專利名稱：半導體裝置、開關調節器和電視機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及進行輸出晶體管的開關驅動控制的半導體裝置、使用了該半導體裝置的開關調節器、和以該開關調節器作為電源的電視機。
背景技術：
圖8是表示開關調節器的一個現有例的電路框圖。如圖8所示，在本現有例的開關調節器中，作為輸出晶體管，使用了 N溝道型MOS [Metal Oxide Semiconductor]場效應晶體管NI，為了使該晶體管NI導通，需要比輸入電壓Vin高的柵極電壓。因此，在本現有例的開關調節器中設有自舉電路(二極管103和電容器C2)，向生成晶體管NI的柵極電壓的上側驅動器101提供比在開關端子SW中出現的開關電壓Vsw高出對應于電容器C2的充電電壓的量(從恒定電壓Vreg減去二極管103的正向壓降Vf之后的電壓量)的升壓電壓 (boots voltage)Vbst0另外，作為與開關調節器關聯的現有技術的一例，可以列舉專利文獻I或專利文獻2。專利文獻IJP特開2009-106115號公報專利文獻2JP特開平10-14217號公報圖9是表不自舉動作的一現有例的波形圖。另外，圖9中的實線表不開關電壓Vsw,虛線表不升壓電壓Vbst。在進行通常動作時，由于在自舉端子BST和開關端子SW之間不會產生恒定電壓Vreg(例如5V)以上的電位差，因此不需要將驅動器101設計成高耐壓。但是，例如，在自舉端子BST中產生了對高電壓短路(例如，對輸入電壓Vin的施加端的短路)的情況下，由于在自舉端子BST和開關端子SW之間產生相當于輸入電壓Vin的電位差(例如12V)，因此在該時刻有可能產生上側驅動器101的損壞。此外，即使在該時刻避免了上側驅動器101的損壞，在晶體管NI導通的時刻，在自舉端子BST和開關端子Sff之間，因自舉動作而產生相當于輸入電壓Vin的大約2倍的電位差(例如24V)，因此只要不將上側驅動器101設計成高耐壓，就不能避免上側驅動器101的損壞。由此，若產生上側驅動器101的損壞，則不能使晶體管NI正常導通/截止，因此在最壞的情況下，還可能導致冒煙或起火另外，若將上側驅動器101設計成高耐壓，以使其能夠耐住相當于輸入電壓Vin的2倍的電位差，則上側驅動器101的占有面積會變得非常大，因此存在引起開關電源IC100的大型化或成本上升的問題。
發明內容本實用新型鑒于上述的問題點而完成，目的在于提供可抑制裝置的大型化或成本上升的同時實現裝置整體的高耐壓化的半導體裝置、及使用該半導體裝置的開關調節器。為了達到上述目的，本實用新型的半導體裝置是如下的結構(第I結構)，即具備第I 第3外部端子；驅動器，其接受施加到所述第I外部端子的驅動電壓和施加到所述第2外部端子的基準電壓的供給，向所述第3外部端子輸出信號；過電壓保護電路，其監視施加到所述第I外部端子與所述第2外部端子之間的端子間電壓，生成過電壓檢測信號；和根據所述過電壓檢測信號而被進行導通/截止控制的過電壓保護開關，所述驅動器包括對輸入信號實施處理之后進行輸出的前級電路、和對所述前級電路的輸出信號實施處理之后輸出給所述第3外部端子的后級電路，所述過電壓保護開關被設置在其斷開時使通向所述后級電路的驅動電壓供給路徑導通的同時切斷通向所述前級電路的驅動電壓供給路徑的位置上。另外，在由上述第I結構構成的半導體裝置中，也可以構成(第2結構)為，所述后級電路被設計成比所述前級電路還要高的耐壓。此外，在由上述第2結構構成的半導體裝置中，也可以構成(第3結構)為，所述前級電路包括使所述輸入信號邏輯反轉之后進行輸出的第I反相器，所述后級電路包括使所述前級電路的輸出信號邏輯反轉之后輸出給所述第3外部端子的第2反相器。此外，在由上述第3結構構成的半導體裝置中，也可以構成(第4結構)為，所述第I反相器包括使所述輸入信號邏輯反轉之后進行輸出的上側反相器、和使所述輸入信號邏輯反轉之后進行輸出的下側反相器，所述第2反相器包括根據所述上側反相器的輸出信號而被導通/截止的上側開關、和根據所述下側反相器的輸出信號而被導通/截止的下側開關。此外，在由上述第4結構構成的半導體裝置中，也可以構成(第5結構)為，所述上側開關是P溝道型場效應晶體管，所述下側開關是N溝道型場效應晶體管。此外，在由上述第5結構構成的半導體裝置中，也可以構成(第6結構)為，所述后級電路包括在所述P溝道型場效應晶體管的柵極與所述驅動電壓的供給端之間連接的上拉電阻、和在所述N溝道型場效應晶體管的柵極與所述基準電壓的供給端之間連接的下拉電阻。此外，在由上述第6結構構成的半導體裝置中，也可以構成(第7結構)為，所述上側反相器包括在所述驅動電壓的供給端與信號輸出端之間連接的第I開關；在所述信號輸出端與所述基準電壓的施加端之間連接的第2開關；和陽極連接在所述第I開關上、陰極連接在所述信號輸出端上的二極管。此外，在由上述第7結構構成的半導體裝置中，也可以構成(第8結構)為，所述第2開關和所述二極管被設計成比所述第I開關還要高的耐壓。此外，由上述第I 8的任一結構構成的半導體裝置，也可以構成為(第9結構)，還具備輸入反饋電壓的第4外部端子；和以所述反饋電壓與規定的目標值一致的方式生成所述輸入信號的控制電路。此外，本實用新型的開關調節器構成(第10結果)為具備由上述第9結構構成的半導體裝置；根據來自所述第3外部端子的輸出信號而被進行導通/截止控制的晶體管；對從所述晶體管的一端引出的脈沖狀的開關電壓進行整流/平滑來生成輸出電壓的整流/平滑電路；和生成與所述輸出電壓對應的所述反饋電壓的反饋電壓生成電路。另外，在由上述第10結構構成的開關調節器中，也可以構成(第11結構)為，向所述第I外部端子施加比所述開關電壓還要高出規定電位的升壓電壓，向所述第2外部端子施加所述開關電壓，在所述第3外部端子上連接所述晶體管的柵極。此外，在由上述第10結構構成的開關調節器中，也可以構成(第12結構)為，向所述第I外部端子施加恒定電壓，向所述第2外部端子施加接地電壓，在所述第3外部端子上連接所述晶體管的柵極。此外，本實用新型的電視機構成(第13結構)為，具備調諧器部，其根據接收信號選擇期望頻道的廣播信號；譯碼器部，其根據由所述調諧器選擇的廣播信號生成影像信號和聲音信號；顯示部，其將所述影像信號作為影像來輸出；揚聲器部，其將所述聲音信號作為聲音來輸出；操作部，其接受用戶操作；接口部，其接受外部輸入信號；控制部，其統一控制上述各部的動作；和電源部，其向上述各部提供電力，所述電源部包括由上述第10 第12的任一結構構成的開關調節器。(發明效果)根據本實用新型的半導體裝置，可抑制裝置的大型化和成本上升的同時可實現裝 置整體的高耐壓化，因此能夠進一步有助于使用了該半導體裝置的開關調節器乃至電視機的小型化和成本降低。
圖I是表示開關調節器的第I實施方式的框圖。圖2是用于說明過電壓保護動作的時序圖。圖3是用于說明第I實施方式的課題的電路圖。圖4是用于表示開關調節器的第2實施方式的框圖。圖5是表示開關調節器的第3實施方式的框圖。圖6是表示搭載了開關調節器的電視機的一結構例的框圖。圖7A是搭載了開關調節器的電視機的俯視圖。圖7B是搭載了開關調節器的電視機的側視圖。圖7C是搭載了開關調節器的電視機的后視圖。圖8是表示開關調節器的一現有例的電路框圖。圖9是表不自舉動作的一現有例的波形圖。符號說明1-開關電源IC ; 10-上側驅動器；11_第I反相器(前級電路)；11P_P溝道型MOS場效應晶體管；11N-N溝道型MOS場效應晶體管;11U_上側反相器；11UP_P溝道型MOS場效應晶體管；11UN-N溝道型MOS場效應晶體管；11UD_ 二極管；11L_下側反相器；11LP-P溝道型MOS場效應晶體管；11LN-N溝道型MOS場效應晶體管；12_第2反相器(后級電路)；12P-P溝道型MOS場效應晶體管；12N-N溝道型MOS場效應晶體管；13_上拉電阻；14_下拉電阻；20_下側驅動器；30_ 二極管；40_控制電路；50_過電壓保護電路；60、61-過電壓保護開關；N1-N溝道型MOS場效應晶體管(輸出晶體管)；N2-N溝道型MOS場效應晶體管(同步整流晶體管)；L1-電感器；R1、R2-電阻；C1、C2-電容器；H0-上側輸出端子；L0-下側輸出端子；BST-自舉端子；SW-開關端子；FB-反饋端子；REG-恒定電壓端子；GND-接地端子；X-電視機；X0-天線；X1-調諧器部；X2-譯碼器部；X3_顯示部；X4_揚聲器部；X5-操作部；X6-接口部；X7-控制部；X8-電源部。
具體實施方式
以下，以在自舉方式的降壓型開關調節器中應用了本實用新型的結構為例，詳細地進行說明。<第I實施方式>圖I是表示開關調節器的第I實施方式的電路框圖。如該圖所示，第I實施方式的開關調節器除了開關電源ICl之外，還具備外帶的N溝道型MOS場效應晶體管NI和N2、電感器LI、電阻Rl和R2、以及電容器Cl和C2，是通過進行晶體管NI和N2的導通/截止控制來根據輸入電壓Vin生成期望的輸出電壓Vout的降壓型開關調節器(同步整流型調節器)。開關電源ICl是具備上側驅動器10、下側驅動器20、二極管30、控制電路40、過電壓保護電路50、過電壓保護開關60的單片半導體集成電路裝置。此外，作為與外部的電連接單元，開關電源ICl具備上側輸出端子HO、下側輸出端子L0、自舉端子BST、開關端子SW、反饋端子FB、恒定電壓端子REG、接地端子GND。在開關電源ICl的外部，晶體管NI的漏極連接在輸入電壓Vin的施加端上。晶體管NI的源極和背柵極都連接在開關端子SW上。晶體管NI的柵極連接在上側輸出端子HO上。晶體管N2的漏極連接在開關端子SW上。晶體管N2的源極和背柵極都連接在接地端上。晶體管N2的柵極連接在下側輸出端子LO上。電感器LI的第I端連接在開關端子SW上。電感器LI的第2端連接在輸出電壓Vout的施加端上，另一方面，還分別連接在電容器Cl的第I端和電阻Rl的第I端上。電容器Cl的第2端連接在接地端上。電阻Rl的第2端經由電阻R2而連接在接地端上。電阻Rl和電阻R2的連接節點連接在反饋端子FB上，作為反饋電壓Vfb的施加端。在開關端子SW和自舉端子BST之間連接了電容器C2。恒定電壓端子REG連接在恒定電壓Vreg的施加之間。接地端子GND連接在接地端上。另外，晶體管NI和N2是串聯連接在輸入電壓Vin的施加端與接地端之間的一對開關元件，以相輔(排他)的方式使這一對開關元件導通/截止，從而根據輸入電壓Vin生成脈沖狀的開關電壓Vsw。另外，晶體管NI起到輸出晶體管的作用，晶體管N2起到同步整流晶體管的作用。此外，在上述中所使用的“相輔(排他)”的用語除了包括晶體管NI和N2的導通/截止完全反轉的情況之外，還包括從貫通電流防止的觀點出發設置晶體管NI和N2的同時截止期間的情況。此外，電感器LI和電容器Cl起到對從開關端子SW引出的開關電壓Vsw進行整流/平滑化之后生成期望的輸出電壓Vout的整流/平滑電路的作用。電阻Rl和R2起到生成與輸出電壓Vout對應的反饋電壓Vfb的反饋電壓生成電路(電阻分壓電路)的作用。電容器C2與在開關電源ICl中內置的二極管30 —起形成自舉電路。接著，說明開關電源ICl的內部結構。上側驅動器10基于來自控制電路40的指示，生成晶體管NI的柵極電壓(開關驅動信號)，并將其輸出給上側輸出端子HO。下側驅動器20基于來自控制電路40的指示，生成晶體管N2的柵極電壓(開關驅動信號)，并將其輸出給下側輸出端子L0。上側驅動器10的驅動電壓施加端連接在二極管30的陰極與過電壓保護開關60的第I端之間的連接節點(驅動電壓Vx的施加端)上。上側驅動器10的基準電壓施加端連接在開關端子SW上。下側驅動器20的驅動電壓施加端連接在恒定電壓端子REG上。下側驅動器20的基準電壓施加端連接在接地端子GND上。提供給晶體管NI的柵極電壓的高電平為驅動電壓Vx，低電平為接地電壓GND。此外，提供給晶體管N2的柵極電壓的高電平為恒定電壓Vreg，低電平為接地電壓GND。二極管30連接在恒定電壓端子REG與自舉端子BST之間，與電容器C2 —起構成自舉電路。從二極管30的陰極引出上側驅動器10的驅動電壓Vx。另外，在后述的過電壓保護動作未啟動且過電壓保護開關60接通的情況下，驅動電壓Vx與在自舉端子BST上出現的升壓電壓Vbst (比開關電壓Vsw高出與電容器C2的充電電壓對應的量(從恒定電壓Vreg減去二極管30的正向壓降Vf的電壓量)的電壓值)一致。另一方面，在后述的過電壓保護動作啟動且過電壓保護開關60斷開 的情況下，驅動電壓Vx成為從恒定電壓Vreg減去了二極管30的正向壓降Vf之后的電壓值。對此，將在后面結合附圖來進行詳細說明。控制電路40接受恒定電壓Vreg的輸入之后進行動作，按照輸入到反饋端子FB的反饋電壓Vfb與規定的目標值一致的方式，經由上側驅動器10和下側驅動器20來進行晶體管NI和N2的導通/截止控制。過電壓保護電路50監視施加到自舉端子BST與開關端子SW之間的端子間電壓Vy ( = Vbst-Vsw,相當于電容器C2的充電電壓)，生成過電壓檢測信號SI。另外，過電壓檢測信號SI被用作過電壓保護開關60的導通/截止控制信號。過電壓保護開關60連接在自舉端子BST與二極管30的陰極之間，根據過電壓檢測信號SI，使自舉端子BST與內部電路(上側驅動器10的驅動電壓施加端)之間導通/阻斷。另外，作為過電壓保護開關60，只要使用即使在自舉端子BST與開關端子SW之間產生相當于輸入電壓Vin的2倍的電位差(例如24V)也不會產生損壞的高耐壓元件(例如30V耐壓的P溝道型MOS場效應晶體管)即可。以下，首先，詳細說明由上述結構構成的開關調節器的自舉動作。另外，說明的前提是后述的過電壓保護動作未啟動，且過電壓保護開關60接通。在晶體管NI截止而在開關端子SW上出現的開關電壓Vsw成為低電平(OV)時，由于在從恒定電壓端子REG經由二極管30和電容器C2的路徑內流過電流，因此連接在自舉端子BST與開關端子SW之間的電容器C2被充電。此時，在自舉端子BST上出現的升壓電壓Vbst ( S卩，電容器C2的充電電壓)是從恒定電壓Vreg減去二極管30的正向壓降Vf的電壓值(=Vreg-Vf)。另一方面，在電容器C2被充電的狀態下,若晶體管NI導通,開關電壓Vsw從低電平(OV)上升到高電平(Vin),則升壓電壓Vbst上升至比開關電壓Vsw的高電平(Vin)還要高出與電容器C2的充電電壓對應的量(=Vreg-Vf)的電壓值(=Vin+(Vreg-Vf))。因此，通過將這種升壓電壓Vbst作為上側驅動器10的驅動電壓Vx來提供，從而能夠進行晶體管NI的導通/截止驅動。接著，參照圖2詳細說明過電壓保護電路50的動作。圖2是用于說明過電壓保護動作的時序圖。另外，在圖2的上段描繪了開關電壓Vsw、升壓電壓Vbst、和驅動電壓Vx的各電壓波形，在圖2的下段描繪了過電壓保護開關60的導通/截止狀態。在施加到自舉端子BST與開關端子SW之間的端子間電壓Vy為正常值(Vreg-Vf以及其附近值)的情況下，過電壓保護電路50將過電壓檢測信號SI設為正常時的邏輯電平(例如低電平)。在過電壓檢測信號SI被設為正常時的邏輯電平時，過電壓保護開關60處于接通狀態。因此，提供給上側驅動器10的驅動電壓施加端的驅動電壓Vx與升壓電壓Vbst 一致。另一方面，例如，在自舉端子BST上產生對高電位短路(例如對輸入電壓Vin的施加端的短路)而施加到自舉端子BST與開關端子SW之間的端子間電壓Vy處于過電壓狀態的情況下，過電壓保護電路50將過電壓檢測信號SI從正常時的邏輯電平(例如低電平)切換到異常時的邏輯電平(例如高電平)。在過電壓檢測信號SI被設為異常時的邏輯電平時，過電壓保護開關60處于斷開狀態。因此，提供給上側驅動器10的驅動電壓施加端的驅動電壓Vx不依賴于升壓電壓Vbst，而是被固定在從恒定電壓Vreg減去了二極管30的正向壓降Vf之后的電壓值。由此，在從自舉端子BST到內部電路(上側驅動器10)的供電路徑上連接過電壓保護開關60，且施加到自舉端子BST與開關端子SW之間的端子間電壓Vy處于過電壓狀態時，若是使過電壓保護開關60斷開的結構，則不需要提高內部電路(上側驅動器10)的元件耐壓，因此能夠縮小內部電路(上側驅動器10)的占有面積，能夠實現開關電源ICl的小型化或成本降低。 另外，由于向過電壓保護開關60施加相當于輸入電壓Vin的2倍的電位差(例如24V)，因此作為過電壓保護開關60而需要使用元件尺寸大的高耐壓元件。但是，由于無需將內部電路(上側驅動器10)設計成高耐壓也可，因此作為開關電源ICl整體，能夠對芯片尺寸的縮小做貢獻。〈第2實施方式>圖3是用于說明第I實施方式的課題的電路圖。之前說明的第I實施方式的結構在施加到自舉端子BST與開關端子SW之間的端子間電壓Vy成為過電壓狀態時保護內部電路(上側驅動器10)方面非常有效。但是，在第I實施方式的結構中，在施加到上側輸出端子HO與開關端子SW之間的端子間電壓Vz成為過電壓狀態時，由于經由形成上側驅動器10的晶體管12P的體二極管BD而驅動電壓Vx上升，因此在將形成上側驅動器10的晶體管11P、11N、12P、12N都設為低耐壓元件(LV元件)的情況下，有可能會破壞它們。由此，第I實施方式的結構在開關電源ICl中沒有設置上側輸出端子HO的情況(內置有晶體管NI的情況)下特別有效，在開關電源ICl中設有上側輸出端子HO的情況(外帶晶體管NI的情況)下,還存在進一步的改善余地。圖4是表示開關調節器的第2實施方式的電路圖，特別是描繪了上側驅動器10的內部結構。在第2實施方式的開關調節器中，上側驅動器10包括第I反相器(inverter) 11，其使來自控制電路40的輸入信號(上側驅動信號)邏輯反轉之后進行輸出；和第2反相器12，其使第I反相器11的輸出信號(反轉上側驅動信號)進一步邏輯反轉之后輸出給上側輸出端子HO。另外，第I反相器11相當于對來自控制電路40的輸入信號實施規定的處理之后進行輸出的前級電路，第2反相器12相當于對前級電路的輸出信號實施規定的處理之后輸出給上側輸出端子HO的后級電路。第I反相器11包括P溝道型MOS場效應晶體管11P、和N溝道型MOS場效應晶體管11N。晶體管IlP的源極和背柵極都經由過電壓保護開關61而連接在自舉端子BST上。晶體管IIP的漏極連接在晶體管IlN的漏極上。晶體管IlN的源極和背柵極都連接在開關端子SW上。晶體管IlP和IlN的柵極都連接在控制電路40(未圖示)的信號輸出端上。第2反相器12包括P溝道型MOS場效應晶體管12P、和N溝道型MOS場效應晶體管12N。晶體管12P的源極和背柵極都不經由過電壓保護開關61，而是直接連接在自舉端子BST上。晶體管12P和12N的漏極都連接在上側輸出端子HO上。晶體管12N的源極和背柵極都連接在開關端子SW上。晶體管12P和12N的柵極都連接在第I反相器11的信號輸出端(晶體管IlP的漏極與晶體管IlN的漏極之間的連接節點)上。如上所述，在第2實施方式的開關調節器中，過電壓保護開關61被設置在在其斷開時使通向第2反相器12(后級電路)的驅動電壓供給路徑導通的情況下切斷通向第I反相器11 (前級電路)的驅動電壓供給路徑的位置上。此外，第2反相器12被設計得具有比第I反相器11更高的耐壓。更具體而言，形 成第I反相器11的晶體管IlP和IlN都被設置成低耐壓元件(LV元件)，形成第2反相器12的晶體管12P和12N都被設置成高耐壓元件(HV元件)。在由上述結構構成的開關調節器中，在施加到自舉端子BST與開關端子SW之間的端子間電壓Vy為正常值(Vreg-Vf以及其附近值)的情況下，過電壓保護電路50將過電壓檢測信號SI設置成正常時的邏輯電平(例如低電平)。在過電壓檢測信號SI被設置成正常時的邏輯電平時，過電壓保護開關61處于斷開狀態。因此，向第I反相器11和第2反相器12都提供升壓電壓Vbst。另一方面，例如，在自舉端子BST中產生對高電位短路(例如對輸入電壓Vin的施加端的短路)而施加到自舉端子BST與開關端子SW之間的端子間電壓Vy成為過電壓狀態的情況下，過電壓保護電路50將過電壓檢測信號SI從正常時的邏輯電平(例如低電平)切換為異常時的邏輯電平(例如高電平)。在過電壓檢測信號SI被設置成異常時的邏輯電平時，由于過電壓保護開關61處于斷開狀態，因此針對第I反相器11的升壓電壓Vbst的供給路徑被切斷，在過電壓狀態下保護形成第I反相器11的晶體管IlP和11N(都是低耐壓元件(LV元件))。另一方面，由于形成第2反相器12的晶體管12P和12N都被設置成高耐壓元件(HV元件)，因此即使端子間電壓Vy成為過電壓狀態也不會被損壞。此外，在施加到上側輸出端子HO與開關端子SW之間的端子間電壓Vz成為過電壓狀態的情況下，由于升壓電壓Vbst經由形成上側驅動器10的晶體管12P的體二極管BD而異常上升，因此施加到自舉端子BST與開關端子SW之間的端子間電壓Vy也成為過電壓狀態。其結果，與之前相同的過電壓保護動作被啟動，在過電壓狀態下保護形成第I反相器11的晶體管IlP和11N(都是低耐壓元件(LV元件))。由此，若是將上側驅動器10的最終輸出級作為高耐壓元件(HV元件)且在其內側配置了過電壓保護開關61的結構，則能夠將上側驅動器10的獨占面積增大抑制到最小限度，并且即使在施加到上側輸出端子HO與開關端子SW之間的端子間電壓Vz成為過電壓狀態時，也能夠適當地保護上側驅動器10。〈第3實施方式>之前說明的第2實施方式的結構不僅在施加到自舉端子BST與開關端子SW之間的端子間電壓Vy成為過電壓狀態的情況下，可非常有效地適當保護上側驅動器10，而且在施加到上側輸出端子HO與開關端子SW之間的端子間電壓Vz成為過電壓狀態的情況下，也能夠非常有效地適當保護上側驅動器10。但是，在第2實施方式的結構中，過電壓保護開關61被導通以后，處于不向第I反相器11提供驅動電壓Vint的狀態，第I反相器11的輸出信號成為低電平，因此第2反相器12的輸出信號成為高電平，晶體管NI處于無意地被導通的狀態，有可能對組合體整體的動作帶來故障。由此，第2實施方式的結構雖然在保護開關電源ICl自身方面非常有效，但是若著眼于組合體整體的保護，則還存在進一步的改善余地。圖5是表示開關調節器的第3實施方式的框圖，特別是描繪了上側驅動器10的內部結構。在第3實施方式的開關調節器中，第I反相器11包括分別使來自控制電路40 (未圖示)的輸入信號(上側驅動信號)邏輯反轉之后進行輸出的上側反相器IIU和下側反相 器 11L。上側反相器IIU包括P溝道型MOS場效應晶體管IIUP、N溝道型MOS場效應晶體管11UN、和逆流防止用二極管11UD。晶體管IlUP的源極和背柵極都經由過電壓保護開關61而連接在自舉端子BST上。晶體管IlUP的漏極連接在二極管IlUD的陽極上。二極管IlUD的陰極連接在晶體管IlUN的漏極上。晶體管IlUN的源極和背柵極都連接在開關端子SW上。晶體管IlUP和IlUN的柵極都連接在控制電路40(未圖示)的信號輸出端上。另夕卜，在形成上側反相器IlU的電路元件之中，晶體管IlUN和二極管IlUD都被設計成具有比晶體管IlUP還要高的耐壓。更具體而言，晶體管IlUP被設為低耐壓元件(LV元件)，晶體管IlUL和二極管IlUD都被設為高耐壓元件(HV元件)。下側反相器IlL包括P溝道型MOS場效應晶體管I ILPjP N溝道型MOS場效應晶體管11LN。晶體管IlLP的源極和背柵極都經由過電壓保護開關61而連接在自舉端子BST上。晶體管IlLP的漏極連接在晶體管IlLN的漏極上。晶體管IlLN的源極和背柵極都連接在開關端子SW上。晶體管IlLP和IlLN的柵極都連接在控制電路40 (未圖示)的信號輸出端上。另外，形成下側反相器IlL的晶體管IlLP和IlLN都被設為低耐壓元件(LV元件)。另一方面，第2反相器12包括P溝道型MOS場效應晶體管12P、和N溝道型MOS場效應晶體管12N。晶體管12P的源極和背柵極都沒有經由過電壓保護開關61，而是直接連接在自舉端子BST上。晶體管12P和12N的漏極都連接在上側輸出端子HO上。晶體管12N的源極和背柵極都連接在開關端子SW上。晶體管12P的柵極連接在上側反相器IlU的信號輸出端(二極管IlUD的陰極與晶體管IlUN的漏極之間的連接節點)上。晶體管12N的柵極連接在下側反相器IlL的信號輸出端(晶體管IlLP的漏極與晶體管IlLN的漏極之間的連接節點)上。另外，如前所述，形成第2反相器12的晶體管12P和12N都被設為高耐壓元件(HV元件)。此外，在第3實施方式的開關調節器中，在晶體管12P的柵極與自舉端子BST之間連接了上拉電阻13，在晶體管12N的柵極與開關端子SW之間連接了下拉電阻14。在由上述結構構成的開關調節器中，在過電壓保護開關61被斷開的情況下，上側反相器IlU和下側反相器IIL都處于不被提供驅動電壓Vint的狀態，成為不能控制形成第2反相器12的晶體管12P和12N的柵極信號的狀態。此時，晶體管12P的柵極信號經由上拉電阻13而被設為高電平，因此晶體管12P截止。此外，晶體管12N的柵極信號經由下拉電阻13而被設為低電平，因此晶體管12N也截止。因此，上側輸出端子HO成為高阻抗狀態，能夠防止晶體管NI成為無意地被導通的狀態，能夠提高組合體整體的可靠性。另外，在使晶體管12P的柵極上拉的結構中，在過電壓保護開關61被斷開時，由于晶體管12P的柵極成為高電平(升壓電壓Vbst)，因此形成經由形成上側反相器11的晶體管IlUP的體二極管(未圖示)而到達驅動電壓Vint的施加端的電流路徑。因此，第3實施方式的開關調節器是使用二極管IlUD來阻斷上述的電流路徑的結構。通過設置成這種結構，由于即使在使晶體管12P的柵極上拉的情況下，也能夠避免驅動電壓Vint的異常上升，因此能夠使形成第I反相器11的低耐壓元件(LV元件)的損壞防范于未然。由此，若是如下的結構，即在第2實施方式的結構基礎上，將形成第2反相器12的晶體管12P和12N的驅動系統分離成2個系統，且在各個柵極上設置上拉電阻13和下拉電阻14，進一步在生成晶體管12P的柵極信號的上側反相器IlU中設置逆流防止用二極管11UD，則不僅能夠保護開關電源ICl自身，而且還能夠適當地保護搭載于開關電源ICl上的組合體整體。 〈對電視機的應用〉圖6是表示搭載了開關調節器的電視機的一結構例的框圖。此外，圖7A 圖7C分別是搭載了開關調節器的電視機的俯視圖、側面圖、以及背面圖。本結構例的電視機X具備調諧器部XI、譯碼器部X2、顯示部X3、揚聲器部X4、操作部X5、接口部X6、控制部X7、和電源部X8。調諧器部Xl根據由與電視機X外部連接的天線XO接收的接收信號，選擇期望頻道的廣播信號。譯碼器部X2根據由調諧器Xl選擇的廣播信號，生成影像信號和聲音信號。此外，譯碼器部X2還具備基于來自接口部X6的外部輸入信號來生成影像信號和聲音信號的功倉泛。顯示部X3將由譯碼器部X2生成的影像信號作為影像來輸出。作為顯示部X3，使用液晶顯示面板或等離子顯示面板。揚聲器部X4將由譯碼器部生成的聲音信號作為聲音來輸出。操作部X5是接收用戶操作的人機接口之一。作為操作部X5，可以使用按鈕、開關、遙控器等。接口部X6是從外部設備(光盤播放器或硬盤驅動器等)接受外部輸入信號的前端端口。控制部X7統一控制上述各部Xl X6的動作。作為控制部X7，能夠使用CPU [central processing unit]等。電源部X8向上述各部Xl X7提供電力。作為電源部X8，能夠優選使用包括前述的開關電源ICI的開關調節器。<其他變形例>此外，本實用新型的結構除了上述實施方式之外，在不超過本實用新型的主旨的范圍內，能夠進行各種變更。即，上述實施方式都是例示，并不是限制的，本實用新型的技術范圍并不是上述實施方式的說明，而是由實用新型的技術方案所確定的，應理解為包含屬于與實用新型的技術方案同等意義的范圍內的所有變更。例如，在上述的第2實施方式和第3實施方式中，都以在上側驅動器10中應用了本實用新型的結構為例進行了說明，但是本實用新型的應用對象并不限于此，在下側驅動器20中也能夠應用本實用新型。此時，只要將圖4或圖5中所描繪的自舉端子BST、上側輸出端子HO、和開關端子SW分別替換成恒定電壓端子REG、下側輸出端子L0、和接地端子GND即可。此外，在上述的實施方式中，將N溝道型MOS場效應晶體管替換成npn型雙極性晶體管、或將P溝道型MOS場效應晶體管替換成pnp型雙極性晶體管都是任意的。在進行這種替換的情況下，以MOS場效應晶體管的柵極、漏極、源極分別與雙極性晶體管的基極、集電極、發射極對應的方式進行連接即可。(產業上的可利用性)本實用新型是例如在提高廣泛被用作液晶顯示器、等離子顯示器、個人計算機用 電源(DDR[Double-Data-Rate]存儲器用電源等)、DVD [Digital Versatile Disc]播放器/記錄器等的電源裝置的開關調節器的性能方面很有用的技術。
權利要求1.一種半導體裝置，其特征在于，具備 第I 第3外部端子； 驅動器，其接受施加到所述第I外部端子的驅動電壓和施加到所述第2外部端子的基準電壓的供給，向所述第3外部端子輸出信號； 過電壓保護電路，其監視施加到所述第I外部端子與所述第2外部端子之間的端子間電壓，生成過電壓檢測信號；和 過電壓保護開關，根據所述過電壓檢測信號而被進行導通/截止控制， 所述驅動器包括對輸入信號實施處理之后進行輸出的前級電路、和對所述前級電路的輸出信號實施處理之后輸出給所述第3外部端子的后級電路， 所述過電壓保護開關被設置在其斷開時使通向所述后級電路的驅動電壓供給路徑導通的同時切斷通向所述前級電路的驅動電壓供給路徑的位置上。
2.根據權利要求I所述的半導體裝置，其特征在干， 所述后級電路被設計成比所述前級電路還要高的耐壓。
3.根據權利要求2所述的半導體裝置，其特征在干， 所述前級電路包括使所述輸入信號進行邏輯反轉之后輸出的第I反相器， 所述后級電路包括使所述前級電路的輸出信號進行邏輯反轉之后輸出給所述第3外部端子的第2反相器。
4.根據權利要求3所述的半導體裝置，其特征在干， 所述第I反相器包括使所述輸入信號進行邏輯反轉之后輸出的上側反相器、和使所述輸入信號進行邏輯反轉之后輸出的下側反相器， 所述第2反相器包括根據所述上側反相器的輸出信號而被導通/截止的上側開關、和根據所述下側反相器的輸出信號而被導通/截止的下側開關。
5.根據權利要求4所述的半導體裝置，其特征在干， 所述上側開關是P溝道型場效應晶體管， 所述下側開關是N溝道型場效應晶體管。
6.根據權利要求5所述的半導體裝置，其特征在干， 所述后級電路包括在所述P溝道型場效應晶體管的柵極與所述驅動電壓的供給端之間連接的上拉電阻、和在所述N溝道型場效應晶體管的柵極與所述基準電壓的供給端之間連接的下拉電阻。
7.根據權利要求6所述的半導體裝置，其特征在干， 所述上側反相器包括 在所述驅動電壓的供給端與信號輸出端之間連接的第I開關； 在所述信號輸出端與所述基準電壓的施加端之間連接的第2開關；和 陽極連接于所述第I開關、陰極連接于所述信號輸出端的ニ極管。
8.根據權利要求7所述的半導體裝置，其特征在干， 所述第2開關和所述ニ極管被設計成具有比所述第I開關還要高的耐壓。
9.根據權利要求I 8的任一項所述的半導體裝置，其特征在干， 該半導體裝置具備 第4外部端子，其輸入反饋電壓；和控制電路，以所述反饋電壓與規定的目標值一致的方式生成所述輸入信號。
10.ー種開關調節器，其特征在于，具備 權利要求9所述的半導體裝置； 晶體管，根據來自所述第3外部端子的輸出信號而被進行導通/截止控制； 整流/平滑電路，其對從所述晶體管的一端引出的脈沖狀的開關電壓進行整流/平滑以生成輸出電壓；和 反饋電壓生成電路，其生成與所述輸出電壓相應的所述反饋電壓。
11.根據權利要求10所述的開關調節器，其特征在干， 向所述第I外部端子施加比所述開關電壓高出規定電位的升壓電壓，向所述第2外部端子施加所述開關電壓，所述晶體管的柵極與所述第3外部端子連接。
12.根據權利要求10所述的開關調節器，其特征在干， 向所述第I外部端子施加恒定電壓，向所述第2外部端子施加接地電壓，所述晶體管的柵極與所述第3外部端子連接。
13.—種電視機，其特征在于，具備 調諧器部，其根據接收信號選擇期望頻道的廣播信號； 譯碼器部，其根據由所述調諧器選擇的廣播信號生成影像信號和聲音信號； 顯示部，其將所述影像信號作為影像來輸出； 揚聲器部，其將所述聲音信號作為聲音來輸出； 操作部，其接受用戶操作； 接ロ部，其接受外部輸入信號； 控制部，其統ー控制上述各部的動作；和 電源部，其向上述各部提供電力， 所述電源部包括權利要求10 權利要求12的任ー項所述的開關調節器。
專利摘要本實用新型提供半導體裝置、開關調節器、電視機。半導體裝置(1)具備第1～第3外部端子(BST、SW、HO)、接受施加到外部端子(BST)的驅動電壓和施加到外部端子(SW)的基準電壓的供給之后向外部端子HO輸出信號的驅動器、監視施加到外部端子(BST)與外部端子(SW)之間的端子間電壓(Vy)來生成過電壓檢測信號的過電壓保護電路、和根據過電壓檢測信號而被進行導通/截止控制的過電壓保護開關，驅動器包括對輸入信號實施處理之后進行輸出的前級電路、和對前級電路的輸出信號實施處理之后輸出給外部端子(HO)的后級電路，過電壓保護開關被設置在其斷開時使通向后級電路的驅動電壓供給路徑導通的情況下切斷通向前級電路的驅動電壓供給路徑的位置上。
文檔編號H02M3/155GK202565162SQ20122004305
公開日2012年11月28日 申請日期2012年2月10日 優先權日2011年2月14日
發明者合田纮章 申請人:羅姆股份有限公司