电源用半导体集成电路的制作方法

1.本发明涉及在构成对直流电压进行变换的串联调节器那样的电压调节器或将电源装置的电压直接向负载供给或切断的电源开关的电源用半导体集成电路(电源用ic)中利用而有效的技术。


背景技术：

2.作为对设置在直流电压输入端子与输出端子之间的晶体管进行控制而输出所希望的电位的直流电压的电源装置，有串联调节器(以下，简称为调节器)。
3.在车载用调节器中，通常通过连接器将汽车导航仪等车载电子设备与调节器连接。因此，有时连接器因车身的振动而脱落，电源的输出端子成为开路，或者在作为负载的电子设备的内部发生短路。因此，要求车载用调节器具有检测出这样的异常状态的功能。
4.因此，例如如图8所示，提出了与调节器用半导体集成电路(调节器用ic)相关的发明，该调节器用半导体集成电路构成为设置检测输出端子的开路状态的开路异常检测用比较器cmp1和检测短路状态的短路异常检测用比较器cmp2，生成异常检测信号err_op、err_sc并从输出端子输出(专利文献1、2)。
5.此外，专利文献1、2所记载的发明还公开了如下实施例：在设置有在芯片的温度上升到预定温度以上的情况下使误差放大器的动作停止的热关断电路的调节器用ic(图8)中，通过或(or)门18取得短路异常检测用的比较器cmp2的输出与热关断电路tsd的输出的逻辑或，使晶体管q6导通/截止，由此输出异常检测信号err_sc。
6.在图8所示的调节器用ic中，设置有用于连接开路异常检测用的外置电阻rop和短路异常检测用的外置电阻rsc的端子p1、p2，在端子p1和p2上正常连接有电阻rop和rsc的情况下，根据检测状态，输出如下表1所示那样的异常检测信号err_op、err_sc。
7.然而，若开路异常检测用的外置电阻rop从端子p1脱落，则输出表2所示那样的异常检测信号err_op、err_sc，若短路异常检测用的外置电阻rsc短路，则输出表3所示那样的异常检测信号err_op、err_sc。
8.[表1]
[0009][0010]
[表2]
[0011][0012]
[表3]
[0013][0014]
比较表1和表2、表3可知，当在外置电阻rop从端子p1脱落的状态下热关断电路tsd工作时，作为异常检测信号err_op、err_sc，在如表1所示应输出“l、l”的位置如表1所示输出“h、l”。另外，在短路异常检测用的外置电阻rsc短路的状态下，当在输出端子或负载设备中发生短路异常时，作为异常检测信号err_op、err_sc，在如表1所示应输出“h、l”的位置如表3所示输出“h、h”，明显存在尽管存在异常但却错误地通知为正常的问题。
[0015]
在此，若无法准确地报告热关断电路tsd正在动作的情况、或无法准确地报告在输出端子发生了短路异常的情况，则作为电源装置有可能成为致命损伤，因此希望避免。另一方面，参照表2，即使在外置电阻rop的开路状态下在输出端子发生了开路异常的情况下，也会在本来应该输出“l、h”的地方输出“h、h”。但是，输出端子的开路异常仅是负载设备不动作而作为电源装置不会成为致命损伤，因此能够允许。
[0016]
专利文献1：日本特开2017-45096号公报
[0017]
专利文献2：日本特开2018-55545号公报


技术实现要素：

[0018]
本发明是着眼于上述那样的课题而完成的，其目的在于，在具备检测输出端子的短路异常的电路和热关断电路的调节器用ic、电源开关用ic那样的电源用ic中，在外置电阻从端子脱落的情况下，能够避免与热关断电路的动作有关的报告漏发、与输出端子的短路有关的报告漏发。
[0019]
本发明的另一目的还在于，在具备限流电路的电源用ic(调节器用ic、电源开关用ic)中，能够使用具有
“フ”
字形特性的电路作为限流电路。
[0020]
为了实现上述目的，本发明提供一种电源用半导体集成电路，具备：输出晶体管，其连接在被输入直流电压的电压输入端子与电压输出端子之间；控制电路，其根据输出的反馈电压来控制所述输出晶体管；以及限流电路，其进行限制以使通过所述输出晶体管流过的输出电流不成为预定值以上，其中，所述电源用半导体集成电路具备：
[0021]
第1晶体管，其与所述输出晶体管构成电流镜电路；
[0022]
短路异常检测电路，其基于与所述第1晶体管串联连接的电阻元件的电压来检测
所述电压输出端子的短路状态；以及
[0023]
第1输出端子，其用于将所述短路异常检测电路的检测结果输出至外部，
[0024]
所述限流电路的电流限制值被设定在所述短路异常检测电路的电流检测范围内，即使在所述限流电路限制了电流的状态下，所述短路异常检测电路也能够检测出所述电压输出端子的短路状态。
[0025]
根据具有上述结构的电源用半导体集成电路，即使与输出晶体管构成电流镜电路的晶体管上串联连接的电阻元件短路，也能够通过限流电路检测出短路状态并向外部通知异常的发生。另外，即使在限流电路限制电流的状态下，所述短路异常检测电路也能够检测出所述电压输出端子的短路状态，因此作为限流电路能够使用具有
“フ”
字形特性的电路，由此能够保护负载设备，并且能够将短路异常检测电路的检测值或检测范围设定为电流多的一方，由此能够扩大输出电流的实际使用区域。
[0026]
本技术的另一发明是一种电源用半导体集成电路，具备：输出晶体管，其连接在被输入直流电压的电压输入端子与电压输出端子之间；控制电路，其根据输出的反馈电压来控制所述输出晶体管；以及限流电路，其进行限制以使通过所述输出晶体管流过的输出电流不成为预定值以上，其中，所述电源用半导体集成电路具备，
[0027]
第1晶体管，其与所述输出晶体管构成电流镜电路；
[0028]
短路异常检测电路，其基于与所述第1晶体管串联连接的电阻元件的电压来检测所述电压输出端子的短路状态；以及
[0029]
第1输出端子，其用于将所述短路异常检测电路的检测结果输出至外部；
[0030]
第2晶体管，其与所述输出晶体管构成电流镜电路；
[0031]
开路异常检测电路，其基于与所述第2晶体管串联连接的电阻元件的电压来检测所述电压输出端子的开路状态；
[0032]
第2输出端子，其用于将所述开路异常检测电路的检测结果输出至外部；以及
[0033]
热关断电路，其在检测出的温度为预定温度以上的情况下使所述控制电路的动作停止，
[0034]
根据取所述热关断电路的输出信号和所述短路异常检测电路的输出信号的逻辑或而得的信号，从所述第1输出端子输出表示异常的信号，
[0035]
从所述第2输出端子输出取所述热关断电路的输出信号和所述开路异常检测电路的输出信号的逻辑或而得的信号。
[0036]
根据具有上述那样的结构的电源用半导体集成电路，即使与第2晶体管串联连接的电阻元件成为开路，也能够在热关断电路动作时使从第1输出端子和第2输出端子输出的异常状态成为期望的准确的通知状态。
[0037]
另外，优选地，所述电源用半导体集成电路具备：延迟电路，其使所述短路异常检测电路的输出延迟，根据取所述延迟电路的输出和延迟前的所述短路异常检测电路的输出的逻辑与而得的信号，从所述第1输出端子输出表示异常的信号。
[0038]
根据该结构，能够避免短路异常检测电路错误地将在电源用半导体集成电路开始动作时为了对输出电容器进行充电而流动的冲击电流检测为输出端子的短路异常。
[0039]
另外，优选地，所述电源用半导体集成电路具备：延迟电路，其使所述短路异常检测电路的输出和所述开路异常检测电路的输出延迟，
[0040]
根据取所述延迟电路的输出和延迟前的所述短路异常检测电路的输出的逻辑与而得的信号，从所述第1输出端子输出表示异常的信号，
[0041]
根据取所述延迟电路的输出和延迟前的所述开路异常检测电路的输出的逻辑与而得的信号，从所述第2输出端子输出表示异常的信号。
[0042]
根据上述那样的结构，在具备输出端子的短路异常检测电路和开路异常检测电路的电源用半导体集成电路中，能够避免短路异常检测电路错误地将冲击电流检测为输出端子的短路异常。
[0043]
并且，优选地，所述电源用半导体集成电路具备：第1过电压保护电路，其检测异常的状态而使输出停止，
[0044]
在所述第1过电压保护电路进行动作的情况下，根据从该第1过电压保护电路输出的表示动作状态的信号，使所述第1输出端子和第2输出端子变化为表示异常的状态。
[0045]
根据该结构，在具备过电压保护电路的电源用半导体集成电路中，在过电压保护电路进行了动作的情况下，能够从第1输出端子以及第2输出端子向外部通知异常的发生。在此，作为过电压保护电路，例如有检测从电压输出端子输出的输出电压的过电压状态而使输出停止的输出的过电压保护电路。
[0046]
另外，优选地，所述电源用半导体集成电路具备：外部端子，其被输入所述反馈电压；以及
[0047]
第2过电压保护电路，其检测出所述反馈电压的过电压状态而使输出停止，
[0048]
在所述第2过电压保护电路进行动作的情况下，根据从该第2过电压保护电路输出的表示动作状态的信号，使所述第1输出端子和第2输出端子变化为表示异常的状态。
[0049]
根据该结构，在具备检测反馈电压的过电压状态而使输出停止的过电压保护电路的电源用半导体集成电路中，在该过电压保护电路进行了动作的情况下，能够从第1输出端子以及第2输出端子向外部报告异常的发生。
[0050]
根据本发明，在具备检测输出端子的短路异常、开路异常的电路和热关断电路的电源用半导体集成电路中，能够避免在外置电阻从端子脱落的情况下与热关断电路的动作有关的报告漏发、与输出端子的短路有关的报告漏发。另外，还具有如下效果：在具有限流电路的电源用半导体集成电路中，作为限流电路，能够使用具有
“フ”
字形特性的电路。
附图说明
[0051]
图1是表示应用了本发明的调节器ic的一实施方式的电路结构图。
[0052]
图2的(a)是表示现有的调节器ic中的限流电路的特性的特性图，(b)是表示构成实施方式的调节器ic的限流电路的特性的特性图。
[0053]
图3的(a)是表示现有的调节器ic的短路异常检测范围与限流值的关系的图，(b)是表示实施方式的调节器ic的短路异常检测范围与限流值的关系的图。
[0054]
图4是表示构成实施方式的调节器ic的限流电路的具体例的电路图。
[0055]
图5是表示实施方式的调节器ic的第1变形例的电路结构图。
[0056]
图6是表示实施方式的调节器ic的第2变形例的电路结构图。
[0057]
图7的(a)是表示电源开关ic的结构例的电路结构图，(b)是表示将本发明应用于具有开路异常检测电路和短路异常检测电路的电源开关ic的情况下的ic的结构例的电路
结构图。
[0058]
图8是表示现有的调节器ic的结构例的电路结构图。
[0059]
符号说明
[0060]
10
…
调节器ic、11
…
误差放大器、12
…
基准电压电路、13
…
偏置电路、14
…
限流电路、15
…
热关断电路、16
…
延迟电路、19a、19b
…
过电压保护电路、cmp1
…
开路异常检测用比较器、cmp2
…
短路异常检测用比较器、q1
…
电压控制用晶体管(输出晶体管)、q2、q3
…
电流镜晶体管、cd
…
延迟用电容器。
具体实施方式
[0061]
以下，基于附图对本发明的优选实施方式进行说明。
[0062]
图1表示作为应用了本发明的直流电源装置的串联调节器的一实施方式。此外，在图1中，被点划线包围的部分在单晶硅那样的半导体芯片上形成为半导体集成电路(调节器ic)10，在该调节器ic10的输出端子out连接电容器co而作为供给稳定的直流电压的直流电源装置发挥功能。
[0063]
在本实施方式的调节器ic10中，如图1所示，在被施加直流电压vdd的电压输入端子in与输出端子out之间，连接有由p沟道mos晶体管构成的电压控制用的晶体管q1，在输出端子out与被施加接地电位gnd的地线(ground line)之间，串联连接有对输出电压vout进行分压的泄放电阻r1、r2。此外，cmp1和cmp2的参考电压可以分别构成为不同电压。
[0064]
由该输出分压用的电阻r1、r2分压后的电压vfb被反馈到作为控制上述电压控制用的晶体管q1的栅极端子的误差放大电路的误差放大器11的同相输入端子。并且，误差放大器11根据输出的反馈电压vfb与预定的参考电压vref的电位差来控制电压控制用的晶体管q1，控制为输出电压vout成为期望的电位。
[0065]
另外，在本实施方式的调节器ic10中设置有：基准电压电路12，其用于产生施加于上述误差放大器11的反相输入端子的参考电压vref；偏置电路13，其使动作电流流过误差放大器11、基准电压电路12；限流电路14，其与上述电压控制用晶体管q1的栅极端子连接，用于限制输出电流；以及热关断电路15，其在芯片的温度上升到预定温度以上的情况下，使误差放大器11的动作停止而使晶体管q1截止。ce是输入使ic的动作开/关(on/off)的信号的外部端子。
[0066]
基准电压电路12能够由串联的电阻以及齐纳二极管等构成。在偏置电路13中，设置有根据从外部的微型计算机(cpu)等输入到外部端子ce的控制信号，供给或切断向误差放大器11的偏置电流的功能。限流电路14在由于负载的异常等而输出电流增加，输出电压降低，误差放大器11想要降低栅极电压以使更多的电流流过晶体管q1时，通过施加箝位来限制输出电流io，以使漏极电流不会增大到预定以上。
[0067]
并且，在本实施方式的调节器ic10中，与上述电压控制用的晶体管q1并联地设置有与q1构成电流镜电路的晶体管q2、q3，对作为这些晶体管q2、q3的控制端子的栅极端子施加与对电压控制用的晶体管q1的栅极端子施加的电压相同的电压。由此，在q2、q3中，根据元件的尺寸比n，流过与q1的漏极电流成比例的电流(1/n的电流)。在将n个相同尺寸的晶体管以并联方式连接而构成晶体管q1，q2、q3分别由1个晶体管构成的情况下，设定为流过与元件的个数成比例的电流。
[0068]
另外，在本实施方式的调节器ic10中，设置有用于连接用于在芯片的外部进行电流-电压变换的电阻rop的外部端子p1、和用于连接电阻rsc的外部端子p2，上述电流镜晶体管q2的漏极端子与外部端子p1连接，电流镜晶体管q3的漏极端子与外部端子p2连接。
[0069]
并且，还设置有：开路异常检测用比较器cmp1，其将反相输入端子连接在外部端子p1上，在同相输入端子上施加有参考电压vref1；以及短路异常检测用比较器cmp2，其将同相输入端子连接在外部端子p2上，在反相输入端子上施加有参考电压vref1。虽然没有特别限定，但开路异常检测用比较器cmp1和短路异常检测用比较器cmp2使用具有滞后特性的比较器。
[0070]
上述外置电阻rop的电阻值被设定为，在电压控制用的晶体管q1中流过比较小的开路异常的检测电流时，电阻的两端子间电压成为与参考电压vref1相同的值。另一方面，上述外置电阻rsc的电阻值被设定为，在电压控制用的晶体管q1中流过比较大的短路异常的检测电流时，电阻的两端子间电压成为与参考电压vref1相同的值。
[0071]
这样，在本实施方式中，通过外置电阻rop、rsc来设定检测开路异常和短路异常的电流值，因此能够根据所使用的系统任意地设定检测电流值(阈值)，并且能够使用相同的电压值作为比较器cmp1和cmp2所使用的参考电压vref1，能够简化生成参考电压的电路。
[0072]
另外，在本实施方式的调节器ic10中设置有：取得上述比较器cmp1的输出op_out和热关断电路15的输出tsd_out的逻辑或的或门g1、取得上述比较器cmp2的输出sc_out、限流电路14的输出cl_out和热关断电路15的输出tsd_out的逻辑或的或门g2。在此，限流电路14的输出cl_out是表示限流电路14进行动作的信号，热关断电路15的输出tsd_out是表示热关断电路15进行动作的信号。
[0073]
并且，设置有将上述或门g1的输出输入到栅极端子的n沟道mos晶体管q5和将上述或门g2的输出输入到栅极端子的n-mos晶体管q6。并且，在调节器ic中设置有用于以漏极开路形式向外部的cpu等输出信号的外部端子p3和p4，上述晶体管q5的漏极端子与外部端子p3连接，上述晶体管q6的漏极端子与外部端子p4连接。
[0074]
在图8的现有的ic中，当热关断电路tsd动作时，作为异常检测信号err_op、err_sc，如表1那样应该输出“l、l”之处，当热关断电路tsd在开路异常检测用的位置电阻rop从端子p1脱落的状态下动作时，如表2那样输出“h、l”。
[0075]
与此相对，在本实施方式的调节器ic10中，如上所述，设置了取比较器cmp1的输出op_out与热关断电路15的输出tsd_out的逻辑或的或门g1，因此在外置电阻rop从端子p1脱落的状态下热关断电路进行动作时，如表4所示，能够输出“l、l”作为异常检测信号err_op、err_sc。
[0076]
另外，在图8的现有的ic中，当在输出端子发生短路异常时，作为异常检测信号err_op、err_sc，如表1那样应该输出“h、l”之处，当在短路异常检测用的外置电阻rsc短路的状态下发生短路异常时，如表3那样输出“h、h”。与此相对，在本实施方式的调节器ic10中，如上所述，由于限流电路14的输出cl_out被输入到或门g2，所以与比较器cmp2的输出sc_out无关地，通过在输出端子out处于短路状态时限流电路14进行动作，如表5所示，能够输出“h、l”作为异常检测信号err_op、err_sc。
[0077]
[表4]
[0078][0079]
[表5]
[0080][0081]
并且，在本实施方式的调节器ic10中，即使限流电路14按照图2的(b)所示的
“フ”
字形特性进行减小输出电流io的动作，在输出端子out为短路状态时限流电路14进行了动作的情况下，也能够通过输出cl_out输出低电平的异常检测信号err_sc。另外，由此，能够扩大输出电流io的实际使用区域。以下，对其理由进行说明。
[0082]
在图8所示的现有的调节器ic中，若在具有滞后特性的短路异常检测电路(比较器cmp2)的检测范围内存在限流值，则由于限流电路进行动作而无法准确地检测并通知输出端子的短路异常，因此如图3的(a)所示，需要将限流值设定为远离短路检测范围的较大的电流值，并且作为限流电路的特性而设为图2的(a)所示那样的下垂型的特性。
[0083]
与此相对，在本实施方式的调节器ic10中，即使限流电路14进行动作，也能够准确地检测并通知输出端子的短路异常，因此能够在短路异常检测范围内设定限流值。因此，如图3的(b)所示，能够扩大输出电流io的实际使用区域。另外，作为限流电路14，通过使用具有
“フ”
字形特性的电路，能够保护负载设备免受过电流的影响。
[0084]
图4中示出了输出具有
“フ”
字形特性且在电路动作时变化为高电平的信号cl_out的限流电路14的具体例。图4的限流电路14具有：主体电路部14a，其进行本来的限流电路的动作；以及信号生成部14b，其生成并输出通知主体电路部14a正在动作的信号cl_out。此外，图4所示的电流镜电路是一个例子，并不限定于上述那样的结构。
[0085]
如图4所示，本实施例的限流电路14的主体电路部14a具有：mos晶体管q11和电阻r11，它们串联连接在电源电压端子vdd与接地点之间；电阻r12和mos晶体管q12，它们串联连接在电源电压端子vdd与接地点之间；以及mos晶体管q13，其串联连接在电源电压端子vdd与上述mos晶体管q11的栅极端子之间，栅极端子与r12和q12的连接节点n2连接。上述晶体管中的q12是n-mos，q11、q13是p-mos。
[0086]
mos晶体管q11以与图1的电压控制用晶体管q1构成电流镜电路的方式连接，从而流过与流过q1的电流(io)成比例缩小的电流。另外，mos晶体管q12的栅极端子与晶体管q11和电阻r11的连接节点n1连接，q12和电阻r12构成为作为源极接地型放大电路进行动作。
[0087]
主体电路部14a在输出电流io增加时，流过电阻r11的电流增加，连接节点n1的电压增大，被由q12和电阻r12构成的源极接地型放大电路放大。并且，当晶体管q13导通时，通
过提高电压控制用晶体管q1的栅极电压而使输出电流减少，从而进行过电流保护动作。
[0088]
信号生成部14b具备：串联连接在电源电压端子vdd与接地点之间的mos晶体管q14以及恒流源i1；以及与晶体管q14和恒流源i1的连接节点n3连接的反相器inv1、inv2。晶体管q14与主体电路部14a的晶体管q13的栅极端子彼此连接以便构成电流镜电路，在主体电路部14a的限流动作时，晶体管q14导通而节点n3的电位变高，反相器inv2的输出cl_out变化为高电平，成为表示限流电路14正在动作的信号。
[0089]
(变形例)
[0090]
接下来，使用图5以及图6对上述实施方式的调节器ic的变形例进行说明。
[0091]
图5中示出了第1变形例的调节器ic的结构。图5所示的变形例设置使异常检测信号op_out、sc_out延迟的延迟电路16、取得上述比较器cmp2的输出sc_out与限流电路14的输出cl_out的逻辑或的或门g3、取得或门g3的输出与比较器cmp1的输出op_out的逻辑或的或非门g4，构成为将取得由该延迟电路16延迟后的信号与延迟前的信号的逻辑与的信号输入到或门g1和g2。
[0092]
这样，通过设置延迟电路16，能够避免由于在ic启动时比较大的冲击电流流向输出端子的电容器co而在短路异常检测用的比较器cmp2的输出中出现误检测脉冲。
[0093]
延迟电路16由恒流源i2、与该恒流源i2串联连接的开关晶体管qs、以及将恒流源i2与晶体管qs的连接节点n0的电位和预定的参考电压vref2作为输入的比较器cmp3构成，向晶体管qs的栅极端子输入上述或非门g4的输出电压。另外，具备与连接节点n0连接的外部端子cd，通过在该端子cd上连接由上述恒流源i1充电的外置电容器cd，能够在不增加芯片尺寸的情况下增大延迟时间。
[0094]
并且，在延迟电路16的后级设置有：与(and)门g5，其取得延迟电路16的输出与延迟前的比较器cmp1的输出op_out的逻辑与；以及与门g6，其取得延迟电路16的输出与或门g3的输出的逻辑与。
[0095]
延迟电路16在比较器cmp1、cmp2的输出以及限流电路14的输出cl_out为低电平的通常的动作状态下，或门g3的输出为低电平，或非门g4的输出为高电平，通过或非门g4对晶体管qs的栅极端子施加高电平而处于导通的状态，电容器cd成为放电的状态。
[0096]
然后，当比较器cmp1检测到输出端子的开路状态或者比较器cmp2检测到输出端子的短路状态，任意一方的比较器的输出变化为高电平时，或非门g4的输出变化为低电平，晶体管qs截止。另外，在限流电路14动作而其输出cl_out变化为高电平的情况下，或非门g4的输出也变化为低电平，晶体管qs截止。
[0097]
于是，电容器cd逐渐被充电，连接节点n0的电位逐渐上升。然后，当连接节点n0的电位在经过预定时间之后变得高于比较器cmp3的参考电压vref2时，比较器cmp3的输出从低电平变为高电平。并且，当比较器cmp1检测到输出端子的开路异常时，与门g5的输出变为高电平，晶体管q5导通，从外部端子p3输出的开路异常检测信号err_op从高电平变为低电平。
[0098]
另外，在比较器cmp2检测出输出端子的短路异常或者限流电路14进行动作时，与门g6的输出变化为高电平，晶体管q6导通，从外部端子p4输出的短路异常检测信号err_sc从高电平变化为低电平。此外，延迟电路16的延迟时间被设定为比流过冲击电流的期间稍长的时间。通过如上述那样设置延迟电路16以及与门g3、g4，在短路异常检测用比较器cmp2
中不会出现伴随冲击电流的检测的误检测脉冲。
[0099]
图6示出了第2变形例的调节器ic的结构。
[0100]
图6所示的第2变形例与图5所示的第1变形例的差异为3点。
[0101]
第1差异在于，在图6的第2变形例中，对输出电压vout进行分压而生成反馈电压vfb的输出分压用的电阻r1、r2作为外置元件与输出端子out连接，在ic中设置有用于输入反馈电压vfb的外部端子fb。通过将电阻r1、r2设为外置元件，在ic外部改变电阻r1、r2的比，从而能够调整输出电压vout的电压值。
[0102]
与第1变形例的第2差异在于，在图6的第2变形例中，设置有检测输出电压vout的过电压状态而使输出停止的过电压保护电路(ovp)19a和检测外部端子fb的电压vfb的过电压状态而使输出停止的过电压保护电路(fb_ovp)19b，通过设置这些电路，能够保护ic免受外部端子fb的过电压状态的影响。
[0103]
第3差异在于，在图6的第2变形例中，设置有将表示过电压保护电路19a进行了动作的信号ovp_out、表示过电压保护电路19b进行了动作的信号fb_ovp_out、热关断电路15的输出tsd_out作为输入的或门g7，该或门g7的输出被输入至或门g1、g2。由此，能够向外部通知过电压保护电路19a或19b进行了动作。
[0104]
在下面的表6中示出了第2变形例的调节器ic的各状态与异常检测信号err_op、err_sc的关系。
[0105]
[表6]
[0106][0107]
另外，在上述实施方式中，示出了将本发明应用于调节器ic的例子，但本发明也能够应用于图7的(a)所示那样的将电源装置(电池等)的电压直接向负载供给或切断的电源开关用ic20。图7的(a)所示的电源开关用ic具备栅极控制电路21来代替误差放大器，栅极控制电路21被设计为根据控制端子ce是高电平还是低电平来将输出晶体管q1控制为全导通的状态或者全截止的状态。
[0108]
图7的(b)表示将本发明应用于图7的(a)的电源开关用ic的实施例。与图7的(b)同样地，也能够将图5、图6所示的调节器ic的结构应用于图7的(a)的电源开关用ic。在这样的电源开关用ic20中，也能够得到与在上述实施方式中说明的效果相同的效果。
[0109]
以上，基于实施方式具体说明了由本发明人完成的发明，但本发明并不限定于上述实施方式。例如，在上述实施方式的第2变形例中，示出了设置有输出电压vout的过电压保护电路(ovp)19a和外部端子p6的电压vfb的过电压保护电路(fb_ovp)19b的情况，但也能够应用于具备任意一方的过电压保护电路的电源用ic。另外，在上述实施方式中，开路异常检测用的比较器cmp1和短路异常检测用比较器cmp2具有滞后特性，但也可以是不具有滞后特性的比较器。
[0110]
并且，在上述实施方式中，示出了使用mos晶体管作为构成调节器ic10、电源开关用ic20的内部电路的晶体管的情况，但也可以使用双极晶体管来代替mos晶体管。另外，延
迟用电容器cd也可以不是外置元件而形成于ic芯片上。
[0111]
另外，在上述实施方式中，作为ic的保护电路，对设置限流电路14、热关断电路15、输出电压的过电压保护电路19a和反馈电压的过电压保护电路19b的情况进行了说明，但例如也能够应用于具备检测输入电压的过电压状态而使动作停止的电路等其他保护电路的调节器ic或电源开关ic。

技术特征：
1.一种电源用半导体集成电路，具备：输出晶体管，其连接在被输入直流电压的电压输入端子与电压输出端子之间；控制电路，其根据输出的反馈电压来控制所述输出晶体管；以及限流电路，其进行限制以使通过所述输出晶体管流过的输出电流不成为预定值以上，其特征在于，所述电源用半导体集成电路具备：第1晶体管，其与所述输出晶体管构成电流镜电路；短路异常检测电路，其基于与所述第1晶体管串联连接的电阻元件的电压来检测所述电压输出端子的短路状态；以及第1输出端子，其用于将所述短路异常检测电路的检测结果输出至外部，所述限流电路的电流限制值被设定在所述短路异常检测电路的电流检测范围内，即使在所述限流电路限制了电流的状态下，所述短路异常检测电路也能够检测出所述电压输出端子的短路状态。2.一种电源用半导体集成电路，具备：输出晶体管，其连接在被输入直流电压的电压输入端子与电压输出端子之间；控制电路，其根据输出的反馈电压来控制所述输出晶体管；以及限流电路，其进行限制以使通过所述输出晶体管流过的输出电流不成为预定值以上，其特征在于，所述电源用半导体集成电路具备：第1晶体管，其与所述输出晶体管构成电流镜电路；短路异常检测电路，其基于与所述第1晶体管串联连接的电阻元件的电压来检测所述电压输出端子的短路状态；第1输出端子，其用于将所述短路异常检测电路的检测结果输出至外部；第2晶体管，其与所述输出晶体管构成电流镜电路；开路异常检测电路，其基于与所述第2晶体管串联连接的电阻元件的电压来检测所述电压输出端子的开路状态；第2输出端子，其用于将所述开路异常检测电路的检测结果输出至外部；以及热关断电路，其在检测出的温度为预定温度以上的情况下使所述控制电路的动作停止，根据取所述热关断电路的输出信号和所述短路异常检测电路的输出信号的逻辑或而得的信号，从所述第1输出端子输出表示异常的信号，从所述第2输出端子输出取所述热关断电路的输出信号和所述开路异常检测电路的输出信号的逻辑或而得的信号。3.根据权利要求1所述的电源用半导体集成电路，其特征在于，所述电源用半导体集成电路具备：延迟电路，其使所述短路异常检测电路的输出延迟，根据取所述延迟电路的输出和延迟前的所述短路异常检测电路的输出的逻辑与而得的信号，从所述第1输出端子输出表示异常的信号。4.根据权利要求2所述的电源用半导体集成电路，其特征在于，所述电源用半导体集成电路具备：延迟电路，其使所述短路异常检测电路的输出和所述开路异常检测电路的输出延迟，根据取所述延迟电路的输出和延迟前的所述短路异常检测电路的输出的逻辑与而得
的信号，从所述第1输出端子输出表示异常的信号，根据取所述延迟电路的输出和延迟前的所述开路异常检测电路的输出的逻辑与而得的信号，从所述第2输出端子输出表示异常的信号。5.根据权利要求1～4中的任一项所述的电源用半导体集成电路，其特征在于，所述电源用半导体集成电路具备：第1过电压保护电路，其检测异常的状态而使输出停止，在所述第1过电压保护电路进行动作的情况下，根据从该第1过电压保护电路输出的表示动作状态的信号，使所述第1输出端子和第2输出端子变化为表示异常的状态。6.根据权利要求5所述的电源用半导体集成电路，其特征在于，所述第1过电压保护电路是检测出从所述电压输出端子输出的输出电压的过电压状态而使输出停止的输出的过电压保护电路。7.根据权利要求1～4中的任一项所述的电源用半导体集成电路，其特征在于，所述电源用半导体集成电路具备：外部端子，其被输入所述反馈电压；以及第2过电压保护电路，其检测出所述反馈电压的过电压状态而使输出停止，在所述第2过电压保护电路进行动作的情况下，根据从该第2过电压保护电路输出的表示动作状态的信号，使所述第1输出端子和第2输出端子变化为表示异常的状态。

技术总结
本发明提供一种电源用半导体集成电路。在具备检测短路异常的电路和热关断电路的电源用IC中，在外置电阻从端子脱落的情况下能够避免漏发通知。电源用半导体集成电路设置有：第1晶体管，其与输出晶体管构成电流镜电路；短路异常检测电路，其根据与该第1晶体管串联连接的电阻元件的电压来检测电压输出端子的短路状态；以及第1输出端子，其用于将短路异常检测电路的检测结果输出到外部，即使在限流电路的电流限制值被设定在短路异常检测电路的电流检测范围内，限流电路限制了电流的状态下，短路异常检测电路也能够检测出上述电压输出端子的短路状态。子的短路状态。子的短路状态。


技术研发人员：樱井康平 牧慎一朗
受保护的技术使用者：三美电机株式会社
技术研发日：2021.09.03
技术公布日：2022/3/8