JPH08340112A - 再充電可能な電池素子の保護装置およびこの装置を備えるｍｏｓｆｅｔトランジスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スイッチング素子の特性として、一方向で低
い導通抵抗とオフ状態インピーダンスを有しかつ他方向
で無限に近いオーム値と定められたオフ状態インピーダ
ンスを与えるようにする。 【解決手段】 ＭＯＳＦＥＴ形の電界効果トランジスタ
において、基体（１１）上に、第１の形の、第１の導電
率レベルを有するエピタキシャル層（１２）を形成し、
そのエピタキシャル層に、第２の形の、第２の伝導率レ
ベルを有するゲート領域（１４）と、第１の形の、第３
の導電率レベルを有するドレイン領域（１８）とを形成
し、上記ゲート領域（１４）に、第１の形の、上記ドレ
イン領域（１８）の導電率レベルと同じ導電率レベルを
有するソース領域（１６）を形成し、上記ドレイン領
域、上記エピタキシャル層およびゲートバッキング領域
の路によってダイオード（Ｄｎ）が形成され、このダイ
オードは上記トランジスタがオンの時にソース・ドレイ
ン方向に定められるインピーダンスを有するようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、再充電可能な電池
素子のための充電監視および保護装置に関する。より詳
細には、本発明は、特に再充電可能なリチウム電池のた
めの、過充電、過放電、過度の温度上昇、回路のショー
ト、低抵抗での大電流に対する保護を与える自動的充電
監視装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】特に、本発明において
は、以下の事項を課題として想定している。 （１） 再充電可能なリチウム電池素子が過充電で損傷
されないようにする。 （２） 再充電可能なリチウム電池素子が過放電のため
に損傷されないようにする。 （３） 幾つかのリチウム電池素子からなるセットを完
全充電する過程で充電バランスをとるようにする。 （４） 幾つかのリチウム電池素子からなるセットの完
全放電での電圧で充電バランスをとるようにする。 （５） 低動作抵抗と直列にスイッチを設けるようにす
る。 （６） 電流測定素子としても使用できる半導体スイッ
チを設けるようにする。 （７） 電池セルおよび電子回路に対する過電流および
過度の温度上昇についての機械的および電子的な安全性
を与えるようにする。 （８） 電池モジュールの過電圧に対する安全性を与え
るようにする。 （９） １つあるいはそれ以上の電池素子が破壊するよ
うな場合に電池電流を監視するようにする。 （１０） 訂正し電流のみを必要とする単一のチップに
電子回路を集積化する。 （１１） 小形、軽重量および低組立コストのモジュー
ルの形態で保護装置を製造するようにする。 （１２） 電子的および機械的組立体を単一のコンパク
トなユニットに統合する。 （１３） リチウム電池モジュールを充電するため、Ｎ
ｉＣｄおよびＮｉＭＨ電池素子の充電に通常使用される
充電器を使用できるようにする。

【０００３】

【課題を解決するための手段】従って、本発明の目的
は、ＭＯＳＦＥＴ形の電界効果トランジスタにおいて、
基体上に、第１の形の、第１の導電率レベルを有するエ
ピタキシャル層を形成し、そのエピタキシャル層に、第
２の形の、第２の伝導率レベルを有するゲート領域と、
第１の形の、第３の導電率レベルを有するドレイン領域
とを形成し、上記ゲート領域に、第１の形の、上記ドレ
イン領域の導電率レベルと同じ導電率レベルを有するソ
ース領域を形成し、上記ドレイン領域、上記エピタキシ
ャル層およびゲートバッキング領域の路によってダイオ
ードが形成され、このダイオードは上記トランジスタが
オンの時にソース・ドレイン方向に定められるインピー
ダンスを有することを特徴とするＭＯＳＦＥＴ形の電界
効果トランジスタを提供することにある。

【０００４】本発明の別の目的は、再充電可能な電池素
子を保護する保護装置において、上記電池素子のそれぞ
れと並列に接続され、互いに直列に接続した対応するシ
ャーントレギュレータが設けられ、それらの制御電極は
基準電圧源によって供給される基準電圧と共に上記電池
素子の下方および上方スレッショルド電圧のそれぞれの
比較器に与えられることができる上記電池素子の電圧を
表す抵抗の回路網に接続され、一方向で低い導通抵抗と
オフ状態インピーダンスを有しかつ他方向で無限に近い
オーム値と定められたオフ状態インピーダンスとを有す
るスイッチングエレメントが設けられ、このスイッチン
グエレメントは電池素子の直列の組の最も負の端子と保
護装置の負端子との間に接続され、上記電池素子の充電
および放電の状態を調整する目的で上記スイッチングエ
レメントの状態を変えるように上記比較器からの出力信
号で上記スイッチングエレメントを制御する制御手段を
設けたことを特徴とする保護装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明は、添付図面を参照して単
に例示的に記載されるに過ぎない以下の説明を読めばよ
り良く理解できるであろう。

【０００６】図１に示される再充電可能な電池素子のた
めの保護装置は、機械的保護ユニット２と、電子回路ユ
ニット４、６、８および１０とから構成される。これは
直列に接続した電池素子Ｉ，ＩＩのための保護を与える
ように設計されている。この保護装置および電池素子は
一緒になって、保護される電池モジュールを形成し、そ
の端子Ｖbat ＋およびＶbat −には充電器または適用装
置、あるいは充電器／適用装置の組み合わせ装置が接続
できる。明瞭化の目的で、ヒステリシス回路、フィルタ
回路および電池素子出力レベルがある低電圧レベルにな
った時に静電流を減少する回路は示されていない。機械
的保護ユニットは、Ｖbat ＋端子と直列に接続された電
池素子の内の最も正の電極、すなわち電池素子Ｉの正電
極との間に接続されたバイメタルのストリップスイッチ
２である。

【０００７】直列に接続された電池素子の内の最も負の
電極、すなわち電池素子ＩＩの負電極は、特別な構造を
有するＭＯＳＦＥＴ電力スイッチングトランジスタ４を
介して電池モジュールの負端子Ｖbat −に接続される。
バイメタルのストリップスイッチ２は、例えば、テキサ
スインスツルメンツによって製造されているＺｍｍ小形
バイメタル・ストリップシリーズから選ばれた保護装置
である。バイメタルのストリップスイッチ２の代わり
に、特別な構造でポリマーあるいはセラミックから作ら
れた正の温度係数のサーミスタが使用できる。ＦＥＴト
ランジスタ４は、実際は、電力スイッチングＭＯＳＦＥ
Ｔトランジスタであり、これについては図２を参照して
後述する。各電池素子Ｉ、ＩＩは、それに関連した対応
する電子回路６および８を有している。これら回路６お
よび８の回路要素については、同一の参照記号にそれぞ
れ１および２の添え数字加えて以下説明する。抵抗Ｒ１
１とシャントレギュレータＳ１１との直列回路は電池素
子Ｉの両端子に接続されている。

【０００８】シャントレギュレータＳ１１の制御電極は
２つの抵抗Ｒ１３およびＲ１４の接続点に接続され、こ
れら抵抗は電池素子Ｉと並列の直列抵抗回路を形成する
ように抵抗Ｒ１２と直列に接続されている。電池素子Ｉ
と関連する回路６は、更に、電池素子Ｉの両端子に同様
並列に接続した比較器組立体Ｃ１を含んでいる。この比
較器組立体Ｃ１は２つの電圧比較器Ｃ１１、Ｃ１２を含
み、これらそれぞれは２つの入力と温度安定化基準電圧
源Ｖref を有する。比較器Ｃ１１の正入力は抵抗Ｒ１
２、Ｒ１３の接続点に接続され、比較器Ｃ１２の負入力
は抵抗Ｒ１３およびＲ１４の接続点に接続されている。

【０００９】比較器Ｃ１１の負入力および比較器Ｃ１３
の正入力は共に基準電圧源Ｖref に接続されている。比
較器Ｃ１１の出力はＦＥＴトランジスタＮ１２のゲート
に接続され、比較器Ｃ１２の出力はＦＥＴトランジスタ
Ｎ１１のゲートに接続されている。これらＦＥＴトラン
ジスタＮ１１およびＮ１２のソースおよびドレインは電
池素子Ｉの正の端子に接続されている抵抗Ｒ１５と直列
に接続される。電池素子Ｉに関連した回路８は添え字１
を割り当てた回路６のものと同じ回路要素を含んでい
る。回路８の比較器Ｃ２１、Ｃ２２と関連するトランジ
スタＮ２２，Ｎ２１のソース・ドレイン路は抵抗Ｒ１６
と直列に接続され、これらの直列回路は２つの電池素子
Ｉ、ＩＩの組と並列に接続されている。

【００１０】トランジスタＮ１２およびＮ１１と直列の
抵抗Ｒ１５はＦＥＴトランジスタＭ１１のゲートに接続
され、トランジスタＮ２２およびＮ２１と直列の抵抗Ｒ
１６はＦＥＴトランジスタＭ１２のゲートに接続され
る。ＭＯＳＦＥＴトランジスタ４のソース・ドレイン路
は電池素子ＩＩの負の端子と電池モジュールのＶbat −
端子との間に接続されている。抵抗Ｒ１８はＭＯＳＦＥ
Ｔトランジスタ４のソースおよびゲート間に接続され、
これを通常オフに保持する。シャント電圧レギュレータ
Ｓ１１およびＳ２１はそれらの電圧調整機能に影響せず
にこれらレギュレータの加熱を制限するために直列の抵
抗Ｒ１１およびＲ２１を使用しており、これら抵抗は、
また、低電圧充電バランス時、および電池素子電圧の異
常設定でのある動作時に電流制限を行う。

【００１１】比較器ユニットＣ１、Ｃ２は、抵抗Ｒ１
５、Ｒ１６およびトランジスタＮ１１Ｎ１２、Ｎ２１、
Ｎ２２と共に、電池素子電圧ウインドウを作り、このウ
インドウ内でＭＯＳＦＥＴ電力トランジスタ４はオンに
され、その波形がＡで示されている。比較器ユニットＣ
１、Ｃ２は、抵抗Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ２２、Ｒ
２３、Ｒ２４およびシャントレギュレータＳ１１、Ｓ２
１と共に、電池素子電流のシャント動作が生じる最大お
よび最小電圧を調整する。ＭＯＳＦＥＴトランジスタ４
は図１ではドレイン・ソース領域、ゲート電極および抵
抗Ｒｎと直列のダイオードＤｎで表され、この直列イン
ピーダンスはＭＯＳＦＥＴトランジスタ４のドレインお
よびソース間に接続されたものとして表される。バイメ
タルのストリップスイッチ２とＭＯＳＦＥＴトランジス
タ４との間には、電子保護回路１０が接続されており、
これもまた保護装置の集積化された回路の一部を形成す
る。

【００１２】抵抗Ｒｂはバイメタルのユニット内でそれ
に良好な熱接触した状態で配置されている。保護回路１
０は電力装置の動作障害の検出時、あるいは集積回路全
体の過熱状態の検出時に抵抗Ｒｂを流れる電流を切り換
える。抵抗Ｒｂを流れる電流の効果はバイメタルのスト
リップスイッチを加熱してそれをオープンの状態にする
ことにある。それは、保持電流がバイメタルのストリッ
プスイッチの正の温度係数の抵抗を流れた後でもオンに
留まるように設計されてもよく、その場合スイッチが閉
じるのは充電電流がカットオフした時だけである。テキ
サスインスツルメント社から入手できるＺｍｍ保護装置
はこのような態様で動作する。抵抗Ｒｂの代わりに、正
の温度係数のサーミスタ（ＰＴＣサーミスタ）も同様に
使用することができ、これはバイメタルのストリップス
イッチを開にすることができあるいはＰＴＣサーミスタ
を動作させることができるポリマーあるいはセラミック
から作られる。

【００１３】ＭＯＳＦＥＴトランジスタ４の構造は図２
に示されており、これは基体１１を含み、その基体上に
はｎ−ドープしたエピタキシャル層１２が成長されて形
成される。エピタキシャル層１２内には、ｐ領域１４が
ゲート用に拡散され、そのｐ領域内にｎ＋ソース領域１
６が同様拡散されて形成される。同じｎ＋ドーパントが
ドレイン電極１８を形成するようにエピタキシャル層１
２内に同時に拡散される。トランジスタ４の抵抗Ｒｎ
は、ゲートバッキングのｐドーパントおよびエピタキシ
ャルｎ−ドーパントによって定められるか、あるいはゲ
ートバッキングのｐドーパントにより必然的に定められ
る抵抗値を用いるようにソース１６とゲートバッキング
１４との間に適切な接続を行うことによって定められる
か、あるいはソースとｐ領域の外側に存在するであろう
ゲートバッキングとの間に適切な抵抗を接続することに
よって定められる。これら全ての場合でも、ＭＯＳＦＥ
Ｔトランジスタ４の構成において、それがオン・オフす
る時の過渡電圧によって装置がオフになってしまうこと
を回避するための配慮を行うことが適切である。

【００１４】ｎ＋ドレイン領域１８はゲート領域１４の
そばに拡散される。ダイオードＤｎはそのアノードとし
てゲートｐ領域１４と、そのカソードとしてエピタキシ
ャル層１２のｎ−領域とを含んでいる。記載されるＦＥ
Ｔトランジスタ４はｎＭＯＳＦＥＴであり、それを注意
深く構造化しかつチャンネルの幅／長さ（Ｗ／Ｌ）比を
最大にすることによって、極めて低い導通抵抗を有する
ＭＯＳＦＥＴトランジスタを得ることができる。更に、
エピタキシャル層１２の下に重くドープした埋設層を作
ることも可能である。この埋設層がｎ形でドープされる
場合には、この層は導電性を増大させ、基体がｎ形の時
にスプリアス垂直トランジスタ作用を制限する。最小の
装置サイズでの大きなＷ／Ｌ比は、更に、極めて小さな
ゲート長を与える、自動アライメント機能を持った二重
拡散技術を用いても得られる。

【００１５】ＦＥＴトランジスタ４は、そのソースＳと
ゲートＧとの間に接続した抵抗Ｒ１８（図１）により通
常オフに保持されている。比較器Ｃ１およびＣ２の出力
はＦＥＴトランジスタ４をスイッチして、電池素子の全
ての電圧が安全動作モードで充電および放電状態にある
時に、このＦＥＴトランジスタ４により電池電流が流れ
るようにする。このＦＥＴトランジスタ４は、特に、モ
ジュール形の電池保護装置への適用のために構成された
新規な形式のＦＥＴトランジスタである。このＦＥＴト
ランジスタの特性およびその新たなブロッキング特性
は、

【００１６】

【数１】

【００１７】のような関係によって定められる。ここ
で、Ｖｔｏはソースが直接ゲートバッキングに接続した
時のトランジスタ４のスレッショルド電圧であり、項ｐ
ｈｉ（ｍｅｔａｌ−Ｓｉ）は金属−シリコン仕事関数で
あり、項２Ｐｈｉ（ｆ）は強い転移をセットアップする
時の表面電位に関連し、項Ｑｃｘ／Ｃｏｘｇは一定の酸
化物電荷であり、項Ｑｂ／Ｃｏｘｇは消耗されるべきゲ
ートの下での全体的な電荷であり、項Ｑｉｍｐｌａｎｔ
／Ｃｏｘｇはセットアップ電荷Ｖｔの注入である。ソー
スＳ（１６）は、ゲートバッキングの全体的な効果から
生じるようなＶｔの変調を回避するために通常ゲートバ
ッキングに電気的に接続されている。電圧Ｖｓｂがソー
スおよびゲートバッキング間に存在するときには、その
結果のＶｔの変更は

【００１８】

【数２】

【００１９】として定められうる。ここで、Ｇａｍｍａ
は体効果パラメータと呼ばれ、Ｅｓｉ、ｑ、Ｎｓｕｂ，
Ｖｓｂは、それぞれ、シリコンの誘電率、電子での電荷
の値、ゲート領域のドーピングのレベル、ソース・ゲー
トバッキング電圧を表す。新たなスイッチは、逆方向オ
フ状態インピーダンスＺｏｆｆｓｄを定めるためダイオ
ードＤｎおよび抵抗Ｒｎを用いる間ではＶｔの導通電圧
スレッショルドを保持する。順方向オフ状態インピーダ
ンスＺｏｆｆｄｓは、通常ターンオフ状態すなわち無限
のオーム値への閉成状態にあるＦＥＴトランジスタのも
のを同様に保持する。従って、これらインピーダンスは

【００２０】

【数３】

【００２１】のようになる。電池素子がそれらの通常の
動作電圧ウインドウにある時には、ＦＥＴトランジスタ
４は、

【００２２】

【数４】

【００２３】で示すように、そのトライオード領域で動
作するようにスイッチされる。ここで、Ｋ’およびＷ／
Ｌは、それぞれ、移動度の定数およびＦＥＴのチャンネ
ルに対する幅対長さ比を表す。これは、この領域での低
いドレイン・ソース電圧Ｖｄｓに対してＭＯＳＦＥＴが
一定のゲート・ソース電圧のための抵抗特性を有してい
ることを示す。最も低い導通抵抗Ｒｏｎを得るために
は、所定の電圧Ｖｇｓに対して最も低い電圧Ｖｔが必要
である。

【００２４】更に、次の点を配慮する必要がある。 （１） ＭＯＳＦＥＴ４が導通している時にソース１６
をゲートバッキングに接続することによって、最小Ｖｔ
電圧を与えるＶｔｏを使用すること。 （２） ダイオードＤｎと直列に抵抗Ｒｎ（その抵抗値
は本発明の保護装置への適用に対しては１０から５００
オームであり、あるいはシステムの要求に依存する）を
得るようにゲートバッキング接触部を適所に配置するこ
と。 （３） ＭＯＳＦＥＴがオンの時に、電池電流の測定を
必要とするシステムにおいて電位障壁から引かれる電圧
によりＭＯＳＦＥＴが電流検出抵抗としても使用される
ことができるようにゲートで一定の電圧を使用するこ
と。この抵抗の絶対値および特性パラメータは電池モジ
ュールの不揮発性メモリに記憶されることができる。

【００２５】抵抗Ｒｎを定めるための他の手段は、ゲー
トバッキングが別個の端子として導出されるような４端
子ＭＯＳＦＥＴを使用して達成される（この場合、条件
Ｖｔｏを保持しかつスイッチング転移の過程でオフにな
ることを回避するようにソース１６とゲートバッキング
との間に集積回路チップ上の並列抵抗を接続する）。こ
れにより、ＭＯＳＦＥＴの外側に、装置の逆インピーダ
ンスを定める、ダイオードおよび直列の抵抗を配置する
ことが可能となる。従って、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ
４は、本実施例において、極めて低い導通抵抗と通常の
オフ方向の無限に近いオフインピーダンスを有し、かつ
逆オフ方向ではダイオードＤｎと抵抗Ｒｎとによって決
定される値を有するｎ極性の新規なＭＯＳＦＥＴ電力ト
ランジスタである。それは本発明により保護装置のため
に構成される。抵抗Ｒｎの値は、動作の過程で充電器で
達成される最大電圧および充電バランスのために選ばれ
た電流のレベルによって決定される。

【００２６】図３の論理回路は電池素子の電圧の関数と
して低電圧分路および高電圧分路を選択するようになっ
ている。図３に示された電圧バランス制御論理回路は、
比較器Ｃ１１、Ｃ２１にそれぞれ接続した入力を含んで
いる１組の論理素子２０に接続された抵抗Ｒ１７を含
む。２つのＦＥＴトランジスタ２４、２６は、シャーン
トレギュレータＳ１１の入力電極を、最小および最大電
池素子電圧でいつ分路がなされなければならないかを定
めるＶｔｈ１１あるいはＶｔｈ１２に接続するために使
用される。それらは電池素子Ｉに割り当てられ、電池素
子Ｉのための最小および最大安全動作スレッショルドを
定める点Ｖｔｈ１１およびＶｔｈ１２間に直列に接続さ
れたソース・ドレイン路を有している。ＦＥＴトランジ
スタ２４、２６のドレインはシャーントレギュレータＳ
１１の制御電極に接続される。これらトランジスタのゲ
ートは、共に、抵抗Ｒ１７と１組の論理素子２０との間
に接続される。

【００２７】２つのＦＥＴトランジスタ２８、３０は、
シャーントレギュレータＳ２１の入力電極を、最小およ
び最大電池素子電圧でいつ分路が電池素子ＩＩに対して
なされなければならないかを定めるＶｔｈ２１あるいは
Ｖｔｈ２２に接続するために使用される。それらは電池
素子ＩＩに割り当てられ、電池素子ＩＩのための最小お
よび最大安全動作スレッショルドを定める点Ｖｔｈ２１
およびＶｔｈ２２間に直列に接続されたソース・ドレイ
ン路を有している。ＦＥＴトランジスタ２８、３０のド
レインはシャーントレギュレータＳ２１の制御電極に接
続される。これらＦＥＴトランジスタ２８、３０のゲー
トは、電池素子Ｉの正の端子に接続した抵抗Ｒ１８と１
組の論理素子２０との間に接続される。

【００２８】図４は、バイメタルのストリップ素子２と
図１および３を参照して記載した回路４、６、８および
電子的保護回路１０からなる集積回路３４が近接して載
置されている回路基板を示す。電池素子ＩおよびＩＩの
横断面が点線で表されている。これら電池素子は印刷回
路基板３２の寸法内に含まれる。本発明による保護装置
の電子回路は、本願出願人によって開発されかつＴＩ−
ＰＲＩＳＭと呼ばれるリニアＭＯＳパワー技術およびＬ
ｉｎ−Ｂｉ−ＣＭＯＳ技術を用いて単一の集積回路チッ
プの形態で作られる。回路３４とバイメタルのストリッ
プ２は単一のプラスティックに収納されてもよい。図１
に示された保護システムは２つの電池素子によって形成
される電池モジュールのために意図されているが、集積
回路の技術が所要の最大電圧に耐えることができる限り
より多くの数の電池素子に容易に拡大できる。このよう
な保護システムは単一の再充電可能な電池素子に適用で
きることも理解されたい。

【００２９】この保護システムの動作を種々の動作区分
を考慮して次に記載する。１つの例として、２．５ボル
トおよび４．２ボルトの動作電圧を有するリチウム・イ
オン電池素子が当該保護システムの動作原理を説明する
ために使用される。ヒステリシス回路、過渡電圧のフィ
ルタ、遅延回路および静電流減少回路は説明の明瞭化の
ため省略されている。 動作区分１：Ｖｃｅｌｌが２．５Ｖに等しいかあるいは
それ以下であるような過放電を行った電池素子の場合。 （ａ） １．５ボルトよりも小さいときには、その電池
素子の電流は電子回路によって０にスイッチされる。 （ｂ） 各電池素子Ｉ、ＩＩの電圧が２．５ボルトより
も小さければ、シャーントレギュレータＳ１、Ｓ２はオ
フにされる。従って、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ４ある
いは放電電流に対してオフ方向にあるダイオードＤｎを
通って電流は流れない。 （ｃ） 電池素子Ｉ、ＩＩの内の一方の電圧が２．５ボ
ルトよりも小さい時には、他方の電池素子（その電圧は
２．５ボルトよりも高い）のシャーントレギュレータは
それらを２．５ボルトに切り換えるように設定される。
これは電池素子全てを２．５ボルトでバランスする。 （ｄ） 充電器が電池モジュールのＶbat ＋、Ｖbat −
に接続される場合には、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ４は
オフに留まるが、抵抗Ｒｎによって制限される電流はダ
イオードＤｎおよび抵抗Ｒｎによって電池素子を通って
流れる。 （ｅ） 次いで、全ての電池素子が２．５ボルトに達し
たら、シャーントレギュレータＳ１１、Ｓ２１はリセッ
トされて４．２ボルトでの電流に切り換える。

【００３０】動作区分２：電池素子の電圧が４．２Ｖよ
りも小で２．５Ｖよりも大であるような通常の動作範囲
内にある電池素子の場合。 （ａ） 全ての電池素子の電圧が２．５ボルトよりも大
きい場合、シャーントレギュレータの全てはそれぞれの
電池素子当たり４．２ボルト以上での電流に切り換える
ように設定される。 （ｂ） 全ての電池素子Ｉ、ＩＩがこの電圧範囲にある
場合には、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ４はオンにされ、
充放電電流に対して直列に極めて低い抵抗値を有するよ
うになる。 （ｃ） 単一の電池素子からなる電池モジュールに対し
ては、あるいはＭＯＳＦＥＴトランジスタ４をスイッチ
するための電圧が充分に高くなく、このトランジスタが
所要の低導通抵抗値Ｒｏｎに達しない時には、それが極
めて低い導通抵抗値を呈するために必要な高いゲート・
ソース電圧まで電位障壁基準電圧をチャージポンプが増
幅することができる。一定のゲート・ソース電圧は、ま
た、ＭＯＳＦＥＴトランジスタに対して、それが電流検
出抵抗として使用されることができるようにする抵抗特
性を与える。

【００３１】動作区分３：電池素子の電圧が４．２Ｖを
越える過充電の場合。 （ａ） シャーント電圧レギュレータＳ１１、Ｓ２１
は、電圧素子Ｉの電圧あるいは電池素子ＩＩの電圧が
４．２ボルトに達すると、それぞれオンになる。 （ｂ） 比較器Ｃ１１あるいはＣ１２の出力は最早ＭＯ
ＳＦＥＴトランジスタ４をオンに保持せず、この結果そ
れは通常のオフ状態をとる。４．２Ｖ以上の電池素子が
あればそれはＭＯＳＦＥＴをオフにするようにそれをス
イッチする。 （ｃ） 充電器（図示せず）が電池モジュールに接続し
ている時には、そのためにその電流は抵抗Ｒｎとダイオ
ードＤｎに制限され、これは電池素子が４．２Ｖに達し
た場合のみである。４．２Ｖ以下の電池素子が減少した
電流で充電され続ける時には充電バランス動作が行わ
れ、最後には全ての電池素子が４．２Ｖ間で充電され、
全てのシャーントレギュレータは減少した充電電流をダ
イオードＤｎおよび抵抗Ｒｎを介して充電器に戻すよう
に導通させる。 （ｄ） 充電器を取り外す時には、電池素子はそれらの
動作電圧範囲（２．５Ｖ−４．２Ｖ）になり、ＭＯＳＦ
ＥＴトランジスタ４はオンに保持されて、充電および放
電電流が低抵抗トライオード領域において流れる。

【００３２】動作区分４：障害状態。 （ａ） ある障害のためにＭＯＳＦＥＴトランジスタ４
がショート回路になり、また電池モジュールの端子をシ
ョート回路にする障害状態といったようなその可能性が
少ない事象においては、バイメタルのストリップ素子２
が開き、障害状態が電池モジュールから取り除かれるま
でこの状態に留まる。 （ｂ） 異常に大きな電流が電池素子を通って流れ、Ｍ
ＯＳＦＥＴトランジスタ４がその安全動作範囲外になる
かあるいは集積回路が異常に高温になる場合には、電子
保護回路は低い電圧をバイメタルのストリップ素子に付
与して、それを介して誘起した電流がバイメタルのスト
リップスイッチを開にするのに充分そのストップスイッ
チを加熱させる。 （ｃ） 保護回路は、それが所定値よりも大きな電池モ
ジュール電圧Ｖbat ＋、Ｖbat −を検出すると、バイメ
タルのストリップスイッチを開く。 （ｄ） 全ての電子制御手段（ＭＯＳＦＥＴトランジス
タ４、充電器、電子保護回路）が急速充電の過程で事故
を受け、かつ電池素子ＩおよびＩＩが高温になる場合に
は、バイメタルのストリップ素子は予備の機械的安全保
護装置として働き、電池モジュールに流れる電流を停止
する。 （ｅ） １つの電池素子（電池素子ＩまたはＩＩ）が事
故に遭う場合には、事故に遭った電池素子は２．５Ｖよ
りも低い電圧を呈し、この結果ＭＯＳＦＥＴトランジス
タ４をオフにするようにそれをスイッチし、このように
して電池モジュールの大きな電流の流れを中断する。こ
のため、他の電池素子はシャーントレギュレータによっ
てゆっくりと放電され、この場合に抵抗Ｒ１２、Ｒ２２
は放電電流の大きさを制限する。

【００３３】図５に示される回路は図１の回路を形成す
る第一の部分を含んでおり、その回路要素は同じ参照番
号が付されており、従って再度記載しない。第二の部分
はＥＥＰＲＯＭ４０のような不揮発性メモリを有し、そ
の正の電源供給端子は電池素子ＩおよびＩＩと熱交換関
係にある温度センサ４２に接続される。メモリ４０の出
力は電池モジュールの端子４４と、表示、電圧および温
度測定のための大きな時定数を有する回路および発光ダ
イオードからなる表示モジュール４６とに接続されてい
る。ＥＥＰＲＯＭメモリ４０および温度センサのための
電源電圧は共通の端子Ｖｃｃからとることができる。表
示モジュール４６は充電状態表示スイッチ４８を介して
Ｖbat ＋端子に接続される。不揮発性メモリ４０には、
充電状態に対応する時間に電池素子Ｉ、ＩＩに対する電
池充電状態パラメータを記憶することが可能である。表
示モジュールは電池素子の電圧および温度を測定しかつ
メモリ４０に含まれている充電状態データを読み出すた
めのある電子的手段を含んでいる。それは低い分解能
で、たとえば４レベルＬＥＤ組立体を用いて表示される
べき電池素子の充電レベルを決定する。従って、充電状
態の正確な測定はモジュール上のこのような表示ユニッ
トに対しては不要である。表示スイッチ４８が押される
時、メモリのルックアップテーブルに基づいた充電状態
は、温度補正された電圧の一覧表をもってすれば、表示
のためには充分である。

【００３４】図６に示されるフローチャートは、充電測
定回路を構成する応用回路５０とインターフェイスす
る、充電状態指示器を備えた保護される電池モジュール
を示している。充電測定応用回路は、充電測定アルゴリ
ズム、充電状態の正確な測定を行うための回路要素、応
用回路および電池モジュール５４間の実時間クロックお
よびデータバス５２を含んでいる。電池モジュールは電
池素子５５、保護装置５６および例えばＥＥＰＲＯＭメ
モリ５７のような不揮発性メモリを含んでいる。メモリ
５７は、（１）実時間基準、（２）温度、電圧、対応す
る電流、（３）対応する充電状態、（４）充電、放電定
数および他の充電決定パラメータを保持する。ＥＥＰＲ
ＯＭメモリ５７は充電状態表示装置に接続された表示イ
ンターフェイス回路５８に接続されている。このインタ
ーフェイス回路および表示ユニットはこのモジュールの
充電状態表示オプションが必要な場合のみ使用される。

【００３５】応用回路による充電測定のためのシステム
は図７に示され、これは低コストの電池モジュール６０
および図５の電池モジュールに適用可能である。低コス
トの電池モジュール６０は電池素子ＩおよびＩＩと、温
度センサ４２が接続されるＥＥＰＲＯＭメモリ４０と、
機械的保護バイメタルストリップスイッチ２とを含んで
いる。電池モジュール６０は一組の電池素子の充電状態
データを保持するために使用されうる。これらはＮｉＣ
ｄ，ＮｉＭＨ等の電池素子の組にすることができる。以
下の記載は図５および図７に示された電池モジュールシ
ステムの両者に適用する。ＥＥＰＲＯＭメモリ４０は、
電池モジュールが適用回路に接続されると、マイクロプ
ロセッサ６２によって信号が供給される。この結果、そ
れは、適用回路に接続されていない時でも、電池素子Ｉ
およびＩＩから電流を引き出さない。充電状態データお
よび他のデータは、データバスインターフェイス８０を
介して充電管理マイクロプロセッサ６２によって主プロ
セッサ（図示せず）に渡されることができる。この時、
主プロセッサは適用回路のためのエネルギー管理機能を
行うことができる。

【００３６】保護される電池モジュール６０は５つの端
子６３−６７によってマイクロプロセッサ６２に接続さ
れる。端子６３はバイメタルのストリップスイッチ２を
介して電池素子の正側に接続し、充電器の適用部分のた
めの正のエネルギー端子となる。端子６４は電池素子Ｉ
およびＩＩのための温度検出端子であり、不揮発性メモ
リ４０のための電源を共有させることができる。端子６
５および６６は不揮発性メモリ４０と適用装置との間で
インターフェイスバス、例えば１２Ｃを形成するクロッ
クおよびデータ端子である。端子６７は電池モジュール
の負の端子と適用回路のマイクロプロセッサ６２に関連
した電流検出抵抗６８とを接続するための端子である。
マイクロプロセッサ６２のアナログ入力７０は、電池電
圧Ｖｅに関連した電圧Ｖｐ、電池素子の温度Ｔｐに関連
した電圧および電池素子の電流Ｉｐのための入力であ
る。

【００３７】高分解能アナログ・デジタル変換器７２に
送られるように回路７０および７１では多重化が行われ
ている。アナログ・デジタル変換器の複合化された電位
障壁安定化電圧基準７６は演算増幅器７３の非反転入力
に接続されている。その出力はＦＥＴトランジスタ７４
のゲートに接続される。増幅器７３の反転入力はＦＥＴ
トランジスタ７４のソースおよび抵抗７５に接続され
る。抵抗７５の他端はより高い複合化の電位障壁電圧に
結合される。回路要素７３、７４および７５は電流源を
形成する。ＦＥＴトランジスタ７４は一定の電流を与
え、この一定電流はこれと抵抗値８７の積によって、そ
れが抵抗８８と接続される時にはその一定電流と抵抗８
８の値の積によって決定される電圧シフトを与えるよう
に使用される。得られる電圧シフトのため、充電および
放電電流は電流検出抵抗６８の両端子で測定される電圧
から制御されることができる。電流源およびアナログ・
デジタル変換器はシステムの高精度の測定を与える同じ
電位障壁電圧基準を使用する。

【００３８】電池モジュール６０の端子６４は充電測定
マイクロプロセッサ６２の万能入力・出力Ｉ／Ｏ端子７
７の１つに接続されてもよい。同様に２つの他の入力・
出力端子７７は、例えばプロトコル１２Ｃによるクロッ
ク並びにＣＬＫおよびＤＡＴＡ情報の動作のため、電池
モジュールの不揮発性メモリの端子６５および６６に接
続される。マイクロプロセッサ６２は、また、局部発振
器７９と、適用回路の主コンピュータ（図示せず）と通
信を行うための通信バスと、ＲＯＭメモリ８２、ＲＡＭ
メモリ８３、中央処理ユニットおよびタイミング手段８
５、リセット手段８６並びに実時間ウオッチドッグ中断
装置８９のようなマイクロプロセッサの動作にとって必
要な他のユニットとを有している。

【００３９】上述したマイクロプロセッサ形の充電測定
構成のために、電池素子ＩおよびＩＩの管理は適用回路
の充電管理処理器によって制御されることができ、充電
状態および他の電池データはそれらを表示して適用回路
の周辺装置のエネルギーを管理する目的で主コンピュー
タに送られることができる。本発明による電池モジュー
ルおよびその充電状態の監視の解決法と、この技術分野
で従来提案された解決法との間の相違は次の通りであ
る。 （ａ） ｎＭＯＳＦＥＴ回路要素４のような単一の電力
スイッチの使用。これにより、２つのＦＥＴを用いる従
来の解決法に比較し半分の導通抵抗を与えることができ
る。 （ｂ） 電池モジュールからの電流が５アンペアにまで
達してしまうようなポータブルコンピュータ、ポータブ
ルＧＭＳのような大電流の適用装置でのエネルギー損失
および大きな温度上昇の影響は大きく減少される。１０
０Ｍオームで（例えば、５０ｍオームの冷状態抵抗のＰ
ＴＣＲ保護エレメントとそれぞれ２５ｍオームの２つの
電力ＭＯＳＦＥＴとを用いる現在のシステムにおい
て）、２．５ワットが消散されるが、本発明の保護シス
テムはそれを少なくとも半分だけ減少することを意図す
る（例えば、ＲバイメタルストリップとＲＭＯＳＦＥＴ
とを用いて５０ミリオーム以下）。ＭＯＳＦＥＴは、充
電状態指示を必要とするシステムにおいてそれが検出抵
抗器として使用される時には一定のゲート・ソース電圧
に設計されることができる。これは、更に、電池からの
エネルギーの損失を少なくし、システムからの熱消散を
向上させる。

【００４０】（ｃ） システムが正の温度係数を用いる
ポリマーあるいはセラミックから作られた保護システム
と共に一般的に使用される際には、ショート回路保護ヒ
ューズは不要である。これは、更にエネルギー損失を減
少させ、回路要素の数と電池モジュールの全体コストを
低下させる。 （ｄ） バイメタルストリップは再使用可能なヒューズ
の作用を呈する。 （ｅ） 新規なＭＯＳＦＥＴは、極めて低い導通抵抗
と、順方向では無限値に近いオフ抵抗および逆方向で定
められるオフインピーダンスとを有している。 （ｆ） 高および低電圧レベルで充電をバランスするた
めおよび過充電を回避するためシャーントレギュレータ
Ｓ１１、Ｓ２１が使用される。 （ｇ） バイメタルストリップ２は正の温度係数を有す
る保護装置よりも導通抵抗が低く、時間経過による抵抗
値のドリフトも改善される。 （ｈ） 提案されたバイメタルストリップエレメントは
抵抗Ｒｂを有し、それを通って主電池電流の通路を開く
ように加熱電流が付与されることができる。 （ｉ） 電子保護回路は集積回路の動作のための安全パ
ラメータ（温度、過電流および電池電圧）を検出し、こ
のような状況が検出されたら、電池電流を中断するよう
に電流が抵抗Ｒｂに流れるようにされる。

【００４１】（ｊ） この保護システムは機械的および
電子的要素からなる単一の保護ユニットに向かって発展
させることができる。充電状態メモリおよび図７に示さ
れたような充電状態を表示する選択自由の装置に関する
限り、それはまた任意の化学的特性のエレメントを備え
た低コストの電池モジュール６０に適用可能である。 （ｋ） 不揮発性メモリが電池モジュールに組み込ま
れ、電池パラメータ、充電状態データ並びに対応する時
間測定値、データ、電圧、電流および温度データを保持
するために使用される。 （ｌ） 発光ダイオード表示モジュールは、不揮発性メ
モリからデータおよび充電状態テーブルをよみ、図５の
スイッチ４８を押すことで要求されるとＬＥＤ３または
４レベルユニットにより温度補正された電圧の読みが表
示されるようにする対応する電子回路を含んでいる。正
確な充電測定は、電池モジュールが適用装置に接続され
規則的に不揮発性メモリに書き込まれる度に適用装置に
よって行われる。

【００４２】（ｊ） 電源電圧および電池モジュールの
不揮発性メモリは温度センサで共用可能である。これは
電池素子からの電流の消費を回避し、不揮発性メモリと
適用装置の充電測定マイクロプロセッサ６２との間に正
確な電圧でのインターフェースレベルを与える。温度測
定時に、不揮発性メモリはその電源カットオフ状態に置
かれる。例えば、数マイクロアンペアの程度といった、
それが消費する電流は温度測定の正確さに影響を与えな
い程十分に小さい。 （ｎ） 電池モジュール６０はその回路の複雑さの程度
が低いため極めて廉価になる。充電測定機能は適用装置
によって行われる。

【００４３】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１） ＭＯＳＦＥＴ形の電界効果トランジスタにおい
て、基体１１上に、第１の形の、第１の導電率レベルを
有するエピタキシャル層１２を形成し、そのエピタキシ
ャル層に、第２の形の、第２の伝導率レベルを有するゲ
ート領域１４と、第１の形の、第３の導電率レベルを有
するドレイン領域１８とを形成し、上記ゲート領域１４
に、第１の形の、上記ドレイン領域１８の導電率レベル
と同じ導電率レベルを有するソース領域１６を形成し、
上記ドレイン領域、上記エピタキシャル層およびゲート
バッキング領域の路によってダイオードＤｎが形成さ
れ、このダイオードは上記トランジスタがオンの時にソ
ース・ドレイン方向に定められるインピーダンスを有す
ることを特徴とするＭＯＳＦＥＴ形の電界効果トランジ
スタ。 （２） 第１項記載の電界効果トランジスタにおいて、
更に、上記ソース領域１６とゲートバッキング領域１４
との間に抵抗Ｒｎを含んだことを特徴とする電界効果ト
ランジスタ。 （３） 第２項記載の電界効果トランジスタにおいて、
上記抵抗Ｒｎは上記ゲートバッキング領域１４および上
記エピタキシャル領域１２に形成され、あるいは上記ソ
ースおよびゲートバッキング間に接続した外部の抵抗に
よって形成されることを特徴とする電界効果トランジス
タ。 （４） 第２項および第３項記載の電界効果トランジス
タにおいて、上記電界効果トランジスタは、そのトライ
オードモード動作領域で低導通抵抗特性を有し、上記ド
レインから上記ソースに向かう電流の流れ方向に無限に
近いオーム値のオフ抵抗を有し、かつ更に逆ソース・ド
レインオフ方向に上記ダイオードＤｎと上記抵抗Ｒｎと
によって決定されるインピーダンスを有することを特徴
とする電界効果トランジスタ。 （５） 第１項から第４項までの任意の項に記載の電界
効果トランジスタにおいて、上記エピタキシャル層１２
の領域はエピタキシャル成長によって得られるｎ−形で
あり、上記ゲート領域１４はｐ形領域であり、上記ソー
ス領域 １６はｎ＋形領域であり、上記ドメイン領域１
８はｎ＋形領域であることを特徴とする電界効果トラン
ジスタ。 （６） 第１項から第５項までの任意の項に記載の電界
効果トランジスタにおいて、上記電界効果トランジスタ
は、一方向において極めて低い導通抵抗とオフ状態イン
ピーダンスを有するスイッチングエレメントを構成し、
そのスイッチングエレメントは逆方向において無限に近
いオーム値と定められたオフ状態インピーダンスとを有
することを特徴とする電界効果トランジスタ。

【００４４】（７） 再充電可能な電池素子を保護する
保護装置において、上記電池素子Ｉ、IIのそれぞれと並
列に接続され、互いに直列に接続した対応するシャーン
トレギュレータＳ１１、Ｒ１１、Ｓ２１、Ｒ２１が設け
られ、それらの制御電極は基準電圧源Ｖref によって供
給される基準電圧と共に上記電池素子の下方および上方
スレッショルド電圧Ｖｔｈ１１、Ｖｔｈ１２、Ｖｔｈ２
１、Ｖｔｈ２２のそれぞれの比較器Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ
２１、Ｃ２２に与えられることができる上記電池素子の
電圧を表す抵抗の回路網に接続され、一方向で低い導通
抵抗とオフ状態インピーダンスを有しかつ他方向で無限
に近いオーム値と定められたオフ状態インピーダンスと
を有する第６項記載のスイッチングエレメント４が設け
られ、このスイッチングエレメントは電池素子の直列の
組の最も負の端子と保護装置の負端子Ｖbat −との間に
接続され、上記電池素子Ｉ、IIの充電および放電の状態
を調整する目的で上記スイッチングエレメント４の状態
を変えるように上記比較器Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１、Ｃ
２２からの出力信号で上記スイッチングエレメント４を
制御する制御手段を設けたことを特徴とする保護装置。 （８） 第７項記載の保護装置において、上記ＭＯＳＦ
ＥＴトランジスタ４が充電状態を測定するシステムにお
いて電流検出素子として使用できるようにする抵抗特性
をこのトランジスタに与える一定ゲート・ソース電圧制
御手段を更に含んだことを特徴とする保護装置。 （９） 第７項記載の保護装置において、この保護装置
の正端子Ｖbat ＋と上記電池素子Ｉ、IIの組の正の端子
との間に接続した熱保護素子２を更に含んだことを特徴
とする保護装置。

【００４５】（１０） 第９項記載の保護装置におい
て、上記熱保護装置はバイメタルのストリップであるこ
とを特徴とする保護装置。 （１１） 第９項記載の保護装置において、上記熱保護
装置は、ポリマーあるいはセラミックから作られた、正
の温度係数を有するサーミスタ装置であることを特徴と
する保護装置。 （１２） 第７項から第１１項までの１項記載の保護装
置において、上記シャーントレギュレータＳ１１、Ｓ２
１の制御電極を制御するために論理的にドライブされる
上記比較器Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１、Ｃ２２からの出力
信号を用いて低および高電圧充電バランスを行う選択論
理回路２０、２２、２４、２６、２８、３０を更に含ん
だことを特徴とする保護装置。 （１３） 第７項から第１１項までの１項記載の保護装
置において、この保護装置の電源端子Ｖbat ＋、Ｖbat
−に接続された電子保護回路１０を更に含んだことを特
徴とする保護装置。 （１４） 第７項から第１３項までの１項記載の保護装
置において、上記電池素子Ｉ、IIの充電状態に対応する
時間および日付データ、並びに上記電池素子の技術およ
び充電／放電特性に関連する上記電池素子の他の特性を
記憶するための不揮発性メモリ４０を更に含んでおり、
このメモリ４０は温度センサ４２に接続されており、上
記メモリ４０および温度センサ４２には上記保護装置の
外部の共通な電源Ｖｃｃによって電圧が供給されること
を特徴とする保護装置。

【００４６】（１５） 第１３項記載の保護装置におい
て、充電状態スイッチ４８の制御の下で上記メモリ４０
に含まれるデータに従って充電の状態を表示する装置４
６を更に設けたことを特徴とする保護装置。 （１６） 第１５項記載の保護装置において、電圧およ
び温度測定回路と、酸化減少電位を設定するための時間
に時間的に匹敵するゼロにリセットさせられうる大きな
時定数を有する時定数回路とを更に含んでおり、上記時
定数回路は、適用装置によって上記メモリ４０に書き込
まれた充電の後者の状態、あるいは酸化減少期間の再循
環の後に電池組立体の充電切替スイッチが作動される時
に読まれる電圧および温度に対応する充電の状態を表示
できることを特徴とする保護装置。 （１７） 第１項から第１６項までの１項記載の保護装
置において、ＮｉＣｄあるいはＮｉＭＨ電池素子のため
の共通の充電器で電池モジュールを充電可能にする自動
充電制御手段を更に含んだことを特徴とする保護装置。 （１８） 電池モジュール６０において、与えられた化
学的特性の１組の電池素子Ｉ、IIと、温度検出器４２
と、過度の高温度に対して保護する装置と、上記組の電
池素子Ｉ、IIの充電の状態を指示するために必要なデー
タを記憶するために使用される不揮発性メモリ４０と、
この不揮発性メモリ４０と接続したマイクロプロセッサ
を有し、上記電池モジュールに接続するように意図され
た適応装置の一部を形成する電池管理システム６２とを
有することを特徴とする電池モジュール。

【００４７】（１９） 開示された装置は、電池素子
Ｉ、IIのそれぞれと並列に接続され、かつ互いに直列に
接続した対応するシャーントレギュレータＳ１１、Ｒ１
１、を設けており、それらの制御電極は、基準電圧源Ｖ
ref によって供給される基準電圧と共に上記電池素子の
下方および上方スレッショルド電圧Ｖｔｈ１１、Ｖｔｈ
１２、Ｖｔｈ２１、Ｖｔｈ２２のそれぞれの比較器Ｃ１
１、Ｃ１２、Ｃ２１、Ｃ２２に与えられることができる
上記電池素子の電圧を表す抵抗の回路網に接続され、ま
た、電池素子の直列の組の最も負の端子と保護装置の負
端子Ｖbat −との間に接続され、低い導通抵抗と定めら
れたオフ状態インピーダンスとを有するスイッチングＭ
ＯＳＦＥＴトランジスタ４と、上記電池素子Ｉ、IIの充
電および放電の状態を調整する目的で上記スイッチング
エレメント４の状態を変えるように上記比較器Ｃ１１、
Ｃ１２、Ｃ２１、Ｃ２２からの出力信号で上記スイッチ
ングエレメント４を制御する制御手段とを設けている。
それはＮｉＣｄおよびＮｉＭＨ電池素子のための共通の
充電器の使用を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電池素子のための保護装置の回路
図であり、Ａの部分は、１つの素子の波形および図１の
装置の対応する比較器からの出力信号の波形を表す図で
ある。

【図２】図１の保護装置を構成する上で使用される新規
なｎＭＯＳＦＥＴ電界効果トランジスタの構造の断面の
模式図である。

【図３】高または低充電レベルのバランスを選択するた
めに使用される論理の詳細な構成の電気回路図である。

【図４】保護されるべき電池素子を有する保護装置の１
つの例示的な組立体の概略平面図である。

【図５】充電状態指示器を備えている、本発明による電
池素子用保護装置の他の実施例の電気回路図である。

【図６】本発明による保護装置を備えた電池管理フロー
チャートである。

【図７】種々の化学的特性の電池素子に対して適用可能
な充電状態メモリを有する廉価な電池モジュール（過大
電圧、過小電圧に対する保護は必須ではない）の回路図
であり、この回路図はまた適用装置による管理の機能の
インターフェイスをもしめす。

【符号の説明】

４ ＭＯＳＦＥＴトランジスタ １１ 基体 １２ エピタキシャル層 １４ ゲート領域 １６ ソース領域 １８ ドレイン領域 Ｄｎ ダイオード Ｒｎ 抵抗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＭＯＳＦＥＴ形の電解効果トランジスタ
   において、基体（１１）上に、第１の形の、第１の導電
   率レベルを有するエピタキシャル層（１２）を形成し、
   そのエピタキシャル層に、第２の形の、第２の伝導率レ
   ベルを有するゲート領域（１４）と、第１の形の、第３
   の導電率レベルを有するドレイン領域（１８）とを形成
   し、上記ゲート領域（１４）に、第１の形の、上記ドレ
   イン領域（１８）の導電率レベルと同じ導電率レベルを
   有するソース領域（１６）を形成し、上記ドレイン領
   域、上記エピタキシャル層およびゲートバッキング領域
   の路によってダイオード（Ｄｎ）が形成され、このダイ
   オードは上記トランジスタがオンの時にソース・ドレイ
   ン方向に定められるインピーダンスを有することを特徴
   とするＭＯＳＦＥＴ形の電解効果トランジスタ。