專利名稱：負(fù)載驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及負(fù)載驅(qū)動裝置，并且更加具體地涉及包括控制到負(fù)載的電力供給的輸 出晶體管的負(fù)載驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
已經(jīng)廣泛地采用用于電力供給的半導(dǎo)體作為將來自于電源的電力提供給負(fù)載的 負(fù)載驅(qū)動裝置。在一個應(yīng)用領(lǐng)域中，半導(dǎo)體被用于驅(qū)動車輛的燈或者致動器。在此負(fù)載驅(qū)動裝置中，負(fù)載驅(qū)動裝置的接地端子和負(fù)載的接地端子可以被布置為 彼此分離。在這樣的情況下，由于兩個端子之間的導(dǎo)體的電阻分量導(dǎo)致在負(fù)載驅(qū)動裝置的 接地電壓和負(fù)載的接地電壓之間可以產(chǎn)生電壓差。在某些情況下，負(fù)載驅(qū)動裝置可以被安 裝在一個單元中。在此單元中，接地電壓通過連接器被提供給負(fù)載驅(qū)動裝置。在這樣的情況 下，到負(fù)載驅(qū)動裝置的接地電壓的提供可能由于有問題的連接器、線的斷開等等而被中斷。 簡言之，負(fù)載驅(qū)動裝置的接地端子可能進入斷開狀態(tài)。另外，負(fù)載驅(qū)動裝置的接地端子可以 通過寄生裝置被提供有電壓。當(dāng)接地端子處于斷開狀態(tài)時，可能的是，盡管輸出晶體管的柵極電壓達(dá)到足夠高 的電平，但是具有在負(fù)載和電源之間進行切換的功能的輸出晶體管變成導(dǎo)通。換言之，輸出 晶體管可能在輸出晶體管的源極和漏極之間的電阻值高的狀態(tài)下變成導(dǎo)通。這引起輸出晶 體管可能由于過熱而損壞的問題。為此，存在當(dāng)接地端子處于斷開狀態(tài)時保持輸出晶體管 處于非導(dǎo)通狀態(tài)的需求。此外，在使用負(fù)載驅(qū)動裝置用于車輛等等的情況下，當(dāng)負(fù)載驅(qū)動裝置處于待機狀 態(tài)下時，存在防止出現(xiàn)微安數(shù)量級的待機電流的浪費的消耗電流的需求。日本未經(jīng)審查的專利申請公開No. 2009-165113公布用于這些需求的解決方案。 圖14是在日本未經(jīng)審查的專利申請公開No. 2009-165113中公開的負(fù)載驅(qū)動裝置1的電路 圖。如圖14中所示，負(fù)載驅(qū)動裝置1包括電源10、負(fù)載11、驅(qū)動器電路12、控制電路13、背 柵控制電路15、補償電路16、輸出晶體管Tl、電阻器R10、電源端子PWR、接地端子GND1、接 地端子GND2、以及輸出端子OUT。在日本未經(jīng)審查的專利申請公開No. 2009-165113中詳細(xì) 地描述了負(fù)載驅(qū)動裝置的組件之間的連接，并且因此將會省略其描述。接下來，將會描述負(fù)載驅(qū)動裝置1的操作。首先，描述在正常操作中輸出晶體管Tl 變成導(dǎo)通的模式。在導(dǎo)通模式中，當(dāng)?shù)碗娖降目刂菩盘朣2被施加給放電晶體管麗1的柵極 時放電晶體管Mm變成非導(dǎo)通。此外，電源10的負(fù)極側(cè)電壓vss(例如，0V)被提供給接地 端子GND2，并且因此補償晶體管MN7也變成非導(dǎo)通。同時，當(dāng)從驅(qū)動器電路12輸出的高電 平的控制信號Sl被施加給輸出晶體管Tl的柵極時輸出晶體管Tl變成導(dǎo)通。因此，在導(dǎo)通模式下，輸出端子OUT的電壓值基本上等于電源10的正極側(cè)電壓VB的值。此外，在導(dǎo)通模 式下，第二切換部15b的N型MOS晶體管麗5和MN6變成導(dǎo)通，并且第一切換部15a的N型 MOS晶體管麗3和MN4變成非導(dǎo)通。結(jié)果，接地端子GND2的電壓被施加給補償晶體管麗7 的背柵。這時，在補償晶體管麗7中，被耦合到輸出端子OUT的端子用作漏極，并且被耦合 到節(jié)點A的端子用作源極。接下來，描述在正常操作中輸出晶體管Tl變成非導(dǎo)通的非導(dǎo)通模式。在非導(dǎo)通模 式下，當(dāng)高電平的控制信號S2被施加給其柵極時放電晶體管MNl變成導(dǎo)通。此外，電源10 的負(fù)極側(cè)電壓VSS (例如，0V)被提供給接地端子GND2，并且因此補償晶體管麗7變成非導(dǎo) 通。同時，當(dāng)?shù)碗娖降目刂菩盘朣l被施加給其柵極時輸出晶體管Tl變成非導(dǎo)通。因此，在 非導(dǎo)通模式下，輸出端子OUT的電壓值基本上等于負(fù)載11的接地電壓GNDl的電壓值(例 如，0V)。此外，在非導(dǎo)通模式下，第一切換部1 的N型MOS晶體管麗3和MN4變成非導(dǎo)通， 并且第二切換部15b的N型MOS晶體管麗5和MN6也變成非導(dǎo)通。因此，通過背柵控制電 路15被施加給補償晶體管麗7的背柵的電壓0V，其是接地端子GND2和輸出端子OUT之間 的電壓差。接下來，描述由于有問題的布線連接等等導(dǎo)致接地端子GND2示出斷開狀態(tài)的模 式(有問題的GND連接模式)。假定在有問題的GND連接模式中，輸出晶體管Tl是非導(dǎo)通 的。因此，輸出端子OUT是0V。當(dāng)接地端子GND2的電壓變?yōu)楦哂贠V并且超過補償晶體管 麗7的閾值電壓時，補償晶體管麗7變?yōu)閷?dǎo)通，從而短路節(jié)點A和輸出端子OUT。因此，輸出 端子OUT的電壓(例如，0V)被施加給節(jié)點A，結(jié)果放電晶體管MNl的源極和漏極之間的電勢 差基本上變成零。這防止泄漏電流通過放電晶體管Mm流到輸出晶體管Tl的柵極。換言 之，輸出晶體管Tl的柵極電壓沒有由于泄漏電流而上升。這允許輸出晶體管Tl保持非導(dǎo) 通狀態(tài)。此外，在有問題的GND連接模式下，第一切換部15a的N型MOS晶體管麗3和MN4 變成導(dǎo)通并且第二切換部15b的N型MOS晶體管麗5和MN6變成非導(dǎo)通。結(jié)果，通過背柵 控制電路15被施加給補償晶體管MN7的背柵的電壓等于輸出端子OUT的電壓。即，在有問 題的GND連接模式下，補償晶體管麗7的背柵電壓是0V。在這樣的情況下，在補償晶體管 MN7中，被耦合到輸出端子OUT的端子用作源極，并且被耦合到節(jié)點A的端子用作漏極。如上所述，即使當(dāng)接地端子GND2的電壓由于接地布線的有問題的連接而導(dǎo)致增 加時，現(xiàn)有技術(shù)的負(fù)載驅(qū)動裝置1通過使補償晶體管MN7導(dǎo)通來將輸出端子OUT的電壓提 供到節(jié)點A。結(jié)果，現(xiàn)有技術(shù)的負(fù)載驅(qū)動裝置1使放電晶體管MNl的兩個端子之間的電勢 差基本上為零，從而使放電晶體管MNl進入非導(dǎo)通狀態(tài)。這防止泄漏電流通過放電晶體管 麗1流到輸出晶體管Tl的柵極。通過此操作，即使當(dāng)接地端子GND2的電壓增加時，現(xiàn)有技 術(shù)的負(fù)載驅(qū)動裝置1能夠保持輸出晶體管Tl的非導(dǎo)通狀態(tài)。因此，現(xiàn)有技術(shù)的負(fù)載驅(qū)動裝 置1能夠防止在輸出晶體管Tl中產(chǎn)生熱并且還防止輸出晶體管Tl的損壞。簡言之，現(xiàn)有 技術(shù)的負(fù)載驅(qū)動裝置1能夠提高由接地布線的斷開等等引起的故障時的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)中在特定條件下可能存在損耗。具體地，在圖14中所 示的現(xiàn)有技術(shù)的負(fù)載驅(qū)動裝置被集成在半導(dǎo)體基板上的情況下，當(dāng)在操作條件內(nèi)的高壓操 作負(fù)載驅(qū)動裝置時，出現(xiàn)下述損耗，其中形成到晶體管MN4、MN6、以及麗7的垂直寄生雙極晶體管Q4至Q7變成導(dǎo)通，從而產(chǎn)生消耗電流。下面描述消耗電流的產(chǎn)生。在現(xiàn)有技術(shù)的負(fù)載驅(qū)動裝置處于待機狀態(tài)的情況下，晶體管麗4、MN6、以及麗7中 的每一個的P阱(寄生雙極晶體管Q4至Q7中的每一個的基極)沒有被電氣地連接到晶體 管MN4、MN6、以及麗7中的每一個的漏極/源極(寄生雙極晶體管Q4至Q7中的每一個的 發(fā)射極)。結(jié)果，每個寄生雙極晶體管的基極變成斷開。在這里，能夠通過當(dāng)基極被斷開時 的發(fā)射極和集電極之間的擊穿電壓BVceo表示每個寄生雙極晶體管的擊穿電壓。圖13是示出雙極晶體管的擊穿電壓特性的圖。如通常已知的，當(dāng)基極被斷開時的 雙極晶體管的擊穿電壓BVceo和當(dāng)電勢被施加給基極時的雙極晶體管的擊穿電壓BVcbo與 電流放大系數(shù)hFE具有通過下面的表達(dá)式所表達(dá)的關(guān)系。BVceo=BVcbo/VhFE (1)在器件的開發(fā)中，在器件尺寸和擊穿電壓之間存在折衷關(guān)系。在這樣的情況下，擊 穿電壓BVcbo被設(shè)計為具有最優(yōu)值。例如，當(dāng)要求40V的擊穿電壓時，通常將器件設(shè)計為具 有大約60V的擊穿電壓BVcbo。例如，圖14中所示的寄生雙極晶體管Q4至Q7中的每一個的電流放大系數(shù)hFE是 大約100。S卩，如表達(dá)式(1)中所示，擊穿電壓BVceo是擊穿電壓BVcbo的大約三分之一。因此，在現(xiàn)有技術(shù)的負(fù)載驅(qū)動裝置處于待機狀態(tài)的情況下，當(dāng)高于擊穿電壓BVceo 的電壓被施加給寄生雙極晶體管Q4至Q7中的每一個時，寄生雙極晶體管Q4至Q7被擊穿， 結(jié)果電流流過寄生雙極晶體管。這導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)的負(fù)載驅(qū)動裝置的消耗電流的增加。因此，在現(xiàn)有技術(shù)的負(fù)載驅(qū)動裝置中，當(dāng)負(fù)載驅(qū)動裝置處于待機狀態(tài)時，被提供在 補償電路16中的每個晶體管的背柵和被提供在背柵控制電路15中的每個晶體管的背柵變 成斷開(高阻抗)。這引起電流流過寄生雙極晶體管并且在負(fù)載驅(qū)動裝置中消耗電流增加 的問題。本發(fā)明的第一示例性方面是負(fù)載驅(qū)動裝置，包括輸出晶體管，該輸出晶體管被耦 合在第一電源線和輸出端子之間；輸出端子，該輸出端子被構(gòu)造為與負(fù)載相耦合；驅(qū)動器 電路，該驅(qū)動器電路控制輸出晶體管的導(dǎo)通/非導(dǎo)通；補償晶體管，該補償晶體管被耦合在 輸出端子和第二電源線之間，并且當(dāng)驅(qū)動器電路使輸出晶體管變?yōu)榉菍?dǎo)通時并且當(dāng)?shù)诙?源線的電勢達(dá)到預(yù)定的值或者更大時變成導(dǎo)通，以保持輸出晶體管的非導(dǎo)通狀態(tài)；以及第 一電阻器，該第一電阻器被耦合在第二電源線和補償晶體管的背柵之間。利用如上所述的電路構(gòu)造，能夠在當(dāng)電源被正常地連接時的待機狀態(tài)下抑制消耗 電流的增加。根據(jù)本發(fā)明的示例性方面，能夠提供一種負(fù)載驅(qū)動裝置，其能夠在當(dāng)電源被正常 地連接時的待機狀態(tài)下抑制消耗電流的增加。


結(jié)合附圖，根據(jù)某些示例性實施例的以下描述，以上和其它示例性方面、優(yōu)點和特 征將更加明顯，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置的電路圖；圖2是示出形成在根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置中的寄生元 件的半導(dǎo)體器件的截面圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置的電路圖；圖4是示出形成在根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置中的寄生元 件的半導(dǎo)體器件的截面圖；圖5是示出在根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置中電源被反向連 接的情況的電路圖；圖6是示出形成在根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置中的寄生元 件的半導(dǎo)體器件的截面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置的電路圖；圖8是示出形成在根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置中的寄生元 件的半導(dǎo)體器件的截面圖；圖9是示出在根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置中電源被反向連 接的情況的電路圖；圖10是示出形成在根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置中的寄生元 件的半導(dǎo)體器件的截面圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置的電路圖；圖12是示出形成在根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置中的寄生元 件的半導(dǎo)體器件的截面圖；圖13是示出雙極晶體管的擊穿電壓特性的圖；以及圖14是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的負(fù)載驅(qū)動裝置的電路圖。
具體實施例方式下面參考附圖將會詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實施例。適當(dāng)?shù)厥÷灾貜?fù)的描述以 闡明解釋。[第一示例性實施例]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置2的電路圖。如圖1中 所示，負(fù)載驅(qū)動裝置2包括電源10、負(fù)載11、驅(qū)動器電路12、控制電路13、背柵控制電路18、 補償電路16、輸出晶體管Tl、電阻器(第二電阻器)R10、電阻器(第一電阻器)R3、電源端 子PWR、接地端子GND1、接地端子GND2、以及輸出端子OUT。例如，電阻器R3是擴散電阻器。 在第一示例性實施例中，通過電源端子PWR耦合電源10和輸出晶體管Tl的布線被稱為第 一電源線；并且通過接地端子GND2耦合電源10的布線被稱為第二電源線。電源10被耦合在電源端子PWR與接地端子GND和GND2之間。在正常連接時，電 源10將正極側(cè)電壓VB提供給電源端子PWR，并且將負(fù)極側(cè)電壓VSS提供給接地端子GNDl 和GND2。負(fù)載11被耦合在輸出端子OUT和接地端子GNDl之間。負(fù)載11是致動器或者燈， 并且在負(fù)載驅(qū)動裝置2中是電力供給目的地。驅(qū)動器電路12是負(fù)載驅(qū)動裝置2的控制裝置。驅(qū)動器電路12將控制信號Sl提 供給輸出晶體管Tl的柵極，并且還將控制信號S2提供給控制電路13。在第一示例性實施 例中，假定控制信號Sl和S2是具有相反相位的信號。驅(qū)動器電路12根據(jù)控制信號Sl和 S2控制輸出晶體管Tl的導(dǎo)通狀態(tài)?？刂齐娐?3被耦合到輸出晶體管Tl的柵極，并且通過電阻器RlO還被耦合到接地端子GND2。通過節(jié)點A耦合電阻器RlO和控制電路13。換言之，控制電路13被耦合在 輸出晶體管Tl的柵極和節(jié)點A之間。通過控制信號S2來控制控制電路13的導(dǎo)通/非導(dǎo) 通。當(dāng)控制信號S2處于高電平時，控制電路13變成導(dǎo)通，從而從輸出晶體管Tl的柵極引 出電荷。同時，當(dāng)控制信號S2處于低電平時，控制電路13變成非導(dǎo)通，并且因此沒有放電 來自于輸出晶體管Tl的柵極的電荷。更加具體地，控制電路13包括放電晶體管MN1。在第一示例性實施例中，N型MOS 晶體管被用作放電晶體管MN1。放電晶體管Mm具有被耦合到輸出晶體管Tl的柵極的漏 極，和被耦合到節(jié)點A的源極和背柵?？刂菩盘朣2被提供到放電晶體管MNl的柵極。在放電晶體管MNl的漏極和背柵之間，作為寄生元件形成寄生二極管D1。更加具 體地，寄生二極管Dl具有被連接到放電晶體管MNl的背柵的陽極，和被耦合到輸出晶體管 Tl的柵極的陰極。在這樣的情況下，當(dāng)源極電壓高于漏極電壓時寄生二極管Dl變成導(dǎo)通。 例如，當(dāng)源極電壓比漏極電壓高0. 7V或者更大時，寄生二極管Dl變成導(dǎo)通。補償電路16被耦合在輸出端子OUT和節(jié)點A之間。當(dāng)接地端子GND2的電壓高于 預(yù)定電壓時，補償電路16使節(jié)點A和輸出端子OUT被短路。補償電路16包括補償晶體管 MN7。在第一示例性實施例中，N型MOS晶體管被用作補償晶體管MN7。補償晶體管MN7的 源極/漏極中的一個被耦合到輸出端子OUT，并且其源極/漏極中的另一個被耦合到節(jié)點 A。補償晶體管MN7的柵極被耦合到接地端子GND2，并且其背柵被耦合到電阻器R3的一個 端子。寄生雙極晶體管Q6和Q7以及寄生二極管D3c和D3d作為寄生元件被形成到補償 電路16。更加具體地，寄生雙極晶體管Q6具有被連接到補償晶體管MN7的背柵的基極、被 連接到補償晶體管麗7的節(jié)點A側(cè)上的源極/漏極擴散區(qū)域的發(fā)射極、以及被連接到電源 端子PWR的集電極。寄生雙極晶體管Q7具有被連接到補償晶體管MN7的背柵的基極、被連 接到補償晶體管MN7的輸出端子OUT側(cè)上的源極/漏極擴散區(qū)域的發(fā)射極、以及被連接到 電源端子PWR的集電極。寄生二極管D3c具有被連接到補償晶體管MN7的背柵的陽極，和 被連接到補償晶體管MN7的節(jié)點A側(cè)上的源極/漏極擴散區(qū)域的陰極。寄生二極管D3d具 有被連接到補償晶體管MN7的背柵的陽極，和被連接到補償晶體管MN7的輸出端子OUT側(cè) 上的源極/漏極擴散區(qū)域的陰極。輸出晶體管Tl具有被耦合到電源端子PWR的漏極，和被耦合到輸出端子OUT的源 極?？刂菩盘朣l被提供給輸出晶體管Tl的柵極。當(dāng)控制信號Sl處于高電平時，輸出晶體 管Tl變成導(dǎo)通。當(dāng)控制信號Sl處于低電平時，輸出晶體管Tl變成非導(dǎo)通。電阻器R3具有被耦合到補償晶體管MN7的背柵的一個端子，和被耦合到背柵控制 電路18的另一個端子。在電阻器R3的兩個端子和電源端子PWR之間，寄生二極管D3a和 D3b作為寄生元件被形成到電阻器R3。更加具體地，寄生二極管D3a具有被連接到背柵控 制電路18側(cè)上的電阻器13的端子的陽極，和被耦合到電源端子PWR的陰極。寄生二極管 D!3b具有被連接到補償電路16側(cè)上的電阻器13的端子的陽極，和被耦合到電源端子PWR的 陰極。背柵控制電路18被提供在電阻器R3的另一端子和節(jié)點A之間。背柵控制電路18 通過電阻器R3控制補償晶體管麗7的背柵。在電源10的正極側(cè)電壓VB被提供到電源端 子PWR的狀態(tài)下，不管負(fù)極側(cè)電壓VSS是否被提供給接地端子GND2，背柵控制電路18將節(jié)8點A的電壓提供給補償晶體管MN7的背柵。更加具體地，背柵控制電路18包括第一 N型MOS晶體管MN9。在第一示例性實施 例中，N型MOS晶體管被用作第一 N型MOS晶體管MN9。第一 N型MOS晶體管MN9具有被耦 合到節(jié)點A的漏極、被耦合到電阻器R3的另一端子的源極、被耦合到電源端子PWR的柵極、 以及被耦合到源極的背柵。寄生雙極晶體管Q4作為寄生元件形成到背柵控制電路18。更加具體地，寄生雙極 晶體管Q4具有被連接到第一 N型MOS晶體管MN9的背柵的基極、被連接到第一 N型MOS晶 體管MN9的節(jié)點A側(cè)上的漏極擴散區(qū)域的發(fā)射極、以及被耦合到電源端子PWR的集電極。接下來，將會描述當(dāng)電源10被正常地連接時負(fù)載驅(qū)動裝置2的操作。當(dāng)控制信號 Sl處于高電平并且控制信號S2處于低電平時，放電晶體管Mm變成非導(dǎo)通并且輸出晶體管 Tl變成導(dǎo)通。因此，通過電源10輸出的正極側(cè)電壓VB作為電力被提供給負(fù)載11。同時，當(dāng)控制信號Sl處于低電平并且控制信號S2處于高電平時，放電晶體管麗1 變成導(dǎo)通，從而將電荷從輸出晶體管Tl的柵極引到接地端子GND2。因此，當(dāng)輸出晶體管Tl 的電荷的放電完成時，輸出晶體管Tl的柵極電壓變成0V。即，輸出晶體管Tl的柵極和源極 之間的電壓低，并且因此輸出晶體管Tl變成非導(dǎo)通。因此，沒有電力從電源10提供到負(fù)載 11，并且輸出端子OUT的電壓基本上變成0V。此外，在電源10被正常地連接的狀態(tài)中，第一 N型MOS晶體管MN9變成導(dǎo)通，并且 因此負(fù)極側(cè)電壓VSS通過電阻器RlO和電阻器R3被施加給補償晶體管麗7的背柵。在這 樣的情況下反向偏置寄生二極管D3a至D3d，因此寄生二極管D3a至D3d變成非導(dǎo)通。此 外，寄生雙極晶體管Q4、Q6、以及Q7被短路使得發(fā)射極和基極之間的電壓基本上變成0V。 因此，由于第一 N型MOS晶體管MN9的導(dǎo)通導(dǎo)致從寄生元件流到節(jié)點A的電流的量幾乎沒 有。此外，節(jié)點A的電壓和接地端子GND2的電壓基本上相同。因此，被耦合在節(jié)點A和輸 出端子OUT之間的補償晶體管麗7沒有變成導(dǎo)通。換言之，補償晶體管麗7被去激活。為了更加詳細(xì)地解釋寄生元件，圖2示出了示出控制電路13、補償電路16、背柵控 制電路18、以及電阻器R3的截面圖。圖2的截面圖示出控制電路13、補償電路16、背柵控 制電路18、以及電阻器R3形成在單個N型半導(dǎo)體基板上的示例。如圖2中所示，使用P型擴散區(qū)域在N型半導(dǎo)體基板上形成電阻器R3。例如，在 電阻器R3中，使用具有高雜質(zhì)濃度的P+擴散區(qū)域在電阻器R3的兩端處形成電阻器連接端 子。此外，使用連接連接端子的具有低雜質(zhì)濃度的P—擴散區(qū)域形成電阻器部分?？刂齐娐?3的放電晶體管MNl包括由P型半導(dǎo)體制成并且形成在N型半導(dǎo)體基 板上的P阱(在下文中，如有必要，稱為“放電晶體管麗1的背柵”)。在P阱中，形成P+擴 散區(qū)域和N+擴散區(qū)域。P+擴散區(qū)域用作用于將電勢作為放電晶體管MNl的背柵電壓提供 給P阱的電勢提供端子。N+擴散區(qū)域形成放電晶體管Mm的源極區(qū)域和漏極區(qū)域。在形成 漏極的N+擴散區(qū)域的外圍上，形成具有低雜質(zhì)濃度的N—擴散區(qū)域。N—擴散區(qū)域提供放電晶 體管MNl的漏極和背柵之間的高擊穿電壓。此外，在N型半導(dǎo)體襯底的上層上方，在兩個N+ 擴散區(qū)域上延伸的區(qū)域中，經(jīng)由柵極氧化膜形成柵電極。補償電路16的補償晶體管麗7和背柵控制電路18的第一 N型MOS晶體管ΜΝ9由 具有與放電晶體管麗1基本上相同的構(gòu)造的元件組成。補償晶體管麗7具有N—擴散區(qū)域 形成在形成源極和漏極的N+擴散區(qū)域中的每一個的外圍上的構(gòu)造，并且在漏極和背柵之間以及在源極和背柵之間具有高擊穿電壓。寄生雙極晶體管Q4具有用作第一 N型MOS晶體管MN9的背柵的基極、用作第一 N 型MOS晶體管MN9中被耦合到節(jié)點A的N+擴散區(qū)域的發(fā)射極、以及用作N型半導(dǎo)體基板的 集電極。寄生雙極晶體管Q6具有用作補償晶體管MN7的背柵的基極、用作補償晶體管MN7 中被耦合到節(jié)點A的N+擴散區(qū)域的發(fā)射極、以及用作N型半導(dǎo)體基板的集電極。寄生雙極 晶體管Q7具有用作補償晶體管MN7的背柵的基極、用作補償晶體管MN7中被耦合到輸出端 子OUT的N+擴散區(qū)域的發(fā)射極、以及用作N型半導(dǎo)體基板的集電極。寄生二極管Dl具有用作放電晶體管MNl的背柵的陽極，和用作放電晶體管MNl中 被耦合到輸出晶體管Tl的柵極的N+擴散區(qū)域的陰極。寄生二極管D3a具有用作電阻器R3 中被耦合到第一 N型MOS晶體管MN9的背柵的N+擴散區(qū)域的陽極，和用作N型半導(dǎo)體基板 的陰極。寄生二極管D!3b具有用作電阻器R3中被耦合到補償晶體管MN7的背柵的N+擴散 區(qū)域的陽極，和用作N型半導(dǎo)體基板的陰極。寄生二極管D3c具有用作補償晶體管MN7的 背柵的陽極，和用作補償晶體管MN7中被耦合到節(jié)點A的N+擴散區(qū)域的陰極。寄生二極管 D3d具有用作補償晶體管MN7的背柵的陽極，和用作補償晶體管MN7中被耦合到輸出端子 OUT的N+擴散區(qū)域的陰極。在典型的NPN雙極晶體管中，當(dāng)NPN雙極晶體管的基極被提供有固定電勢時的其 集電極和發(fā)射極之間的擊穿電壓高于當(dāng)基極被斷開時的擊穿電壓。在現(xiàn)有技術(shù)中，寄生雙 極晶體管的基極可以被斷開。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，可能的是，寄生雙極晶體管的發(fā)射極和 集電極之間的擊穿電壓BVceo下降到電源10的最大施加電壓或者更低。在第一示例性實施例中，固定電勢被施加給寄生雙極晶體管Q4、Q6、以及Q7中的 每一個的基極。結(jié)果，寄生雙極晶體管Q4、Q6、以及Q7具有集電極和發(fā)射極之間的高擊穿 電壓。事先將器件設(shè)計為這時每個寄生雙極晶體管的集電極和發(fā)射極之間的擊穿電壓變?yōu)?高于電源10的最大施加電壓。因此，寄生雙極晶體管Q4、Q6、以及Q7保持非導(dǎo)通狀態(tài)直到 達(dá)到電源10的最大施加電壓。如圖1和圖2中所示，寄生雙極晶體管Q4、Q6、以及Q7的基極均被耦合到補償晶 體管MN7的背柵的布線。此外，當(dāng)負(fù)載驅(qū)動裝置2處于待機狀態(tài)(其中電力沒有從輸出晶 體管Tl提供到負(fù)載11的待機狀態(tài))時，第一 N型MOS晶體管MN9導(dǎo)通。這時，負(fù)極側(cè)電壓 VSS通過接地端子GND被提供給寄生雙極晶體管Q4、Q6、以及Q7的基極。這允許寄生雙極 晶體管Q4、Q6、以及Q7保持非導(dǎo)通狀態(tài)直到達(dá)到最大施加電壓。即，由于沒有電流流過寄 生雙極晶體管，所以負(fù)載驅(qū)動裝置2能夠抑制消耗電流的增加。接下來，描述由于布線的有問題的連接等等導(dǎo)致當(dāng)接地端子GND2進入斷開狀態(tài) 時的負(fù)載驅(qū)動裝置2的操作(在下文中，簡單地稱為“有問題的GND連接模式”)。在有問 題的GND連接模式中，假定輸出晶體管Tl是非導(dǎo)通的。因此，輸出端子OUT的電壓是0V。 當(dāng)接地端子GND2的電壓變得高于OV并且超過補償晶體管麗7的閾值電壓時，補償晶體管 麗7變?yōu)閷?dǎo)通，從而短路節(jié)點A和輸出端子OUT。更加具體地，在有問題的GND連接模式中，背柵控制電路18的第一 N型MOS晶體 管MN9變成導(dǎo)通。結(jié)果，電流通過電阻器RlO和電阻器R3從接地端子GND2流到補償晶體 管麗7的背柵。此電流通過寄生二極管D3d流到輸出端子OUT。同時，由于寄生二極管D3c 的陰極被耦合到節(jié)點A，所以寄生二極管D3c的陽極和陰極處的電壓基本上相同。因此，沒有電流流過寄生二極管D3c。由于寄生二極管D3a和D!3b的陰極側(cè)上的電壓等于正極側(cè)電 壓VB，所以沒有產(chǎn)生正向電壓。在這里，事先調(diào)節(jié)電阻器R3的電阻值使得寄生二極管D3d的正向電壓沒有超過寄 生雙極晶體管Q7的閾值電壓。因此，例如，寄生二極管D3d的正向電壓是大約0. 5V。寄生 雙極晶體管Q7變成非導(dǎo)通，因為發(fā)射極和基極之間的電壓是大約0. 7V或更小。S卩，補償晶 體管麗7的背柵的電壓比輸出端子OUT的電壓(例如，0V)高大約0.5V。在這樣的情況下， 補償晶體管MN7具有被耦合到輸出端子OUT的源極，和被耦合到節(jié)點A的漏極。然后，基本 上等于節(jié)點A的電壓的電壓被施加給補償晶體管麗7的柵極。這使補償晶體管麗7進入導(dǎo) 通狀態(tài)。因此，輸出端子OUT的電壓(例如，0V)被施加給節(jié)點A。結(jié)果，放電晶體管麗1的 源極和漏極之間的電勢差基本上變成零。因此，沒有泄漏電流通過放電晶體管MNl流到輸 出晶體管Tl的柵極。換言之，輸出晶體管Tl保持非導(dǎo)通狀態(tài)。如上所述，即使當(dāng)接地端子GND2的電壓由于接地布線的有問題的連接而增加時 根據(jù)第一示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置2通過使補償晶體管MN7進入導(dǎo)通狀態(tài)來將輸出端 子OUT的電壓提供到節(jié)點A。因此，根據(jù)第一示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置2使放電晶體 管MNl的兩端之間的電勢差基本上為零，從而使放電晶體管Mm進入非導(dǎo)通狀態(tài)。這防止 泄漏電流通過放電晶體管麗1流到輸出晶體管Tl的柵極。通過此操作，即使當(dāng)接地端子 GND2的電壓增加時根據(jù)第一示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置2能夠保持輸出晶體管Tl的非 導(dǎo)通狀態(tài)。因此，根據(jù)第一示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置2能夠防止由于接地端子GND2的 電壓的增加而導(dǎo)致在輸出晶體管Tl中產(chǎn)生熱，并且能夠防止輸出晶體管Tl的損壞。簡言 之，根據(jù)第一示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置2能夠提高由接地布線等等的斷開引起的故障 時的可靠性。[第二示例性實施例]上述負(fù)載驅(qū)動裝置2能夠防止由于接地端子GND2的電壓的增加導(dǎo)致的與輸出晶 體管Tl的截止?fàn)顟B(tài)相關(guān)聯(lián)的故障。然而，難以在電源10被反向連接的情況下保護負(fù)載驅(qū) 動裝置2。同時，根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例，能夠?qū)崿F(xiàn)防止由于接地端子GND2的電壓 的增加導(dǎo)致的與輸出晶體管Tl的截止?fàn)顟B(tài)相關(guān)聯(lián)的故障，以及保護當(dāng)電源10被反向連接 時的負(fù)載驅(qū)動裝置。此外，第二示例性實施例能夠解決下述問題。即，如上所述，當(dāng)負(fù)載驅(qū)動裝置被用 于車輛等等時，負(fù)載11側(cè)上的接地端子GNDl和控制電路13側(cè)上的接地端子GND2在不同 點處接地。因此，在兩個端子之間存在電勢差。在根據(jù)第一示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置2 中，在當(dāng)電源10被正常連接時的待機狀態(tài)中，如果接地端子GND2的電勢高于接地端子GNDl 的電勢，那么可能的是，輸出晶體管Tl沒有被可靠地變?yōu)榉菍?dǎo)通。同時，在根據(jù)第二示例 性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置3中，在電源10被正常地連接時的待機狀態(tài)中，即使當(dāng)接地端子 GNDl的電勢不同于接地端子GND2的電勢，輸出晶體管Tl能夠被可靠地變?yōu)榉菍?dǎo)通。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置3的電路圖。與圖1中 所示的負(fù)載驅(qū)動裝置2相比較，圖3中所示的負(fù)載驅(qū)動裝置3進一步包括保護二極管(例 如，箝位二極管)D10、電阻器(第三電阻器)R2、電阻器(第四電阻器)R11、以及反向連接保 護電路17。例如，電阻器R2是擴散電阻器。在下面的描述中，通過相同的附圖標(biāo)記來表示與第一示例性實施例的組件相類似的第二示例性實施例的組件，并且省略其描述。盡管第二示例性實施例的控制電路13與第一示例性實施例的控制電路13相類 似，但是第二示例性實施例的放電晶體管MNl的背柵和源極的連接目的地不同于第一示例 性實施例的連接目的地。在第二示例性實施例中，放電晶體管MNl的源極被耦合到輸出端 子OUT。此外，放電晶體管麗1的背柵通過電阻器R2被耦合到輸出端子OUT。除了寄生二極管Dl之外，寄生雙極晶體管Ql作為寄生元件形成到放電晶體管 MNl0更加具體地，寄生雙極晶體管Ql具有被連接到放電晶體管MNl的背柵的基極、被耦合 到輸出晶體管Tl的柵極的發(fā)射極、以及被耦合到電源端子PWR的集電極。同樣在圖1中所 示的負(fù)載驅(qū)動裝置2的情況下，寄生雙極晶體管Ql形成到放電晶體管MN1。然而，在圖1中 省略寄生雙極晶體管Q1，因為僅當(dāng)電源10被反向連接時寄生雙極晶體管Ql的操作成為問 題。寄生二極管Dla和Dlb作為寄生元件形成到電阻器R2。寄生二極管Dla具有被連 接到輸出端子OUT側(cè)上的電阻器R2的端子的陽極，和被耦合到電源端子PWR的陰極。寄生 二極管Dlb具有被連接到放電晶體管MNl的背柵側(cè)上的電阻器R2的端子的陽極，和被耦合 到電源端子PWR的陰極。二極管DlO具有被耦合到電源端子PWR的陰極，和通過電阻器RlO耦合到接地端 子GND2的陽極。二極管DlO的陽極側(cè)上的節(jié)點被稱為節(jié)點B。即，在第二示例性實施例中 將第一示例性實施例的節(jié)點A稱為節(jié)點B。反向連接保護電路17被耦合到輸出晶體管Tl的柵極并且通過電阻器Rll還被耦 合到接地端子GND2。注意，電阻器Rll和反向連接保護電路17通過節(jié)點C耦合。S卩，反向 連接保護電路17被耦合在輸出晶體管Tl的柵極和節(jié)點C之間。當(dāng)電源10被反向連接時 反向連接保護電路17將電荷提供給輸出晶體管Tl的柵極，從而使輸出晶體管Tl進入導(dǎo)通 狀態(tài)。反向連接保護電路17包括保護晶體管MN8。在第二示例性實施例中，N型MOS晶 體管被用作保護晶體管MN8。保護晶體管MN8的源極/漏極中的一個被耦合到輸出晶體管 Tl的柵極，并且其源極/漏極中的另一個和柵極被共同地耦合到節(jié)點C。此外，保護晶體管 MN8的背柵被耦合到電阻器R3的一個端子。寄生雙極晶體管Q8和Q9以及寄生二極管DIBe和D3f作為寄生元件形成到反向連 接保護電路17。更加具體地，寄生雙極晶體管Q8具有被連接到保護晶體管MN8的背柵的基 極、被連接到保護晶體管MN8中的節(jié)點C側(cè)上的源極/漏極擴散區(qū)域的發(fā)射極、以及被耦合 到電源端子PWR的集電極。寄生雙極晶體管Q9具有被連接到保護晶體管MN8的背柵的基 極、被連接到保護晶體管MN8中的輸出晶體管Tl的柵極側(cè)上的源極/漏極擴散區(qū)域的發(fā)射 極、以及被耦合到電源端子PWR的集電極。寄生二極管DIBe具有被連接到保護晶體管MN8 的背柵的陽極，和被連接到保護晶體管MN8中的節(jié)點C側(cè)上的源極/漏極擴散區(qū)域的陰極。 寄生二極管D3f具有被連接到保護晶體管MN8的背柵的陽極，和被連接到保護晶體管MN8 中的輸出晶體管Tl的柵極側(cè)上的源極/漏極擴散區(qū)域的陰極。盡管第二示例性實施例的補償電路16與第一示例性實施例的補償電路16相類 似，但是補償晶體管MN7的源極/漏極中的另一個和柵極的連接目的地與第一示例性實施 例中的不同。第二示例性實施例的補償晶體管MN7的源極/漏極中的一個被耦合到輸出端子OUT，并且其源極/漏極中的另一個被耦合到節(jié)點C。此外，補償晶體管MN7的柵極被耦 合到節(jié)點B，并且其背柵被耦合到電阻器R3的一個端子。不同于第一示例性實施例，寄生雙 極晶體管Q6的發(fā)射極被耦合到節(jié)點C。電阻器Rll被串聯(lián)地耦合在接地端子GND2和節(jié)點 C之間。接下來，將會描述當(dāng)電源10被正常地連接時的負(fù)載驅(qū)動裝置3的操作。當(dāng)控制信 號Sl處于高電平并且控制信號S2處于低電平時，放電晶體管MNl變成非導(dǎo)通并且輸出晶 體管Tl變成導(dǎo)通。因此，通過電源10輸出的正極側(cè)電壓VB作為電力被提供給負(fù)載11。同時，當(dāng)控制信號Sl處于低電平并且控制信號S2是處于高電平時，放電晶體管 Mm變成導(dǎo)通，從而將電荷從輸出晶體管τι的柵極引到輸出端子OUT。因此，在來自于輸出 晶體管τι的柵極的電荷的放電完成之后，輸出晶體管τι的柵極電壓變成ov。即，輸出晶體 管Tl的柵極和源極之間的電壓變?yōu)?V，并且輸出晶體管Tl變成非導(dǎo)通。因此，沒有電力從 電源10提供到負(fù)載11，并且輸出端子OUT的電壓基本上變成0V。此外，在電源10被正常地連接的狀態(tài)中，第一 N型MOS晶體管MN9變成導(dǎo)通。因 此，負(fù)極側(cè)電壓VSS通過電阻器RlO和電阻器R3被施加給補償晶體管麗7和保護晶體管MN8 的背柵。這時，寄生二極管D3a至D3f被反向偏置并且因此變成非導(dǎo)通。寄生雙極晶體管 Q4、以及Q6至Q9被短路從而其發(fā)射極和基極之間的電壓基本上變成0V。因此，當(dāng)?shù)谝?N型 MOS晶體管MN9變成導(dǎo)通時，幾乎沒有電流從寄生元件流到節(jié)點B。節(jié)點B的電壓基本上等 于接地端子GND2的電壓。S卩，由于根據(jù)負(fù)極側(cè)電壓VSS的電壓被提供給補償晶體管麗7和 保護晶體管MN8的每個背柵，所以補償晶體管MN7和保護晶體管MN8變成非導(dǎo)通。換言之， 補償晶體管麗7和保護晶體管MN8被去激活。為了更加詳細(xì)地解釋寄生元件，圖4示出示出控制電路13、補償電路16、背柵控制 電路18、反向連接保護電路17、電阻器2、以及電阻器R3的截面圖。圖4的截面圖示出控制 電路13、補償電路16、背柵控制電路18、反向連接保護電路17、電阻器2、以及電阻器R3形 成在單個N型半導(dǎo)體基板上的示例。在下面的描述中，通過相同的附圖標(biāo)記來表示與第一 示例性實施例相類似的第二示例性實施例的組件，并且省略其描述。如圖4中所示，放電晶體管麗1、補償晶體管麗7、保護晶體管MN9、以及電阻器R3 具有與圖2中所示的負(fù)載驅(qū)動裝置2基本上相同的構(gòu)造。反向連接保護電路17的保護晶體管MN8由具有與放電晶體管麗1基板上相同的 構(gòu)造的元件組成。保護晶體管MN8具有N-擴散區(qū)域也形成在形成源極和漏極的N+擴散區(qū) 域中的每一個的外圍上的構(gòu)造，并且具有漏極和背柵之間以及源極和背柵之間的高擊穿電 壓。此外，電阻器R2由具有與電阻器R3基本上相同構(gòu)造的元件組成。寄生雙極晶體管Ql具有用作放電晶體管ilNl的背柵的基極、用作放電晶體管MNl 中被耦合到輸出晶體管Tl的柵極的N+擴散區(qū)域的發(fā)射極、以及用作N型半導(dǎo)體基板的集電 極。寄生二極管Dla具有用作電阻器R2中被耦合到輸出端子OUT的P+擴散區(qū)域的陽極， 和用作N型半導(dǎo)體基板的陰極。寄生二極管Dlb具有用作電阻器R2中被耦合到放電晶體 管Ql的背柵的P+擴散區(qū)域的陽極，和用作N型半導(dǎo)體基板的陰極。寄生雙極晶體管Q8具有用作保護晶體管MN8的背柵的基極、用作保護晶體管MN8 中被耦合到節(jié)點C的N+擴散區(qū)域的發(fā)射極、以及用作N型半導(dǎo)體基板的集電極。寄生雙極 晶體管Q9具有用作保護晶體管MN8的背柵的基極、用作保護晶體管MN8中被耦合到輸出晶體管Tl的柵極的N+擴散區(qū)域的發(fā)射極、以及用作N型半導(dǎo)體基板的集電極。寄生二極管 Dle具有用作保護晶體管MN8的背柵的陽極，和用作保護晶體管MN8中被耦合到節(jié)點C的N+ 擴散區(qū)域的陰極。寄生二極管D3f具有用作保護晶體管MN8的背柵的陽極，和用作保護晶 體管MN8中被耦合到輸出晶體管Tl的柵極的N+擴散區(qū)域的陰極。在這樣的情況下，如圖3和圖4中所示，寄生雙極晶體管Q4和Q6至Q9的基極均被 耦合到補償晶體管MN7和保護晶體管MN8中的每一個的背柵的布線。此外，當(dāng)負(fù)載驅(qū)動裝 置3處于待機狀態(tài)時，第一 N型MOS晶體管MN9導(dǎo)通。因此，電源10的負(fù)極側(cè)電壓VSS通 過接地端子GND被提供給寄生雙極晶體管Q4和Q6至Q9的基極。結(jié)果，與第一示例性實施 例的情況中一樣，寄生雙極晶體管Q4和Q6至Q9保持非導(dǎo)通狀態(tài)直到達(dá)到最大施加電壓。 換言之，由于沒有電流流過寄生雙極晶體管，因此根據(jù)第二示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置3 能夠抑制消耗電流的增加。接下來，描述當(dāng)由于布線的有問題的連接等等導(dǎo)致接地端子GND2進入斷開狀態(tài) (有問題的GND連接模式)時的負(fù)載驅(qū)動裝置3的操作。假定在有問題的GND連接模式中， 輸出晶體管Tl是非導(dǎo)通的。在這樣的情況下，放電晶體管MNl被耦合在輸出晶體管Tl的柵 極和輸出端子OUT之間。因此，在有問題的GND連接模式下，不管補償晶體管麗7的狀態(tài)如 何，放電晶體管MNl不允許任何泄漏電流從接地端子GND2流到輸出晶體管Tl的柵極。因 此，寄生雙極晶體管Ql變成非導(dǎo)通。換言之，寄生雙極晶體管Ql被去激活。當(dāng)?shù)谝?N型MOS晶體管MN9變成導(dǎo)通時，大約0. 5V的電壓被施加給補償晶體管 MN7和保護晶體管MN8的背柵，與在第一示例性實施例的情況中一樣。因此，在保護晶體管 MN8中，被耦合到輸出端子OUT的端子用作源極，并且被耦合到節(jié)點C的端子用作漏極。因 此，保護晶體管MN8變成導(dǎo)通。而且由于與第一示例性實施例相同的理由，補償晶體管MN7 變成導(dǎo)通，并且因此節(jié)點C的電壓變得等于輸出端子OUT的電壓(例如，0V)。結(jié)果，保護晶 體管MN8的漏極處的電壓等于其源極處的電壓，并且沒有電流通過保護晶體管MN8流到輸 出晶體管Tl的柵極。即，輸出晶體管Tl保持非導(dǎo)通狀態(tài)。如上所述，即使當(dāng)由于接地電線的有問題的連接導(dǎo)致接地端子GND2的電壓增加 時，根據(jù)第二示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置3通過使補償晶體管MN7導(dǎo)通而將輸出端子OUT 的電壓提供到節(jié)點C。結(jié)果，根據(jù)第二示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置3使保護晶體管MN8的 兩端之間的電勢差基本上為零，從而使保護晶體管MN8進入非導(dǎo)通狀態(tài)。這防止漏電流通 過保護晶體管MN8流到輸出晶體管Tl的柵極。通過此操作，即使當(dāng)接地端子GND2的電壓增 加時，根據(jù)第二示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置3也能夠保持輸出晶體管Tl的非導(dǎo)通狀態(tài)。 因此，根據(jù)第二示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置3能夠防止由于接地端子GND2的電壓的增加 導(dǎo)致的輸出晶體管Tl中的熱產(chǎn)生并且還能夠防止輸出晶體管Tl的損壞。簡言之，根據(jù)第二 示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置3能夠提高由接地布線的斷開等等引起的故障時的可靠性。接下來，描述當(dāng)錯誤地反向連接電源10時的操作模式(在下文中，被稱為“反向連 接模式”)下的負(fù)載驅(qū)動裝置3的操作。圖5示出反向連接模式下的負(fù)載驅(qū)動裝置3的電 路圖。圖6給出了示出反向連接模式下的組成負(fù)載驅(qū)動裝置3的器件的截面圖。在反向連接模式中，電源10的正極側(cè)電壓VB和負(fù)極側(cè)電壓VSS被顛倒。結(jié)果，寄 生雙極晶體管Ql、Q4、以及Q6至Q9中的每一個的發(fā)射極和集電極被顛倒。這是因為由于 電源10的反向連接使得高電勢側(cè)和低電勢側(cè)被顛倒。每個寄生雙極晶體管的發(fā)射極和集電極與當(dāng)電源10被正常地連接時不同，但是通過與當(dāng)電源10被正常地連接時相同的附圖 標(biāo)記來表示。在反向連接模式下，當(dāng)電流通過二極管DlO從接地端子GND2流到電源端子PWR 時，節(jié)點B的電壓變得等于二極管DlO的正向電壓(例如，0.7V)。此外，當(dāng)電流通過輸出晶 體管Tl的漏極和背柵之間的二極管和負(fù)載11從接地端子GNDl流到電源端子PWR時，輸出 端子OUT的電壓變得等于輸出晶體管Tl的寄生二極管(背柵和漏極之間的二極管)的正 向電壓(例如，0. 7V)。在這樣的情況下，如果能夠使保護晶體管MN8導(dǎo)通，那么電荷被從被 提供有正極側(cè)電壓VB的接地端子GND2提供到輸出晶體管Tl的柵極，從而允許輸出晶體管 Tl被導(dǎo)通。因此，負(fù)載驅(qū)動裝置3能夠抑制在輸出晶體管Tl中的熱產(chǎn)生并且防止負(fù)載驅(qū)動 裝置的損壞。由于負(fù)極性側(cè)電壓VSS被施加給第一 N型MOS晶體管MN9的柵極，所以第一 N型 MOS晶體管MN9變成非導(dǎo)通。這時，由于寄生二極管D3d的存在，使得補償晶體管MN7的背 柵電壓比輸出端子OUT的電壓高0. 7V或更少。類似地，由于寄生二極管D3f的存在，使得 保護晶體管MN8的背柵電壓比輸出端子OUT的電壓高0. 7V或更少。這表示補償晶體管MN7 和保護晶體管MN8中的每一個的背柵電壓是低電壓。在這樣的情況下，補償晶體管MN7具 有大約0.7V的柵極(節(jié)點B)電壓、高漏極(節(jié)點C)電壓、大約0.7V的源極(輸出端子 OUT)電壓、以及大約0.7V的背柵電壓。因此，補償晶體管MN7變成非導(dǎo)通。同時，保護晶體 管MN8具有高柵極電壓、高漏極(節(jié)點C)電壓、大約0.7V的源極(輸出端子OUT)電壓、以 及大約0.7V的背柵電壓。因此，保護晶體管MN8變成導(dǎo)通。結(jié)果，通過保護晶體管MN8將 電荷從接地端子GND2提供到輸出晶體管Tl的柵極。這時，如果被形成在放電晶體管MNl中的寄生雙極晶體管Ql變成導(dǎo)通，那么可能 的是，輸出晶體管Tl的柵極電荷被引出并且抑制了輸出晶體管Tl被導(dǎo)通。在反向連接模 式下，存在電流通過放電晶體管MNl的背柵和負(fù)載11從接地端子GNDl流到電源端子PWR 的路徑。因此，形成在電阻器R2的兩個端子處的寄生二極管Dla和Dlb防止寄生雙極晶體 管Ql被導(dǎo)通。具體地，在反向連接模式下，當(dāng)電流通過電阻器R2流到寄生二極管Dl時，由于電 阻器R2的影響使得小于寄生二極管Dla的電流流到寄生二極管Dlb。這時，在寄生二極管 Dla處產(chǎn)生大約0. 7V的正向電壓，并且在寄生二極管D2b處產(chǎn)生大約0. 7V的正向電壓。寄 生二極管Dlb的正向電壓等于寄生雙極晶體管Ql的基極和發(fā)射極之間的電壓，并且因此寄 生雙極晶體管Ql變成非導(dǎo)通。這防止寄生雙極晶體管Ql引出從保護晶體管MN8提供到輸 出晶體管Tl的柵極的電荷，并且因此輸出晶體管Tl變成導(dǎo)通。這樣，在第二示例性實施例中，能夠獲得與第一示例性實施例相同的效果。此外， 當(dāng)電源10被反向連接時，根據(jù)第二示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置3使輸出晶體管Tl進入 導(dǎo)通狀態(tài)，從而使得能夠抑制在輸出晶體管Tl中產(chǎn)生熱并且防止負(fù)載驅(qū)動裝置3的損壞。 此外，在當(dāng)電源10被正常連接時的待機狀態(tài)下，根據(jù)第二示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置3 使輸出晶體管Tl的柵極和漏極被短路。這使得能夠不管接地端子GNDl和接地端子GND2 之間的電勢差如何，都可靠地使輸出晶體管Tl進入非導(dǎo)通狀態(tài)。[第三示例性實施例]圖7是根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置4的電路圖。圖8給出示出組成根據(jù)第三示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置4的器件的截面圖。圖9示出當(dāng)電源被反向 連接時負(fù)載驅(qū)動裝置4的電路圖，并且圖10給出示出當(dāng)電源被反向連接時組成負(fù)載驅(qū)動裝 置4的器件的截面圖。負(fù)載驅(qū)動裝置4包括背柵控制電路18b作為負(fù)載驅(qū)動裝置3的背柵 控制電路18的修改示例。通過相同的附圖標(biāo)記來表示與負(fù)載驅(qū)動裝置3的組件相類似的 負(fù)載驅(qū)動裝置4的組件，并且省略其描述。與負(fù)載驅(qū)動裝置3的背柵控制電路18相比較，負(fù)載驅(qū)動裝置4的背柵控制電路 18b使補償晶體管MN7和保護晶體管MN8的背柵在反向連接模式下以低阻抗被短路到輸出 端子OUT的電勢，從而獲得更加穩(wěn)定的操作。除了第一 N型MOS晶體管MN9之外，負(fù)載驅(qū)動裝置4的背柵控制電路18b包括第 二 N型MOS晶體管麗10。第二 N型MOS晶體管麗10具有被耦合到節(jié)點C的柵極、被耦合到 輸出端子OUT的漏極、以及被耦合到第一 N型MOS晶體管MN9的源極的背柵和源極。接下來，描述負(fù)載驅(qū)動裝置4的操作。在正常操作和有問題的GND連接模式下，負(fù) 極性側(cè)電壓VSS被施加給第二 N型MOS晶體管麗10的柵極。因此，第二 N型MOS晶體管 MNlO變成非導(dǎo)通。即，正常操作和有問題的GND連接模式下的負(fù)載驅(qū)動裝置4的操作與負(fù) 載驅(qū)動裝置3的操作相同，因此省略其描述。在反向連接模式下，第二 N型MOS晶體管麗10具有高柵極(節(jié)點C)電壓、大約 0.7V的漏極(輸出端子OUT)電壓、大約0.7V的源極電壓、以及大約0.7V的背柵電壓。因 此，第二 N型MOS晶體管麗10變成導(dǎo)通。由于第二 N型MOS晶體管麗10的導(dǎo)通，補償晶體 管麗7和保護晶體管MN8中的每一個的背柵的電壓等于輸出端子OUT的電壓。換言之，輸 出端子OUT的電壓被以低阻抗提供到保護晶體管MN8和補償晶體管麗7的背柵。這允許保 護晶體管MN8和輸出晶體管Tl變成導(dǎo)通。這樣，在第三示例性實施例中，能夠獲得與第二 示例性實施例相同的效果。[第四示例性實施例]圖11示出根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置5的電路圖。圖12示 出示出組成根據(jù)第四示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置5的器件的截面圖。不同于負(fù)載驅(qū)動裝 置2，負(fù)載驅(qū)動裝置5不包括背柵控制電路18。因此，能夠使用比負(fù)載驅(qū)動裝置2更少數(shù)量 的組件來實施負(fù)載驅(qū)動裝置5的功能。描述負(fù)載驅(qū)動裝置5的操作。在正常操作中，接地端子GND2的電壓(負(fù)極性側(cè)電 壓VSS)通過電阻器R3和電阻器RlO被提供到補償晶體管麗7的背柵。這使補償晶體管 麗7進入非導(dǎo)通狀態(tài)。類似地，負(fù)極性側(cè)電壓VSS被提供到寄生雙極晶體管Q6和Q7的基 極。因此，同樣在電源10處于高電壓電平的狀態(tài)下，寄生雙極晶體管Q6和Q7保持非導(dǎo)通 狀態(tài)。簡言之，由于在待機狀態(tài)下沒有電流流過寄生雙極晶體管Q6和Q7，所以負(fù)載驅(qū)動裝 置5能夠抑制消耗電流的增加。此外，寄生二極管D3a和D!3b被反向偏置，并且因此變成非 導(dǎo)通。在有問題的GND連接模式下，當(dāng)接地端子GND2的電壓增加時，形成從接地端子 GND2通過電阻器RlO和電阻器R3到寄生二極管D3d的電流路徑。此電流通過寄生二極管 D3d流到輸出端子OUT。同時，由于寄生二極管D3c的陰極被耦合到節(jié)點A，所以寄生二極管 D3c的陽極處的電壓基本上等于其陰極處的電壓。因此，沒有電流流過寄生二極管D3c。注 意在寄生二極管D3a和D!3b處沒有產(chǎn)生正向電壓，因為陰極側(cè)上的電壓等于正極性側(cè)電壓16VB。在這樣的情況下，由于與根據(jù)第一示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置2相同的原因，事先調(diào) 節(jié)電阻器R3的電阻值，從而防止寄生二極管D3d的正向電壓超過寄生雙極晶體管Q7的閾 值電壓。因此，寄生雙極晶體管Q7變成非導(dǎo)通。這時，在補償晶體管MN7中，被耦合到輸出 端子OUT的端子用作源極，并且被耦合到節(jié)點A的端子用作漏極?；旧系扔诠?jié)點A的電 壓的電壓被施加給補償晶體管MN7的柵極。因此，補償晶體管MN7變成導(dǎo)通。這樣，在第三 示例性實施例中，能夠獲得與第一示例性實施例相同的效果。如上所述，即使當(dāng)由于接地線的有問題的連接使得接地端子GND2的電壓增加時， 根據(jù)上面的示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置也能夠保持輸出晶體管Tl的非導(dǎo)通狀態(tài)，從而 使得能夠防止由于在輸出晶體管Tl中產(chǎn)生熱導(dǎo)致的負(fù)載驅(qū)動裝置的損壞。此外，在當(dāng)電源 10被正常地連接時的待機狀態(tài)下，即使當(dāng)負(fù)載驅(qū)動裝置在容許的最大電源電壓進行操作 時，根據(jù)上面的示例性實施例的負(fù)載驅(qū)動裝置也能夠保持寄生雙極晶體管的非導(dǎo)通狀態(tài)， 從而使得能夠抑制功率消耗的增加。本發(fā)明不限于上述示例性實施例，但是能夠在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下以各 種方式進行修改。雖然上述示例性實施例示出元件形成在單個半導(dǎo)體襯底上的示例，但是 本發(fā)明不限于此。換言之，本發(fā)明不限于元件形成在單個半導(dǎo)體襯底上的構(gòu)造。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠根據(jù)需要組合第一至第四示例性實施例。雖然已經(jīng)按照若干示例性實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解本 發(fā)明可以在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)以各種修改來實踐，并且本發(fā)明并不限于上述的示 例。此外，權(quán)利要求的范圍不受到上述的示例性實施例的限制。此外，應(yīng)當(dāng)注意的是，申請人意在涵蓋所有權(quán)利要求要素的等同形式，即使在后期 的審查過程中進行過修改亦是如此。
權(quán)利要求
1.一種負(fù)載驅(qū)動裝置，包括輸出晶體管，所述輸出晶體管被耦合在第一電源線和輸出端子之間，所述輸出端子被 構(gòu)造為與負(fù)載相耦合；驅(qū)動器電路，所述驅(qū)動器電路控制所述輸出晶體管的導(dǎo)通/非導(dǎo)通；補償晶體管，所述補償晶體管被耦合在所述輸出端子和第二電源線之間，并且當(dāng)所述 驅(qū)動器電路使所述輸出晶體管非導(dǎo)通時以及當(dāng)所述第二電源線的電勢達(dá)到預(yù)定值或者更 大時變成導(dǎo)通，以保持所述輸出晶體管的非導(dǎo)通狀態(tài)；以及第一電阻器，所述第一電阻器被耦合在所述第二電源線和所述補償晶體管的背柵之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載驅(qū)動裝置，進一步包括放電晶體管，所述放電晶體管被耦合在所述輸出晶體管的柵極與所述第二電源線和所 述輸出端子中的一個之間，并且當(dāng)所述驅(qū)動器電路使所述輸出晶體管非導(dǎo)通時變成導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的負(fù)載驅(qū)動裝置，進一步包括保護晶體管，當(dāng)被耦合在所述第一電源線和所述第二電源線之間的電源具有倒置的極 性時，所述保護晶體管使所述輸出晶體管導(dǎo)通，其中所述保護晶體管具有背柵，該背柵被耦合到所述補償晶體管的背柵和所述第一電 阻器之間的連接節(jié)點。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的負(fù)載驅(qū)動裝置，進一步包括背柵控制電路，所述背柵控制電路被耦合在所述第二電源線和所述第一電阻器之間， 并且當(dāng)被耦合在所述第一電源線和所述第二電源線之間的電源具有正常極性時耦合所述 的第二電源線和所述第一電阻器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的負(fù)載驅(qū)動裝置，其中所述背柵控制電路包括第一晶體管，所 述第一晶體管根據(jù)所述第一電源線的電壓控制所述第二電源線和所述補償晶體管的背柵 之間的導(dǎo)通/非導(dǎo)通。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的負(fù)載驅(qū)動裝置，其中所述背柵控制電路包括第一晶體管，所 述第一晶體管具有被耦合到所述第一電阻器的第一端子和背柵、被耦合到所述第一電源線 的柵極、以及被耦合到所述第二電源線的第二端子。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的負(fù)載驅(qū)動裝置，其中所述背柵控制電路進一步包括第二晶體 管，所述第二晶體管具有被耦合到所述輸出端子的第一端子、被耦合到所述第一晶體管的 所述第一端子和背柵的第二端子和背柵、以及被耦合到所述第二電源線的柵極。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的負(fù)載驅(qū)動裝置，進一步包括第二電阻器，所述第二電阻器被提供在所述背柵控制電路和所述第二電源線之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的負(fù)載驅(qū)動裝置，進一步包括保護二極管，所述保護二極管具有被耦合到所述第二電阻器和所述背柵控制電路之間 的節(jié)點的陽極，和被耦合到所述第一電源線的陰極。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)載驅(qū)動裝置，其中所述放電晶體管被耦合在所述輸出晶體管的源極和柵極之間，并且所述負(fù)載驅(qū)動裝置進一步包括第三電阻器，所述第三電阻器被耦合在所述放電晶體管 的背柵和所述輸出晶體管的源極之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的負(fù)載驅(qū)動裝置，其中所述第三電阻器是擴散電阻器。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的負(fù)載驅(qū)動裝置，其中所述補償晶體管具有被耦合到所述輸 出端子的第一端子、通過第四電阻器被耦合到所述第二電源線的第二端子、通過所述第二 電阻器被耦合到所述第二電源線的柵極、以及通過所述第一電阻器被耦合到所述背柵控制 電路的背柵。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的負(fù)載驅(qū)動裝置，其中所述補償晶體管具有被耦合到所述輸 出端子的第一端子、通過所述第二電阻器被耦合到所述第二電源線的第二端子、被耦合到 所述第二電源線的柵極、以及通過所述第一電阻器和所述第二電阻器被耦合到所述第二電 源線的背柵。
14.根據(jù)權(quán)利要求3所述的負(fù)載驅(qū)動裝置，其中所述保護晶體管是二極管連接的晶體 管，所述二極管連接的晶體管具有被耦合到所述輸出晶體管的柵極的陰極側(cè)端子，和通過 第四電阻器被耦合到所述第二電源線的陽極側(cè)端子。
15.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的負(fù)載驅(qū)動裝置，其中所述第一電阻器是擴散電阻器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種負(fù)載驅(qū)動裝置。根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的負(fù)載驅(qū)動裝置包括輸出晶體管，該輸出晶體管被耦合在第一電源線和輸出端子之間，該輸出端子被構(gòu)造為與負(fù)載相耦合；驅(qū)動器電路，該驅(qū)動器電路控制輸出晶體管的導(dǎo)通/非導(dǎo)通；補償晶體管，該補償晶體管被耦合在輸出端子和第二電源線之間，并且當(dāng)驅(qū)動器電路使輸出晶體管非導(dǎo)通時以及當(dāng)?shù)诙娫淳€的電勢達(dá)到預(yù)定值或者更大時變成導(dǎo)通，以保持輸出晶體管的非導(dǎo)通狀態(tài)；以及第一電阻器，該第一電阻器被耦合在第二電源線和補償晶體管的背柵之間。
文檔編號H03K17/08GK102055448SQ20101053715
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者中原明宏 申請人:瑞薩電子株式會社