し、第１配線５３にカソード電極を接続する。そして、静電気保護素子６０４は、出力側に配設され、第２信号配線５０Ｂにカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極を接続する。
このように構成される保護回路１では、静電気保護回路６は静電気保護素子６０１～静電気保護素子６０４を含んで構成される。静電気保護素子６０１は第１整流ダイオードを用いて構成され、静電気保護素子６０２は第２整流ダイオードを用いて構成される。同様に、静電気保護素子６０３は第３整流ダイオードを用いて構成され、静電気保護素子６０４は第４整流ダイオードを用いて構成される。
静電気保護素子６０１は、論理回路４の入力側に配設され、第１信号配線５０Ａにアノード電極を接続し、第１配線５３にカソード電極を接続する。静電気保護素子６０２は、入力側に配設され、第１信号配線５０Ａにカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極を接続する。静電気保護素子６０３は、論理回路４の出力側に配設され、第２信号配線５０Ｂにアノード電極を接続し、第１配線５３にカソード電極を接続する。そして、静電気保護素子６０４は、出力側に配設され、第２信号配線５０Ｂにカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極を接続する。
【0045】
このため、仮に入力端子３３に静電気が印加されたとしても、この静電気は静電気保護素子６０１を通して第１配線５３に吸収され、又は静電気保護素子６０２を通して第２配線５４に吸収されるので、静電気に対して論理回路４を保護することができる。一方、仮に出力端子３４に静電気が印加されたとしても、この静電気は静電気保護素子６０３を通して第１配線５３に吸収され、又は静電気保護素子６０４を通して第２配線５４に吸収されるので、静電気に対して論理回路４を保護することができる。
【0046】
本実施の形態に係る保護回路１は、図１に示されるように、第３整流ダイオード８０１と、第４整流ダイオード８０２とを更に備える。第３整流ダイオード８０１は、第１電源配線５１にカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極を接続する。第４整流ダイオード８０２は、第２電源配線５２にアノード電極を接続し、第１配線５３にカソード電極を接続する。
仮に、第１電源配線５１に負のサージが印加されたとき、第２配線５４から第３整流ダイオード８０１を通って第１電源配線５１へ電流が流れ、サージを吸収することができる。また、第２電源配線５２に負のサージが印加されたとき、第４整流ダイオード８０２の降伏電圧を超えると、第１配線５３から第４整流ダイオード８０２を通して第２電源配線５２へ電流が流れ、サージを吸収することができる。第３整流ダイオード８０１及び第４整流ダイオード８０２はサージ保護回路８を構築しているので、サージ保護回路８によりサージに対して静電気保護回路６を保護することができる。
仮に、第１電源配線５１に負のサージが印加されたとき、第２配線５４から第３整流ダイオード８０１を通って第１電源配線５１へ電流が流れ、サージを吸収することができる。また、第２電源配線５２に負のサージが印加されたとき、第４整流ダイオード８０２の降伏電圧を超えると、第１配線５３から第４整流ダイオード８０２を通して第２電源配線５２へ電流が流れ、サージを吸収することができる。第３整流ダイオード８０１及び第４整流ダイオード８０２はサージ保護回路８を構築しているので、サージ保護回路８によりサージに対して静電気保護回路６を保護することができる。
【0047】
加えて、第１電源配線５１と第２配線５４との間に第３整流ダイオード８０１を接続し、第２電源配線５２と第１配線５３との間に第４整流ダイオード８０２を接続しているので、保護回路１内にサージ保護回路８を静電気保護回路６と共に集積化することができる。従って、保護回路１の更なる小型化を実現することができる。
【0048】
さらに、本実施の形態に係る保護回路１は、図１に示されるように、１つの半導体基板２に第１整流ダイオード７０１、第２整流ダイオード７０２、第３整流ダイオード８０１、第４整流ダイオード８０２、静電気保護回路６等が集積化される。つまり、これらの回路素子を個別にパッケージしてレイアウトする場合に比べて、保護回路１の小型化を実現することができる。
静電気保護素子６０１と同様の機能を持たせる方法として、第１信号配線５０Ａと第１配線５３との間にダイオードを設ける方法があり、保護機能強化で、静電気保護素子６０１と共に使うことができる。また、静電気保護素子６０１の代わりに設けることが可能である。同様に、静電気保護素子６０２に対して、第１信号配線５０Ａと第２配線５４との間にダイオードを設ける方法がある。
静電気保護素子６０１と同様の機能を持たせる方法として、第１信号配線５０Ａと第１配線５３との間にダイオードを設ける方法があり、保護機能強化で、静電気保護素子６０１と共に使うことができる。また、静電気保護素子６０１の代わりに設けることが可能である。同様に、静電気保護素子６０２に対して、第１信号配線５０Ａと第２配線５４との間にダイオードを設ける方法がある。
【0049】
［第２実施の形態］
図２を用いて、本発明の第２実施の形態に係る保護回路１について説明する。
なお、本実施の形態並びに後述する第３実施の形態～第５実施の形態において、第１実施の形態に係る保護回路１の構成要素と同一の構成要素又は実質的に同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図２を用いて、本発明の第２実施の形態に係る保護回路１について説明する。
なお、本実施の形態並びに後述する第３実施の形態～第５実施の形態において、第１実施の形態に係る保護回路１の構成要素と同一の構成要素又は実質的に同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0050】
（保護回路１及び電子制御システム１００の全体構成）
図２に示されるように、本実施の形態に係る保護回路１は、１つの半導体基板２に集積化された逆電圧保護（Reverse Voltage Protection）回路として構成されている。そして、保護回路１は、幾つかの外付け素子を含んで電子制御システム１００に組み込まれている。以下、詳細に説明する。
図２に示されるように、本実施の形態に係る保護回路１は、１つの半導体基板２に集積化された逆電圧保護（Reverse Voltage Protection）回路として構成されている。そして、保護回路１は、幾つかの外付け素子を含んで電子制御システム１００に組み込まれている。以下、詳細に説明する。
【0051】
（電子制御システム１００の構成）
電子制御システム１００は配線基板２０をベースとして構成されている。配線基板２０には、例えばプリント回路基板（PCB：Printed Circuit Board）を実用的に使用することができる。
配線基板２０の周辺領域であって、配線基板２０の実装面上には、第１電源端子２１、第２電源端子２２のそれぞれが配設されている。また、配線基板２０の中央領域であって、配線基板２０の実装面上には、出力端子２４、イネーブル端子２５、第２電源端子２３のそれぞれが配設されている。
電子制御システム１００は配線基板２０をベースとして構成されている。配線基板２０には、例えばプリント回路基板（PCB：Printed Circuit Board）を実用的に使用することができる。
配線基板２０の周辺領域であって、配線基板２０の実装面上には、第１電源端子２１、第２電源端子２２のそれぞれが配設されている。また、配線基板２０の中央領域であって、配線基板２０の実装面上には、出力端子２４、イネーブル端子２５、第２電源端子２３のそれぞれが配設されている。
【0052】
第１電源端子２１はバッテリ１０の正極に接続される構成とされている。この第１電源端子２１にはバッテリ１０から供給される電源電圧ＶＩＮが印加される。電源電圧ＶＩＮは例えば２．５［Ｖ］～１６［Ｖ］の範囲内の電圧である。
第２電源端子２２はバッテリ１０の負極に接続される構成とされている。この第２電源端子２２にはバッテリ１０から供給される電源電圧ＧＮＤが印加される。電源電圧ＧＮＤは例えば０［Ｖ］である。
第２電源端子２２はバッテリ１０の負極に接続される構成とされている。この第２電源端子２２にはバッテリ１０から供給される電源電圧ＧＮＤが印加される。電源電圧ＧＮＤは例えば０［Ｖ］である。
【0053】
第１電源端子２１は、この第１電源端子２１から延設される第１電源配線２０１を通して出力端子２４に接続されている。この出力端子２４には第１電源配線２０３が接続されている。第２電源端子２２は、この第２電源端子２２から延設される第２電源配線２０２を通して第２電源端子２３に接続されている。この第２電源端子２３には第２電源配線２０４が接続されている。
出力端子２４及び第２電源端子２３の近傍において、第１電源配線２０１と第２電源配線２０２との間にはクランプ素子９１が配設されている。クランプ素子９１は、ここでは、第１電源配線２０１にカソード電極が接続され、第２電源配線２０２にアノード電極が接続された整流ダイオード９１１を用いて構成されている。クランプ素子９１は、第１電源配線２０１と第２電源配線２０２との間に加わる一定以上の電圧をクランプする。
なお、第１電源配線２０１、第１電源配線２０３のそれぞれは出力端子２４を介在させずに直接接続されてもよい。同様に、第２電源配線２０２、第２電源配線２０４のそれぞれは第２電源端子２３を介在させずに直接接続されてもよい。
出力端子２４及び第２電源端子２３の近傍において、第１電源配線２０１と第２電源配線２０２との間にはクランプ素子９１が配設されている。クランプ素子９１は、ここでは、第１電源配線２０１にカソード電極が接続され、第２電源配線２０２にアノード電極が接続された整流ダイオード９１１を用いて構成されている。クランプ素子９１は、第１電源配線２０１と第２電源配線２０２との間に加わる一定以上の電圧をクランプする。
なお、第１電源配線２０１、第１電源配線２０３のそれぞれは出力端子２４を介在させずに直接接続されてもよい。同様に、第２電源配線２０２、第２電源配線２０４のそれぞれは第２電源端子２３を介在させずに直接接続されてもよい。
【0054】
第１電源配線２０１と第２電源配線２０２との間には、本実施の形態に係る保護回路１が組み込まれている。この保護回路１については、後に詳述する。また、第１電源配線２０３と第２電源配線２０４との間には、電圧監視回路１２、電解コンデンサ１３、電子制御ユニット（ECU）１４のそれぞれが組み込まれている。
【0055】
電圧監視回路１２の入力は第１電源配線２０３、第２電源配線２０４のそれぞれに接続され、電圧監視回路１２の出力はイネーブル端子２５に接続されている。電圧監視回路１２では、第１電源配線２０３と第２電源配線２０４との間の電圧差が例えば２０［Ｖ］を超えると、イネーブル端子２５にディスエーブル信号が出力される。
電解コンデンサ１３は、第１電源配線２０３に一方の電極を接続し、第２電源配線２０４に他方の電極を接続する、極性を有する平滑コンデンサとして構成されている。この電解コンデンサ１３は、保護回路１、電子制御ユニット１４のそれぞれに対して外付け素子として、配線基板２０の実装面に実装されている。
電子制御ユニット１４は、第１電源配線２０３、第２電源配線２０４のそれぞれに接続されている。この電子制御ユニット１４は、車両として、例えば図示省略の自動車のパワーユニットの運転制御を電気的に補助する補助装置を総合的に制御するマイクロコントローラとして構築されている。
電解コンデンサ１３は、第１電源配線２０３に一方の電極を接続し、第２電源配線２０４に他方の電極を接続する、極性を有する平滑コンデンサとして構成されている。この電解コンデンサ１３は、保護回路１、電子制御ユニット１４のそれぞれに対して外付け素子として、配線基板２０の実装面に実装されている。
電子制御ユニット１４は、第１電源配線２０３、第２電源配線２０４のそれぞれに接続されている。この電子制御ユニット１４は、車両として、例えば図示省略の自動車のパワーユニットの運転制御を電気的に補助する補助装置を総合的に制御するマイクロコントローラとして構築されている。
【0056】
（保護回路１の構成）
図２及び図３に示されるように、保護回路１は、第１実施の形態に係る保護回路１と同様に、１つの半導体基板２をベースとして構成されている。半導体基板２の周辺領域であって、半導体基板２の主面上には、第１電源端子３１、第２電源端子３２、出力端子３５、イネーブル端子３６のそれぞれが、外部端子として配設されている。
図２及び図３に示されるように、保護回路１は、第１実施の形態に係る保護回路１と同様に、１つの半導体基板２をベースとして構成されている。半導体基板２の周辺領域であって、半導体基板２の主面上には、第１電源端子３１、第２電源端子３２、出力端子３５、イネーブル端子３６のそれぞれが、外部端子として配設されている。
【0057】
第１電源端子３１は配線基板２０の実装面上に延設される第１電源配線２０１に接続され、第１電源端子３１には電源電圧ＶＩＮが印加される。第２電源端子３２は配線基板２０の実装面上に延設される第２電源配線２０２に接続され、第２電源端子３２には電源電圧ＧＮＤが印加される。
出力端子３５には保護回路１から出力される出力信号が印加される。この出力信号は、後述する第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１を制御する制御信号である。イネーブル端子３６は配線基板２０上に配設されたイネーブル端子２５に接続され、イネーブル端子３６には電圧監視回路１２からのイネーブル信号が入力される。
出力端子３５には保護回路１から出力される出力信号が印加される。この出力信号は、後述する第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１を制御する制御信号である。イネーブル端子３６は配線基板２０上に配設されたイネーブル端子２５に接続され、イネーブル端子３６には電圧監視回路１２からのイネーブル信号が入力される。
【0058】
そして、図３に示されるように、保護回路１は、第１静電気保護回路６１と、第２静電気保護回路６２と、第１逆接保護回路７１と、第２逆接保護回路７２と、第１サージ保護回路８１とを備えている。さらに、保護回路１は、チャージポンプ４１と、イネーブル回路４２とを備えている。これらの第１静電気保護回路６１等は１つの半導体基板２に集積化されている。
ここで、第２逆接保護回路７２の一部の素子（第１トランジスタ７２１及びダイオード７２２）は、半導体基板２に対して外付け素子として構成されている。
また、図２に示されるように、保護回路１は第２サージ保護回路８２を備えている。この第２サージ保護回路８２は半導体基板２に対して外付け素子として構成されている。
ここで、第２逆接保護回路７２の一部の素子（第１トランジスタ７２１及びダイオード７２２）は、半導体基板２に対して外付け素子として構成されている。
また、図２に示されるように、保護回路１は第２サージ保護回路８２を備えている。この第２サージ保護回路８２は半導体基板２に対して外付け素子として構成されている。
【0059】
図３に戻って、第１実施の形態に係る保護回路１と同様に、本実施の形態に係る保護回路１では、半導体基板２の主面上に、第１電源配線５１、第２電源配線５２、第１配線５３、第２配線５４のそれぞれが配設されている。
第１電源配線５１の一端は第１電源端子３１に接続され、第１電源配線５１の他端は第１電源端子３１から半導体基板２の主面上に延設されている。第２電源配線５２の一端は第２電源端子３２に接続され、第２電源配線５２の他端は第２電源端子３２から半導体基板２上に延設されている。
第１電源配線５１の一端は第１電源端子３１に接続され、第１電源配線５１の他端は第１電源端子３１から半導体基板２の主面上に延設されている。第２電源配線５２の一端は第２電源端子３２に接続され、第２電源配線５２の他端は第２電源端子３２から半導体基板２上に延設されている。
【0060】
第１配線５３の一端は第１逆接保護回路７１の一部を介して第１電源配線５１の他端に接続され、第１配線５３の他端は第１サージ保護回路８１の一部を介して第２電源配線５２の他端に接続されている。第１配線５３には第１電源配線５１から供給される電源電圧ＶＩＮが第１逆接保護回路７１によりシフトされた、電源電圧ＶＩＮに比し若干低い高電位が印加され、第１配線５３は高電位ノード配線として使用される。
一方、第２配線５４の一端は第１逆接保護回路７１の他の一部を介して第２電源配線５２の他端に接続され、第２配線５４の他端は第１サージ保護回路８１の他の一部を介して第１電源配線５１の他端に接続されている。第２配線５４には第２電源配線５２から供給される電源電圧ＧＮＤが第１逆接保護回路７１によりシフトされた、電源電圧ＧＮＤに比し若干高い低電位が印加され、第２配線５４は低電位ノード配線として使用されている。
一方、第２配線５４の一端は第１逆接保護回路７１の他の一部を介して第２電源配線５２の他端に接続され、第２配線５４の他端は第１サージ保護回路８１の他の一部を介して第１電源配線５１の他端に接続されている。第２配線５４には第２電源配線５２から供給される電源電圧ＧＮＤが第１逆接保護回路７１によりシフトされた、電源電圧ＧＮＤに比し若干高い低電位が印加され、第２配線５４は低電位ノード配線として使用されている。
【0061】
加えて、半導体基板２の主面上には、更に第３配線５５が延設されている。第３配線５５の一端は、第１逆接保護回路７１の更に他の一部及び第２逆接保護回路７２の一部を介して、第１電源配線５１の他端に接続されている。また、第３配線５５の一端は、第１逆接保護回路７１の更に他の一部を介して出力端子３５に接続されている。第３配線５５の他端は、第１静電気保護回路６１を介して、第１配線５３の他端、第２配線５４の他端にそれぞれ接続されている。
第３配線５５には中間電位が印加され、第３配線５５は中間電位ノード配線として使用されている。中間電位は、第１電源配線５１から供給される電源電圧ＶＩＮが第１逆接保護回路７１及び第２逆接保護回路７２によりシフトされ、第１配線５３若しくはチャージポンプの出力電位よりも若干低く、かつ、第２配線５４に印加される電位よりも高い電位である。
第３配線５５には中間電位が印加され、第３配線５５は中間電位ノード配線として使用されている。中間電位は、第１電源配線５１から供給される電源電圧ＶＩＮが第１逆接保護回路７１及び第２逆接保護回路７２によりシフトされ、第１配線５３若しくはチャージポンプの出力電位よりも若干低く、かつ、第２配線５４に印加される電位よりも高い電位である。
【0062】
（１）第１静電気保護回路６１の構成
図３に示される第１静電気保護回路（静電気保護回路）６１は、静電気保護素子（第１静電気保護素子）６１１と、静電気保護素子（第２静電気保護素子）６１２と、静電気保護素子（第３静電気保護素子）６１３とを含んで構成されている。静電気保護素子６１１～静電気保護素子６１３は、ここではツェナーダイオードを用いて構成されている。
図３に示される第１静電気保護回路（静電気保護回路）６１は、静電気保護素子（第１静電気保護素子）６１１と、静電気保護素子（第２静電気保護素子）６１２と、静電気保護素子（第３静電気保護素子）６１３とを含んで構成されている。静電気保護素子６１１～静電気保護素子６１３は、ここではツェナーダイオードを用いて構成されている。
【0063】
静電気保護素子６１１は第１配線５３と第２配線５４との間に接続されている。詳しく説明すると、静電気保護素子６１１は、カソード電極を第１配線５３に接続し、アノード電極を第２配線５４に接続している。
静電気保護素子６１２は第１配線５３と第３配線５５との間に接続されている。静電気保護素子６１２は、アノード電極を第１配線５３に接続し、カソード電極を第３配線５５に接続している。
静電気保護素子６１３は第２配線５４と第３配線５５との間に接続されている。静電気保護素子６１３は、アノード電極を第２配線５４に接続し、カソード電極を第３配線５５に接続している。
静電気保護素子６１２は第１配線５３と第３配線５５との間に接続されている。静電気保護素子６１２は、アノード電極を第１配線５３に接続し、カソード電極を第３配線５５に接続している。
静電気保護素子６１３は第２配線５４と第３配線５５との間に接続されている。静電気保護素子６１３は、アノード電極を第２配線５４に接続し、カソード電極を第３配線５５に接続している。
【0064】
（２）第２静電気保護回路６２の構成
第２静電気保護回路６２はイネーブル端子３６とイネーブル回路４２とを接続する信号配線５６に配設されている。第２静電気保護回路６２は静電気保護素子６２１～静電気保護素子６２５を含んで構成されている。
第２静電気保護回路６２はイネーブル端子３６とイネーブル回路４２とを接続する信号配線５６に配設されている。第２静電気保護回路６２は静電気保護素子６２１～静電気保護素子６２５を含んで構成されている。
【0065】
静電気保護素子６２１及び静電気保護素子６２２は、ここでは整流ダイオードを用いて構成されている。静電気保護素子６２１は、アノード電極を信号配線５６に接続し、カソード電極を第１配線５３に接続している。静電気保護素子６２２は、アノード電極を第２配線５４に接続し、カソード電極を信号配線５６に接続している。静電気保護素子６２１、静電気保護素子６２２はいずれも逆方向に接続されている。
【0066】
静電気保護素子６２３は抵抗を用いて構成されている。静電気保護素子６２３は、一端を静電気保護素子６２１のアノード電極及び静電気保護素子６２２のカソード電極に接続し、他端をイネーブル回路４２に接続している。
静電気保護素子６２４はここではツェナーダイオードを用いて構成されている。静電気保護素子６２４は、カソード電極を静電気保護素子６２３の他端とイネーブル回路４２とを結ぶ信号配線５６に接続し、アノード電極を第２配線５４に接続している。
静電気保護素子６２５はここでは抵抗を用いて構成されている。静電気保護素子６２５は、静電気保護素子６２４とイネーブル回路４２との間において信号配線５６に接続し、他端を第２配線５４に接続している。
静電気保護素子６２４はここではツェナーダイオードを用いて構成されている。静電気保護素子６２４は、カソード電極を静電気保護素子６２３の他端とイネーブル回路４２とを結ぶ信号配線５６に接続し、アノード電極を第２配線５４に接続している。
静電気保護素子６２５はここでは抵抗を用いて構成されている。静電気保護素子６２５は、静電気保護素子６２４とイネーブル回路４２との間において信号配線５６に接続し、他端を第２配線５４に接続している。
【0067】
（３）第１逆接保護回路７１の構成
第１逆接保護回路７１は、第１整流ダイオード７１１、第２整流ダイオード７１２及び第５整流ダイオード７１３を含んで構成されている。
第１整流ダイオード７１１は、第１電源配線５１の他端にアノード電極を接続し、第１配線５３の一端にカソード電極を接続している。第１整流ダイオード７１１のアノード電極は第１電源配線５１を通してダイレクトに第１電源端子３１に接続され、第１整流ダイオード７１１は第１電源配線５１と第１配線５３との間に順方向に接続されている。
第２整流ダイオード７１２は、第２電源配線５２の他端にカソード電極を接続し、第２配線５４の一端にアノード電極を接続している。第２整流ダイオード７１２のカソード電極は第２電源配線５２を通してダイレクトに第２電源端子３２に接続され、第２整流ダイオード７１２は第２配線５４と第２電源配線５２との間に順方向に接続されている。
第５整流ダイオード７１３は、後述する第２トランジスタ７２３の他方の主電極（第４主電極としてのドレイン電極）及び出力端子３５にアノード電極を接続し、第３配線５５にカソード電極を接続している。第５整流ダイオード７１３は順方向に接続されている。
第１逆接保護回路７１は、第１整流ダイオード７１１、第２整流ダイオード７１２及び第５整流ダイオード７１３を含んで構成されている。
第１整流ダイオード７１１は、第１電源配線５１の他端にアノード電極を接続し、第１配線５３の一端にカソード電極を接続している。第１整流ダイオード７１１のアノード電極は第１電源配線５１を通してダイレクトに第１電源端子３１に接続され、第１整流ダイオード７１１は第１電源配線５１と第１配線５３との間に順方向に接続されている。
第２整流ダイオード７１２は、第２電源配線５２の他端にカソード電極を接続し、第２配線５４の一端にアノード電極を接続している。第２整流ダイオード７１２のカソード電極は第２電源配線５２を通してダイレクトに第２電源端子３２に接続され、第２整流ダイオード７１２は第２配線５４と第２電源配線５２との間に順方向に接続されている。
第５整流ダイオード７１３は、後述する第２トランジスタ７２３の他方の主電極（第４主電極としてのドレイン電極）及び出力端子３５にアノード電極を接続し、第３配線５５にカソード電極を接続している。第５整流ダイオード７１３は順方向に接続されている。
【0068】
（４）第２逆接保護回路７２の構成
第２逆接保護回路７２は、第１トランジスタ７２１及び第２トランジスタ７２３を少なくとも含んで構成されている。
第２逆接保護回路７２は、第１トランジスタ７２１及び第２トランジスタ７２３を少なくとも含んで構成されている。
【0069】
第１トランジスタ７２１は、半導体基板２に対して外付け素子として、配線基板２０の実装面上に実装されている。第１トランジスタ７２１は、具体的な断面構造の図示を省略するが、本実施の形態では縦型構造を有するパワートランジスタであってｎチャネル導電型絶縁ゲート電界効果トランジスタ（IGFET：Insulated Gate Field Effect Transistor）を用いて構成されている。ここで、絶縁ゲート電界トランジスタとは、金属－酸化膜－半導体型電界効果トランジスタ（MOSFET：Metal Oxide Semiconductor FET）、金属－絶縁体－半導体型電界効果トランジスタ（MISFET：Metal Insulator Semiconductor FET）の双方が少なくとも含まれる意味において使用されている。
第１トランジスタ７２１の一方の主電極（第１主電極）としてのソース電極は、第１電源配線２０１を通して第１電源端子２１及び第１電源端子３１に接続されている。第１トランジスタ７２１の他方の主電極（第２主電極）としてのドレイン電極は、第１電源配線２０１を通して出力端子２４に接続されている。第１トランジスタ７２１の制御電極（第１制御電極）としてのゲート電極は出力端子３５に接続されている。
第１トランジスタ７２１の一方の主電極（第１主電極）としてのソース電極は、第１電源配線２０１を通して第１電源端子２１及び第１電源端子３１に接続されている。第１トランジスタ７２１の他方の主電極（第２主電極）としてのドレイン電極は、第１電源配線２０１を通して出力端子２４に接続されている。第１トランジスタ７２１の制御電極（第１制御電極）としてのゲート電極は出力端子３５に接続されている。
【0070】
第１トランジスタ７２１の主電極間には電気的に並列にダイオード７２２が挿入されている。このダイオード７２２は、整流ダイオードであり、第１トランジスタ７２１の一方の主電極にアノード電極を接続し、他方の主電極にカソード電極を接続している。つまり、ダイオード７２２は第１電源配線２０１に順方向に接続されている。
【0071】
第２トランジスタ７２３は、第１静電気保護回路６１、第２静電気保護回路６２、第１逆接保護回路７１と共に、半導体基板２の主面に集積化されている。第２トランジスタ７２３は、具体的な断面構造の図示を省略するが、横型構造を有するｎチャネル導電型絶縁ゲート電界効果トランジスタ（IGFET）を用いて構成されている。
第２トランジスタ７２３の一方の主電極（第３主電極）としてのソース電極は、第１電源配線５１を通して第１電源端子３１に接続されている。第２トランジスタ７２３の他方の主電極（第４主電極）としてのドレイン電極は、出力端子３５に接続され、この出力端子３５を介在させて第１トランジスタ７２１のゲート電極に接続されている。第２トランジスタ７２３の制御電極（第２制御電極）としてのゲート電極は一方の主電極及び第２電源配線５２に接続されている。
第２トランジスタ７２３の一方の主電極（第３主電極）としてのソース電極は、第１電源配線５１を通して第１電源端子３１に接続されている。第２トランジスタ７２３の他方の主電極（第４主電極）としてのドレイン電極は、出力端子３５に接続され、この出力端子３５を介在させて第１トランジスタ７２１のゲート電極に接続されている。第２トランジスタ７２３の制御電極（第２制御電極）としてのゲート電極は一方の主電極及び第２電源配線５２に接続されている。
【0072】
第２トランジスタ７２３には保護素子７２４及び保護素子７２５が配設されている。保護素子７２４は、第２トランジスタ７２３の一方の主電極にアノード電極が接続され、他方の主電極にカソード電極が接続されたツェナーダイオードを用いて構成されている。保護素子７２５は、保護素子７２４のアノード電極に一端が接続され、保護素子７２４のカソード電極に他端が接続された抵抗を用いて構成されている。
これらの保護素子７２４及び保護素子７２５は、主に第２トランジスタ７２３のゲート破壊（ゲート絶縁膜の破壊）の防止を目的として組み込まれている。
これらの保護素子７２４及び保護素子７２５は、主に第２トランジスタ７２３のゲート破壊（ゲート絶縁膜の破壊）の防止を目的として組み込まれている。
【0073】
また、第２トランジスタ７２３において、ソース電極（第３主電極）とゲート電極（第２制御電極）との間には抵抗７２６が電気的に直列に接続されている。抵抗７２６は、バッテリ１０が正常に接続されているときには、第２トランジスタ７２３をオフ動作状態に保持する。一方、抵抗７２６は、バッテリ１０が逆接されたときには、ソース電極とゲート電極との間にバイアスを発生させ、第２トランジスタ７２３をオン動作状態に保持する。
そして、抵抗７２６の一端と他端との間にはクランプ回路７２７が挿入されている。クランプ回路７２７は、ここではアノード電極同士を接続した２個のツェナーダイオードを用いて構成されている。つまり、一方のツェナーダイオードは、カソード電極を第２トランジスタ７２３のソース電極及び抵抗７２６の一端に接続し、アノード電極を他のツェナーダイオードのアノード電極に接続している。他方のツェナーダイオードのカソード電極は、第２トランジスタ７２３のゲート電極及び抵抗７２６の他端に接続されている。
また、保護素子７２５の他端と出力端子３５との間には抵抗７２８が挿入され、保護素子７２５の他端とチャージポンプ４１との間にも抵抗７２９が挿入されている。
なお、クランプ回路７２７は、抵抗７２６の一端にカソード電極が接続され、抵抗７２６の他端にアノード電極が接続された１個のツェナーダイオード、カソード電極同士を接続した２個のツェナーダイオード等を用いて構成されてもよい。
そして、抵抗７２６の一端と他端との間にはクランプ回路７２７が挿入されている。クランプ回路７２７は、ここではアノード電極同士を接続した２個のツェナーダイオードを用いて構成されている。つまり、一方のツェナーダイオードは、カソード電極を第２トランジスタ７２３のソース電極及び抵抗７２６の一端に接続し、アノード電極を他のツェナーダイオードのアノード電極に接続している。他方のツェナーダイオードのカソード電極は、第２トランジスタ７２３のゲート電極及び抵抗７２６の他端に接続されている。
また、保護素子７２５の他端と出力端子３５との間には抵抗７２８が挿入され、保護素子７２５の他端とチャージポンプ４１との間にも抵抗７２９が挿入されている。
なお、クランプ回路７２７は、抵抗７２６の一端にカソード電極が接続され、抵抗７２６の他端にアノード電極が接続された１個のツェナーダイオード、カソード電極同士を接続した２個のツェナーダイオード等を用いて構成されてもよい。
【0074】
第２逆接保護回路７２は、更にトランジスタ７３１を備えている。トランジスタ７３１は、第２トランジスタ７２３と共に、半導体基板２の主面に集積化されている。トランジスタ７３１は、第２トランジスタ７２３と同様に、横型構造を有するｎチャネル導電型絶縁ゲート電界効果トランジスタ（IGFET）を用いて構成されている。
トランジスタ７３１の一方の主電極としてのソース電極は、抵抗７３２、抵抗７３３、抵抗７２６、第１電源配線５１のそれぞれを介在させて第１電源端子３１に接続されている。トランジスタ７３１の他方の主電極としてのドレイン電極は、抵抗７３４、第２電源配線５２のそれぞれを介在させて第２電源端子３２に接続されている。トランジスタ７３１の制御電極としてのゲート電極は、抵抗７３９を通してイネーブル回路４２に接続されている。
トランジスタ７３１は、イネーブル回路４２からの制御信号に基づいてオフ動作状態に制御されると、第１電源端子３１から第２電源端子３２へ流れる電流を遮断する。このトランジスタ７３１のオフ動作状態が保持されることにより、保護回路１の消費電力を減少させることができる。
ここで、一例として、抵抗７３２の抵抗値は１［ＭΩ］、抵抗７３３の抵抗値は０．１［ＭΩ］、抵抗７２６の抵抗値は１０［ＭΩ］、抵抗７３４の抵抗値は４００［Ω］のそれぞれに設定されている。
トランジスタ７３１の一方の主電極としてのソース電極は、抵抗７３２、抵抗７３３、抵抗７２６、第１電源配線５１のそれぞれを介在させて第１電源端子３１に接続されている。トランジスタ７３１の他方の主電極としてのドレイン電極は、抵抗７３４、第２電源配線５２のそれぞれを介在させて第２電源端子３２に接続されている。トランジスタ７３１の制御電極としてのゲート電極は、抵抗７３９を通してイネーブル回路４２に接続されている。
トランジスタ７３１は、イネーブル回路４２からの制御信号に基づいてオフ動作状態に制御されると、第１電源端子３１から第２電源端子３２へ流れる電流を遮断する。このトランジスタ７３１のオフ動作状態が保持されることにより、保護回路１の消費電力を減少させることができる。
ここで、一例として、抵抗７３２の抵抗値は１［ＭΩ］、抵抗７３３の抵抗値は０．１［ＭΩ］、抵抗７２６の抵抗値は１０［ＭΩ］、抵抗７３４の抵抗値は４００［Ω］のそれぞれに設定されている。
【0075】
また、トランジスタ７３１の主電極間には電気的に並列に整流ダイオード７３５が挿入されている。整流ダイオード７３５は、トランジスタ７３１の一方の主電極にカソード電極を接続し、トランジスタ７３１の他方の主電極にアノード電極を接続している。つまり、整流ダイオード７３５は、第１電源端子３１と第２電源端子３２との間に逆方向に接続されている。
また、比較的大きな抵抗値として設定されている抵抗７３２の一端と他端との間にも電気的に並列に整流ダイオード７３６が挿入されている。整流ダイオード７３６は、抵抗７３２の第１電源端子３１側の一端にカソード電極を接続し、抵抗７３２の第２電源端子３２側の他端並びに整流ダイオード７３５のカソード電極にアノード電極を接続している。つまり、整流ダイオード７３６は、第１電源端子３１と第２電源端子３２との間に逆方向に接続され、かつ、整流ダイオード７３５に電気的に直列に接続されている。
整流ダイオード７３５、整流ダイオード７３６のそれぞれは、仮にバッテリ１０が逆接されたとき、第２電源端子３２から第２トランジスタ７２３のゲート電極への充電速度を速めて、過渡応答性を向上させる機能を有する。すなわち、整流ダイオード７３５、整流ダイオード７３６を備えることにより、第２トランジスタ７２３の逆接のときのオン動作速度が速くなり、結果的に第１トランジスタ７２１のオフ動作速度の高速化を実現することができる。
また、比較的大きな抵抗値として設定されている抵抗７３２の一端と他端との間にも電気的に並列に整流ダイオード７３６が挿入されている。整流ダイオード７３６は、抵抗７３２の第１電源端子３１側の一端にカソード電極を接続し、抵抗７３２の第２電源端子３２側の他端並びに整流ダイオード７３５のカソード電極にアノード電極を接続している。つまり、整流ダイオード７３６は、第１電源端子３１と第２電源端子３２との間に逆方向に接続され、かつ、整流ダイオード７３５に電気的に直列に接続されている。
整流ダイオード７３５、整流ダイオード７３６のそれぞれは、仮にバッテリ１０が逆接されたとき、第２電源端子３２から第２トランジスタ７２３のゲート電極への充電速度を速めて、過渡応答性を向上させる機能を有する。すなわち、整流ダイオード７３５、整流ダイオード７３６を備えることにより、第２トランジスタ７２３の逆接のときのオン動作速度が速くなり、結果的に第１トランジスタ７２１のオフ動作速度の高速化を実現することができる。
【0076】
さらに、トランジスタ７３１には保護素子７３７及び保護素子７３８が配設されている。保護素子７３７は、トランジスタ７３１の他方の主電極にアノード電極が接続され、トランジスタ７３１のゲート電極にカソード電極が接続されたツェナーダイオードを用いて構成されている。保護素子７３８は、保護素子７３７のカソード電極、アノード電極のそれぞれに一端、他端のそれぞれが接続された抵抗を用いて構成されている。
保護素子７３７及び保護素子７３８はトランジスタ７３１のゲート破壊の防止を目的として組み込まれている。
保護素子７３７及び保護素子７３８はトランジスタ７３１のゲート破壊の防止を目的として組み込まれている。
【0077】
ここで、チャージポンプ４１は、出力端子３５を介して第１トランジスタ７２１のゲート電極に接続されている。チャージポンプ４１はイネーブル回路４２により制御される。チャージポンプ４１では、第１トランジスタ７２１のゲート電極に供給される制御電圧を昇圧することができる。
チャージポンプ４１、イネーブル回路４２のそれぞれには、第１配線５３から高電位が供給され、第２配線５４から低電位が供給されている。
チャージポンプ４１、イネーブル回路４２のそれぞれには、第１配線５３から高電位が供給され、第２配線５４から低電位が供給されている。
【0078】
（５）第１サージ保護回路８１の構成
第１サージ保護回路８１は、第３整流ダイオード８１１、第４整流ダイオード８１２及び第６整流ダイオード８１３を含んで構成されている。
第１サージ保護回路８１は、第３整流ダイオード８１１、第４整流ダイオード８１２及び第６整流ダイオード８１３を含んで構成されている。
【0079】
第３整流ダイオード８１１は、第２配線５４の他端にアノード電極を接続し、第１電源配線５１の他端にカソード電極を接続している。第３整流ダイオード８１１は、第１電源配線５１と第２配線５４との間に逆方向に接続され、第１逆接保護回路７１の第２整流ダイオード７１２に対しても逆方向に接続されている。
一方、第４整流ダイオード８１２は、第１配線５３の他端にカソード電極を接続し、第２電源配線５２の他端にアノード電極を接続している。第４整流ダイオード８１２は、第１配線５３と第２電源配線５２との間に逆方向に接続されている。つまり、第４整流ダイオード８１２は、第１逆接保護回路７１の第１整流ダイオード７１１に対して逆方向に接続されている。
第６整流ダイオード８１３は、第２トランジスタ７２３の他方の主電極及び出力端子３５にカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極を接続している。第６整流ダイオード８１３は逆方向に接続されている。
一方、第４整流ダイオード８１２は、第１配線５３の他端にカソード電極を接続し、第２電源配線５２の他端にアノード電極を接続している。第４整流ダイオード８１２は、第１配線５３と第２電源配線５２との間に逆方向に接続されている。つまり、第４整流ダイオード８１２は、第１逆接保護回路７１の第１整流ダイオード７１１に対して逆方向に接続されている。
第６整流ダイオード８１３は、第２トランジスタ７２３の他方の主電極及び出力端子３５にカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極を接続している。第６整流ダイオード８１３は逆方向に接続されている。
【0080】
（６）第２サージ保護回路８２の構成
図２に示されるように、第２サージ保護回路８２は、外付け素子として、配線基板２０の実装面上に実装されている。第２サージ保護回路８２は、第１ツェナーダイオード８２１と、第２ツェナーダイオード８２２とを有するクランプ回路として構成されている。
図２に示されるように、第２サージ保護回路８２は、外付け素子として、配線基板２０の実装面上に実装されている。第２サージ保護回路８２は、第１ツェナーダイオード８２１と、第２ツェナーダイオード８２２とを有するクランプ回路として構成されている。
【0081】
第１ツェナーダイオード８２１は、第１電源端子２１の近傍であって第１電源端子２１と第１電源端子３１及び第１トランジスタ７２１との間の第１電源配線２０１にアノード電極を接続している。第１ツェナーダイオード８２１のカソード電極は第２ツェナーダイオード８２２のカソード電極に接続されている。第２ツェナーダイオード８２２は、第２電源端子２２の近傍であって第２電源端子２２と第２電源端子３２及び第２電源端子２３との間の第２電源配線２０２にアノード電極を接続している。表現を代えれば、第２サージ保護回路８２は、カソード電極同士を接続した第１ツェナーダイオード８２１及び第２ツェナーダイオード８２２により構成されている。
第２サージ保護回路８２では、バッテリ１０から発生するサージに比し、例えば車両のモータ、発電機等から発生する過大なサージが、予め設定された一定の電圧値にクランプされる。
なお、図２に示される第２サージ保護回路８２のツェナーダイオードはアノード電極同士を接続しているが、カソード電極同士を接続しても同様の機能を得ることができる。
第２サージ保護回路８２では、バッテリ１０から発生するサージに比し、例えば車両のモータ、発電機等から発生する過大なサージが、予め設定された一定の電圧値にクランプされる。
なお、図２に示される第２サージ保護回路８２のツェナーダイオードはアノード電極同士を接続しているが、カソード電極同士を接続しても同様の機能を得ることができる。
【0082】
（保護回路１の保護動作）
（１）第１静電気保護回路６１の静電気保護動作
図３に戻って、保護回路１では、仮に、第１電源端子３１に正の静電気が印加されると、静電気は第１電源配線５１、第１逆接保護回路７１の第１整流ダイオード７１１、第１配線５３のそれぞれを通って第１静電気保護回路６１に入力される。第１静電気保護回路６１では、静電気は、静電気保護素子６１２を通って第３配線５５に吸収される。また、静電気は、静電気保護素子６１１の降伏電圧を超えるときには、静電気保護素子６１１を通って第２配線５４に吸収される。また、静電気は、第２配線５４が第２電源配線５２よりも高電位になると、第２整流ダイオード７１２と第２電源配線５２とを介してバッテリ１０に戻る。
一方、仮に、第２電源端子３２に負の静電気が印加されると、静電気は第２電源配線５２、第１逆接保護回路７１の第２整流ダイオード７１２、第２配線５４のそれぞれを通って第１静電気保護回路６１に入力される。第１静電気保護回路６１では、静電気が静電気保護素子６１１の降伏電圧を超えるときには、第１配線５３から静電気保護素子６１１を通って第２配線５４へ電流が流れ、静電気は吸収される。また、静電気が静電気保護素子６１３の降伏電圧を超えるときには、第３配線５５から静電気保護素子６１３を通って第２配線５４へ電流が流れ、静電気は吸収される。
（１）第１静電気保護回路６１の静電気保護動作
図３に戻って、保護回路１では、仮に、第１電源端子３１に正の静電気が印加されると、静電気は第１電源配線５１、第１逆接保護回路７１の第１整流ダイオード７１１、第１配線５３のそれぞれを通って第１静電気保護回路６１に入力される。第１静電気保護回路６１では、静電気は、静電気保護素子６１２を通って第３配線５５に吸収される。また、静電気は、静電気保護素子６１１の降伏電圧を超えるときには、静電気保護素子６１１を通って第２配線５４に吸収される。また、静電気は、第２配線５４が第２電源配線５２よりも高電位になると、第２整流ダイオード７１２と第２電源配線５２とを介してバッテリ１０に戻る。
一方、仮に、第２電源端子３２に負の静電気が印加されると、静電気は第２電源配線５２、第１逆接保護回路７１の第２整流ダイオード７１２、第２配線５４のそれぞれを通って第１静電気保護回路６１に入力される。第１静電気保護回路６１では、静電気が静電気保護素子６１１の降伏電圧を超えるときには、第１配線５３から静電気保護素子６１１を通って第２配線５４へ電流が流れ、静電気は吸収される。また、静電気が静電気保護素子６１３の降伏電圧を超えるときには、第３配線５５から静電気保護素子６１３を通って第２配線５４へ電流が流れ、静電気は吸収される。
【0083】
仮に、出力端子３５に正の静電気が印加されると、静電気は第１逆接保護回路７１の第５整流ダイオード７１３、第３配線５５のそれぞれを通って第１静電気保護回路６１に入力される。第１静電気保護回路６１では、静電気が静電気保護素子６１２の降伏電圧を超えるときには、第３配線５５から静電気保護素子６１２を通って第１配線５３へ電流が流れ、静電気は吸収される。また、静電気が静電気保護素子６１３の降伏電圧を超えるときには、第３配線５５から静電気保護素子６１３を通って第２配線５４へ電流が流れ、静電気は吸収される。
一方、出力端子３５に負の静電気が印加されると、静電気は第１サージ保護回路８１の第６整流ダイオード８１３、第２配線５４のそれぞれを通って第１静電気保護回路６１に入力される。第１静電気保護回路６１では、静電気が静電気保護素子６１１の降伏電圧を超えるときには、第１配線５３から静電気保護素子６１１を通って第２配線５４へ電流が流れ、静電気は吸収される。また、静電気が静電気保護素子６１３の降伏電圧を超えるときには、第３配線５５から静電気保護素子６１３を通って第２配線５４に電流が流れ、静電気は吸収される。
一方、出力端子３５に負の静電気が印加されると、静電気は第１サージ保護回路８１の第６整流ダイオード８１３、第２配線５４のそれぞれを通って第１静電気保護回路６１に入力される。第１静電気保護回路６１では、静電気が静電気保護素子６１１の降伏電圧を超えるときには、第１配線５３から静電気保護素子６１１を通って第２配線５４へ電流が流れ、静電気は吸収される。また、静電気が静電気保護素子６１３の降伏電圧を超えるときには、第３配線５５から静電気保護素子６１３を通って第２配線５４に電流が流れ、静電気は吸収される。
【0084】
（２）第２静電気保護回路６２の静電気保護動作
保護回路１では、仮に、イネーブル端子３６に静電気が印加されると、静電気は信号配線５６を通って第２静電気保護回路６２に入力される。第２静電気保護回路６２では、正の静電気であれば、静電気は信号配線５６から静電気保護素子６２１を通って第１配線５３に吸収される。また、静電気が静電気保護素子６２２の降伏電圧を超えるときには、信号配線５６から静電気保護素子６２２を通って第２配線５４へ電流が流れ、静電気は吸収される。
一方、負の静電気であれば、第２配線５４から静電気保護素子６２２を通って信号配線５６へ電流が流れ、静電気は吸収される。また、静電気が静電気保護素子６２１の降伏電圧を超えるときには、第１配線５３から静電気保護素子６２１を通って信号配線５６へ電流が流れ、静電気は吸収される。
さらに、第２静電気保護回路６２では、静電気保護素子６２３及び静電気保護素子６２５によりイネーブル回路４２に入力される静電気が抑制される。また、第２静電気保護回路６２では、静電気保護素子６２４により信号配線５６と第２配線５４との間の電圧が予め設定された一定の電圧値にクランプされる。
保護回路１では、仮に、イネーブル端子３６に静電気が印加されると、静電気は信号配線５６を通って第２静電気保護回路６２に入力される。第２静電気保護回路６２では、正の静電気であれば、静電気は信号配線５６から静電気保護素子６２１を通って第１配線５３に吸収される。また、静電気が静電気保護素子６２２の降伏電圧を超えるときには、信号配線５６から静電気保護素子６２２を通って第２配線５４へ電流が流れ、静電気は吸収される。
一方、負の静電気であれば、第２配線５４から静電気保護素子６２２を通って信号配線５６へ電流が流れ、静電気は吸収される。また、静電気が静電気保護素子６２１の降伏電圧を超えるときには、第１配線５３から静電気保護素子６２１を通って信号配線５６へ電流が流れ、静電気は吸収される。
さらに、第２静電気保護回路６２では、静電気保護素子６２３及び静電気保護素子６２５によりイネーブル回路４２に入力される静電気が抑制される。また、第２静電気保護回路６２では、静電気保護素子６２４により信号配線５６と第２配線５４との間の電圧が予め設定された一定の電圧値にクランプされる。
【0085】
（３）第１逆接保護回路７１の逆接保護動作
バッテリ１０の交換の際に、誤って、図２に示される電子制御システム１００の配線基板２０の第１電源端子２１にバッテリ１０の負極が接続され、第２電源端子２２にバッテリ１０の正極が接続されたとする。つまり、バッテリ１０が電子制御システム１００に逆接されたとする。
このとき、電子制御システム１００には図３に示される保護回路１が組み込まれているので、保護回路１の第１電源端子３１には負極が接続され、第２電源端子３２には正極が接続されたことになる。
保護回路１では、第１電源端子３１から第１電源配線５１に負電圧が印加されるが、第１電源配線５１には第１逆接保護回路７１の第１整流ダイオード７１１が接続されている。このため、負電圧は第１整流ダイオード７１１により遮断されて第１配線５３へ伝わらない。
同様に、第２電源端子３２から第２電源配線５２に正電圧が印加されるが、第２電源配線５２には第１逆接保護回路７１の第２整流ダイオード７１２が接続されている。このため、正電圧は第２整流ダイオード７１２により遮断されて第２配線５４へ伝わらない。
バッテリ１０の交換の際に、誤って、図２に示される電子制御システム１００の配線基板２０の第１電源端子２１にバッテリ１０の負極が接続され、第２電源端子２２にバッテリ１０の正極が接続されたとする。つまり、バッテリ１０が電子制御システム１００に逆接されたとする。
このとき、電子制御システム１００には図３に示される保護回路１が組み込まれているので、保護回路１の第１電源端子３１には負極が接続され、第２電源端子３２には正極が接続されたことになる。
保護回路１では、第１電源端子３１から第１電源配線５１に負電圧が印加されるが、第１電源配線５１には第１逆接保護回路７１の第１整流ダイオード７１１が接続されている。このため、負電圧は第１整流ダイオード７１１により遮断されて第１配線５３へ伝わらない。
同様に、第２電源端子３２から第２電源配線５２に正電圧が印加されるが、第２電源配線５２には第１逆接保護回路７１の第２整流ダイオード７１２が接続されている。このため、正電圧は第２整流ダイオード７１２により遮断されて第２配線５４へ伝わらない。
【0086】
（４）第２逆接保護回路７２の逆接保護動作
図２に示される電子制御システム１００に、誤って、バッテリ１０が逆接されたとする。このとき、図３に示されるように、配線基板２０の第１電源端子２１から第１電源配線２０１を通して、第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１の一方の主電極（ソース電極）に負電圧が印加される。
一方、配線基板２０の第２電源端子２２から第２電源配線２０２を通って保護回路１の第２電源端子３２に正電圧が印加される。この正電圧は、第２電源配線５２、第２逆接保護回路７２の抵抗７３４、整流ダイオード７３５、整流ダイオード７３６、抵抗７３３のそれぞれを主に通って第２トランジスタ７２３のゲート電極に印加される。
これにより、第２トランジスタ７２３はオン動作状態となり、第１電源端子３１に印加された負電圧は、第１電源配線５１、第２トランジスタ７２３、出力端子３５のそれぞれを通って、第１トランジスタ７２１のゲート電極にも印加される。つまり、第１トランジスタ７２１は、一方の主電極、ゲート電極のそれぞれが実質的に同一電位とされ、短絡状態とされているので、オフ動作状態とされる。このため、電子制御システム１００において、第１電源端子２１に印加される負電圧は第１トランジスタ７２１により遮断されて出力端子２４に伝わらない。
図２に示される電子制御システム１００に、誤って、バッテリ１０が逆接されたとする。このとき、図３に示されるように、配線基板２０の第１電源端子２１から第１電源配線２０１を通して、第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１の一方の主電極（ソース電極）に負電圧が印加される。
一方、配線基板２０の第２電源端子２２から第２電源配線２０２を通って保護回路１の第２電源端子３２に正電圧が印加される。この正電圧は、第２電源配線５２、第２逆接保護回路７２の抵抗７３４、整流ダイオード７３５、整流ダイオード７３６、抵抗７３３のそれぞれを主に通って第２トランジスタ７２３のゲート電極に印加される。
これにより、第２トランジスタ７２３はオン動作状態となり、第１電源端子３１に印加された負電圧は、第１電源配線５１、第２トランジスタ７２３、出力端子３５のそれぞれを通って、第１トランジスタ７２１のゲート電極にも印加される。つまり、第１トランジスタ７２１は、一方の主電極、ゲート電極のそれぞれが実質的に同一電位とされ、短絡状態とされているので、オフ動作状態とされる。このため、電子制御システム１００において、第１電源端子２１に印加される負電圧は第１トランジスタ７２１により遮断されて出力端子２４に伝わらない。
【0087】
（５）第１サージ保護回路８１のサージ保護動作
図３に示される保護回路１では、第１電源端子３１にサージが印加されると、サージは第１電源配線５１を通って第１サージ保護回路８１に入力される。仮に、正のサージであれば、サージは、第１サージ保護回路８１の第３整流ダイオード８１１の降伏電圧を超えるときには、第３整流ダイオード８１１を通って第２配線５４に吸収される。仮に、負のサージであれば、第２配線５４から第３整流ダイオード８１１を通って第１電源配線５１へ電流が流れ、サージは吸収される。
一方、第２電源端子３２にサージが印加されると、サージは第２電源配線５２を通って第１サージ保護回路８１に入力される。仮に、正のサージであれば、第２電源配線５２から第４整流ダイオード８１２を通って第１配線５３へ電流が流れ、サージは吸収される。仮に、負のサージであれば、第４整流ダイオード８１２の降伏電圧を超えるときには、第１配線５３から第４整流ダイオード８１２を通って第２電源配線５２へ電流が流れ、サージは吸収される。
また、第１サージ保護回路８１では、出力端子３５に印加されたサージも吸収することができる。仮に、正のサージであれば、第６整流ダイオード８１３の降伏電圧を超えるときには、出力端子３５から第６整流ダイオード８１３を通って第２配線５４へ電流が流れ、サージは吸収される。仮に、負のサージであれば、第２配線５４から第６整流ダイオード８１３を通って出力端子３５へ電流が流れ、サージは吸収される。
図３に示される保護回路１では、第１電源端子３１にサージが印加されると、サージは第１電源配線５１を通って第１サージ保護回路８１に入力される。仮に、正のサージであれば、サージは、第１サージ保護回路８１の第３整流ダイオード８１１の降伏電圧を超えるときには、第３整流ダイオード８１１を通って第２配線５４に吸収される。仮に、負のサージであれば、第２配線５４から第３整流ダイオード８１１を通って第１電源配線５１へ電流が流れ、サージは吸収される。
一方、第２電源端子３２にサージが印加されると、サージは第２電源配線５２を通って第１サージ保護回路８１に入力される。仮に、正のサージであれば、第２電源配線５２から第４整流ダイオード８１２を通って第１配線５３へ電流が流れ、サージは吸収される。仮に、負のサージであれば、第４整流ダイオード８１２の降伏電圧を超えるときには、第１配線５３から第４整流ダイオード８１２を通って第２電源配線５２へ電流が流れ、サージは吸収される。
また、第１サージ保護回路８１では、出力端子３５に印加されたサージも吸収することができる。仮に、正のサージであれば、第６整流ダイオード８１３の降伏電圧を超えるときには、出力端子３５から第６整流ダイオード８１３を通って第２配線５４へ電流が流れ、サージは吸収される。仮に、負のサージであれば、第２配線５４から第６整流ダイオード８１３を通って出力端子３５へ電流が流れ、サージは吸収される。
【0088】
（６）第２サージ保護回路８２のサージ保護動作
図２に示される電子制御システム１００において、配線基板２０の第１電源端子２１又は第２電源端子２２に過大なサージが印加されたときには、第２サージ保護回路８２により第１電源配線２０１と第２電源配線２０２との間が予め設定された一定の電圧値にクランプされる。ここでは、サージは、例えば４０［Ｖ］の電圧を超えると、第２サージ保護回路８２によりクランプされる。
図２に示される電子制御システム１００において、配線基板２０の第１電源端子２１又は第２電源端子２２に過大なサージが印加されたときには、第２サージ保護回路８２により第１電源配線２０１と第２電源配線２０２との間が予め設定された一定の電圧値にクランプされる。ここでは、サージは、例えば４０［Ｖ］の電圧を超えると、第２サージ保護回路８２によりクランプされる。
【0089】
（７）クランプ素子９１の動作
クランプ素子９１の整流ダイオード９１１は、第１電源配線２０１と第２電源配線２０２の電圧差が予め設定された設定値を超えると電圧をクランプする。
クランプ素子９１の整流ダイオード９１１は、第１電源配線２０１と第２電源配線２０２の電圧差が予め設定された設定値を超えると電圧をクランプする。
【0090】
（作用効果）
本実施の形態に係る保護回路１は、図３に示されるように、第１電源配線５１と、第２電源配線５２と、第１配線５３と、第２配線５４と、第１整流ダイオード７１１と、第２整流ダイオード７１２と、第１静電気保護回路（静電気保護回路）６１とを備える。
第１電源配線５１は、バッテリ１０の正極に接続される第１電源端子３１から延設される。第２電源配線５２は、バッテリ１０の負極に接続される第２電源端子３２から延設される。
第１整流ダイオード７１１は、第１電源配線５１にアノード電極を接続し、第１配線５３にカソード電極を接続する。第２整流ダイオード７１２は、第２電源配線５２にカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極を接続する。
第１静電気保護回路６１は、第１配線５３と第２配線５４との間に配設された静電気保護素子６１１（第１静電気保護素子）を含んで構成される。
本実施の形態に係る保護回路１は、図３に示されるように、第１電源配線５１と、第２電源配線５２と、第１配線５３と、第２配線５４と、第１整流ダイオード７１１と、第２整流ダイオード７１２と、第１静電気保護回路（静電気保護回路）６１とを備える。
第１電源配線５１は、バッテリ１０の正極に接続される第１電源端子３１から延設される。第２電源配線５２は、バッテリ１０の負極に接続される第２電源端子３２から延設される。
第１整流ダイオード７１１は、第１電源配線５１にアノード電極を接続し、第１配線５３にカソード電極を接続する。第２整流ダイオード７１２は、第２電源配線５２にカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極を接続する。
第１静電気保護回路６１は、第１配線５３と第２配線５４との間に配設された静電気保護素子６１１（第１静電気保護素子）を含んで構成される。
【0091】
仮に、バッテリ１０が逆接されたとき、第１電源端子３１を通って第１電源配線５１に負電圧が印加される。第１電源配線５１と第１配線５３との間において、第１整流ダイオード７１１は順方向に接続されているので、電流の流れは第１整流ダイオード７１１により遮断される。また、第２電源端子３２を通って第２電源配線５２には正電圧が印加される。第２電源配線５２と第２配線５４との間において、第２整流ダイオード７１２は順方向に接続されているので、電流の流れは第２整流ダイオード７１２により遮断される。つまり、第１整流ダイオード７１１及び第２整流ダイオード７１２は第１逆接保護回路７１を構築し、第１逆接保護回路７１はバッテリ１０の逆接に対して第１静電気保護回路６１の静電気保護素子６１１を保護する。
【0092】
ここで、静電気保護素子６１１は、第１配線５３と第２配線５４との間に接続され、静電気を吸収する。静電気保護素子６１１は静電気に対して第１配線５３又は第２配線５４に接続される回路、ここではチャージポンプ４１、イネーブル回路４２のそれぞれを保護する。
【0093】
このように構成される保護回路１では、第１電源配線５１に第１整流ダイオード７１１を接続し、第２電源配線５２に第２整流ダイオード７１２を接続して第１逆接保護回路７１が組み込まれる。そして、第１整流ダイオード７１１に接続された第１配線５３と第２整流ダイオード７１２に接続された第２配線５４との間に静電気保護素子６１１が接続されて第１静電気保護回路６１が組み込まれる。従って、保護回路１内に第１逆接保護回路７１を第１静電気保護回路６１と共に集積化することができるので、保護回路１の小型化を実現することができる。
なお、本実施の形態では、保護回路１は第２静電気保護回路６２も集積化される。
なお、本実施の形態では、保護回路１は第２静電気保護回路６２も集積化される。
【0094】
加えて、保護回路１を小型化することができるので、保護回路１の軽量化を実現することができる。また、第１逆接保護回路７１を外付け素子としないので、回路素子の部品点数を削減することができる。部品点数が削減されると、保護回路１の軽量化をより一層実現することができると共に、製作コストを下げることができる。また、保護回路１が搭載される車両では、軽量化に伴い、燃費を向上させることができる。
【0095】
本実施の形態に係る保護回路１では、図３に示されるように、第１静電気保護回路６１は静電気保護素子６１１（第１静電気保護素子）を備え、静電気保護素子６１１はツェナーダイオードを含む。このツェナーダイオードは、第１配線５３にカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極を接続する。
このため、仮に第１配線５３又は第２配線５４に静電気が印加されたとしても、静電気保護素子６１１により第１配線５３と第２配線５４との間の電圧が一定の範囲内にクランプされる。従って、第１配線５３と第２配線５４との間に配設される回路、具体的にはチャージポンプ４１、イネーブル回路４２のそれぞれを静電気に対して保護することができる。
このため、仮に第１配線５３又は第２配線５４に静電気が印加されたとしても、静電気保護素子６１１により第１配線５３と第２配線５４との間の電圧が一定の範囲内にクランプされる。従って、第１配線５３と第２配線５４との間に配設される回路、具体的にはチャージポンプ４１、イネーブル回路４２のそれぞれを静電気に対して保護することができる。
【0096】
本実施の形態に係る保護回路１は、図３に示されるように、第３整流ダイオード８１１と、第４整流ダイオード８１２とを更に備える。第３整流ダイオード８１１は、第１電源配線５１にカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極を接続する。第４整流ダイオード８１２は、第２電源配線５２にアノード電極を接続し、第１配線５３にカソード電極を接続する。
【0097】
仮に、第１電源配線５１に負のサージが印加されたとき、第２配線５４から第３整流ダイオード８１１を通って第１電源配線５１へ電流が流れ、サージを吸収することができる。また、第２電源配線５２に負のサージが印加されたとき、第４整流ダイオード８１２の降伏電圧を超えると、第１配線５３から第４整流ダイオード８１２を通って第２電源配線５２へ電流が流れ、サージを吸収することができる。第３整流ダイオード８１１及び第４整流ダイオード８１２は第１サージ保護回路８１を構築しているので、第１サージ保護回路８１によりサージに対して静電気保護素子６１１を保護することができる。
加えて、第１電源配線５１と第２配線５４との間に第３整流ダイオード８１１を接続し、第２電源配線５２と第１配線５３との間に第４整流ダイオード８１２を接続しているので、保護回路１内に第１サージ保護回路８１を集積化することができる。従って、保護回路１の更なる小型化を実現することができる。
加えて、第１電源配線５１と第２配線５４との間に第３整流ダイオード８１１を接続し、第２電源配線５２と第１配線５３との間に第４整流ダイオード８１２を接続しているので、保護回路１内に第１サージ保護回路８１を集積化することができる。従って、保護回路１の更なる小型化を実現することができる。
【0098】
さらに、保護回路１は、図３に示されるように、第１トランジスタ７２１と、第２トランジスタ７２３と、抵抗７２６とを備える。
第１トランジスタ７２１は、バッテリ１０の正極に接続される配線基板２０の第１電源端子２１と保護回路１の第１電源端子３１との間に一方の主電極（第１主電極）を接続し、配線基板２０の出力端子２４に他方の主電極（第２主電極）を接続する。第２トランジスタ７２３は、第１電源配線５１に一方の主電極（第３主電極）を接続し、第１トランジスタ７２１のゲート電極（第１制御電極）に他方の主電極（第４主電極）を接続し、一方の主電極及び第２電源配線５２にゲート電極（第２制御電極）を接続する。抵抗７２６は、第２トランジスタ７２３において一方の主電極とゲート電極との間に電気的に直列に接続される。
第１トランジスタ７２１は、バッテリ１０の正極に接続される配線基板２０の第１電源端子２１と保護回路１の第１電源端子３１との間に一方の主電極（第１主電極）を接続し、配線基板２０の出力端子２４に他方の主電極（第２主電極）を接続する。第２トランジスタ７２３は、第１電源配線５１に一方の主電極（第３主電極）を接続し、第１トランジスタ７２１のゲート電極（第１制御電極）に他方の主電極（第４主電極）を接続し、一方の主電極及び第２電源配線５２にゲート電極（第２制御電極）を接続する。抵抗７２６は、第２トランジスタ７２３において一方の主電極とゲート電極との間に電気的に直列に接続される。
【0099】
ここで、仮に、バッテリ１０（図２参照）が逆接されたとき、第２電源配線５２を通して第２トランジスタ７２３のゲート電極に正電圧が印加され、第２トランジスタ７２３の一方の電極に負電圧が印加される。一方の主電極とゲート電極との間には抵抗７２６が接続されているので、一方の主電極とゲート電極との間にはバイアスが発生する。このため、第２トランジスタ７２３がオン動作状態とされる。
一方、第１トランジスタ７２１の一方の主電極には第１電源配線２０１を通して負電圧が印加される。第２トランジスタ７２３がオン動作状態とされるので、第１トランジスタ７２１のゲート電極には一方の主電極と同様に負電圧が印加される。このため、第１トランジスタ７２１は、一方の主電極とゲート電極との間にバイアスが発生しないので、オフ動作状態とされる。
一方、第１トランジスタ７２１の一方の主電極には第１電源配線２０１を通して負電圧が印加される。第２トランジスタ７２３がオン動作状態とされるので、第１トランジスタ７２１のゲート電極には一方の主電極と同様に負電圧が印加される。このため、第１トランジスタ７２１は、一方の主電極とゲート電極との間にバイアスが発生しないので、オフ動作状態とされる。
【0100】
つまり、第１トランジスタ７２１及び第２トランジスタ７２３は第２逆接保護回路７２を構築し、この第２逆接保護回路７２によりバッテリ１０の負極と出力端子２４との間を遮断することができる。
本実施の形態では、図２に示される電子制御システム１００において、出力端子２４から延設された第１電源配線２０３と、第２電源端子２３から延設された第２電源配線２０４との間に極性を有する電解コンデンサ１３が接続されている。電子制御システム１００では、第２逆接保護回路７２により、逆接に対して、電解コンデンサ１３を保護することができる。
本実施の形態では、図２に示される電子制御システム１００において、出力端子２４から延設された第１電源配線２０３と、第２電源端子２３から延設された第２電源配線２０４との間に極性を有する電解コンデンサ１３が接続されている。電子制御システム１００では、第２逆接保護回路７２により、逆接に対して、電解コンデンサ１３を保護することができる。
【0101】
加えて、図２及び図３に示されるように、第２逆接保護回路７２では、第１電源端子２１から出力端子２４に至る経路（第１電源配線２０１）に第１トランジスタ７２１が配設される。つまり、第２逆接保護回路７２は、第１逆接保護回路７１に対して、独立に、第１トランジスタ７２１、第２トランジスタ７２３及び抵抗７２６を用いて構成され、第２逆接保護回路７２では逆接に対して次段素子又は次段回路を保護することができる。このため、第１逆接保護回路７１及び第２逆接保護回路７２は逆接に対する電流の経路を分散しているので、第２逆接保護回路７２に対して独立に、第１逆接保護回路７１の第１整流ダイオード７１１及び第２整流ダイオード７１２のサイズを小さくすることができる。従って、第１逆接保護回路７１は集積化に適した構成とすることができ、更に保護回路１のより一層の小型化を実現することができる。
【0102】
本実施の形態に係る保護回路１は、図３に示されるように、第５整流ダイオード７１３と、第３配線５５と、第６整流ダイオード８１３とを更に備えている。第５整流ダイオード７１３は、第２トランジスタ７２３の他方の主電極（第４主電極）にアノード電極を接続し、第３配線５５にカソード電極を接続する。第６整流ダイオード８１３は、第２トランジスタ７２３の他方の主電極にカソード電極を接続し、第２配線５４にアノード電極を接続する。
【0103】
仮に、バッテリ１０（図２参照）が逆接されたとき、第２トランジスタ７２３の他方の主電極に負電圧が印加される。この他方の主電極から第３配線５５への電流の流れは逆方向となるので、第５整流ダイオード７１３を用いて電流の流れは遮断される。つまり、第５整流ダイオード７１３は第１逆接保護回路７１を構築し、第１逆接保護回路７１はバッテリ１０の逆接に対して第１静電気保護回路６１を保護する。
一方、第２トランジスタ７２３の他の主電極にサージが印加されたとき、サージは第６整流ダイオード８１３により吸収される。つまり、第６整流ダイオード８１３は第１サージ保護回路８１を構築し、第１サージ保護回路８１はサージに対して第１静電気保護回路６１を保護する。
一方、第２トランジスタ７２３の他の主電極にサージが印加されたとき、サージは第６整流ダイオード８１３により吸収される。つまり、第６整流ダイオード８１３は第１サージ保護回路８１を構築し、第１サージ保護回路８１はサージに対して第１静電気保護回路６１を保護する。
【0104】
ここで、第１静電気保護回路６１は、静電気保護素子６１１（第１静電気保護素子）に加えて、静電気保護素子６１２（第２静電気保護素子）と、静電気保護素子６１３（第３静電気保護素子）とを更に備えている。静電気保護素子６１２は、第１配線５３と第３配線５５との間に接続され、静電気を吸収する。静電気保護素子６１２は静電気に対して第１配線５３又は第３配線５５に接続される回路を保護する。静電気保護素子６１３は、第２配線５４と第３配線５５との間に接続され、静電気を吸収する。静電気保護素子６１３は静電気に対して第２配線５４又は第３配線５５に接続される回路を保護する。
【0105】
このように構成される保護回路１では、第２トランジスタ７２３の他方の主電極に第５整流ダイオード７１３を接続して第１逆接保護回路７１が組み込まれる。また、保護回路１では、第２トランジスタ７２３の他方の主電極に第６整流ダイオード８１３を接続して第１サージ保護回路８１が組み込まれる。そして、保護回路１では、第１配線５３と第３配線５５との間に静電気保護素子６１２を接続し、第２配線５４と第３配線５５との間に静電気保護素子６１３を接続して第１静電気保護回路６１が組み込まれる。
このため、第１逆接保護回路７１、第１サージ保護回路８１、第１静電気保護回路６１のそれぞれを集積化することができ、保護回路１の小型化を実現することができる。加えて、電子制御システム１００の小型化も実現することができる。
このため、第１逆接保護回路７１、第１サージ保護回路８１、第１静電気保護回路６１のそれぞれを集積化することができ、保護回路１の小型化を実現することができる。加えて、電子制御システム１００の小型化も実現することができる。
【0106】
特に、保護回路１では、第２逆接保護回路７２は、第１トランジスタ７２１を外付け素子として構成し、第２トランジスタ７２３を半導体基板２に集積化する。このため、第１トランジスタ７２１では、第２トランジスタ７２３に対して独立して、耐性を向上させるデバイス構造を採用することができる。
一方、第２トランジスタ７２３では、第１静電気保護回路６１、第１逆接保護回路７１及び第１サージ保護回路８１と共に半導体基板２の主面に集積化することができるので、第２逆接保護回路７２の小型化を実現することができる。
一方、第２トランジスタ７２３では、第１静電気保護回路６１、第１逆接保護回路７１及び第１サージ保護回路８１と共に半導体基板２の主面に集積化することができるので、第２逆接保護回路７２の小型化を実現することができる。
【0107】
さらに、保護回路１では、図３に示されるように、１つの半導体基板２に、第１整流ダイオード７１１、第２整流ダイオード７１２、第３整流ダイオード８１１、第４整流ダイオード８１２、第５整流ダイオード７１３、第６整流ダイオード８１３、第１静電気保護回路６１等が集積化される。このため、保護回路１のより一層の小型化を実現することができる。
【0108】
［第３実施の形態］
図４を用いて、本発明の第３実施の形態に係る保護回路１について説明する。本実施の形態に係る保護回路１は、前述の第２実施の形態に係る保護回路１において、更に過電圧に対する耐性を向上させた例を説明するものである。
図４を用いて、本発明の第３実施の形態に係る保護回路１について説明する。本実施の形態に係る保護回路１は、前述の第２実施の形態に係る保護回路１において、更に過電圧に対する耐性を向上させた例を説明するものである。
【0109】
（保護回路１及び電子制御システム１００の全体構成）
図４に示されるように、本実施の形態に係る保護回路１の構成は実質的に第２実施の形態に係る保護回路１の構成と同一である。この保護回路１が組み込まれた電子制御システム１００では、更に第３トランジスタ７５１が配設されている。この第３トランジスタ７５１は第３逆接保護回路７３を構築する。
第３トランジスタ７５１は、配線基板２０のバッテリ１０（図２参照）が接続される第１電源端子２１に一方の主電極（第５主電極）を接続している。第３トランジスタ７５１の他方の主電極（第６主電極）は保護回路１の第１電源端子３１及び第１トランジスタ７２１の一方の主電極（第１主電極）に接続されている。第３トランジスタ７５１の第３制御電極としてのゲート電極は第１トランジスタ７２１のゲート電極（第１制御電極）に接続されている。第３トランジスタ７５１はハイサイドスイッチとしての機能を有する。
第３トランジスタ７５１は、第１トランジスタ７２１と同様に、縦型構造を有するパワートランジスタであってｎチャネル導電型電界効果トランジスタ（IGFET）を用いて構成されている。
図４に示されるように、本実施の形態に係る保護回路１の構成は実質的に第２実施の形態に係る保護回路１の構成と同一である。この保護回路１が組み込まれた電子制御システム１００では、更に第３トランジスタ７５１が配設されている。この第３トランジスタ７５１は第３逆接保護回路７３を構築する。
第３トランジスタ７５１は、配線基板２０のバッテリ１０（図２参照）が接続される第１電源端子２１に一方の主電極（第５主電極）を接続している。第３トランジスタ７５１の他方の主電極（第６主電極）は保護回路１の第１電源端子３１及び第１トランジスタ７２１の一方の主電極（第１主電極）に接続されている。第３トランジスタ７５１の第３制御電極としてのゲート電極は第１トランジスタ７２１のゲート電極（第１制御電極）に接続されている。第３トランジスタ７５１はハイサイドスイッチとしての機能を有する。
第３トランジスタ７５１は、第１トランジスタ７２１と同様に、縦型構造を有するパワートランジスタであってｎチャネル導電型電界効果トランジスタ（IGFET）を用いて構成されている。
【0110】
また、第３トランジスタ７５１の主電極間には電気的に並列にダイオード７５２が挿入されている。このダイオード７５２は、第３トランジスタ７５１の一方の主電極にカソード電極を接続し、他方の主電極にアノード電極を接続し、逆方向に接続されている。第３逆接保護回路７３はこのダイオード７５２を含んで構築されている。ここで、ダイオード７５２は整流ダイオードである。
【0111】
（第３逆接保護回路７３の逆接保護動作）
前述の図２示される電子制御システム１００において、誤って、バッテリ１０が逆接されたとする。このとき、図４に示される第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１がオフ動作状態とされ、これに連動して第３逆接保護回路７３の第３トランジスタ７５１はオフ動作状態とされる。つまり、配線基板２０の第１電源端子２１と出力端子２４との間は第２逆接保護回路７２及び第３逆接保護回路７３により遮断される。
ここで、第３逆接保護回路７３では、第３トランジスタ７５１の主電極間耐圧に相当する分、保護耐性が向上されている。また、第３トランジスタ７５１の主電極間にダイオード７５２が挿入されているので、ダイオード７５２の降伏耐圧に相当する分、保護耐性が向上されている。
前述の図２示される電子制御システム１００において、誤って、バッテリ１０が逆接されたとする。このとき、図４に示される第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１がオフ動作状態とされ、これに連動して第３逆接保護回路７３の第３トランジスタ７５１はオフ動作状態とされる。つまり、配線基板２０の第１電源端子２１と出力端子２４との間は第２逆接保護回路７２及び第３逆接保護回路７３により遮断される。
ここで、第３逆接保護回路７３では、第３トランジスタ７５１の主電極間耐圧に相当する分、保護耐性が向上されている。また、第３トランジスタ７５１の主電極間にダイオード７５２が挿入されているので、ダイオード７５２の降伏耐圧に相当する分、保護耐性が向上されている。
【0112】
（作用効果）
このように構成される本実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００では、第２実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
このように構成される本実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００では、第２実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【0113】
また、保護回路１は第３トランジスタ７５１を更に備える。第３トランジスタ７５１は第３逆接保護回路７３を構築する。第３トランジスタ７５１は、バッテリ１０（図２参照）の正極に一方の主電極（第５主電極）を接続し、第１電源端子３１及び第１トランジスタ７２１の一方の主電極（第１主電極）に他方の主電極（第６主電極）を接続する。第３トランジスタ７５１のゲート電極（第３制御電極）は第１トランジスタ７２１のゲート電極（第１制御電極）に接続される。
このため、第３トランジスタ７５１の主電極間耐圧に相当する分、保護回路１の保護耐性を向上させることができる。
このため、第３トランジスタ７５１の主電極間耐圧に相当する分、保護回路１の保護耐性を向上させることができる。
【0114】
［第４実施の形態］
図５を用いて、本発明の第４実施の形態に係る保護回路１について説明する。本実施の形態に係る保護回路１は、前述の第２実施の形態に係る保護回路１に内蔵されていたチャージポンプ４１に代えて、外部から電源を供給する例を説明するものである。
図５を用いて、本発明の第４実施の形態に係る保護回路１について説明する。本実施の形態に係る保護回路１は、前述の第２実施の形態に係る保護回路１に内蔵されていたチャージポンプ４１に代えて、外部から電源を供給する例を説明するものである。
【0115】
（保護回路１及び電子制御システム１００の全体構成）
図５に示されるように、本実施の形態に係る保護回路１では、第２実施の形態に係る保護回路１のチャージポンプ４１（図３参照）が配設されていない。保護回路１のチャージポンプ４１以外の構成は、第２実施の形態に係る保護回路１の構成と同一である。
チャージポンプ４１に代えて、電子制御システム１００では、外部電源１５が組み込まれている。外部電源１５の正極は、抵抗１６を介して、第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１のゲート電極に接続されている。外部電源１５の負極は第１トランジスタ７２１と出力端子２４との間において第１電源配線２０１に接続されている。外部電源１５は、ゲート電極を昇圧し、第１トランジスタ７２１のオン動作を制御する。
図５に示されるように、本実施の形態に係る保護回路１では、第２実施の形態に係る保護回路１のチャージポンプ４１（図３参照）が配設されていない。保護回路１のチャージポンプ４１以外の構成は、第２実施の形態に係る保護回路１の構成と同一である。
チャージポンプ４１に代えて、電子制御システム１００では、外部電源１５が組み込まれている。外部電源１５の正極は、抵抗１６を介して、第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１のゲート電極に接続されている。外部電源１５の負極は第１トランジスタ７２１と出力端子２４との間において第１電源配線２０１に接続されている。外部電源１５は、ゲート電極を昇圧し、第１トランジスタ７２１のオン動作を制御する。
【0116】
（作用効果）
このように構成される本実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００では、第２実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
このように構成される本実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００では、第２実施の形態に係る保護回路１並びに電子制御システム１００により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【0117】
また、保護回路１では、電子制御システム１００に外部電源１５を備えてチャージポンプ４１を外したので、チャージポンプ４１に相当する分、小型化を実現することができる。
【0118】
［第５実施の形態］
図６を用いて、本発明の第５実施の形態に係る保護回路１について説明する。本実施の形態に係る保護回路１は、前述の第３実施の形態に係る保護回路１と第４実施の形態に係る保護回路１とを組み合わせた例を説明するものである。
図６を用いて、本発明の第５実施の形態に係る保護回路１について説明する。本実施の形態に係る保護回路１は、前述の第３実施の形態に係る保護回路１と第４実施の形態に係る保護回路１とを組み合わせた例を説明するものである。
【0119】
（保護回路１及び電子制御システム１００の全体構成）
図６に示されるように、本実施の形態に係る保護回路１が組み込まれた電子制御システム１００では、第３逆接保護回路７３が配設され、更にチャージポンプ４１（図３参照）に代えて外部電源１５が配設されている。
第３逆接保護回路７３は、前述の通り、第３トランジスタ７５１及びダイオード７５２を含んで構成されている。外部電源１５の正極は、第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１のゲート電極及び第３逆接保護回路７３の第３トランジスタ７５１のゲート電極に接続されている。
図６に示されるように、本実施の形態に係る保護回路１が組み込まれた電子制御システム１００では、第３逆接保護回路７３が配設され、更にチャージポンプ４１（図３参照）に代えて外部電源１５が配設されている。
第３逆接保護回路７３は、前述の通り、第３トランジスタ７５１及びダイオード７５２を含んで構成されている。外部電源１５の正極は、第２逆接保護回路７２の第１トランジスタ７２１のゲート電極及び第３逆接保護回路７３の第３トランジスタ７５１のゲート電極に接続されている。
【0120】
（作用効果）
本実施の形態に係る保護回路１では、第３実施の形態に係る保護回路１により得られる作用効果と第４実施の形態に係る保護回路１により得られる作用効果とを組み合わせた作用効果を得ることができる。
本実施の形態に係る保護回路１では、第３実施の形態に係る保護回路１により得られる作用効果と第４実施の形態に係る保護回路１により得られる作用効果とを組み合わせた作用効果を得ることができる。
【0121】
［その他の実施の形態］
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲において、種々変形可能である。
例えば、前述の図５に示される第４実施の形態に係る保護回路１、図６に示される第５実施の形態に係る保護回路１のそれぞれにおいて、イネーブル回路４２及びそれに関係する構成を外してもよい。関係する構成とは、具体的には、イネーブル端子３６、第２静電気保護回路６２、トランジスタ７３１等である。このように構成される保護回路１では、より一層の小型化を実現することができる。
また、前述第１実施の形態に係る保護回路１の静電気保護回路６において、静電気保護素子６０１～６０４は整流ダイオードに限定されない。例えば、ツェナーダイオードに代えてもよい。さらに、第２実施の形態～第５実施の形態のいずれかの保護回路１において、第１静電気保護回路６１はツェナーダイオードに限定されない。例えば整流ダイオードに代えてもよい。加えて、静電気保護素子は、整流ダイオード、ツェナーダイオードのそれぞれに限定されるものではなく、例えばトランジスタに代えてもよい。トランジスタとしては、絶縁ゲート型電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタのそれぞれを実用的に使用することができる。さらに、静電気保護素子は、例えば整流ダイオード等の単独素子に限定されるものではなく、例えば整流ダイオードに抵抗及び容量の少なくともいずれか一方を組み合わせてもよい。
また、外付け素子としての第１トランジスタ７２１、第３トランジスタ７５１、ダイオード７５２、ダイオード７２２の使用電流が少ない場合（例えば１０Ａ程度）には、これらの外付け素子は保護回路１と同一の半導体基板２上に搭載可能である。
上記実施の形態では、電子制御システム１００に電子制御ユニット１４が実装されているが、本発明は、電子制御ユニット１４に代えて、エンジン制御ユニット（ECU：Engine Control Unit）を電子制御システム１００に実装してもよい。
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲において、種々変形可能である。
例えば、前述の図５に示される第４実施の形態に係る保護回路１、図６に示される第５実施の形態に係る保護回路１のそれぞれにおいて、イネーブル回路４２及びそれに関係する構成を外してもよい。関係する構成とは、具体的には、イネーブル端子３６、第２静電気保護回路６２、トランジスタ７３１等である。このように構成される保護回路１では、より一層の小型化を実現することができる。
また、前述第１実施の形態に係る保護回路１の静電気保護回路６において、静電気保護素子６０１～６０４は整流ダイオードに限定されない。例えば、ツェナーダイオードに代えてもよい。さらに、第２実施の形態～第５実施の形態のいずれかの保護回路１において、第１静電気保護回路６１はツェナーダイオードに限定されない。例えば整流ダイオードに代えてもよい。加えて、静電気保護素子は、整流ダイオード、ツェナーダイオードのそれぞれに限定されるものではなく、例えばトランジスタに代えてもよい。トランジスタとしては、絶縁ゲート型電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタのそれぞれを実用的に使用することができる。さらに、静電気保護素子は、例えば整流ダイオード等の単独素子に限定されるものではなく、例えば整流ダイオードに抵抗及び容量の少なくともいずれか一方を組み合わせてもよい。
また、外付け素子としての第１トランジスタ７２１、第３トランジスタ７５１、ダイオード７５２、ダイオード７２２の使用電流が少ない場合（例えば１０Ａ程度）には、これらの外付け素子は保護回路１と同一の半導体基板２上に搭載可能である。
上記実施の形態では、電子制御システム１００に電子制御ユニット１４が実装されているが、本発明は、電子制御ユニット１４に代えて、エンジン制御ユニット（ECU：Engine Control Unit）を電子制御システム１００に実装してもよい。
【符号の説明】
【0122】
１…保護回路、４…論理回路、１０…バッテリ、１２…電圧監視回路、１３…電解コンデンサ、１４…電子制御ユニット、１００…電子制御システム、２…半導体基板、２０…配線基板、２１、３１…第１電源端子、２２、２３、３２…第２電源端子、２４、３４、３５…出力端子、２５、３６…イネーブル端子、４１…チャージポンプ、４２…イネーブル回路、５０Ａ…第１信号配線、５０Ｂ…第２信号配線、５６…信号配線、５１、２０１、２０３…第１電源配線、５２、２０２、２０４…第２電源配線、５３…第１配線、５４…第２配線、５５…第３配線、６…静電気保護回路、６１…第１静電気保護回路、６２…第２静電気保護回路、６０１～６０４、６１１～６１３、６２１～６２５…静電気保護素子、７…逆接保護回路、７１…第１逆接保護回路、７２…第２逆接保護回路、７３…第３逆接保護回路、７０１、７１１…第１整流ダイオード、７０２、７１２…第２整流ダイオード、７１３…第５整流ダイオード、７２１…第１トランジスタ、７２３…第２トランジスタ、８…サージ保護回路、８１…第１サージ保護回路、８２…第２サージ保護回路、８０１、８１１…第３整流ダイオード、８０２、８１２…第４整流ダイオード、８１３…第６整流ダイオード。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】