具有電壓反饋電路的半導體器件及利用它的電子設備的製作方法
2023-04-28 22:28:01
專利名稱：具有電壓反饋電路的半導體器件及利用它的電子設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及在其中具有反饋輸出電壓的電壓反饋電路的半導體器件，還涉及利用這種半導體器件的電子設備。
背景技術：
例如，日本公開的專利申請第2001-274332號公開了利用裝備有恆定電壓輸出電路的IC晶片的半導體器件，在其中，除了輸出端衰減器(pad)之外，在IC晶片上安裝有反饋端衰減器並且這些衰減器通過它們各自的接合線連接到半導體器件的輸出引腳以便於改善負載調節(輸出電壓-輸出電流特性曲線)。
在這個傳統的半導體器件中，半導體器件的輸出引線處的輸出電壓被作為反饋電壓反饋到恆定電壓輸出電路。因此，反饋電壓不包括將IC晶片的輸出端衰減器連接到輸出引腳的接合線中的電壓降，因此，通過電壓降的數量來改善負載調節。
然而，在這些傳統的半導體器件中，IC晶片的輸出端衰減器和反饋端衰減器分別連接到輸出引線，因此如果因為故障連接或者斷線而導致反饋端衰減器和輸出引線之間的連接切斷，則將不能進行反饋。
在這樣的情況中，恆定電壓輸出電路確定輸出電壓為零，並且工作以便提高輸出電壓。結果，從半導體器件輸出能夠損壞負載器件的最高輸出電壓。
當從半導體器件提供到負載的電流太大或者從半導體器件到負載的距離太長的時候，所得到的電壓降將使負載的輸入端處的負載調節惡化。
發明內容
本發明已經考慮到了前述的情況，因此本發明的目的是提供半導體器件和裝備了這樣的半導體器件的電子設備，所述半導體器件包括反饋電路，以防止由於反饋電路的故障連接而導致的輸出電壓中產生的任何不正常，以及改善負載調節。
依據本發明的半導體器件包括IC晶片；和保護電阻，其連接在輸出衰減器和反饋衰減器之間。所述IC晶片包括控制電路，其根據輸入信號和在其中反饋輸出電壓的反饋信號來控制輸出電壓；輸出衰減器，用於輸出輸出電壓；和反饋衰減器，用於輸入反饋信號。
依據本發明的電子設備包括(1)半導體器件，該半導體器件包括IC晶片、連接到輸出衰減器的輸出端、和連接到反饋衰減器的反饋端，所述IC晶片包括控制電路，其根據輸入信號和在其中反饋輸出電壓的反饋信號來控制輸出電壓；輸出衰減器，用於輸出輸出電壓；反饋衰減器，用於輸入反饋信號；和保護電阻，其連接在輸出衰減器和反饋衰減器之間；(2)包括輸入端的負載器件；(3)輸出互聯，其將所述負載器件的輸入端與輸出端相連接，並且將所述半導體器件的輸出提供給所述負載器件；和(4)反饋互聯，其將所述負載器件的輸入端或所述輸出互聯與反饋端相連接，並將提供給所述負載器件的電壓反饋到所述半導體器件。
依據本發明的另一個實施例的電子設備包括(1)半導體器件，該半導體器件包括IC晶片、連接到輸出衰減器的輸出端、和連接到反饋衰減器的反饋端；所述IC晶片包括控制電路，其根據輸入信號和在其中反饋輸出電壓的反饋信號來控制輸出電壓；輸出衰減器，用於輸出輸出電壓；和反饋衰減器，用於輸入反饋信號；(2)包括輸入端的負載器件；(3)輸出互聯，其將所述負載器件的輸入端與輸出端相連接，並且將所述半導體器件的輸出提供給所述負載器件；(4)反饋互聯，其將所述負載器件的輸入端或所述輸出互聯與反饋端相連接，並將提供給所述負載器件的電壓反饋到所述半導體器件；和(5)保護電阻，其連接在所述輸出互連和所述反饋互連之間。
依據本發明的另一個優選實施例的半導體器件包括IC晶片，其包括第一衰減器和第二衰減器；和終端，其連接到第一衰減器和第二衰減器兩者，其中通過二極體將連接到所述第一衰減器的第一信號和連接到所述第二衰減器的第二信號相耦合。
當導致線路開放故障的時候，連接到第一或者第二信號的電路停止在IC晶片中的操作。同樣的，當執行下降電壓測試或者利用低電源電壓的測試的時候，由於正向壓降或者二極體的Vf使得誤差比在正常情況中更早的出現，因此能夠檢測到故障。利用一個或者多個二極體允許即使使用弱電流也能執行測試。
當在這個半導體器件中的終端是輸入終端的時候，半導體器件還可以包括控制電路，當電源電壓施加到輸入端時，其從電源電壓中產生目標電壓；和輸出端，輸出由此產生的目標電壓，可以構建所述控制電路，以至於由第一信號和第二信號兩個系統來接收電源電壓，從而通過所述的兩個系統產生目標電壓。
當在這個半導體器件中的終端是輸出終端的時候，依據另一個優選實施例的半導體設備還可以包括向其施加了預定的電源電壓的輸入端；和控制電路，其從電源電壓產生目標電壓，其中目標電壓可以被施加到第一信號或者第二信號之一。
依據本發明的另一個優選實施例的半導體設備包括向其施加了預定的電源電壓的輸入端；控制電路，其從電源電壓產生目標電壓；和輸出端，其輸出由此產生的目標電壓，其中在IC晶片一側，提供了多個由所述輸入端和所述輸出端的至少一個使用的衰減器，以便於對所述輸入端和所述輸出端的至少一個和具有雙重的信號傳輸通道，並且因此其中在雙重的信號傳輸通道之間耦合有一個二極體。
依據本發明的另一個優選實施例還涉及電子設備。這個電子設備裝備了半導體器件和負載器件。該半導體器件包括向其施加了電源電壓的輸入端；控制電路，其從電源電壓產生目標電壓；和輸出端，其輸出由此產生的目標電壓。在IC晶片一側，提供了多個由所述輸入端和所述輸出端的至少一個使用的衰減器，以便於對所述輸入端和所述輸出端的至少一個具有雙重的信號傳輸通道，因此其中在所述半導體器件內部的點處或者所述半導體器件和所述負載器件之間通過二極體連接雙重的信號傳輸通道。
應該注意到上述結構組件的任意組合和在方法、設備、系統、電腦程式、記錄介質等之間改變的表達都是有效的並且都包括在本發明中。
此外，本發明的這個簡述沒有描述全部的必要特徵，因此本發明還可以是這些所述特徵的子組合。
圖1顯示了依據本發明的第一實施例的半導體器件的結構。
圖2顯示了依據本發明的第二實施例的半導體器件的結構。
圖3顯示了依據本發明的第三實施例的電子設備的結構。
圖4顯示了依據本發明的第四實施例的半導體器件的結構。
圖5顯示了依據本發明的第五實施例的電子設備的結構。
圖6顯示了依據本發明的第六實施例的電子設備的結構。
圖7顯示了依據本發明的第七實施例的BTL配置的音頻信號輸出設備的結構。
圖8顯示了依據本發明的第八實施例的半導體器件的結構。
圖9顯示了在依據第八實施例的半導體器件中線路開放故障的檢測原則。
圖10顯示了依據本發明的第九實施例的半導體器件的結構。
圖11顯示了依據本發明的第十實施例的半導體器件的結構。
圖12顯示了依據本發明的第十一實施例的半導體器件的結構。
圖13顯示了依據本發明的第十二實施例的電子設備的結構。
具體實施例方式
現在將根據下面的實施例來描述本發明，這些實施例並不是試圖限制本發明的範圍而是舉例說明本發明。在實施例中描述的全部特徵和組合對於本發明來說並非是本質的。
第一實施例圖1顯示了依據本發明的第一實施例的半導體器件(IC器件)的結構。在圖1中，IC晶片11構成串聯調節器。在這個IC晶片11上形成多個衰減器，包括用於從電源中輸入輸入電壓Vi的輸入衰減器Pi1、用於輸出被電壓調整的輸出電壓Vo的輸出衰減器Po1、和用於將已經被輸出的輸出電壓Vo作為反饋電壓Vfb來反饋的反饋衰減器Pf1。
作為電壓細調元件的P型MOS電晶體Q1被連接在輸入衰減器Pi1和輸出衰減器Po1之間。保護電阻Rp1連接在輸出衰減器Po1和反饋衰減器Pf1之間。如此構建保護電阻Rp1以便於在IC晶片11內部連接輸出衰減器Po1和反饋衰減器Pf1。因此，由於斷開所產生的故障的可能性非常低。
作為輸入信號的參考電壓Vref被輸入到可操作放大器OP1的反相輸入端(-)，並且作為由分壓電阻R1和R2劃分的反饋電壓Vfb的分壓反饋電壓Vfb』被輸入到可操作的放大器OP1的同相輸入端(+)。從可操作的放大器OP1中輸出對應於在參考電壓Vref和分壓反饋電壓Vfb』之間的差異的電壓誤差量，並且將該電壓誤差量提供給電晶體Q1的基極。通過這些可操作的放大器OP1、電晶體Q1和分壓電阻R1和R2構成控制電路。
半導體器件21由IC晶片11和包括輸入端Pi2(在下文稱作輸入引腳)和輸出端Po2(在下文中稱作輸出引腳)的多個外部終端構成，所述輸入端Pi2和輸出端Po2都是引線端(lead terminal)。輸入引腳Pi2通過接合線Wi1連接到輸入衰減器Pi1，輸出引腳Po2通過接合線Wo1連接到輸出衰減器Po1。輸出引腳Po2還通過接合線Wf1連接到反饋衰減器Pf1。這些接合線通常由薄金(Au)線形成，且它們的電阻值大約是50到100mΩ。
如圖1中虛線所示，作為電源的電池BAT連接到輸入引腳Pi2，並且提供輸入電壓Vi(例如，4.5V)。從輸出引腳Po2將輸出電壓Vo(例如3.0V)提供給負載器件31。
在這個半導體器件21中，以參考電壓Vref和分壓參考電壓Vfb』變得彼此相等的方式來執行恆定電壓控制。除了輸出衰減器Po1之外還提供了反饋衰減器Pf1，並且通過接合線Wf1將反饋衰減器Pf1連接到輸出引腳Po2，以便於在輸出引腳Po2處的輸出電壓Vo被反饋作為反饋電壓Vfb。結果，在接合線Wo1中的壓降(例如，100mV)不影響輸出電壓Vo，從而改善了負載調節特性。
在依據本發明的另一個布置中，在IC晶片11內部的輸出衰減器Po1和反饋衰減器Pf1之間連接保護電阻Rp1。在沒有這個被連接的保護電阻Rp1時，如果在反饋衰減器Pf1或者輸出引腳Po2處的接合線Wf1脫落，則將損壞或者破壞負載器件31。這是因為故障連接或者由此導致的斷開不能反饋並且增加輸出電壓Vo至接近輸入電壓Vi。
然而，隨著被提供了保護電阻Rp1，即使當接合線Wf1出現了故障連接或者斷開的時候，可以通過保護電阻Rp1和分壓電阻R1和R2來反饋輸出衰減器Po1處的輸出電壓Vo。因此輸出電壓Vo中的增加保持低於預定的極限值，並且能夠防止負載器件31的損壞和故障。
將這個保護電阻Rp1的電阻值設定為滿足一定的條件，包括1)必須真正精確地反饋出反饋點處(在這個示例中是輸出引腳P02)的輸出電壓Vo，2)在正常反饋故障時不會對於負載器件31造成損壞或者其他麻煩，和3)如果出現正常反饋故障，則能夠從輸出電壓V0中的改變(上升)上來檢測出正常反饋。最好是將保護電阻RP1的電阻值設置為使輸出電壓V0上升大概百分之10到20，所述保護電阻RP1的值實際上是與分壓電阻R1和R2的電阻值相關地被確定的。
可以通過裝備在IC晶片11上用來比較輸出衰減器Po1處的輸出電壓Vo和參考電壓Vref的比較部件或者通過被提供用來簡單監控在輸出衰減器Po1處的輸出電壓Vo的監控部件來檢測這種正常反饋故障。或者布置可以是在輸出引腳Po2處監控輸出電壓Vo。
以這種方式，能夠改進負載調節而不用考慮在連接輸出衰減器Po1和輸出引腳Po2的接合線Wo1中的任何壓降，並且能夠防止由於電壓反饋通路的故障連接而引起的輸出電壓Vo中的非正常增加。
第二和第三實施例圖2顯示了依據本發明的第二實施例的半導體器件的結構。圖3顯示了依據本發明第三實施例的、利用如在圖2中所示的半導體器件的電子設備的結構。
在如圖2中所示的半導體器件22中，提供了反饋端Pf2(在下文中被稱作反饋引腳)並且通過接合線Wf1將其連接到反饋衰減器Pf1。因此在半導體器件22外部，反饋引腳Pf2被連接到連接至輸出引腳Po2的輸出線上，以便於反饋一個反饋電壓Vfb。這個半導體器件22在反饋通路的形成方式上不同於如圖1中所示的半導體器件21。其他的結構與如圖1中所示的相同。
在如圖3中所示的電子設備40中，在印製電路板41(在下文中被稱作PCB)上裝備了半導體器件22和負載器件31。半導體器件22的輸出引腳Po2和負載器件31的輸入端通過作為在PCB41上形成的圖形線路的輸出線Lo而彼此連接。半導體器件22的反饋引腳Pf2和輸出線Lo的靠近負載器件31的鄰近點N通過作為圖形線路的反饋線Lf而彼此連接。在這個鄰近點N處的輸出電壓Vo被反饋到反饋衰減器Pf1。這裡應該注意到反饋線Lf可以連接到負載器件31的輸入端來代替連接到鄰近點N。輸入引腳Pi2通過圖形線路連接到輸入電壓Vi的電源點。
在如圖3中所示的電子設備中，反饋在負載器件31的輸入端附近的鄰近點N處的輸出電壓Vo，以便於在鄰近點N處的輸出電壓Vo不會被在半導體器件22和負載器件31之間的輸出線Lo中的任何壓降所影響。因此，即使當半導體器件22和負載器件31之間的距離很長的時候或者即使當從半導體器件22提供到負載器件31的電流非常大的時候，可以給負載器件31提供預定電壓而不會損壞負載調節。
當從負載器件31的鄰近點N反饋輸出電壓Vo的時候，不但由於半導體器件22內部的接合線Wf1等的斷開所導致的故障連接有較高的可能性，而且由於反饋引腳Pf2和反饋線Lf的故障焊接或者用於反饋線Lf的圖形線的斷開而導致的反饋通路中的故障連接也具有較高的可能性。
然而，依據本發明，在IC晶片12內部的輸出衰減器Po1和反饋衰減器Pf1之間連接了保護電阻Rp1，因此像保護電阻Rp1斷開這樣的故障具有很小的可能性。換句話說，即使當已經出現了由於故障接觸或者在任何反饋通路中的斷開而導致的故障連接的時候，通過保護電阻Rp1和分壓電阻R1和R2以與圖1的半導體器件中相同的方式來反饋輸出衰減器Po1處的輸出電壓Vo，由此在輸出電壓Vo中的增長保持低於預定的極限值。因此，能夠防止負載器件31的損壞和故障。
如上所述，能夠通過在負載器件31周圍定位輸出電壓Vo的反饋點(也就是鄰近點N)並且同時在反饋通路的控制電路一側裝備保護電阻Rp1來實現負載調節的改善和防止在反饋通路中故障連接的有效保護。
第四和第五實施例圖4顯示了依據本發明的第四實施例的半導體器件的結構。圖5顯示了依據本發明的第五實施例的、利用如圖4中所示的半導體器件的電子設備的結構。
如圖4中所示的半導體器件23與如圖2中所示的半導體器件22的不同之處在於輸出衰減器Po1和反饋衰減器Pf1之間沒有裝備保護電阻Rp1。其他結構與如圖2中所示的相同。
如圖5中所示的電子設備40A與如圖3中所示的電子設備40的不同之處在於在PCB 42上的輸出線Lo和反饋線Lf之間連接保護電阻Rp1。其他結構與如圖3中所示的相同。
在圖5中，從保護的觀點來看在輸出線Lo和反饋線Lf之間儘可能的將保護電阻Rp1連接得靠近半導體器件是更可取的。此外，保護電阻Rp1可以連接到輸出引腳Po2和反饋引腳Pf2。
在如圖5中所示的電子設備40A中，在半導體器件23外部提供保護電阻Rp1，因此對於在接合線Wf1中的故障或者開放連接(open connection)沒有保護。然而，即使對於用於保護電阻Rp1的未處理的IC晶片13，可以在PCB 42上按照規定連接保護電阻Rp1，來提供對於在半導體器件23外部的反饋通路中開放連接的保護。
因此，能夠以與圖3的電子設備相同的方式來實現負載調節的改善和對於在反饋通路中故障連接的有效保護。
第六實施例圖6顯示了依據本發明第六實施例的電子設備的結構。圖6顯示了應用在諸如可摺疊的可攜式電話這樣的摺疊類型電子設備中的本發明的示例。
在摺疊類型電子設備50中，在可摺疊的結構的一半中裝備包括如圖2中所示的半導體器件22的PCB43，在另一半中裝備包括負載器件31的PCB44，PCB43和44通過可摺疊的接頭51彼此摺疊連接。參考數字52顯示一個天線。
此外，以與圖3的電子設備相同的方式，半導體器件22和負載器件31通過輸出線Lo和反饋線Lf彼此連接。通過連接器C1、軟線FLX和連接器C2實現在摺疊接頭51處的連接。
對於摺疊結構的電子設備50，從半導體器件22到負載器件31的反饋距離趨向於變長並且此外摺疊接頭51處的機械結構經常導致電子連接中可靠性的損失。
對於這種類型的可摺疊電子設備50，本發明的應用證明了在實現負載調節的改善和防止反饋通路中故障連接的有效保護方面是更有效的。
在到現在為止所描述的優選實施例中，已經將串聯調節器作為示例描述了IC晶片11、12和13的控制電路。然而，本發明不但可以應用於串連調節器而且還可以應用於諸如開關調節器和電荷泵類型的調節器的其他調節器。此外，本發明能夠廣泛的應用於音頻輸出放大器和包括電壓反饋電路的其他設備。
第七實施例圖7顯示了依據本發明的第七實施例的BTL(小型平衡變壓器，balancedtransformer-less)配置的音頻信號輸出設備的結構。
在圖7中，IC晶片14表示BTL配置的輸出放大器。在這個IC晶片14上形成多個衰減器，包括用於輸入輸入信號Si的輸入衰減器Ps1、用於輸出正側輸出信號的輸出衰減器Po3、用於反饋已經外部輸出的正側輸出信號的反饋衰減器Pf3、用於輸出負側輸出信號的輸出衰減器Po5、和用於反饋已經外部輸出的負側輸出信號的反饋衰減器Pf5。
在輸出衰減器Po3和反饋衰減器Pf3之間連接保護電阻Rp2，在輸出衰減器Po5和反饋衰減器Pf5之間連接保護電阻Rp3。
輸入信號Si被輸入到可操作放大器OP2的同相輸入端(+)。通過電阻R3和R4分壓在反饋衰減器Pf3處的反饋電壓和參考偏壓Vb之間的電壓以後獲得的電壓被輸入到可操作放大器OP2的反相輸入端(-)。從可操作放大器OP2輸出對應於輸入信號Si和分壓的電壓之間的差異的電壓誤差量，並且提供給輸出衰減器Po3。
參考偏壓Vb被輸入到可操作放大器OP3的同相輸入端(+)。通過電阻R5和R6分壓在反饋衰減器Pf5處的反饋電壓和可操作放大器OP2的輸出電壓之間的電壓以後獲得的電壓被輸入到可操作放大器OP3的反相輸入端(-)。
半導體器件24由IC晶片14和多個外部終端構成，所述外部終端包括作為引線端的信號輸入引腳Ps2，正側輸出引腳Po4，正側反饋引腳Pf4，負側輸出引腳Po6和負側反饋引腳Pf6。引腳Ps2、Po4、Pf4、Po6和Pf6通過它們各自的接合線Ws1、Wo2、Wf2、Wo3和Wf3分別連接到衰減器Ps1、Po3、Pf3、Po5和Pf5。
可替代的，可以除去正側反饋引腳Pf4和負側反饋引腳Pf6，並且可以通過接合線Wf2和Wf3將衰減器Pf3和Pf5分別連接到引腳Po4和Po6。
在這個BTL配置的音頻信號輸出設備中，如圖7中虛線所示，揚聲器SP連接到正側輸出引腳Po4和負側輸出引腳Po6，並因此是BTL驅動。
如果在如圖7中所示的音頻信號輸出設備中沒有裝備保護電阻Rp2和Rp3，則例如由於接合線Wf2斷開而導致的反饋通路中的中斷導致可操作放大器OP2和OP3的輸出電壓對於上限和下限分別偏移。結果，最大電流將保持流過連接在正側輸出引腳Po4和負側輸出引腳Po6之間的揚聲器SP。
然而，依據本發明，提供了保護電阻Rp2和Rp3，因此在反饋通路中將不會出現中斷並且將只有AC增益中的變化。因此，將不會有大電流流過而損壞揚聲器SP。
通過實現依據本發明的半導體器件或者電子設備，能夠改善負載調節而不用考慮在連接輸出衰減器和輸出端的線路中和輸出線路中的任何壓降，並且能夠防止由於在電壓反饋通路中故障連接而在輸出電壓中產生的異常。
第八實施例本發明的第八實施例與上述其他實施例的不同之處在於其利用二極體來有效的檢測雙線中的一條線路的開放故障。日本已經公開的專利申請第Heill-111785號公開了用於檢測由於連接在衰減器之間的電阻的開路故障而引起的電阻值中的改變的技術。然而，依據此技術，不能確定故障，除非通過提供相對大的測試電流而產生了壓降。然而，一些測試者不能提供大電流，所以期望在故障檢測中能夠使用弱電流來避免由於測試電流而在線路上的任何重負載。另一方面，根據本實施例，提供了一種即使使用弱測試電流也能完成故障判斷的半導體器件。
圖8顯示了依據本發明的第八實施例的半導體器件的電路。第八實施例與第一實施例的電路的不同之處在於利用二極體來替代保護電阻。PMOS類型的電晶體Q1連接在輸入衰減器Pi1和輸出衰減器Po1之間。連接在輸出衰減器Po1和反饋衰減器Pf1之間的是其正相是從前到後的第一二極體D1和其正相與該處相反的第二二極體D2。應該注意到這裡可以忽略第二二極體D2，因為它不用於如後面將會提到的線路的開放故障的檢測。在下文中，第一和第二二極體D1和D2共同被簡稱為二極體。
圖9顯示了線路開放故障的檢測原則。在測試中，將從零逐步增加的電壓(下文中稱作「測試輸入電壓」並且用Vti表示)施加到輸入端Pi2，同時觀察出現在輸出端Po2的電壓(下文中稱作「測試輸出電壓」並且用Vto表示)。坐標圖顯示了Vto與Vti關係的特性，當被測試器件正常時如粗實線(a)中所示，當輸出線Wo1斷開時如虛線(b)中所示，當反饋線Wf1斷開時如點劃線(c)中所示。兩條線重合的地方，為了清楚起見用兩條分開的線來顯示它們。
1)器件正常的情況Vto不進行其有效的顯示，直到Vti＝V0。當電晶體Q1開始工作的時候，V0等於源-漏極電壓或者Vds。然後Vto線性增加直到Vto＝Vfb。在那以後，Vto在Vto＝Vfb處保持恆定。
2)輸出線Wo1斷開的情況Vto不進行其有效的顯示直到Vti＝V0+Vf。Vf是電晶體Q1的正向壓降，因為Vto從電晶體Q1的漏極出來，通過第一電晶體D1和反饋線路Wf1出現在輸出端Po2。因此，在這個下降電壓測試中能夠檢測出故障。
3)反饋線路Wf1斷開的情況當Vti＝V0的時候Vto進行其有效的顯示。之後，Vto以與上述(1)中相同的方式線性增加。然而，Vto不在Vto＝Vfb處停止，而是保持增加直到Vto＝Vfb+Vf。從那時起，Vto在相同的電平上保持恆定因為當輸出電壓已經通過第一電晶體D1的時候Vfb』表現為電壓。因此，在這個下降電壓測試中也能夠檢測出故障。
除了上述之外，還有可能導致輸入線路Wi1的開放故障。在這樣的情況中，檢測是容易的，因為Vto不隨著Vti的改變而顯示。
如已經描述的，通過實現由第八實施例所實現的在其中利用二極體的結構，可以通過利用二極體和弱電流的測試來實現線路開放故障的檢測。此外，即使當一條線路斷開的時候，二極體使輸出電壓和反饋電壓維持在相對接近彼此的值上，以便於降低過大的輸入電壓導致損壞負載器件31的可能。
第九實施例圖10顯示了依據本發明的第九實施例的半導體器件的電路。在下文，與第八實施例的那些基本相同的結構用相同的參考數字來標明，並由此適當省略對其的描述。第九實施例與第八實施例的不同之處在於有兩個電晶體被用於調節器。以與第八實施例中相同的方式來放置第一電晶體Q1。附加的第二電晶體Q2的基極、源極和漏極也與第一電晶體Q1的那些相同，並且被連接。因此，第二電晶體Q2以與第一電晶體Q1相同的方式起作用。在這個第九實施例中，兩個電晶體的布置能夠確保必要的驅動能力，即使每個電晶體在尺寸上相對較小。由依據第九實施例的結構來實現的線路開放故障的檢測與第八實施例中的相同。
第十實施例圖11顯示了依據本發明的第十實施例的半導體器件的電路。在下文，與第九實施例的那些基本相同的結構用相同的參考數字來標明，並適當省略對其的描述。第十實施例與第九實施例的不同之處在於在輸入側而不是輸出側上裝備了兩個衰減器，並且在該側上裝備了二極體。因此，這個第十實施例的結構是控制電路，通過兩個系統或者兩個衰減器來接收電池電壓從而產生目標電壓。參考圖1 1，第二輸入衰減器Pi1a是新裝備的，並且通過線路連接到輸入端Pi2。另一方面，不使用反饋衰減器Pf1，也不使用第一和第二二極體D1和D2，並且第一和第二電晶體Q1和Q2兩者的漏極直接連接到輸出衰減器Po1。第一電晶體Q1的源極與在第九實施例中的相同，而第二電晶體Q2的源極連接到新安裝的輸入衰減器Wi1a。連接在第二電晶體Q2的漏極和第一電晶體Q1的漏極之間的是其正方向是從前到後的第三二極體D3和其正方向與此相反的第四二極體D4。在依據本發明實施例的這種布置中，如下檢測線路開放故障
(1)新安裝的輸入線路Wi1a斷開的情況因為第二電晶體Q2的源極電壓從Vti下降與第四二極體D4的正向壓降Vf同樣多的量，第二電晶體Q2的「開」的比例變得更小。結果，就總體來看IC晶片11的驅動能力下降，因此能夠通過監控在輸出端Po2的驅動電流來檢測線路開放故障。即使當線路Wi1a斷開的時候，使第二電晶體Q2工作在某種程度上能夠防止過量負載對第一電晶體Q1的影響。
(2)從開始就存在的輸入線路Wi1斷開的情況能夠通過與上述(1)類似的方法來檢測線路開放故障。
(3)原始線路Wo1斷開的情況檢測是容易的，因為Vto不隨著Vti的變化而顯示。
第十一實施例圖12顯示了依據本發明的第十一實施例的半導體器件的電路。在這個結合了第九個和第三實施例的第十一實施例中，在輸入側和輸出側的每一個裝備了兩個衰減器。也就是說，在輸入側上的結構與第十實施例的相同，在輸出側上的結構與第九實施例的相同。因此，能夠以與第十實施例中相同的方式來檢測輸入側上的開放線路故障，能夠以與第九實施例中相同的方式來檢測輸出側上的開放線路故障。
第十一實施例具有與第九和第三實施例相同的有利效果。首先，依據本發明的結構實現了用弱電流檢測開放線路故障。此外，即使當在輸出側的線路斷開的時候，幾乎不導致負載器件31的損壞。而且，即使當輸入側線路斷開的時候，幾乎不可能兩個電晶體都承受過載。在輸入側和輸出側上都具有雙重通道的第十一實施例適用於大電流驅動。
第十二實施例圖13是顯示裝備了依據第八實施例的半導體器件的電子設備40的概念結構的圖。這裡，裝備在依據第八實施例的半導體器件21內部的二極體現在裝備在半導體器件21的外部。此外，儘管在第八實施例中輸出引腳Po2還作為反饋引腳，在這個第十二實施例中重新裝備了反饋引腳Pf2。
在電子設備40中的印製電路板41上安裝半導體器件21和負載器件31。半導體器件21的輸出端Po2和負載器件31的輸入端通過在印製電路板41上形成的輸出線Lo而彼此連接。半導體器件21的專用反饋引腳Pf2和輸出線Lo上的點N通過反饋線Lf彼此連接。輸入電壓Vi通過圖形線路施加到輸入端Pi2。第一二極體D1以從輸出線Lo朝著反饋線Lf的方向連接在印製電路板41上，第二二極體D2以相反的方向連接。
通過實現上述結構，即使當二極體不裝備在半導體器件21的內部，也很容易實現與在第八實施例中相同的有利效果，也就是負載器件31的保護和開放線路故障的檢測。依據本發明，不但可以檢測出在PCB軟體包測試過程中半導體器件21中的開放線路故障，而且可以檢測出由於在印製電路板41上半導體器件21的安裝中輸出引腳Po2或者專用反饋引腳Pf2的故障焊接而導致的開放線路故障。
已經根據僅作為示例的實施例描述了本發明。本領域的技術人員應該理解存在著上述每個部件和過程的組合的其他各種變化，並且這些變化都包括在本在上述實施例中，將MOS電晶體用作一個示例。理所當然的，電晶體還可以是雙極型的。
在上述實施例中，控制電路被描述為串聯調節器。然而，控制電路還可以裝備例如開關調節器或者電荷泵類型的調節器的其他調節器。
儘管已經通過示例實施例的方式描述了本發明，但本領域的技術人員應該理解還可以在不背離由所附的權利要求所定義的本發明的範圍的條件下，進行許多改變和代替。
權利要求
1.一種半導體器件，包括IC晶片，該IC晶片包括控制電路，其根據輸入信號和在其中反饋輸出電壓的反饋信號來控制輸出電壓；輸出衰減器，用於輸出輸出電壓；和反饋衰減器，用於輸入反饋信號；和保護電阻，其連接在輸出衰減器和反饋衰減器之間。
2.一種半導體器件，包括IC晶片，該IC晶片包括控制電路，其根據輸入信號和在其中反饋輸出電壓的反饋信號來控制輸出電壓；和輸出衰減器，用於輸出輸出電壓；和反饋衰減器，用於輸入反饋信號；連接到輸出衰減器的輸出端；和連接到反饋衰減器的反饋端。
3.依據權利要求2的半導體器件，其中所述IC晶片包括連接在輸出衰減器和反饋衰減器之間的保護電阻。
4.一種電子設備，包括半導體器件，該半導體器件包括IC晶片，該IC晶片包括控制電路，其根據輸入信號和在其中反饋輸出電壓的反饋信號來控制輸出電壓；輸出衰減器，用於輸出輸出電壓；反饋衰減器，用於輸入反饋信號；和保護電阻，其連接在輸出衰減器和反饋衰減器之間；和連接到輸出衰減器的輸出端；和連接到反饋衰減器的反饋端；包括輸入端的負載器件；輸出互聯，其將所述負載器件的輸入端與輸出端相連接，並且將所述半導體器件的輸出提供給所述負載器件；和反饋互聯，其將所述負載器件的輸入端或所述輸出互聯與反饋端相連接，並將提供給所述負載器件的電壓反饋到所述半導體器件。
5.一種電子設備，包括半導體器件，該半導體器件包括IC晶片，該IC晶片包括控制電路，其根據輸入信號和在其中反饋輸出電壓的反饋信號來控制輸出電壓；輸出衰減器，用於輸出輸出電壓；反饋衰減器，用於輸入反饋信號；和連接到輸出衰減器的輸出端；和連接到反饋衰減器的反饋端；包括輸入端的負載器件；輸出互聯，其將所述負載器件的輸入端與輸出端相連接，並且將所述半導體器件的輸出提供給所述負載器件；和反饋互聯，其將所述負載器件的輸入端或所述輸出互聯與反饋端相連接，並將提供給所述負載器件的電壓反饋到所述半導體器件；和保護電阻，其連接在所述輸出互連和所述反饋互連之間。
6.一種半導體器件，包括IC晶片，其包括第一衰減器和第二衰減器；和終端，其連接到第一衰減器和第二衰減器兩者，其中通過二極體將連接到所述第一衰減器的第一信號和連接到所述第二衰減器的第二信號相耦合。
7.依據權利要求6的半導體器件，其中所述終端是輸入端，該半導體器件還包括控制電路，當電源電壓施加到輸入端時，其從電源電壓中產生目標電壓；和輸出端，輸出由此產生的目標電壓，其中這樣構建所述控制電路，以至於由第一信號和第二信號兩個系統來接收電源電壓，從而通過所述的兩個系統產生目標電壓。
8.依據權利要求6的半導體器件，其中所述終端是輸出端，該半導體器件還包括向其施加了預定的電源電壓的輸入端；和控制電路，其從電源電壓產生目標電壓，其中目標電壓被施加到第一信號或者第二信號之一。
9.一種半導體器件，包括向其施加了預定的電源電壓的輸入端；控制電路，其從電源電壓產生目標電壓；和輸出端，其輸出由此產生的目標電壓，其中在IC晶片一側，提供了多個由所述輸入端和所述輸出端的至少一個使用的衰減器，以便於對所述輸入端和所述輸出端的至少一個具有雙重的信號傳輸通道，並且因此其中在雙重的信號傳輸通道之間耦合有一個二極體。
10.一種電子設備，包括半導體器件，該半導體器件包括向其施加了電源電壓的輸入端；控制電路，其從電源電壓產生目標電壓；和輸出端，其輸出由此產生的目標電壓；和負載器件，其中在IC晶片一側，提供了多個由所述輸入端和所述輸出端的至少一個使用的衰減器，以便於對所述輸入端和所述輸出端的至少一個具有雙重的信號傳輸通道，因此其中在所述半導體器件內部的點處或者所述半導體器件和所述負載器件之間通過二極體連接雙重的信號傳輸通道。
全文摘要
當在半導體器件中使用雙線的時候，檢測兩條線路中的一條的開放故障是很困難的。試圖利用弱電流來執行這一檢測，並改善半導體器件的負載調節。在IC晶片中併入串聯調節器。在輸入引腳上施加電池電壓。組成調節器的電晶體的輸出通過輸出衰減器出現在輸出引腳。輸出電壓的反饋信號出現在分壓電阻的一端。輸出衰減器通過保護電阻或者二極體連接到反饋衰減器。
文檔編號G05F1/56GK1501499SQ200310119840
公開日2004年6月2日 申請日期2003年10月4日 優先權日2002年10月4日
發明者山本勳, 石川裕之, 宮長晃一, 一, 之 申請人:羅姆股份有限公司