车载用半导体电路及半导体电路的制作方法

1.本发明涉及一种具备过电压保护功能和故障检测功能的车载用半导体电路。


背景技术：

2.已知有具备在被施加有过电压的情况下对电路进行保护的过电压保护功能的半导体电路(例如，参照专利文献1)。此外，也研究出具备向外部传达处于故障状态的情况的故障检测功能的半导体电路(例如，参照专利文献2)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本专利第3899984号
6.专利文献2：日本专利第3918614号


技术实现要素：

7.技术问题
8.期望车载用半导体电路即使在被施加有过电压的情况下也能够向外部通知处于过电压施加状态的情况。
9.技术方案
10.在本发明的第一方式中，提供一种车载用半导体电路。车载用半导体电路可以与负载电路连接。车载用半导体电路可以控制向负载电路的电力供给。车载用半导体电路可以具备电源线。电源线可以被施加电源电压。车载用半导体电路可以具备过电压保护部。过电压保护部可以具有输出部。输出部可以在电源线的电源电压为过电压时，切断从电源线向负载电路的电力供给。车载用半导体电路可以具备状态通知部。状态通知部可以向外部通知表示输出部是否切断了电力供给的状态信号。
11.状态通知部可以基于检测节点的电压生成状态信号。检测节点的电压可以在过电压保护部中切断了电力供给的情况下和未切断电力供给的情况下为不同的电位。
12.车载用半导体电路可以具备基准电位线。基准电位线可以被施加基准电位。状态通知部可以具有状态通知线。状态通知线可以向外部传送状态信号。状态通知部可以具有状态通知开关。状态通知开关可以根据检测节点的电压，切换是否将状态通知线连接到基准电位线。状态通知开关可以根据检测节点的电压，切换是否将状态通知线连接到电源线。状态通知开关可以根据检测节点的电压，切换是否将状态通知线连接到负载电路。
13.车载用半导体电路可以具备输出线。输出线可以与负载电路连接。输出部可以为输出晶体管。输出晶体管可以切换是否将电源线连接到输出线。状态通知部可以检测输出晶体管的栅极端子的电压作为检测节点的电压。
14.过电压保护部可以具有保护晶体管。保护晶体管可以设置于电源线和基准电位线之间。保护晶体管可以根据电源电压的大小，选择与电源电压对应的电压和与基准电位对应的电压中的一个施加到输出晶体管的栅极端子。状态通知部可以检测保护晶体管输出到
栅极端子的电压作为检测节点的电压。
15.过电压保护部可以具有齐纳二极管。过电压保护部可以具有第一电阻元件。第一电阻元件可以与齐纳二极管串联连接。保护晶体管可以在栅极端子被施加齐纳二极管与第一电阻元件之间的连接点处的电压。状态通知部可以检测齐纳二极管与第一电阻元件之间的连接点处的电压作为检测节点的电压。状态通知部可以检测输出线的电压作为检测节点的电压。
16.车载用半导体电路可以具备断线检测部。断线检测部可以与电源线、基准电位线以及状态通知线连接。断线检测部可以向外部通知表示车载用半导体电路是否断线的断线信号。
17.断线检测部可以具有连接于电源线与状态通知线之间的第二电阻元件。断线检测部可以具有连接于状态通知线与基准电位线之间的第三电阻元件。断线检测部可以具有连接于电源线与基准电位线之间的第四电阻元件。
18.状态通知线可以向外部传送断线信号。状态通知线可以在不同的电压范围向外部传送状态信号和断线信号。
19.在本发明的第二方式中，提供一种半导体电路。半导体电路可以与负载电路连接。半导体电路可以控制向负载电路的电力供给。半导体电路可以具备电源线。电源线可以被施加电源电压。半导体电路可以具备过电压保护部。过电压保护部可以具有输出部。输出部可以在电源线的电源电压为过电压时，切断从电源线向负载电路的电力供给。半导体电路可以具备状态通知部。状态通知部可以向外部通知表示输出部是否切断了电力供给的状态信号。半导体电路可以具备断线检测部。断线检测部可以向外部通知表示半导体电路是否断线的断线信号。半导体电路可以具备状态通知线。状态通知线可以向外部传送状态信号和断线信号。
20.负载电路可以为压力传感器。
附图说明
21.图1为示出本发明的一个实施方式的半导体电路100的构成的一例的图。
22.图2为示出图1的半导体电路100的负载电路5的输出电压vout特性的一例的图。
23.图3为示出半导体电路100的电源电压vcc与输出电压vout之间的关系的图。
24.图4为示出本发明的另一实施方式的半导体电路200的构成的一例的图。
25.图5为示出本发明的另一实施方式的半导体电路300的构成的一例的图。
26.图6为示出本发明的另一实施方式的半导体电路400的构成的一例的图。
27.图7为示出本发明的另一实施方式的半导体电路500的构成的一例的图。
28.图8为示出本发明的另一实施方式的半导体电路600的构成的一例的图。
29.图9为示出用于说明断线检测部2的动作的半导体电路700的构成的图。
30.图10为示出图9的半导体电路700的外部电源线75断线的状态的图。
31.图11为示出图9的半导体电路700的外部基准电位线77断线的状态的图。
32.图12为示出图9的半导体电路700的输出级放大器84的输出电压vout特性的例子的图。
33.图13为示出比较例的半导体电路800的构成的一例的图。
34.图14为说明图13的半导体电路800的电流路径的图。
35.图15为示出比较例的半导体电路800的电源电压vcc与输出电压vout之间的关系的图。
36.符号说明
37.1：过电压保护部；2：断线检测部；3：状态通知部；4：反向连接保护部；5：负载电路；8：合成电路；9：外部电路；11：第一电阻元件；12：齐纳二极管；13：保护晶体管；14：电阻元件；15：输出晶体管；16：电阻元件；17：齐纳二极管；18：电阻元件；19：齐纳二极管；20：齐纳二极管；21：第二电阻元件；22：第三电阻元件；23：第四电阻元件；24：齐纳二极管；31：状态通知开关；32：齐纳二极管；33：电阻元件；34：升压电路；41：齐纳二极管；42：齐纳二极管；43：齐纳二极管；61：电源端子；62：输出端子；63：基准电位端子；71：内部电源线；72：内部状态通知线；73：内部基准电位线；74：输出线；75：外部电源线；76：外部状态通知线；77：外部基准电位线；81：电阻元件；82：电阻元件；83：电阻元件；84：输出级放大器；91：电阻元件；92：电阻元件；93：电源端子；94：输出端子；95：基准电位端子；100：半导体电路；200：半导体电路；300：半导体电路；400：半导体电路；500：半导体电路；600：半导体电路；700：半导体电路；800：半导体电路
具体实施方式
38.以下，通过发明的实施方式对本发明进行说明，但是以下的实施方式并不限定权利要求书所涉及的发明。此外，在实施方式中所说明的特征的全部组合并不一定是发明的解决方案所必须的。
39.图1为示出本发明的一个实施方式的半导体电路100的构成的一例的图。本例的半导体电路100可以为车载用半导体电路。本例的半导体电路100具备：过电压保护部1、断线检测部2、状态通知部3、反向连接保护部4以及负载电路5。此外，本例的半导体电路100为了使过电压保护部1、断线检测部2、状态通知部3、反向连接保护部4以及负载电路5动作，而具备电源端子61、输出端子62、基准电位端子63、内部电源线71、内部状态通知线72、内部基准电位线73以及输出线74。过电压保护部1、断线检测部2、状态通知部3、反向连接保护部4以及负载电路5可以形成于同一半导体基板上。此外，在本例中，半导体电路100具备负载电路5，但是半导体电路100也可以不具备负载电路5。即，半导体电路100可以为与外部的负载电路5连接的构成。
40.电源端子61为从外部的电源供给电源电压vcc的端子。输出端子62为向外部输出输出电压vout的端子。基准电位端子63为从外部供给接地电压gnd的端子。电源端子61、输出端子62以及基准电位端子63分别与内部电源线71、内部状态通知线72以及内部基准电位线73连接。内部电源线71为电源线的例子。内部状态通知线72为状态通知线的例子。内部基准电位线73为基准电位线的例子。介由内部电源线71向过电压保护部1、断线检测部2、以及反向连接保护部4供给外部的电源电压vcc。换言之，内部电源线71可以被施加电源电压vcc。介由内部状态通知线72而从断线通知部2、状态通知部3以及负载电路5向外部输出输出电压vout。介由内部基准电位线73向过电压保护部1、断线检测部2、状态通知部3、反向连接保护部4以及负载电路5供给外部的接地电压gnd(基准电位)。换言之，内部基准电位线73可以被施加接地电压gnd(基准电位)。应予说明，在本说明书中，有时将接地电压gnd表达为
基准电位。
41.过电压保护部1与内部电源线71、内部基准电位线73以及输出线74连接。过电压保护部1在外部的电源电压vcc稳定时，介由输出线74向负载电路5提供供给电压vdd。过电压保护部1可以具有在外部的电源电压vcc为过电压时，对从电源线向负载电路5供给电压进行切断的功能。应予说明，在本说明书中，有时将供给电压表达为电力供给。半导体电路100可以控制向负载电路5的电力供给。
42.过电压保护部1具有第一电阻元件11、齐纳二极管12、保护晶体管13、电阻元件14以及输出晶体管15。第一电阻元件11可以与齐纳二极管12串联地连接。第一电阻元件11可以一端与齐纳二极管12连接，另一端与内部电源线71连接。齐纳二极管12可以阴极与第一电阻元件11连接，阳极与内部基准电位线73连接。第一电阻元件11与齐纳二极管12之间的连接点可以与保护晶体管13的栅极端子连接。将第一电阻元件11与齐纳二极管12之间的连接点设为连接点n1。在保护晶体管13的栅极端子可以施加连接点n1处的电压va。
43.保护晶体管13可以为p型高压mos晶体管。保护晶体管13的源极端子可以与内部电源线71连接。保护晶体管13的漏极端子可以与电阻元件14和输出晶体管15的栅极端子连接。将保护晶体管13的漏极端子与电阻元件14之间的连接点设为连接点n2。在输出晶体管15的栅极端子可以施加连接点n2处的电压vb。电阻元件14可以一端与保护晶体管13的漏极端子和输出晶体管15的栅极端子连接，另一端与内部基准电位线73连接。保护晶体管13可以设置于内部电源线71和内部基准电位线73之间。
44.输出晶体管15可以为p型高压mos晶体管。输出晶体管15的源极端子可以与内部电源线71连接。输出晶体管15的漏极端子可以与负载电路5连接。换言之，输出晶体管15可以向负载电路5输出供给电压vdd。输出晶体管15为输出部的例子。
45.对过电压保护部1的动作进行说明。在外部的电源电压vcc为齐纳二极管12的击穿电压以下的情况下，电源电压vcc与连接点n1处的电压va之差的绝对值变小，保护晶体管13变为关断状态。如果保护晶体管13变为关断状态，则连接点n2处的电压vb大致变为外部的接地电压gnd。因此，输出晶体管15变为导通状态，所以向负载电路5供给电源电压vcc。
46.另一方面，在外部的电源电压vcc为齐纳二极管12的击穿电压以上的情况下，连接点n1处的电压va被钳位为齐纳二极管12的击穿电压。在被钳位为击穿电压的状态下，进一步地，外部的电源电压vcc超过齐纳二极管12的击穿电压与保护晶体管13的阈值电压之和的情况下，电源电压vcc与连接点n1处的电压va之差的绝对值变大，保护晶体管13变为导通状态。外部的电源电压vcc超过齐纳二极管12的击穿电压与保护晶体管13的阈值电压之和的情况可以设为电源电压vcc为过电压时。此外，外部的电源电压vcc为齐纳二极管12的击穿电压与保护晶体管13的阈值电压之和以下的情况可以设为电源电压vcc稳定时。
47.如果保护晶体管13变为导通状态，则连接点n2处的电压vb大致变为电源电压vcc。因此，输出晶体管15变为关断状态，所以切断向负载电路5的电力供给。即，输出晶体管15可以在内部电源线71的电源电压vcc为过电压时，切断从内部电源线71向负载电路5的电力供给。输出晶体管15可以对是否将内部电源线71连接到输出线74进行切换。保护晶体管13可以根据电源电压vcc的大小，选择与电源电压vcc对应的电压和与基准电位对应的电压中的某一个电压而施加到输出晶体管15的栅极端子。
48.通过以上动作，过电压保护部1在电源电压vcc稳定时向负载电路5提供供给电压
vdd。此外，过电压保护部1在电源电压vcc为过电压时切断向负载电路5的电力供给。过电压保护部1具有在过电压时切断电压供给的功能，因此，能够在像拿错电源电压vcc的布线的情况那样在内部电源线71施加过电压时，降低负载电路5故障的风险。
49.断线检测部2与内部电源线71、内部状态通知线72以及内部基准电位线73连接。断线检测部2可以检测半导体电路100是否断线，并介由内部状态通知线72向外部通知表示是否断线的断线信号。内部状态通知线72可以向外部传输断线信号。
50.断线检测部2具有第二电阻元件21、第三电阻元件22、以及第四电阻元件23。第二电阻元件21可以一端与内部电源线71连接，另一端与内部状态通知线72连接。第三电阻元件22可以一端与内部状态通知线72连接，另一端与内部基准电位线73连接。第四电阻元件23可以一端与内部电源线71连接，另一端与内部基准电位线73连接。对于断线检测部2的断线检测的详细的动作将在后面进行描述。
51.状态通知部3与内部状态通知线72和内部基准电位线73连接。状态通知部3可以检测表示输出晶体管15是否切断了电力供给的状态信号，并介由内部状态通知线72向外部通知表示输出晶体管15是否切断了电力供给的状态信号。此外，状态通知部3可以与断线检测部2共用内部状态通知线72。换言之，内部状态通知线72可以向外部传输状态信号和断线信号。
52.状态通知部3可以基于检测节点的电压而生成状态信号。检测节点为能够检测过电压保护部1的通断状态的节点。即，检测节点的电压为在过电压保护部1中切断了电力供给的情况下和未切断电力供给的情况下不同的电位。在本例中，状态通知部3与连接点n2连接，因此，检测节点的电压为连接点n2处的电压vb。此外，检测节点的电压可以为连接点n1处的电压va。检测节点的电压可以为供给电压vdd。通过将检测节点的电压设为连接点n2处的电压vb，从而能够通过简单的电路构成实现状态通知部3。换言之，状态通知部3可以检测输出晶体管15的栅极端子的电压作为检测节点的电压。换言之，状态通知部3可以检测保护晶体管13输出到栅极端子的电压作为检测节点的电压。
53.对状态通知部3的电路构成进行说明。状态通知部3可以具有状态通知开关31。状态通知开关31可以为n型高压mos晶体管。状态通知开关31的源极端子可以与内部基准电位线73连接。状态通知开关31的漏极端子可以与内部状态通知线72连接。状态通知开关31的栅极端子可以与连接点n2连接。此外，状态通知部3可以为具有内部状态通知线72的构成。内部状态通知线72将状态通知部3生成的状态信号传输到外部。
54.状态通知部3由于与连接点n2连接，所以根据连接点n2处的电压vb，实施开关动作。在电源电压vcc稳定的情况(外部的电源电压vcc为齐纳二极管12的击穿电压与保护晶体管13的阈值电压之和以下的情况)下，连接点n2处的电压vb大致成为外部的接地电压gnd。如果连接点n2处的电压vb成为接地电压gnd，则状态通知开关31因为是n型高压mos晶体管，所以成为关断状态。因此，状态通知开关31变为高阻抗状态，不影响输出电压vout。另一方面，在电源电压vcc为过电压的情况(外部的电源电压vcc超过齐纳二极管12的击穿电压与保护晶体管13的阈值电压之和的情况)下，连接点n2处的电压vb大致成为电源电压vcc。因此，状态通知开关31变为导通状态，从输出端子62到基准电位端子63的阻抗变低，输出电压vout强制性地变为接地电压gnd。状态通知开关31可以根据检测节点的电压(连接点n2处的电压vb)，切换是否将内部状态通知线72连接到内部基准电位线73。状态通知开关31
在检测节点的电压(连接点n2处的电压vb)大致变为电源电压vcc的情况下，将内部状态通知线72连接到内部基准电位线73。由此，能够向外部通知处于过电压状态的情况。
55.此外，由于状态通知开关31的源极端子与内部基准电位线73连接，所以没有在输出端子62输出过电压的危险性，并能够使外部电路安全地动作。
56.反向连接保护部4与内部电源线71和内部基准电位线73连接。反向连接保护部4在反向连接时保护半导体电路100。反向连接是例如汽车的电池反向连接的情况，是向电源端子61供给外部的接地电压gnd，并向基准电位端子63供给外部的电源电压vcc的情况。反向连接保护部4具有在内部电源线71与内部基准电位线73之间串联连接的多个齐纳二极管(在本例中，具有齐纳二极管41、齐纳二极管42以及齐纳二极管43)。齐纳二极管41可以阴极与内部电源线71连接，阳极与齐纳二极管42连接。齐纳二极管42可以阴极与齐纳二极管41连接，阳极与齐纳二极管43连接。齐纳二极管43可以阴极与齐纳二极管42连接，阳极与内部基准电位线73连接。由于具有多个齐纳二极管，所以能够在反向连接时保护半导体电路100。作为一例，能够在供给2v以上的电压时，保护半导体电路100。此外，也可以不设置反向连接保护部4。
57.负载电路5与内部状态通知线72、内部基准电位线73以及输出线74连接。输出晶体管15介由输出线74向负载电路5输出供给电压vdd。输出晶体管15在电源电压vcc为过电压时，切断向负载电路5的电力供给，因此，不会在输出晶体管15施加过电压。此外，负载电路5介由内部状态通知线72向输出端子62输出电压。作为例子，负载电路5为压力传感器。负载电路5可以为车载用的半导体压力传感器。半导体压力传感器例如能够测量进气歧管内的压力。
58.如以上所说明，半导体电路100具备过电压保护部1以及状态通知部3，过电压保护部1具有在内部电源线71的电源电压vcc为过电压时，切断从内部电源线71向负载电路5的电力供给的输出部(输出晶体管15)，状态通知部3向外部通知表示输出部(输出晶体管15)是否切断了电力供给的状态信号。通过具备过电压保护部1和状态通知部3，能够向外部通知处于过电压状态的情况，并能够在上位系统侧检测处于故障状态的情况。
59.图2为示出图1的半导体电路100的负载电路5的输出电压vout特性的一例的图。应予说明，在图2中，负载电路5为压力传感器。如图2所示，在过电压和断线故障都未产生的情况下，负载电路5的输出电压vout如输出线a所示根据施加压力而在稳定输出区的范围内变化。稳定输出区的范围为从v12起到v13为止的范围。作为例子，从v12起到v13为止的范围为从0.2v起到4.8v为止的范围。以使负载电路5的输出不进入上限故障检测区和下限故障检测区的方式设定负载电路5的饱和电压(钳位电压)。在产生了断线故障的情况下，输出电压vout会进入上侧故障检测区的范围或下侧故障检测区的范围。上侧故障检测区的范围为从v13起到v14为止的范围。作为例子，从v13起到v14为止的范围为从4.8v起到5.0v为止的范围。下侧故障检测区的范围为从v11起到v12为止的范围。作为例子，从v11起到v12为止的范围为从0.0v起到0.2v为止的范围。
60.在电源电压vcc为过电压时，状态通知开关31成为导通状态，输出电压vout强制性地成为接地电压gnd。因此，输出电压vout进入从v11起到v12为止的下侧故障检测区。如以上所说明，由于能够在外部检测输出电压vout进入下侧故障检测区的情况，所以能够在上位系统侧检测处于故障状态的情况。
61.图3为示出半导体电路100的电源电压vcc与输出电压vout之间的关系的图。在电源电压vcc稳定的情况(电源电压vcc为v21以下的情况)下，输出电压vout在图2所示的v12与v13之间变化。v21为齐纳二极管12的击穿电压与保护晶体管13的阈值电压之和。
62.另一方面，在电源电压vcc为过电压的情况(电源电压vcc超过v21的情况)下，输出电压vout变为大致0v。输出电压vout变为大致0v是因为状态通知开关31成为导通状态，输出电压vout强制性地成为接地电压gnd。在电源电压vcc变成过电压时，输出电压vout在大致0v恒定。
63.图4为示出本发明的另一实施方式的半导体电路200的构成的一例的图。本例的半导体电路200具备：过电压保护部1、断线检测部2、状态通知部3、反向连接保护部4以及负载电路5。本例的半导体电路200与图1的半导体电路100的不同之处在于，过电压保护部1、断线检测部2以及状态通知部3还具有保护电路。半导体电路200的其他构成可以与半导体电路100相同。
64.过电压保护部1除了图1的构成以外，还具有电阻元件16、齐纳二极管17、电阻元件18、齐纳二极管19以及齐纳二极管20。电阻元件16可以一端与连接点n1连接，另一端与保护晶体管13的栅极端子连接。换言之，电阻元件16可以设置于连接点n1与保护晶体管13的栅极端子之间。通过设置电阻元件16，从而能够缩小从电源端子61流通到基准电位端子63的电流，并保护保护晶体管13的栅极端子。应予说明，在保护晶体管13的栅极膜厚充分厚的情况下，也可以不设置电阻元件16。
65.齐纳二极管17可以阴极与内部电源线71连接，阳极与保护晶体管13的栅极端子连接。通过设置齐纳二极管17，从而能够防止在保护晶体管13的源极栅极间施加过电压。
66.电阻元件18可以一端与连接点n2连接，另一端与输出晶体管15的栅极端子连接。换言之，电阻元件18可以设置于连接点n2和输出晶体管15的栅极端子之间。通过设置电阻元件18，从而能够缩小从电源端子61流通到基准电位端子63的电流，并保护输出晶体管15的栅极端子。应予说明，在输出晶体管15的栅极膜厚充分厚的情况下，也可以不设置电阻元件18。
67.齐纳二极管19可以阴极与内部电源线71连接，阳极与输出晶体管15的栅极端子连接。通过设置齐纳二极管19，从而能够防止在输出晶体管15的源极栅极间施加过电压。
68.齐纳二极管20可以阳极与内部基准电位线73连接，阴极与输出线74连接。通过设置齐纳二极管20，从而能够保护负载电路5。
69.断线检测部2除了图1的构成以外，还具有齐纳二极管24。齐纳二极管24可以阴极与内部状态通知线72连接，阳极与内部基准电位线73连接。通过设置齐纳二极管24，从而能够保护连接到输出端子62的外部的电路。
70.状态通知部3除了图1的构成以外，还具有齐纳二极管32和电阻元件33。齐纳二极管32可以阴极与状态通知开关31的栅极端子连接，阳极与内部基准电位线73连接。通过设置齐纳二极管32，从而能够防止在状态通知开关31的源极栅极间施加过电压。
71.电阻元件33可以一端与连接点n2连接，另一端与状态通知开关31的栅极端子连接。换言之，电阻元件33可以设置于连接点n2和状态通知开关31的栅极端子之间。通过设置电阻元件33，从而能够缩小从电源端子61流通到基准电位端子63的电流，并保护状态通知开关31的栅极端子。应予说明，在状态通知开关31的栅极膜厚充分厚的情况下，也可以不设
置电阻元件33。
72.图4的半导体电路200除了图1的构成以外，还具备保护电路。因此，能够在电源电压vcc为过电压时，进一步地降低电路故障的风险。
73.图5为示出本发明的另一实施方式的半导体电路300的构成的一例的图。本例的半导体电路300具备：过电压保护部1、断线检测部2、状态通知部3、反向连接保护部4以及负载电路5。本例的半导体电路300与图4的半导体电路200的不同之处在于，状态通知部3的构成以及状态通知部3的状态通知开关31的源极端子与内部电源线71连接。半导体电路300的其他构成可以与半导体电路200相同。
74.状态通知部3可以具有状态通知开关31、齐纳二极管32、电阻元件33以及升压电路34。状态通知开关31可以为n型高压mos晶体管。此外，状态通知开关31可以为p型高压mos晶体管。状态通知开关31的源极端子可以与内部电源线71连接。状态通知开关31的漏极端子可以与内部状态通知线72连接。状态通知开关31的栅极端子可以与连接点n2连接。齐纳二极管32可以阳极与状态通知开关31的栅极端子连接，阴极与内部电源线71连接。电阻元件33可以一端与连接点n2连接，另一端与状态通知开关31的栅极端子连接。齐纳二极管32和电阻元件33为在被施加有过电压的情况下保护内部的电路的保护电路。
75.升压电路34为将连接点n2的电压升压的电路。作为升压方法，可以以在输出晶体管15为导通状态时，状态通知开关31成为关断状态，在输出晶体管15为关断状态时，状态通知开关31成为导通状态的方式将连接点n2处的电压vb升压。升压电路34可以通过任意公知的构成来实现。
76.通过设置升压电路34，从而在电源电压vcc稳定的情况下，状态通知开关31处于高阻抗状态，不影响输出电压vout。另一方面，在电源电压vcc为过电压的情况下，从输出端子62到基准电位端子63的阻抗变低，输出电压vout强制性地成为电源电压vcc。如果输出电压vout变为电源电压vcc，则进入图2的上侧故障检测区。因此，由于能够在外部检测输出电压vout进入上侧故障检测区的情况，所以能够在上位系统侧检测处于故障状态的情况。
77.图6为示出本发明的另一实施方式的半导体电路400的构成的一例的图。本例的半导体电路400具备：过电压保护部1、断线检测部2、状态通知部3、反向连接保护部4以及负载电路5。本例的半导体电路400与图5的半导体电路300的不同之处在于，状态通知部3的构成以及状态通知部3与连接点n1连接。半导体电路400的其他构成可以与半导体电路300相同。
78.状态通知部3可以具有状态通知开关31、齐纳二极管32以及电阻元件33。状态通知开关31可以为p型高压mos晶体管。状态通知开关31的源极端子可以与内部电源线71连接。状态通知开关31的漏极端子可以与内部状态通知线72连接。状态通知开关31的栅极端子可以与连接点n1连接。齐纳二极管32可以阳极与状态通知开关31的栅极端子连接，阴极与内部电源线71连接。电阻元件33可以一端与连接点n1连接，另一端与状态通知开关31的栅极端子连接。齐纳二极管32和电阻元件33为在被施加有过电压的情况下保护内部的电路的保护电路。
79.状态通知开关31为p型高压mos晶体管，栅极端子与连接点n1连接。即，可以将连接点n1处的电压va设为检测节点的电压。在输出晶体管15为导通状态(电源电压vcc稳定)时，状态通知开关31变为关断状态，在输出晶体管15为关断状态(电源电压vcc为过电压)时，状态通知开关31变为导通状态。在电源电压vcc稳定的情况下，状态通知开关31变为高阻抗状
态，不影响输出电压vout。另一方面，在电源电压vcc为过电压的情况下，从输出端子62到基准电位端子63的阻抗变低，输出电压vout强制性地变为电源电压vcc。状态通知开关31可以根据检测节点的电压(连接点n1处的电压va)，切换是否将内部状态通知线72连接到内部电源线71。如果输出电压vout变为电源电压vcc，则进入图2的上侧故障检测区。因此，由于能够在外部检测输出电压vout进入上侧故障检测区的情况，所以能够通过简单的电路构成在上位系统侧检测处于故障状态的情况。可以检测连接点n1处的电压va作为检测节点的电压。
80.此外，状态通知开关31可以为n型高压mos晶体管。在状态通知开关31为n型高压mos晶体管的情况下，可以在状态通知开关31的栅极端子侧设置升压电路。升压电路可以以在输出晶体管15为导通状态时，状态通知开关31成为关断状态，在输出晶体管15为关断状态时，状态通知开关31成为导通状态的方式将连接点n1处的电压va升压。升压电路可以通过任意公知的构成来实现。
81.图7为示出本发明的另一实施方式的半导体电路500的构成的一例的图。本例的半导体电路500具备：过电压保护部1、断线检测部2、状态通知部3、反向连接保护部4以及负载电路5。本例的半导体电路500与图6的半导体电路400的不同之处在于，状态通知部3与输出线74连接。半导体电路500的其他构成可以与半导体电路400相同。
82.状态通知部3可以具有状态通知开关31、齐纳二极管32以及电阻元件33。状态通知开关31可以为p型高压mos晶体管。状态通知开关31的栅极端子可以与输出线74连接。
83.状态通知开关31为p型高压mos晶体管，栅极端子与输出线74连接。即，可以将输出晶体管15向负载电路5供给的供给电压vdd设为检测节点的电压。在输出晶体管15为导通状态(电源电压vcc稳定)时，状态通知开关31变为关断状态，在输出晶体管15为关断状态(电源电压vcc为过电压)时，状态通知开关31变为导通状态。在电源电压vcc稳定的情况下，状态通知开关31成为高阻抗状态，不影响输出电压vout。另一方面，在电源电压vcc为过电压的情况下，从输出端子62到基准电位端子63的阻抗变低，输出电压vout强制性地变为电源电压vcc。状态通知开关31可以根据检测节点的供给电压vdd，切换是否将内部状态通知线72连接到内部电源线71。如果输出电压vout变为电源电压vcc，则进入图2的上侧故障检测区。因此，由于能够在外部检测输出电压vout进入上侧故障检测区的情况，所以能够通过简单的电路构成在上位系统侧检测处于故障状态的情况。状态通知部3可以检测输出线74的供给电压vdd作为检测节点的电压。
84.此外，状态通知开关31可以为n型高压mos晶体管。在状态通知开关31为n型高压mos晶体管的情况下，可以在状态通知开关31的栅极端子侧设置升压电路。升压电路可以以在输出晶体管15为导通状态时，状态通知开关31成为关断状态，在输出晶体管15为关断状态时，状态通知开关31成为导通状态的方式将供给电压vdd升压。升压电路可以通过任意公知的构成来实现。
85.图8为示出本发明的另一实施方式的半导体电路600的构成的一例的图。本例的半导体电路600具备：过电压保护部1、断线检测部2、状态通知部3、反向连接保护部4以及负载电路5。本例的半导体电路600与图4的半导体电路200的不同之处在于，状态通知部3的构成以及状态通知开关31的源极端子与负载电路5连接。半导体电路600的其他构成可以与半导体电路200相同。
86.状态通知部3可以具有状态通知开关31、齐纳二极管32以及电阻元件33。状态通知开关31可以为n型高压mos晶体管。状态通知开关31的源极端子可以与负载电路5连接。状态通知开关31的漏极端子可以与内部状态通知线72连接。状态通知开关31的栅极端子可以与连接点n2连接。齐纳二极管32可以阴极与状态通知开关31的栅极端子连接，阳极与内部基准电位线73连接。电阻元件33可以一端与连接点n2连接，另一端与状态通知开关31的栅极端子连接。齐纳二极管32和电阻元件33为在被施加有过电压的情况下保护内部的电路的保护电路。
87.状态通知开关31为n型高压mos晶体管，栅极端子与连接点n2连接。即，可以将连接点n2处的电压vb设为检测节点的电压。在输出晶体管15为导通状态(电源电压vcc稳定)时，状态通知开关31变为关断状态，在输出晶体管15为关断状态(电源电压vcc为过电压)时，状态通知开关31变为导通状态。在电源电压vcc稳定的情况下，状态通知开关31成为高阻抗状态，不影响输出电压vout。另一方面，在电源电压vcc为过电压的情况下，从输出端子62到基准电位端子63的阻抗变低，输出电压vout强制性地变为负载电路5的输出电压。负载电路5的输出电压在过电压时大致为接地电压gnd，因此，输出电压vout强制性地变为接地电压gnd。状态通知开关31可以根据检测节点的电压(连接点n2处的电压vb)，切换是否将内部状态通知线72连接到负载电路5。如果输出电压vout变为接地电压gnd，则进入图2的下侧故障检测区。因此，由于能够在外部检测输出电压vout进入下侧故障检测区的情况，所以能够通过简单的电路构成在上位系统侧检测处于故障状态的情况。
88.图9为示出用于说明断线检测部2的动作的半导体电路700的构成的图。半导体电路700为将外部电路9连接到图1所示的半导体电路100而成的电路。本例的半导体电路700具备：断线检测部2、合成电路8以及外部电路9。此外，本例的半导体电路700为了使断线检测部2、合成电路8以及外部电路9动作，而具备电源端子61、输出端子62、基准电位端子63、内部电源线71、内部状态通知线72、内部基准电位线73、外部电源线75、外部状态通知线76以及外部基准电位线77。断线检测部2与图1所示的半导体电路100的断线检测部2相同。合成电路8为图1所示的半导体电路100的过电压保护部1、状态通知部3、反向连接保护部4以及负载电路5的合成电路，并省略一部分。外部电路9为与电源端子61、输出端子62以及基准电位端子63连接的外部电路。
89.断线检测部2的构成与图1所示的半导体电路100相同。断线检测部2具有第二电阻元件21、第三电阻元件22、以及第四电阻元件23。
90.合成电路8具有电阻元件81、电阻元件82、电阻元件83以及输出级放大器84。电阻元件81可以一端与内部电源线71连接，另一端与内部状态通知线72连接。电阻元件82可以一端与内部状态通知线72连接，另一端与内部基准电位线73连接。电阻元件83可以一端与内部电源线71连接，另一端与内部基准电位线73连接。输出级放大器84与内部状态通知线72连接，并向内部状态通知线72输出信号。
91.外部电路9具有电阻元件91、电阻元件92、电源端子93、输出端子94以及基准电位端子95。电阻元件91可以一端与外部电源线75连接，另一端与外部状态通知线76连接。电阻元件92可以一端与外部状态通知线76连接，另一端与外部基准电位线77连接。电源端子93为被供给电源电压vcc的端子。输出端子94为向外部输出输出电压vout的端子。基准电位端子95为被供给接地电压gnd的端子。电源端子93、输出端子94以及基准电位端子95介由外部
电源线75、外部状态通知线76以及外部基准电位线77分别与电源端子61、输出端子62以及基准电位端子63连接。如图2所说明，在过电压和断线故障都未产生的情况下，输出电压vout根据施加压力而在稳定输出区的范围内变化。
92.图10为示出图9的半导体电路700的外部电源线75断线的状态的图。在外部电源线75断线的情况下的输出电压vout表示为下述式1。在式1中，将第二电阻元件21的电阻值设为r1，将第三电阻元件22的电阻值设为r2，将第四电阻元件23的电阻值设为r3，将电阻元件81的电阻值设为r01，将电阻元件82的电阻值设为r02，将电阻元件83的电阻值设为r03，将电阻元件91的电阻值设为r4，将电阻元件92的电阻值设为r5。此外，在表示为r1∥r2的情况下，表示在将电阻值r1的电阻元件与电阻值r2的电阻元件并联连接的情况下的合成电阻值。此外，在表示为r1∥r2∥r3的情况下，表示在将电阻值r1的电阻元件与电阻值r2的电阻元件与电阻值r3的电阻元件并联连接的情况下的合成电阻值。
93.[式1]
[0094][0095]
第四电阻元件23与输出级放大器84的输出无关，因此，不会给没有断线的情况下的输出信号的电压值带来影响。此外，通过使第四电阻元件23的电阻值变化，从而能够使断线时的输出电压vout变化。换言之，通过调整第四电阻元件23的电阻值，从而能够调整断线时的输出电压vout。在外部电源线75断线的情况下，可以以进入图2的下侧故障检测区的范围的方式设定第四电阻元件23。电阻值的调整可以通过使用可变电阻等公知的方法进行。
[0096]
图11为示出图9的半导体电路700的外部基准电位线77断线的状态的图。在外部基准电位线77断线的情况下的输出电压vout表示为下述式2。通过使第四电阻元件23的电阻值变化，从而能够使断线时的输出电压vout变化。换言之，通过调整第四电阻元件23的电阻值，从而能够调整断线时的输出电压vout。在外部基准电位线77断线的情况下，可以以进入图2的上侧故障检测区的范围的方式设定第四电阻元件23。
[0097]
[式2]
[0098][0099]
图12为示出图9的半导体电路700的输出级放大器84的输出电压vout特性的例子的图。与图2同样地，在过电压和断线故障都未产生的情况下，输出级放大器84的输出电压vout如输出线b所示，根据施加压力而在稳定输出区的范围内变化。稳定输出区的范围为从v12起到v13为止的范围。作为例子，从v12起到v13为止的范围为从0.2v起到4.8v为止的范围。以使输出级放大器84的输出不进入上限故障检测区和下限故障检测区的方式，设定输出级放大器84的饱和电压(钳位电压)。
[0100]
在外部基准电位线77断线的情况下，可以以使输出电压vout进入上侧故障检测区的范围的方式，调整第四电阻元件23的电阻值。上侧故障检测区的范围为从v13到v14为止的范围。作为例子，从v13到v14为止的范围为从4.8v起到5.0v为止的范围。
[0101]
在外部电源线75断线的情况下，可以以使输出电压vout进入下侧故障检测区的范
围的方式，调整第四电阻元件23的电阻值。上侧故障检测区的范围为从v13起到v14为止的范围。作为例子，从v13起到v14为止的范围为从0.0v起到0.2v为止的范围。此外，通过以在外部基准电位线77断线的情况下，输出电压vout进入上侧故障检测区的范围，在外部电源线75断线的情况下，输出电压vout进入下侧故障检测区的范围的方式调整第四电阻元件23的电阻值，从而能够容易地确定断线位置。
[0102]
如上所述，在电源电压vcc为过电压的情况下，输出电压vout成为接近0.0v的值。为了区别电源电压vcc为过电压的情况和外部电源线75断线的情况，可以以在电源电压vcc为过电压的情况下输出电压vout进入第一下侧故障检测区，在外部电源线75断线的情况下输出电压vout进入第二下侧故障检测区的方式，调整第四电阻元件23的电阻值。第一下侧故障检测区的范围为从v11起到v15为止的范围。作为例子，从v11起到v15为止的范围为从0.0v起到0.1v为止的范围。第二下侧故障检测区的范围为从v15起到v12为止的范围。作为例子，从v15起到v12为止的范围为从0.1v起到0.2v为止的范围。换言之，内部状态通知线72可以在不同的电压范围向外部传送状态信号和断线信号。通过设置第一下侧故障检测区和第二下侧故障检测区，从而能够区别电源电压vcc为过电压的情况和断线的情况。
[0103]
图13为示出比较例的半导体电路800的构成的一例的图。本例的半导体电路800具备过电压保护部1、断线检测部2、反向连接保护部4以及负载电路5。本例的半导体电路800与图4的半导体电路200的不同之处在于，不具有状态通知部3。图13的其他构成可以与图4相同。
[0104]
本例的半导体电路800与图4的半导体电路200同样地具有过电压保护部1。因此，能够在电源电压vcc为过电压时切断电压供给。另一方面，本例的半导体电路800与图4的半导体电路200不同，不具有状态通知部3。因此，本例的半导体电路800无法向外部通知处于过电压状态这一情况。
[0105]
图14为说明图13的半导体电路800的电流路径的图。如果电源电压vcc变为过电压，则产生以环绕的形式从断线检测部2流向负载电路5的电流路径和从第三电阻元件22流向第四电阻元件23的路径。图14的粗线为以环绕的形式从断线检测部2流向负载电路5的电流路径。图14的粗虚线为从第三电阻元件22流向第四电阻元件23的电流路径。以环绕的形式从第三电阻元件22与第四电阻元件23之间的连接点aa流向负载电路5的电流路径和从连接点aa流向第四电阻元件23的电流路径的合成电阻与第三电阻元件22之间的分压点(连接点aa的电压)作为输出电压vout输出。
[0106]
图15为示出比较例的半导体电路800的电源电压vcc与输出电压vout之间的关系的图。在电源电压vcc稳定的情况(电源电压vcc为v21以下的情况)下，输出电压vout在图2所示的v12与v13之间变化。v21为齐纳二极管12的击穿电压与保护晶体管13的阈值电压之和。
[0107]
另一方面，在电源电压vcc为过电压的情况(电源电压vcc超过v21的情况)下，输出电压vout变为以环绕的形式从连接点aa流向负载电路5的电流路径和从连接点aa流向第四电阻元件23的电流路径的合成电阻与第三电阻元件22之间的分压点的电压。此时的输出电压vout不会成为在负载电路5的内部使用的有源元件动作的电压以下。例如，在半导体电路800形成于硅基板上的情况下，输出电压vout成为0.6v以上。因此，输出电压vout被固定在稳定输出区。因此，本例的半导体电路800无法在电源电压vcc为过电压时，向外部通知处于
过电压状态这一情况。
[0108]
以上，使用实施方式对本发明进行了说明，但是本发明的技术范围并不限于上述实施方式所记载的范围。对本领域技术人员来说可以对上述实施方式进行各种变更或改进是显而易见的。此外，在实施方式中所说明的特征的全部组合并不一定是发明的解决方案所必须的。
[0109]
应当注意的是，在权利要求书、说明书和附图中所示的装置、系统、程序以及方法中的动作、顺序、步骤和阶段等各处理的执行顺序只要未特别明示“在
……
之前”，“事先”等，另外，不是在之后的处理中使用之前的处理的结果，就可以按任意顺序来实现。即使为方便起见，对权利要求书、说明书和附图中的动作流程使用“首先”、“接下来”等进行说明，也不表示必须按照该顺序实施。