專利名稱：電力供給控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力供給控制裝置，并且更加具體地涉及包括控制負載的電力供給的 輸出晶體管的電力供給控制裝置。
背景技術：
已經廣泛地采用用于電力供給的半導體作為將電力從電源提供給負載的電力供 給控制裝置。在一個應用領域中，半導體被用于驅動車輛的燈或者致動器。同時，由于諸如 螺線管的具有電感分量的負載，或者連接負載的線的電感分量導致在電力供給控制裝置的 輸出端子中出現(xiàn)反電動勢電壓。為了針對反電動勢電壓保護電力供給半導體，電力供給控 制裝置需要包括過壓保護電路。此外，當電源被反向連接時(例如，當在替換電池時電池被 錯誤地反向連接時)，要求通過導通電力供給半導體來抑制電力供給半導體中產生熱以防 止破壞電力供給控制裝置。在使用這樣的電力供給控制裝置用于車輛的情況下，需要防止當電力供給控制裝 置處于待機狀態(tài)時發(fā)生微安數量級的待機電流的浪費的消耗電流。日本未經審查的專利申請公開No. 2009-147994公布對于這些需要的解決方案。 圖12是與根據在日本未經審查的專利申請公開No. 2009-147994公布的電力供給控制裝置 1相對應的電路圖。如圖12中所示，電力供給控制裝置1包括電源10、負載11、驅動器電 路12、柵極放電電路13、柵極電阻器R12、背柵控制電路15、補償電路16、反向連接保護電路 17、動態(tài)箝位電路19、開關電路20、輸出晶體管Tl、電阻器R10、電阻器R11、二極管D10、電 源端子PWR、接地端子GND、以及輸出端子OUT。柵極電阻器R12可以被省略。在日本未經審 查的專利申請公開No. 2009-147994中詳細地描述了電力供給控制裝置的連接，并且因此 將會省略其描述。接下來，將會描述電力供給控制裝置1的操作。在這樣的情況下，操作被分成兩種 類型當電源10被正常地連接時執(zhí)行的操作；和當電源10被反向連接時執(zhí)行的操作。此 夕卜，當電源10被正常地連接時執(zhí)行的操作包括下述模式。即，導通模式和負電壓浪涌模式。 在導通模式下，輸出晶體管Tl被導通，并且電力通過輸出端子OUT被提供到負載11。在負 電壓浪涌模式下，當輸出晶體管Tl從導通狀態(tài)變成非導通狀態(tài)時，在截止時從負載11到輸 出端子OUT出現(xiàn)負電壓浪涌作為反電動勢電壓。在下文中，描述在三種模式中的每一種中 電力供給控制裝置1的操作。首先，在導通模式中，當從驅動器電路12輸出的低電平控制信號S2被施加于放電 晶體管麗1的柵極時，放電晶體管麗1變?yōu)榉菍?。另一方面，當從驅動器電?2輸出的 高電平控制信號Sl被施加于輸出晶體管Tl的柵極時，輸出晶體管Tl變?yōu)閷?。因此，在導通模式中，輸出端子OUT的電壓基本等于電源10的正極側電壓VB。此外，在導通模式下， 第二開關單元15b的N型MOS晶體管麗5和MN6變?yōu)閷?，并且第一開關單元15a的N型 MOS晶體管麗3和MN4變?yōu)榉菍āＲ虼?，接地端子GND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MN7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C(反向連接保護電路17和電阻器Rll之間的節(jié)點)的端子用作源極。由于接地端子 GND的電壓被施加給補償晶體管MN7的柵極，所以補償晶體管麗7變?yōu)榉菍?。此外，反?連接保護電路17的保護晶體管MN8變?yōu)榉菍?。由于柵極電壓低于源極電壓，因此被提供 在開關電路20中的開關晶體管麗11變?yōu)榉菍?。因此，動態(tài)箝位電路19被去激活。接下來，描述負電壓浪涌模式下的操作。當輸出晶體管Tl被從導通狀態(tài)切換到非 導通狀態(tài)時，在截止時出現(xiàn)負電壓浪涌。由于負載11的電感，和連接負載11的線的電感的 影響引起負電壓浪涌。在這樣的情況下，由于控制信號S2從低電平轉變?yōu)楦唠娖剑苑?電晶體管麗11變?yōu)閷?。另一方面，由于控制信號Sl從高電平轉變?yōu)榈碗娖?，所以輸出?體管Tl變?yōu)榉菍?。當輸出晶體管Tl從導通狀態(tài)切換到非導通狀態(tài)(截止時段)時，由于負載11的 電感和連接負載11的線的電感的影響，在輸出端子OUT中生成負電壓的反電動勢電壓。在 截止時段中，當輸出端子OUT的電壓高于接地端子GND的電壓時，第一開關單元15a的N型 MOS晶體管麗3和麗4變?yōu)榉菍ǎ⑶业诙_關單元15b的N型MOS晶體管麗5和麗6變 為導通。因此，通過背柵控制電路15施加給補償晶體管MN7的背柵的電壓是接地端子GND 的電壓。當輸出端子OUT的電壓低于接地端子GND的電壓(負電壓浪涌)時，第一開關單 元15a的N型MOS晶體管麗3和MN4變?yōu)閷?，并且第二開關單元15b的N型MOS晶體管 麗5和MN6變?yōu)榉菍?。因此，通過背柵控制電路15施加給補償晶體管MN7的背柵的電壓 是輸出端子OUT的電壓。這時，在補償晶體管麗7中，輸出端子OUT用作源極，并且節(jié)點C側 用作漏極。由于補償晶體管麗7中柵極電壓高于源極電壓，補償晶體管麗7變?yōu)閷ā＝Y 果，節(jié)點C的電壓等于輸出端子OUT的電壓。

當在輸出端子OUT中出現(xiàn)負電壓浪涌時，由于放電晶體管麗1變?yōu)閷?，因此輸?晶體管Tl的柵極電壓也變成負電壓。這時，當反向連接保護電路17的保護晶體管MN8變 為非導通時，在正向方向上偏置形成到保護晶體管MN8的寄生二極管D8。然而，由于補償 晶體管麗7變?yōu)閷ㄊ沟霉?jié)點C的電壓與輸出端子OUT的電壓基本相同，并且保護晶體管 MN8被去激活。由于保護晶體管MN8被去激活，因此電流通過放電晶體管MNl和保護晶體管 MN8的寄生二極管D8從接地端子GND流到輸出端子OUT的路徑被中斷。另一方面，由于開關電路20的開關晶體管麗11具有基本上等于接地端子GND的 電壓(例如，0V)的柵極電壓，和負電壓的源極(輸出晶體管Tl的柵極)電壓，因此開關晶 體管麗11變?yōu)閷?。因此，動態(tài)箝位電路19被激活。當由于輸出端子OUT的電壓的減少 導致輸出晶體管Tl的源漏電壓變?yōu)榈扔诨蛘叽笥隗槲浑妷簳r，被提供在動態(tài)箝位電路19 中的二極管Dll變?yōu)閷ǎ⑶逸敵鼍w管Tl變?yōu)閷?。在這里箝位電壓意指輸出晶體管 Tl的閾值電壓、開關晶體管麗11的閾值電壓、以及二極管Dll的擊穿電壓的總和。如前面 所述，當在輸出端子OUT中產生負電壓時，輸出晶體管Tl的漏源電壓被箝位到箝位電壓，從 而保護輸出晶體管Tl避免過壓。產生負電壓浪涌，直到存儲在電感中的能量被釋放時為止。當能量的釋放完成時，輸出端子OUT的電壓是OV。然后，輸出晶體管Tl變?yōu)榉菍?。接下來，將會描述反向連接模式下的操作。在反向連接模式中，正極側電壓VB被 耦合到接地端子GND并且負極側電壓VSS被耦合到電源端子PWR。在這樣的情況下，二極管 DlO變?yōu)閷?，并且?jié)點B ( 二極管DlO的陽極側上的節(jié)點)的電壓等于二極管DlO的正向 電壓(例如，0. 7V)。此外，電流通過形成在輸出晶體管Tl的漏極和背柵之間的寄生二極管 和負載11從接地端子GND流到電源端子PWR。因此，輸出端子OUT的電壓等于寄生二極管 的正向電壓(例如，0. 7V)?？傊?，節(jié)點B的電壓和輸出端子OUT的電壓變?yōu)楸舜讼嗟?例如，0.7V)。因此，第 二開關單元15b的N型MOS晶體管麗5和MN6處于非導通狀態(tài)，并且第一開關單元15a的 N型MOS晶體管麗3和麗4也處于非導通狀態(tài)。此外，0. 7V的電壓被提供給保護晶體管MN8和補償晶體管MN7中的每一個的背柵。 在這樣的情況下，在補償晶體管MN7中，輸出端子OUT側用作源極，并且節(jié)點C側用作漏極。 現(xiàn)在，在補償晶體管麗7中柵極電壓等于源極電壓，并且因此補償晶體管麗7變?yōu)榉菍ā?另一方面，盡管保護晶體管MN8變?yōu)榉菍?，但是在正向方向中偏置形成在保護晶體管MN8 中的寄生二極管D8。因此，電荷通過寄生二極管D8從接地端子GND提供到輸出晶體管Tl 的柵極，并且輸出晶體管Tl變?yōu)閷?。根據上面的描述，根據現(xiàn)有技術的電力供給控制裝置1能夠在反向連接模式中將 輸出晶體管Tl保持為導通狀態(tài)，并且防止產生熱。此外，根據現(xiàn)有技術的電力供給控制裝 置能夠在負電壓浪涌模式中保護輸出晶體管Tl免受過壓而沒有削弱過壓保護功能
發(fā)明內容
本發(fā)明人已經發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有技術的特定條件下可能發(fā)生損耗。具體地，在圖12中所 示的現(xiàn)有技術的電力供給控制裝置被集成在半導體基板上的情況下，當在操作條件內的高 壓操作電力供給控制裝置時，發(fā)生下述損耗，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變成導通，導致消耗電流的產生。下面描述消耗電流的產生。在現(xiàn)有技術的電力供給控制裝置處于待機狀態(tài)的情況下，晶體管MN4、MN6、以及 MN7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)。結果，每個寄生雙極晶體管的基極變成斷開。在這里，能夠由當基極被斷 開時的發(fā)射極和集電極之間的擊穿電壓Bvceo來表示每個寄生雙極晶體管的擊穿電壓。圖11是示出雙極晶體管的擊穿電壓特性的圖。如通常已知的，當基極被斷開時的 雙極晶體管的擊穿電壓BVceo和當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hFE具有通過下面的表達式所表達的關系。BVceo=BVcbo/VhFE ⑴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系。在這樣的情況下，擊 穿電壓BVcbo被設計為具有最優(yōu)值。例如，當要求40V的擊穿電壓時，通常將器件設計為具 有大約60V的擊穿電壓BVcbo。例如，圖12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hFE是 大約100。S卩，如表達式(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)有技術的電力供給控制裝置處于待機狀態(tài)的情況下，當高于擊穿電壓 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，導致電流流過寄生雙極晶體管。這導致現(xiàn)有技術的電力供給控制裝置的消耗電流的 增加。因此，在現(xiàn)有技術的電力供給控制裝置中，當電力供給控制裝置處于待機狀態(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消耗電流增加的問題。此外，當圖12中所示的傳統(tǒng)的電力供給控制裝置被集成在半導體基板上時，當電 源被反向連接時形成到麗7、MN8、麗11、以及麗1的寄生雙極晶體管妨礙輸出晶體管Tl保 持導通狀態(tài)。這是因為，當電源被反向連接時，每個寄生雙極晶體管被導通，并且輸出晶體 管Tl的柵極電荷被引出(draw)。本發(fā)明的實施例的第一示例性方面是電力供給控制裝置，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，輸出端子被構造為與負載耦合；保護晶體 管，該保護晶體管被耦合在輸出晶體管的柵極和第二電源線之間，并且當被耦合在第一電 源線和第二電源線之間的電源的極性被倒置時使輸出晶體管進入導通狀態(tài)；負電壓控制單 元，該負電壓控制單元被耦合在第一電源線和輸出晶體管的柵極之間，并且當從負載施加 給輸出端子的反電動勢電壓超過預定值時使輸出晶體管進入導通狀態(tài)；補償晶體管，當來 自于負載的反電動勢電壓被施加給輸出端子時該補償晶體管使第二電源線和輸出端子進 入導通狀態(tài)；以及背柵控制電路，當電源的極性正常時該背柵控制電路控制補償晶體管和 保護晶體管中的每一個的背柵和第二電源線以使其進入導通狀態(tài)。如上所述的電路構造使能夠抑制當電源被正常地連接時的待機狀態(tài)下的消耗電 流的增加。根據本發(fā)明的示例性方面，能夠提供一種電力供給控制裝置，該電力供給控制裝 置能夠抑制當電源被正常地連接時的待機狀態(tài)下的消耗電流的增加。


結合附圖，根據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是根據本發(fā)明的第一示例性實施例的電力供給控制裝置的電路圖；圖2是示出形成在根據本發(fā)明的第一示例性實施例的電力供給控制裝置中的寄 生元件的半導體器件的截面圖；圖3是示出在根據本發(fā)明的第一示例性實施例的電力供給控制裝置中電源被反 向連接的情況的電路圖；圖4是示出形成在根據本發(fā)明的第一示例性實施例的電力供給控制裝置中的寄 生元件的半導體器件的截面圖；圖5是根據本發(fā)明的第二示例性實施例的電力供給控制裝置的電路圖；圖6是示出形成在根據本發(fā)明的第二示例性實施例的電力供給控制裝置中的寄 生元件的半導體器件的截面圖；圖7是示出在根據本發(fā)明的第二示例性實施例的電力供給控制裝置中電源被反向連接的情況的電路圖；圖8是示出形成在根據本發(fā)明的第二示例性實施例的電力供給控制裝置中的寄 生元件的半導體器件的截面圖；圖9是根據本發(fā)明的第三示例性實施例的電力供給控制裝置的電路圖；圖10是根據本發(fā)明的第四示例性實施例的電力供給控制裝置的電路圖；圖11是示出雙極晶體管的擊穿電壓特性的圖；以及圖12是根據現(xiàn)有技術的電力供給控制裝置的電路圖。
具體實施例方式在下文中，將會參考附圖詳細地描述本發(fā)明的示例性實施例。為了描述的清楚起 見，將會適當地省略重復的描述。[第一示例性實施例]圖1示出根據本發(fā)明的第一示例性實施例的電力供給控制裝置2的電路圖。如圖 1中所示，電力供給控制裝置2包括電源10、負載11、驅動器電路12、柵極放電電路13、柵極 電阻器R12、背柵控制電路18、補償電路16、反向連接保護電路17、動態(tài)箝位電路19、開關電 路20、輸出晶體管Tl、電阻器(第一電阻器)R3、電阻器(第三電阻器)R10、電阻器(第二 電阻器)R11、電阻器(第四電阻器)R13、二極管D10、電源端子PWR、接地端子GND、以及輸出 端子OUT。柵極電阻器R12可以被省略。此外，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的電源線被稱為第一電源線，并且通過接地端子GND耦合電 源10的電源線被稱為第二電源線。此外，動態(tài)箝位電路19和開關電路20組成負電壓控制 單元。電源10被耦合在電源端子PWR和接地端子GND之間。在正常連接狀態(tài)下，電源10 將正極側電壓VB提供給電源端子PWR，并且將負極側電壓VSS提供給接地端子GND。負載 11被耦合在輸出端子OUT和接地端子GND之間。例如，負載11是致動器或者燈，并且在電 力供給控制裝置2中被提供有電力。驅動器電路12是電力供給控制裝置2的控制裝置。驅動器電路12將控制信號Sl 提供給輸出晶體管Tl的柵極，并且將控制信號S2提供給柵極放電電路13。在第一示例性 實施例中，控制信號Sl和S2是具有相反相位的信號。驅動器電路12根據控制信號Sl和 S2控制輸出晶體管Tl的導通狀態(tài)。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。當控制信號Sl變高時輸出晶體管Tl變 為導通，并且當控制信號Sl變低時變?yōu)榉菍?。柵極電阻器R12被耦合在輸出晶體管Tl 的柵極和驅動器電路12之間。簡言之，柵極電阻器R12具有被耦合到輸出晶體管Tl的柵 極的一個端子和被耦合到驅動器電路12的另一端子。柵極放電電路13被耦合在輸出端子OUT和柵極電阻器R12的另一端子之間，并且 通過驅動器電路12進行控制。當控制信號S2變高時柵極放電電路13從輸出晶體管Tl的 柵極引出電荷。此外，當控制信號S2變低時柵極放電電路13變?yōu)榉菍?，并且從輸出晶體 管Tl的柵極沒有引出任何電荷。 更加具體地，柵極放電電路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MNl。放電晶體管MNl具有通過柵極電阻器R12被耦合到輸 出晶體管Tl的柵極的漏極、被提供有控制信號S2的柵極、被耦合到輸出端子OUT的源極、 以及通過電阻器R13被耦合到輸出端子OUT的背柵。寄生雙極晶體管Ql和寄生二極管Dl作為寄生元件被形成到放電晶體管MN1。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。寄生二極管Dl具有被連接 至放電晶體管MNl的背柵的陽極，和被耦合到輸出晶體管Tl的陰極。動態(tài)箝位電路19和開關電路20被串聯(lián)地耦合在電源端子PWR和輸出晶體管Tl 的柵極之間。動態(tài)箝位電路19被耦合在電源端子PWR和開關電路20之間。更加具體地， 動態(tài)箝位電路19包括二極管D11。二極管Dll具有被耦合到電源端子PWR的陰極，和被耦 合到開關電路20的陽極。開關電路20被耦合在二極管Dll的陽極和輸出晶體管Tl的柵極之間。更加具體 地，開關電路20包括第一開關晶體管MN11。在第一示例性實施例中，N型MOS晶體管被用 作第一開關晶體管MN11。第一開關晶體管MNll具有被耦合到二極管Dll的陽極的漏極、被 耦合到輸出晶體管Tl的柵極的源極、被耦合到節(jié)點B的柵極、以及通過電阻器R13被耦合 到輸出端子OUT的背柵。節(jié)點B表示下面描述的二極管DlO的陽極側上的節(jié)點。寄生雙極晶體管Q2和寄生二極管D2作為寄生元件被形成到第一開關晶體管 MN11。更加具體地，寄生雙極晶體管Q2具有被連接到第一開關晶體管MNll的背柵的基極、 被連接到第一開關晶體管MNll的漏極側的發(fā)射極、以及被耦合到電源端子PWR的集電極。 寄生二極管D2具有被連接到第一開關晶體管MNll的背柵的陽極，和被連接到第一開關晶 體管麗11的漏極側的陰極。電阻器R13具有被耦合到第一開關晶體管MNll和放電晶體管MNl中的每一個的 背柵的一個端子，和被耦合到輸出端子OUT的另一端子。寄生二極管Dla和Dlb作為寄生元 件形成在電阻器R13的兩個端子和電源端子PWR之間。更加具體地，寄生二極管Dla具有 被連接到電阻器R13的輸出端子OUT側上的端子的陽極，和被耦合到電源端子PWR的陰極。 寄生二極管Dlb具有被連接到電阻器R13的放電晶體管MNl的背柵側上的端子的陽極，和 被耦合到電源端子PWR的陰極。補償電路16被耦合到輸出端子0UT，并且還通過電阻器Rll被耦合到接地端子 GND。電阻器Rll和補償電路16通過節(jié)點C耦合?？傊?，補償電路16被耦合在輸出端子 OUT和節(jié)點C之間。當輸出端子OUT的電壓變得低于預定的電壓時補償電路16短路節(jié)點C 和輸出端子OUT。補償電路16包括補償晶體管麗7。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的漏極和源極中的一個被耦合到輸出端子0UT， 源極和漏極中的另一個被耦合到節(jié)點C，柵極被耦合到節(jié)點B，并且背柵通過電阻器R3被耦 合到背柵控制電路18。背柵控制電路18控制補償晶體管MN7的背柵電壓。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中的節(jié)點C側上的源/漏擴散區(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中的輸出端子OUT側上的源/漏擴散區(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中的節(jié)點C側上的源/漏擴散區(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中的輸出端子OUT側上的 源/漏擴散區(qū)域的陰極。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。當電源10 被反向連接時反向連接保護電路17變?yōu)閷ㄒ詫㈦姾商峁┙o輸出晶體管Tl的柵極，這使 得輸出晶體管Tl進入導通狀態(tài)。反向連接保護電路17包括保護晶體管MN8。在第一示例 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的源極和漏極中的一 個被耦合到輸出晶體管Tl的柵極，源極和漏極中的另一個被耦合到節(jié)點C，柵極被耦合到 節(jié)點C，并且背柵通過電阻器R3被耦合到背柵控制電路18。背柵控制電路18控制補償晶 體管麗7的背柵電壓。寄生雙極晶體管Q8和Q9，以及寄生二極管D3e和D3f作為寄生元件被形成到反向 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上的源/漏擴散區(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的柵極側上的源/漏擴散區(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D3e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側上的源/漏擴散區(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的柵極側上的源/漏擴散區(qū)域的陰極。背柵控制電路18被提供在補償晶體管麗7和保護晶體管MN8中的每一個的背柵 和節(jié)點B之間。背柵控制電路18根據電力供給控制裝置2的狀態(tài)控制補償晶體管麗7和 保護晶體管MN8中的每一個的背柵。背柵控制電路18包括第二開關晶體管(第一晶體管) MN9和電阻器R3。在第一示例性實施例中，N型MOS晶體管被用作第二開關晶體管MN9。第 二開關晶體管MN9具有被耦合到節(jié)點B的漏極、被耦合到電源端子PWR的柵極、以及通過電 阻器R3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源極和背柵。寄生雙極晶體管Q4作為寄生元件被形成到第二開關晶體管MN9。更加具體地，寄 生雙極晶體管Q4具有被連接到第二開關晶體管MN9的背柵的基極、被連接到第二開關晶體 管MN9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。電阻器R3具有被耦合到第二開關晶體管MN9的源極的一個端子，和被耦合到補償 晶體管MN7和保護晶體管MN8中的每一個的背柵的另一端子。寄生二極管D3a和D3b形成 在電阻器R3的兩個端子和電源端子PWR之間。更加具體地，寄生二極管D3a具有被連接 到電阻器R3中的第二開關晶體管MN9的源極側上的端子的陽極，和被耦合到電源端子PWR 的陰極。寄生二極管D3b具有被連接到電阻器R3的另一端子的陽極，和被耦合到電源端子 PWR的陰極。電阻器RlO和二極管DlO被串聯(lián)地耦合在接地端子GND和電源端子PWR之間。 電阻器RlO具有被耦合到接地端子GND的一個端子，和被耦合到節(jié)點B的另一端子。二極 管DlO具有被耦合到節(jié)點B的陽極和被耦合到電源端子PWR的陰極?？傊O管DlO和 電阻器RlO通過節(jié)點B相互耦合。電阻器Rll被耦合在接地端子GND和節(jié)點C之間。接下來，將會描述電力供給控制裝置2的操作。操作包括電源10被正常地連接的模式，和電源10被反向連接的模式(反向連接模式)。當電源10被正常地連接時執(zhí)行的 操作包括下述模式。即，輸出晶體管Tl變?yōu)閷ú⑶译娏Ρ煌ㄟ^輸出端子OUT提供到負載 11的導通模式，和當輸出晶體管Tl被從導通狀態(tài)切換到非導通狀態(tài)時在截止中從負載11 到輸出端子OUT出現(xiàn)作為反電動勢的負電壓浪涌的負電壓浪涌模式。在下文中，將會在三 種模式中的每一種中描述電力供給控制裝置2的操作。在導通模式中，當低電平控制信號S2被施加到放電晶體管麗1的柵極時，放電晶 體管Mm變?yōu)榉菍?。另一方面，當高電平控制信號si被施加到輸出晶體管τι的柵極時， 輸出晶體管τι變?yōu)閷āＲ虼?，在導通模式中，輸出端子OUT的電壓基本上等于電源10的 正極側電壓VB。此外，在導通模式下，第二開關晶體管MN9變?yōu)閷?。因此，接地端子GND 的電壓通過電阻器RlO和R3被施加給保護晶體管麗8和補償晶體管麗7中的每一個的背 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C的端子用作源極。由于接地端子GND的電壓被施加給補償晶體管MN7的柵極，所以補 償晶體管MN7變?yōu)榉菍āＴ诒Ｗo晶體管MN8中，被耦合到輸出晶體管Tl的柵極的端子用 作漏極，并且被耦合到節(jié)點C的端子用作源極。由于接地端子GND的電壓被施加給保護晶 體管MN8的柵極，所以保護晶體管MN8變?yōu)榉菍?。由于在第一開關晶體管麗11中柵極電壓低于源極電壓，所以第一開關晶體管 MNll變?yōu)榉菍?。因此，動態(tài)箝位電路19被去激活。這時，寄生二極管(Dl、D2、Dla、Dlb、 D3a至D3f)中的每一個被反向偏置，并且這些二極管處于非導通狀態(tài)。由于在寄生雙極晶 體管(Ql、Q2、Q4、Q6至Q9)中的每一個中沒有正向偏置發(fā)射極和基極，所以這些寄生雙極 晶體管處于非導通狀態(tài)。接下來，將會描述負電壓浪涌模式下的操作。當輸出晶體管Tl被從導通狀態(tài)切換 到非導通狀態(tài)時，在截止時出現(xiàn)負電壓浪涌。負載11的電感和連接負載11的線的電感的 影響引起負電壓浪涌。在這樣的情況下，由于控制信號S2從低電平轉變?yōu)楦唠娖?，所以?電晶體管麗1變?yōu)閷āＡ硪环矫?，由于控制信號Sl從高電平轉變?yōu)榈碗娖剑暂敵鼍?體管Tl變?yōu)榉菍ā?在其中輸出晶體管Tl從導通狀態(tài)切換到非導通狀態(tài)的過程(截止時段)中，負載 11的電感和連接負載11的線的電感在輸出端子OUT中產生負電壓的反電動勢電壓。在截 止時段中，當輸出端子OUT的電壓高于接地端子GND的電壓時，第二開關晶體管MN9變?yōu)閷?通。因此，接地端子GND的電壓通過電阻器RlO和R3被施加給補償晶體管麗7的背柵。當 輸出端子OUT的電壓低于接地端子GND的電壓(負電壓浪涌)時第二開關晶體管MN9也變 為導通。這時，從接地端子GND通過第二開關晶體管MN9、電阻器R3、以及寄生二極管D3d 至輸出端子OUT形成電流路徑。在寄生二極管D3a和D3b中，陰極側上的電壓是正極側電 壓VB，并且因此沒有產生正向電壓。通過事先調節(jié)電阻器R3的電阻值來控制寄生二極管D3d的正向電壓以不超過寄 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具有大約0. 7V或更少的發(fā)射極-基極電壓，這意味著寄生雙極晶體管Q7變 為非導通?？傊?，補償晶體管麗7的背柵的電壓比輸出端子OUT的電壓高了大約0.5V。這 時，在補償晶體管MN7中，輸出端子OUT側用作源極，并且節(jié)點C側用作漏極。由于在補償 晶體管麗7中柵極電壓高于源極電壓，所以補償晶體管麗7變?yōu)閷?。因此，?jié)點C的電壓等于輸出端子OUT的電壓。由于節(jié)點C的電壓等于輸出端子OUT的電壓，所以在寄生二極 管D3c中也形成電流路徑。然而，寄生二極管D3c的正向電壓是大約0.5V，與寄生二極管 D3d相類似?？傊?，在寄生雙極晶體管Q6中發(fā)射極-基極電壓是大約0. 7V或更少，并且因 此寄生雙極晶體管Q6變?yōu)榉菍ā?br> 當在輸出端子OUT中出現(xiàn)負電壓浪涌時，因為放電晶體管MNl變?yōu)閷?，因此輸?晶體管Tl的柵極電壓也是負電壓。這時，在反向連接保護電路17的保護晶體管MN8中，輸 出晶體管Tl的柵極側用作源極，并且節(jié)點C側用作漏極。由于在保護晶體管MN8中柵極電 壓高于源極電壓，所以保護晶體管MN8變?yōu)閷?。然而，由于補償晶體管麗7變?yōu)閷?，?此節(jié)點C的電壓被短路到輸出端子OUT的電壓，并且因此保護晶體管MN8被去激活。由于 保護晶體管MN8被去激活，所以電流從節(jié)點端子GND通過保護晶體管MN8 (或者寄生二極管 D3f)和放電晶體管麗1流到輸出端子OUT的電流路徑被中斷。另一方面，在開關電路20的第一開關晶體管MNll中，柵極電壓基本上等于接地端 子GND的電壓(例如，0V)，并且源極(輸出晶體管Tl的柵極)電壓是負的。因此，第一開 關晶體管麗11變?yōu)閷?。因此，動態(tài)箝位電路19被激活。當由于輸出端子OUT的電壓的 下降導致輸出晶體管Tl的源漏電壓達到箝位電壓或者更多時，被提供在動態(tài)箝位電路19 中的二極管Dll被導通，并且輸出晶體管Tl變?yōu)閷?。在這里，箝位電壓是輸出晶體管Tl 的閾值電壓、第一開關晶體管麗11的閾值電壓、以及二極管Dll的擊穿電壓的總和。如上 所述，當在輸出端子OUT中產生負電壓時，根據第一示例性實施例的電力供給控制裝置2將 輸出晶體管Tl的漏源電壓箝位到箝位電壓而沒有受到來自于反向連接保護電路17的電流 的影響。因此，根據第一示例性實施例的電力供給控制裝置2高度精確地保護輸出晶體管 1避免過壓。產生負電壓浪涌，直到當被存儲在電感中的能量被釋放時為止。當能量的釋放完 成時，輸出端子OUT的電壓變成0V。然后，輸出晶體管Tl變?yōu)榉菍?。為了具體地解釋寄生元件，圖2示出柵極放電電路13、補償電路16、背柵控制電路 18、開關電路20、電阻器R3、以及電阻器R13的截面圖。圖2中所示的截面圖示出其中柵極 放電電路13、補償電路16、背柵控制電路18、開關電路20、電阻器R3、以及電阻器R13形成 在一個N型半導體基板中的示例。作為示例，電阻器R3和電阻器R13是擴散電阻器。如圖2中所示，使用P型擴散區(qū)域在N型半導體基板上形成電阻器R3。在圖2中 所示的示例中，使用具有高雜質濃度的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濃度的P—擴散區(qū)域形成電阻器部分。此外， 電阻器R13由具有與電阻器R3基本上相同的結構的元件形成。柵極放電電路13的放電晶體管MNl具有由P型半導體制成并且形成在N型半導 體基板上的Ρ阱(如有必要，在下文中稱為“放電晶體管Mm的背柵”)。在Ρ阱中，放電晶 體管MNl包括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ilNl 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MNl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，形成具有低雜質濃度的N—擴散區(qū)域。N—擴散 區(qū)域提供漏極和背柵之間的高擊穿電壓。此外，在N型半導體基板的上層上方，在兩個N+擴 散區(qū)域上延伸的區(qū)域中，經由柵氧化膜形成柵電極。開關電路20的第一開關晶體管MN11、補償電路16的補償晶體管麗7、反向連接保護電路17的保護晶體 管MN8、以及背柵控制電路18的第二開關晶體管MN9中的每一個由具 有與放電晶體管Mm基本上相同的結構的元件形成。然而，在保護晶體管MN8和補償晶體 管MN7中，N"擴散區(qū)域形成在形成源極和漏極的N+擴散區(qū)域的外圍上，并且漏極和背柵之 間的擊穿電壓以及源極和背柵之間的擊穿電壓高。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ilNl 中的輸出晶體管Tl的柵極側上的N+擴散區(qū)域的發(fā)射極、以及用作N型半導體基板的集電 極。寄生雙極晶體管Q2具有用作第一開關晶體管MNll的背柵的基極、用作第一開關晶體 管麗11中的二極管Dll的陽極側上的N+擴散區(qū)域的發(fā)射極、以及用作N型半導體基板的 集電極。寄生雙極晶體管Q4具有用作第二開關晶體管MN9的背柵的基極、用作第二開關晶 體管MN9中被耦合到節(jié)點B的N+擴散區(qū)域的發(fā)射極、以及用作N型半導體基板的集電極。 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C的N+擴散區(qū)域的發(fā)射極、以及用作N型半導體基板的集電極。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型半導體基板的集電極。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)域的陽極。寄生二極管D2具有用作第一開關 晶體管MNll的背柵的陽極，和用作第一開關晶體管MNll中被耦合到二極管Dll的陽極的 N+擴散區(qū)域的陰極。寄生二極管Dla具有電阻器R13中被耦合到輸出端子OUT的P+擴散 區(qū)域的陽極，和用作N型半導體基板的陰極。寄生二極管Dlb具有用作電阻器R13中被耦 合到第一開關晶體管MNll的背柵的P+擴散區(qū)域的陽極，和用作N型半導體基板的陰極。寄生二極管D3a具有用作電阻器R3中被耦合到第二開關晶體管MN9的背柵的P+ 擴散區(qū)域的陽極，和用作N型半導體基板的陰極。寄生二極管D3b具有用作電阻器R3中被 耦合到補償晶體管MN7的背柵的P+擴散區(qū)域的陽極，和用作N型半導體基板的陰極。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C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 作補償晶體管麗7中被耦合到輸出端子OUT的N+擴散區(qū)域的陰極。寄生二極管D3e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。在典型的NPN雙極晶體管中，當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基極斷開時的擊穿電壓。在現(xiàn)有技術中，寄生雙極 晶體管的基極可以斷開。因此，在現(xiàn)有技術中，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、Q7、Q8、以及Q9中的每一個的基極。結果，在其集電極和發(fā)射極之間，寄生雙極晶體管Q4、Q6、Q7、Q8、以 及Q9具有高擊穿電壓。事先將器件設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)楦哂陔娫?0的最大施加電壓。因此，寄生雙極晶體管94、06、07、08、以 及Q9保持非導通狀態(tài)直到達到電源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、Q7、Q8、以及Q9的基極均被耦合到 補償晶體管MN7和保護晶體管MN8的背柵的布線。此外，當電力供給控制裝置2處于待機 狀態(tài)(其中沒有電力從輸出晶體管Tl提供到負載11的待機狀態(tài))時，第二開關晶體管MN9 變?yōu)閷?。這時，寄生雙極晶體管Q4、Q6、Q7、Q8、以及Q9的基極均通過接地端子GND被提 供有電源10的負極側電壓VSS。這允許寄生雙極晶體管Q4、Q6、Q7、Q8、以及Q9保持非導 通狀態(tài)直到達到最大施加電壓。即，由于沒有電流流過寄生雙極晶體管，所以電力供給控制 裝置2能夠抑制消耗電流的增加。接下來，將會描述反向連接模式下的操作。圖3示出根據第一示例性實施例的電 力供給控制裝置2被反向連接的情況的電路圖。此外，圖4示出用于更加詳細地描述反向 連接模式中的電力供給控制裝置2的寄生元件的截面圖。在反向連接模式中，電源10的正 極側電壓VB和負極側電壓VSS的連接彼此相反。這使寄生雙極晶體管Q4、Q6、Q7、Q8、以及 Q9中的每一個的發(fā)射極和集電極彼此相反。這是因為由于電源10被反向連接所以高電勢 側和低電勢側被倒置。與其中電源10被正常地連接的情況相比較，每個寄生雙極晶體管具 有不同的發(fā)射極和集電極，而通過與其中電源10被正常地連接的情況相同的符號來表示 每個寄生雙極晶體管。在反向連接模式中，正極側電壓VB被耦合到接地端子GND，并且負極側電壓VSS被 耦合到電源PWR。由于電流從接地端子GND通過二極管DlO流到電源端子PWR，因此節(jié)點B 的電壓是二極管DlO的正向電壓(例如，0. 7V)。此外，電流從接地端子GND通過輸出晶體 管Tl的漏極和背柵之間的二極管和負載11流到電源端子PWR。因此，輸出端子OUT的電 壓是輸出晶體管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)。 在電力供給控制裝置2中，當保護晶體管MN8變?yōu)閷〞r，電荷被從具有正極側電壓VB的 接地端子GND提供到輸出晶體管Tl的柵極。因此，輸出晶體管Tl變?yōu)閷ā？傊娏?給控制裝置2能夠抑制輸出晶體管Tl的熱產生并且防止電力供給控制裝置的損壞。 由于負極側電壓VSS被提供給第二開關晶體管MN9的柵極，因此第二開關晶體管 MN9變?yōu)榉菍?。這時，節(jié)點B的電壓等于輸出端子OUT的電壓(例如，0. 7V)，并且因此 0. 7V的電壓作為背柵電壓被提供給補償晶體管MN7和保護晶體管MN8中的每一個。這時， 在補償晶體管MN7中，輸出端子OUT側用作源極，并且節(jié)點C側用作漏極。由于在補償晶體 管麗7中柵極電壓和源極電壓彼此相等，因此補償晶體管麗7變?yōu)榉菍āＴ诒Ｗo晶體管 MN8中，輸出晶體管Tl的柵極側用作源極，并且節(jié)點C側用作漏極。由于在保護晶體管MN8 中，柵極電壓和漏極電壓彼此相等，因此保護晶體管MN8變?yōu)閷?。因此，電荷從接地端?GND通過保護晶體管MN8被提供到輸出晶體管Tl的柵極，并且輸出晶體管Tl變?yōu)閷?。在反向連接模式中，從接地端子GND到電源端子PWR通過負載11和寄生二極管Dl 以及通過負載11和寄生二極管D2形成電流路徑。此外，從接地端子GND通過寄生二極管 Dla和Dlb到電源端子PWR形成電流路徑。由于電阻器R13的電壓的下降，流過寄生二極 管Dlb的電流的量小于流過寄生二極管Dla的電流的量。因此，在寄生二極管Dla中生成大約0. 7V的電壓作為正向電壓，而在寄生二極管Dlb中生成大約0. 5V的電壓作為正向電 壓。因此，寄生二極管Dl和D2的正向電壓也是大約0.5V。因此，寄生雙極二極管Ql和Q2 處于非導通狀態(tài)?？傊?，寄生晶體管Ql和Q2沒有引出被提供到輸出晶體管Tl的柵極的電 荷，并且保持了輸出晶體管Tl的導通狀態(tài)。

根據上面的描述，當在截止時段中出現(xiàn)負電壓時根據第一示例性實施例的電力供 給控制裝置2使輸出晶體管Tl導通，從而高度精確地保護輸出晶體管Tl避免過壓。此外， 當電源10被反向連接時電力供給控制裝置2使輸出晶體管Tl導通，從而抑制輸出晶體管 Tl的熱產生并且防止電力供給控制裝置2的損壞。此外，當電源10被正常地連接時電力供 給控制裝置2使第二開關晶體管MN9在待機狀態(tài)下導通，從而來自于接地端子GND的固定 電勢被提供到補償晶體管MN7和保護晶體管MN8中的每一個的背柵。因此，寄生雙極晶體 管中的每一個的集電極和發(fā)射極之間的擊穿電壓被保持在電源10的最大施加電壓或者更 高。換言之，即使當電源10施加高壓時根據第一示例性實施例的電力供給控制裝置2也保 持寄生雙極晶體管處于非導通狀態(tài)。因此，電力供給控制裝置2能夠抑制消耗電流的增加。[第二示例性實施例]圖5示出根據第二示例性實施例的電力供給控制裝置3的電路圖。此外，圖6示 出組成根據第二示例性實施例的電力供給控制裝置3的器件的截面圖。此外，圖7示出當 電源被反向連接時電力供給控制裝置3的電路圖，并且圖8示出組成電力供給控制裝置3 的器件的截面圖。電力供給控制裝置3包括背柵控制電路18b，作為電力供給控制裝置2的 背柵控制電路18的變化示例。通過與電力供給控制裝置2相同的附圖標記來表示與電力 供給控制裝置2的組件相類似的電力供給控制裝置3的組件，并且將會省略其描述。與電力供給控制裝置2的背柵控制電路18相比較，電力供給控制裝置3的背柵控 制電路18b使補償晶體管MN7和保護晶體管MN8中的每一個的背柵在反向連接模式下以低 阻抗短路到輸出端子OUT的電勢，從而獲得更加穩(wěn)定的操作。除了第二開關晶體管MN9之外，電力供給控制裝置3的背柵控制電路18b進一步 包括第三開關晶體管(第二晶體管)MN10。在第二示例性實施例中，N型MOS晶體管被用作 第三開關晶體管MN10。第三開關晶體管MNlO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、以及被耦合到第二開關晶體管MN9的源極和背柵的源極和背柵。第三開關晶體管MNlO由具有與放電晶體管Mm基本上相同的結構的元件形成。寄 生二極管D5作為寄生元件被形成到第三開關晶體管MN10。更加具體地，寄生二極管D5具 有被連接到第三開關晶體管MNlO的背柵的陽極，和被連接到第三開關晶體管MNlO中的輸 出端子OUT側的漏極擴散區(qū)域的陰極。接下來，將會描述電力供給控制裝置3的操作。當電源10被正常地連接時，第三 N型MOS晶體管MNlO變?yōu)榉菍?。具體地，電力供給控制裝置3的操作與電力供給控制裝 置2的操作基本相同，并且因此將會省略其描述。在反向連接模式中，第三開關晶體管麗10具有高電勢的柵極(節(jié)點C)、大約0. 7V 的漏極(輸出端子OUT)、以及大約0. 7V的背柵和源極，并且因此第三開關晶體管MNlO變 為導通。由于第三N型MOS晶體管變?yōu)閷?，因此補償晶體管MN7和保護晶體管MN8中的 每一個的背柵等于輸出端子OUT的電壓?？傊鶕诙纠詫嵤├碾娏┙o控制裝 置在反向連接模式下以低阻抗將輸出端子OUT的電壓提供給保護晶體管MN8和補償晶體管MN7中的每一個的背柵。因此，根據第二示例性實施例的電力供給控制裝置能夠使保護晶體 管MN8和輸出晶體管Tl導通。這樣，在根據第二示例性實施例的電力供給控制裝置3中也 能夠獲得與第一示例性實施例相同的效果。[第三示例性實施例]圖9示出根據第三示例性實施例的電力供給控制裝置4的電路圖。與電力供給控 制裝置2相比較，電力供給控制裝置4進一步包括補償晶體管麗7的輸出端子OUT側上的 源極/漏極與輸出端子OUT之間的二極管D12。更加具體地，二極管D12具有被耦合到補 償晶體管麗7的輸出端子OUT側上的源極/漏極的陽極，和被耦合到輸出端子OUT的陰極。 當電源10被反向連接時電力供給控制裝置4能夠確實地使補償電路16非導通，并且高度 精確地抑制輸出晶體管Tl的熱產生，并且防止電力供給控制裝置4的損壞。接下來，將會描述電力供給控制裝置4的操作。在正常操作模式下，補償晶體管 MN7變?yōu)榉菍ú⑶叶O管D12也變?yōu)榉菍?。正常模式下的電力供給控制裝置4的操作 與正常操作模式下的電力供給控制裝置2的操作基本上相同，并且因此將會省略其描述。此外，與第一示例性實施例相類似，在負電壓浪涌模式的操作中，通過事先調節(jié)電 阻器R3的電阻值，補償晶體管麗7的背柵的電壓被設置為比輸出端子OUT的電壓高大約 0.5V的電壓。因此，補償晶體管麗7變?yōu)閷?。?jié)點C的電壓示出根據輸出端子OUT的電 壓的低電壓。結果，與第一示例性實施例相類似，保護晶體管MN8被去激活。因此，從接地 端子GND通過保護晶體管MN8 (或者寄生二極管D3f)和放電晶體管麗1到輸出端子OUT的 電流路徑被中斷。因此，電力供給控制裝置4高度精確地保護輸出晶體管Tl避免過壓而沒 有受到來自于反向連接保護電路17的電流的影響。接下來，將會描述反向連接模式。在第一示例性實施例中所示的電力供給控制裝 置2中，在反向連接模式下，補償晶體管麗7的柵極具有大約0. 7V的電壓(二極管DlO的 正向電壓)，并且背柵具有輸出端子OUT的電壓。盡管輸出端子OUT的電壓是大約0. 7V (輸 出晶體管Tl的寄生二極管的正向電壓)，但是當作為保護晶體管MN8中的導通的結果，輸 出晶體管Tl變?yōu)閷〞r輸出端子OUT的電壓變?yōu)樾∮?. 7V(例如，當輸出晶體管Tl的導 通電阻是20πιΩ并且從負載流動的電流是5Α時輸出端子OUT的電壓是0. IV)。因此，補償 晶體管麗7的柵源電壓是大約0. 6V。現(xiàn)在，當補償晶體管麗7的閾值電壓小于0. 6V時，補 償晶體管麗7變?yōu)閷?，并且?jié)點C和輸出端子OUT被短路。因此，保護晶體管MN8被去激 活。因此，從接地端子GND到輸出晶體管Tl的柵極的電流路徑被中斷，并且很難保持輸出 晶體管Tl的導通狀態(tài)。另一方面，在根據第三示例性實施例的電力供給控制裝置4中，在反向連接模式 下，二極管D12的陽極側上的電壓比輸出端子OUT的電壓高大約0.7V。具體地，補償晶體 管麗7的柵源電壓基本上是0V。因此，保護晶體管MN8變?yōu)閷?。因此，電荷被從接地端?GND提供到輸出晶體管Tl的柵極，并且因此能夠保持輸出晶體管Tl的導通狀態(tài)。 [第四示例性實施例]圖10示出根據第四示例性實施例的電力供給控制裝置5的電路圖。在電力供給 控制裝置5中，電力供給控制裝置4中的背柵控制電路18的第二開關晶體管MN9被替換為 電阻器(第一電阻器)R4，從而利用比電力供給控制裝置2更少的組成元件實現(xiàn)功能。此 夕卜，在這樣的情況下，是電力供給控制裝置4的組成元件的電阻器R3是不必要的。例如，電阻器R4是擴散電阻器。被提供在電力供給控制裝置5中的背柵控制電路18c包括電阻器R4。電阻器R4 具有被耦合到節(jié)點B的一個端子，和被耦合到補償晶體管MN7和保護晶體管MN8中的每一 個的背柵的另一個端子。此外，電阻器R4包括寄生二極管D4a和D4b。更加具體地，寄生 二極管D4a具有被連接到電阻器R4的節(jié)點B側上的端子的陽極，和被耦合到電源端子PWR 的陰極。寄生二極管D4b具有被連接到電阻器R4的另一端子的陽極和被耦合到電源端子 PWR的陰極。將會描述電力供給控制裝置5的操作。在正常操作中，通過電阻器R4和電阻器 RlO將接地端子GND的電壓(負極側電壓VSS)提供到補償晶體管MN7的背柵。因此，補償 晶體管MN7和保護晶體管MN8處于非導通狀態(tài)。類似地，由于負極側電壓VSS被提供到寄 生雙極晶體管Q6至Q9中的每一個的基極，因此當電源10處于高電壓狀態(tài)時寄生雙極晶體 管Q6至Q9也保持非導通狀態(tài)。由于在電力供給控制裝置5中在待機狀態(tài)中沒有電流流過 寄生晶體管，所以電力供給控制裝置5能夠抑制消耗電流的增加。此外，寄生二極管D4a和 D4b被反向偏置以變?yōu)榉菍āＴ谪撾妷豪擞磕Ｊ降牟僮髦?，與第一示例性實施例相類似，事先調節(jié)電阻器R4的 電阻值。因此，補償晶體管麗7的背柵的電壓被設置為比輸出端子OUT的電壓高大約0. 5V 的電壓。因此，補償晶體管麗7變?yōu)閷ā９?jié)點C的電壓示出根據輸出端子OUT的電壓的 低電壓。結果，與第一示例性實施例相類似，保護晶體管MN8被去激活。因此，從接地端子 GND通過保護晶體管MN8(或者寄生二極管D3f)和放電晶體管麗1到輸出端子OUT的電流 路徑被中斷。因此，在負電壓浪涌模式下電力供給控制裝置5高度精確地保護輸出晶體管 Tl避免過壓而沒有受到來自于反向連接保護電路17的電流的影響。

反向連接模式下，從接地端子GND通過電阻器RlO和二極管DlO到電源端子PWR形 成電流路徑。此外，從接地端子GND通過電阻器RlO和寄生二極管D4a到電源端子PWR形 成電流路徑。在這樣的情況下，二極管DlO的陽極處的電壓是正向電壓(例如，0.7V)。類 似地，從接地端子GND通過電阻器R10、電阻器R4、以及寄生二極管D4b到電源端子PWR形 成電流路徑。然而，在這樣的情況下，通過電阻器R4限制流過寄生二極管D4b的電流。因 此，流過寄生二極管D4b的電流的量小于流過寄生二極管D4a的電流的量。具體地，寄生二 極管D4b的正向電壓(例如，0.5V)小于0.7V。因此，低電勢被施加給補償晶體管MN7和保 護晶體管MN8中的每一個的背柵電壓。因此，補償晶體管MN7變?yōu)榉菍ǎ⑶冶Ｗo晶體管 MN8變?yōu)閷?。由于電荷通過保護晶體管MN8被提供給輸出晶體管Tl的柵極，因此輸出晶 體管Tl變?yōu)閷?。此外，由于寄生二極管D4b的正向電壓是大約0. 5V，寄生雙極晶體管Q6 至Q9處于非導通狀態(tài)。因此，寄生雙極晶體管Q6至Q9沒有從輸出晶體管Tl的柵極引出 電荷，并且輸出晶體管Tl保持導通狀態(tài)。如上所述，當在截止時段中出現(xiàn)負電壓時，根據示例性實施例的電力供給控制裝 置使輸出晶體管Tl進入導通狀態(tài)，從而高度精確地保護輸出晶體管Tl避免過壓。此外，當 電源10被反向連接時根據本發(fā)明的示例性實施例的電力供給控制裝置使輸出晶體管Tl進 入導通狀態(tài)，從而抑制輸出晶體管中的熱產生并且防止電力供給控制裝置的損壞。此外，在 當電源10被正常地連接時的待機狀態(tài)下，即使當電力供給控制裝置以最大容許電源電壓 進行操作時，根據本發(fā)明的示例性實施例的電力供給控制裝置也能夠保持寄生雙極晶體管的非導通狀態(tài)并且抑制消耗電流的增加。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其中每個元件形成在單個半導體基板上的示 例，但是本發(fā)明不限于此。換言之，本發(fā)明不限于其中每個元件形成在單個半導體基板上的 構造。本領域的技術人員能夠根據需要組合第一至第四示例性實施例。雖然已經按照若干示例性實施例描述了本發(fā)明，但是本領域的技術人員將理解本 發(fā)明可以在權利要求的精神和范圍內以各種修改來實踐，并且本發(fā)明并不限于上述示例。此外，權利要求的范圍不受到上述示例性實施例的限制。此外，應當注意的是，申請人意在涵蓋所有權利要求要素的等同形式，即使在后期 的審查過程中進行了修改亦是如此。
權利要求
1.一種電力供給控制裝置，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 構造為與負載耦合；保護晶體管，所述保護晶體管被耦合在所述輸出晶體管的柵極和第二電源線之間，并 且當被耦合在所述第一電源線和所述第二電源線之間的電源的極性被倒置時使所述輸出 晶體管進入導通狀態(tài)；負電壓控制單元，所述負電壓控制單元被耦合在所述第一電源線和所述輸出晶體管的 柵極之間，并且當從所述負載施加給所述輸出端子的反電動勢電壓超過預定值時使所述輸 出晶體管進入導通狀態(tài)；補償晶體管，當來自于所述負載的反電動勢電壓被施加給所述輸出端子時所述補償晶 體管使所述第二電源線和所述輸出端子進入導通狀態(tài)；以及背柵控制電路，當電源的極性正常時，在待機狀態(tài)中，所述背柵控制電路控制所述補償 晶體管和所述保護晶體管中的每一個的背柵和所述第二電源線進入導通狀態(tài)。
2.根據權利要求1所述的電力供給控制裝置，其中所述電源的極性被倒置時，所述背 柵控制電路將根據所述第一電源線的電壓的電壓提供到所述補償晶體管和所述保護晶體 管中的每一個的背柵。
3.根據權利要求1或者2所述的電力供給控制裝置，其中所述背柵控制電路包括第一 電阻器，所述第一電阻器被提供在所述補償晶體管和所述保護晶體管中的每一個的背柵的 連接節(jié)點和所述第二電源線之間。
4.根據權利要求3所述的電力供給控制裝置，其中所述第一電阻器是擴散電阻器。
5.根據權利要求3所述的電力供給控制裝置，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每一個均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。
6.根據權利要求5所述的電力供給控制裝置，其中所述背柵控制電路進一步包括第二 晶體管，所述第二晶體管根據所述第二電源線的電壓控制所述補償晶體管和所述保護晶體 管中的每一個的背柵與所述輸出端子之間的導通/非導通。
7.根據權利要求6所述的電力供給控制裝置，其中所述第二晶體管具有被耦合到所述 輸出端子的第一端子、被耦合到所述第一電阻器和所述第一晶體管之間的連接節(jié)點的背柵 和第二端子、以及被耦合到所述第二電源線的柵極。
8.根據權利要求7所述的電力供給控制裝置，其中所述第二晶體管的柵極通過第二電 阻器被耦合到所述第二電源線。
9.根據權利要求1或者2所述的電力供給控制裝置，其中所述負電壓控制單元進一步 包括動態(tài)箝位電路，所述動態(tài)箝位電路被串聯(lián)地耦合在所述第一電源線和所述輸出晶體管 的柵極之間，并且限制所述第一電源線和所述輸出端子之間的電壓差。
10.根據權利要求9所述的電力供給控制裝置，其中所述負電壓控制單元進一步包括 開關電路，所述開關電路與所述動態(tài)箝位電路串聯(lián)地耦合，基于基準電壓與所述輸出端子 的電壓的比較結果控制所述開關電路的導通狀態(tài)。
11.根據權利要求1或者2所述的電力供給控制裝置，進一步包括二極管和第三電阻器，所述二極管和第三電阻器被串聯(lián)地耦合在所述第一電源線和所述第二電源線之間，其中所述背柵控制電路通過所述第三電阻器耦合到所述第二電源線。
12.根據權利要求11所述的電力供給控制裝置，其中所述背柵控制電路的所述第一晶 體管的所述第二端子被耦合到所述二極管和所述第三電阻器之間的連接節(jié)點。
13.根據權利要求11所述的電力供給控制裝置，其中從所述二極管和所述第三電阻器 之間的連接節(jié)點提供被施加給所述負電壓控制單元的基準電壓。
14.根據權利要求1或者2所述的電力供給控制裝置，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和所述輸出端子之間， 并且當所述輸出晶體管進入非導通狀態(tài)時變?yōu)閷ā?br> 15.根據權利要求14所述的電力供給控制裝置，進一步包括第四電阻器，所述第四電阻器被耦合在所述放電晶體管的背柵和所述輸出端子之間。
16.根據權利要求15所述的電力供給控制裝置，其中所述第四電阻器是擴散電阻器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電力供給控制裝置。電力供給控制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，輸出端子被構造為與負載相耦合；保護晶體管，該保護晶體管被耦合在輸出晶體管的柵極和第二電源線之間；負電壓控制單元，該負電壓控制單元被耦合在第一電源線和輸出晶體管的柵極之間；補償晶體管，當來自于負載的反電動勢電壓被施加給輸出端子時該補償晶體管使第二電源線和輸出端子進入導通狀態(tài)；以及背柵控制電路，在當電源的極性正常時的待機狀態(tài)中，該背柵控制電路控制補償晶體管和保護晶體管中的每一個的背柵和第二電源線以使其進入導通狀態(tài)。
文檔編號H03K17/08GK102075170SQ201010537169
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月5日 優(yōu)先權日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