JPH06295989A - Mos型半導体装置 - Google Patents

Mos型半導体装置

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JPH06295989A
JPH06295989A JP5082908A JP8290893A JPH06295989A JP H06295989 A JPH06295989 A JP H06295989A JP 5082908 A JP5082908 A JP 5082908A JP 8290893 A JP8290893 A JP 8290893A JP H06295989 A JPH06295989 A JP H06295989A
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mosfet
gate
voltage
drain
semiconductor device
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Seiki Yamaguchi
誠毅 山口
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 素子数の増大化およびプロセスの複雑化を回
避する。 【構成】 過電流から保護するMOSFET1のゲート
をゲート7,8の2つに分割し、ドレイン−ソース間に
設けた抵抗回路6によりドレイン端子4の電圧を検出
し、その上昇に従って、分離したMOSFETM1,M
2を順次オフすることができるMOSFET9,10を
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、過電流保護機能を内
蔵したMOS型半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のMOS型半導体装置を図3を参照
しながら説明する。図3は従来の過電流保護機能を内蔵
した横型MOSFETの回路構成図である。このMOS
型半導体装置の電流検出部分は、電流を検出されるMO
SFET(以下被検出MOSFET)M3と並列に、被
検出MOSFETM3のゲート幅と一定の比の関係にあ
るゲート幅を有する電流検出用MOSFET12(以下
センスMOSFET)と、センスMOSFET12に流
れる電流を検出する抵抗R6(以下センス抵抗)により
構成されている。
【0003】また、回路部分は、基準電圧発生回路1
3、センス抵抗R6に生じた電圧と基準電圧とを比較す
るコンパレータ14、コンパレータ14の出力によりO
N−OFFするMOSFET15により構成されてい
る。被検出MOSFETM3に電流が流れると、一定の
比の電流がセンスMOSFET12およびセンス抵抗R
6にも流れ、センス抵抗R6には電圧が生じる。センス
抵抗R6に生じた電圧はコンパレータ14において基準
電圧発生回路13の基準電圧と比較され、過電流が流れ
て基準電圧より大きくなればコンパレータ14より信号
が出力される。この信号により次段のMOSFET15
がオンとなり、被検出MOSFETM3のゲート電圧を
しきい値電圧以下に下げ、被検出MOSFETM3をオ
フにする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように構成された
従来のMOS型半導体装置では、正確なセンス比を得る
ために、基準電圧発生回路13やコンパレータ14を使
用しており、過電流保護機能を内蔵させるために、素子
数を増加させ、プロセスを複雑にする必要があった。
【0005】この発明の目的は、プロセスの複雑化、構
成素子の増大化を招くことなく、過電流保護機能を内蔵
したMOS型半導体装置を構成することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明のMOS型半導
体装置は、被検出MOSFETのゲート電極をいくつか
に分離し、ドレイン電圧を検出するために、ドレイン−
ソース間にドレイン電圧分圧用抵抗回路を設けている。
また、分離した全てのゲートには入力抵抗を設け、ゲー
ト−ソース間には、分圧されたドレイン電圧により制御
されてゲート電圧をしきい値電圧以下に下げる複数個の
駆動素子を設けている。さらに、駆動素子を制御する抵
抗回路は、分割したゲート電極と同数の出力を有し、全
ての出力が異なる分割比とし、ドレイン電圧が上昇する
につれて複数個の駆動素子が順次動作する構成としてい
る。
【0007】
【作用】この発明によれば、ドレイン電圧の上昇に伴
い、分割されたゲート電極の電位がしきい値以下とな
り、そのゲート電極により駆動されるMOSFETはオ
フとなる。したがって、被検出MOSFET全体でゲー
ト幅が短くなり、流れる電流値は減少する。
【0008】このように、構成素子として抵抗と駆動素
子を追加するだけで過電流保護機能を内蔵したMOS型
半導体装置を構成することができる。
【0009】
【実施例】図1はこの発明のMOS型半導体装置の一実
施例の内部等価回路図、図2は被検出MOSFET部分
のポリシリコンゲートの平面図である。図1および図2
において、1は被検出MOSFET、2はポリシリコン
ゲート、7は左右に分割した左側のゲート(図2上)、
8は右側のゲート(図2上)、M1はゲート7により駆
動されるMOSFET、M2はゲート8により駆動され
るMOSFET、6はドレイン電圧を分圧する抵抗回路
を示している。M1とM2で被検出MOSFET1を構
成する。
【0010】図2に示すように、被検出MOSFET1
のゲートポリシリコン2は、2つに分割され(ここで
は、ゲート幅の分割比は1:1)、それぞれに電極3を
設けている。また、図1に示すように、ドレイン端子4
とソース端子5の間に抵抗回路6を設け、分割比の異な
る2つの出力を有している。さらに、分割した2つのゲ
ート7,8には、入力抵抗R4,R5を設けるととも
に、それぞれのゲート−ソース間にはNチャネルMOS
FET9,10を設けている。
【0011】NチャネルMOSFET9,10は抵抗回
路6の出力により駆動させ、ドレイン端子4の電圧があ
る値以上になると、ゲート7,8の電圧をしきい値電圧
以下に下げる働きをしている。(ここでは、MOSFE
T9が低いドレイン電圧で動作する。)また、抵抗R4
は、オン状態で、MOSFET9が動作してゲート7の
電位が低下し、MOSFETM1がオフしても、ゲート
8の電位はゲート端子11の電圧値を維持するためのも
のである。また、抵抗R5は、MOSFET10に過電
流が流れることを防止している。
【0012】実使用状態において、オン状態で負荷がシ
ョートするなどして、被検出MOSFET1のドレイン
−ソース間に過電流が流れようとすると、ドレイン端子
4の電圧が上昇する。ドレイン電圧が上昇すると、抵抗
回路6の抵抗R1と抵抗R2+R3の分割比で与えられ
る電圧がMOSFET9のゲート端子に印加され、しき
い値電圧を超えるとMOSFET9はオンし、ゲート7
の電圧を低下させ、しきい値電圧以下に下がるとMOS
FETM1はオフとなる。その結果、ゲート幅が1/2
となり、ドレイン−ソース間電流は減少する。
【0013】さらに電流が流れようとすると、ドレイン
電圧もさらに上昇し、抵抗R1+R2と抵抗R3の分割
比で与えられる電圧が、MOSFET10のしきい値電
圧を超えると、MOSFET10がオンとなりMOSF
ETM2がオフとなる。その結果、被検出MOSFET
1は完全にオフし、ドレイン−ソース間電流は流れなく
なる。以上のようにして、被検出MOSFET1を過電
流から保護することができる。
【0014】一方、このデバイスを構成している素子の
構造は、被検出MOSFET1はメッシュ状にセルを配
置したNチャネル縦形二重拡散MOSFET、抵抗につ
いてはイオン注入を行ったポリシリコン抵抗、MOSF
ET9,10はP型ウェルの内部に形成したNチャネル
横型MOSFETを使用している。したがって、単一の
Nチャネル縦形二重拡散MOSFETのプロセスにNチ
ャネル横型MOSFETを形成するためのP型ウェルを
形成する工程を追加するだけで、過電流保護機能を内蔵
したMOSFETを構成することができる。
【0015】このように、このMOS型半導体装置によ
れば、被検出MOSFET1のゲート2を2つに分離
し、抵抗回路6によりドレイン電圧を検出して、その上
昇に伴い、2つに分離したMOSFETを順次オフする
ことができる回路構成とすることにより、素子数につい
ては、単一のNチャネル縦形二重拡散MOSFETに5
素子追加するだけで、プロセスについては、Nチャネル
横型MOSFETを形成するためのP型ウェルを形成す
る工程を追加するだけで、過電流保護機能を内蔵したM
OSFETを構成することができる。
【0016】
【発明の効果】この発明によれば、被検出MOSFET
のゲートをいくつかに分離し、ドレイン−ソース間に設
けたドレイン電圧分圧用抵抗回路によりドレイン電圧を
検出し、その上昇に応じて分離したMOSFETを順次
オフすることができる駆動回路を設けることにより、素
子数の増大化、プロセスの複雑化を招くことなく過電流
保護機能を内蔵したMOS型半導体装置を構成すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のMOS型半導体装置の一実施例の内
部回路図である。
【図2】図1におけるMOS型半導体装置の被検出MO
SFETのポリシリコンゲートの平面図である。
【図3】従来のMOS型半導体装置の内部回路構成図で
ある。
【符号の説明】
1 被検出MOSFET 2 ポリシリコンゲート 3 ゲート電極 4 ドレイン端子 5 ソース端子 6 ドレイン電圧分圧用抵抗回路 9 MOSFET 10 MOSFET 11 ゲート端子 M1 分割された左側のゲート(図2上)に駆動される
MOSFET M2 分割された右側のゲート(図2上)に駆動される
MOSFET R1 ドレイン−ソース間電圧を分割する抵抗 R2 ドレイン−ソース間電圧を分割する抵抗 R3 ドレイン−ソース間電圧を分割する抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 9054−4M H01L 29/78 301 K

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数個のゲートおよび複数個のゲート電
    極が形成されたMOSFETと、 このMOSFETのドレイン−ソース間に接続されたド
    レイン電圧分圧用抵抗回路と、 前記MOSFETの各ゲート電極とソースの間にそれぞ
    れ接続され、前記ドレイン電圧分圧用抵抗回路で分圧さ
    れたドレイン電圧により制御されて前記MOSFETの
    各ゲートのゲート電圧をしきい値電圧以下に下げる複数
    個の駆動素子とを備えたMOS型半導体装置。
  2. 【請求項2】 ドレイン電圧分圧用抵抗回路の分割比を
    全て異なる値とし、ドレイン電圧が上昇するにつれて複
    数個の駆動素子が順次動作する構成とした請求項1記載
    のMOS型半導体装置。
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