半导体装置的制作方法

本发明涉及半导体装置。

背景技术：

在包含形成线性调节器或开关调节器的电源ic的各种ic中，多内置有温度保护电路，目的在于保护自身免受自发热及外部气体造成的热的影响。温度保护电路有时也被称为热保护电路、热关断电路等。

这种温度保护电路一般在ic内的对象位置的温度为预定的保护温度以上时使ic的动作停止。

上述温度保护电路为有益的电路，但是在ic(半导体装置)内发生热的不均衡时，热保护有可能不充分。

专利文献1：日本特开2016-126650号公报

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供有助于提高热保护功能的半导体装置。

本发明的半导体装置构成为，在包含半导体集成电路的半导体装置中，具备：温度差保护信号输出电路，其具有配置在所述半导体集成电路内的相互不同的第1对象位置及第2对象位置的第1温度检测元件及第2温度检测元件，使用所述第1温度检测元件及第2温度检测元件输出与所述第1对象位置的温度和所述第2对象位置的温度的温度差对应的温度差保护信号；作为发热源的对象元件；以及控制电路，其基于所述温度差保护信号控制所述对象元件，所述第1温度检测元件与所述对象元件的距离比所述第2温度检测元件与所述对象元件的距离短(第1结构)。

在上述第1结构的半导体装置中，也可以构成为，具备从外部装置接收输入电压的输入端子以及输出端子，将所述对象元件作为介于所述输入端子与所述输出端子之间的元件，设置在所述半导体集成电路内，基于所述输入电压的电流流过经由所述输入端子、所述对象元件及所述输出端子的对象电路，由此，所述对象元件发热，所述控制电路基于所述温度差保护信号控制所述对象元件，由此进行所述对象电路的形成或切断(第2结构)。

在上述第2结构的半导体装置中，也可以构成为，所述对象元件为晶体管，所述控制电路基于所述温度差保护信号控制所述晶体管的状态，由此进行所述对象电路的形成或切断(第3结构)。

在上述第2或第3结构的半导体装置中，也可以构成为，具备温度保护电路，所述温度保护电路具有所述温度差保护信号输出电路、输出与所述半导体集成电路内的第1特定位置的温度对应的第1温度保护信号的第1温度保护信号输出电路以及输出与所述半导体集成电路内的第2特定位置的温度对应的第2温度保护信号的第2温度保护信号输出电路，所述控制电路基于所述温度差保护信号、所述第1温度保护信号及所述第2温度保护信号进行所述对象电路的形成或切断(第4结构)。

在上述第4结构的半导体装置中，也可以构成为，在所述第1对象位置的温度比所述第2对象位置的温度高出预定的差分保护温度以上时，所述温度差保护信号输出电路将所述温度差保护信号设为有效状态，在所述第1特定位置的温度为预定的第1保护温度以上时，所述第1温度保护信号输出电路将所述第1温度保护信号设为有效状态，在所述第2特定位置的温度为比所述第1保护温度高的预定的第2保护温度以上时，所述第2温度保护信号输出电路将所述第2温度保护信号设为有效状态，在所述温度差保护信号及所述第1温度保护信号均为有效状态时或者在所述第2温度保护信号为有效状态时，所述控制电路切断所述对象电路(第5结构)。

在上述第2或第3结构的半导体装置中，也可以构成为，具备温度保护电路，所述温度保护电路具有所述温度差保护信号输出电路以及输出与所述半导体集成电路内的特定位置的温度对应的温度保护信号的温度保护信号输出电路，所述控制电路基于所述温度差保护信号及所述温度保护信号进行所述对象电路的形成或切断(第6结构)。

在上述第6结构的半导体装置中，也可以构成为，在所述第1对象位置的温度比所述第2对象位置的温度高出预定的差分保护温度以上时，所述温度差保护信号输出电路将所述温度差保护信号设为有效状态，在所述特定位置的温度为预定的保护温度以上时，所述温度保护信号输出电路将所述温度保护信号设为有效状态，在所述温度差保护信号及所述温度保护信号中的至少一方为有效状态时，所述控制电路切断所述对象电路(第7结构)。

在上述第2或第3结构的半导体装置中，也可以构成为，在所述第1对象位置的温度比所述第2对象位置的温度高出预定的差分保护温度以上时，所述温度差保护信号输出电路将所述温度差保护信号设为有效状态，在所述温度差保护信号为有效状态时，所述控制电路切断所述对象电路(第8结构)。

在上述第1～第8结构的任一个的半导体装置中，也可以构成为，具备：形成有所述半导体集成电路的半导体芯片；收纳所述半导体芯片的壳体；以及安装于所述壳体的多个外部端子，所述多个外部端子中包含所述输入端子及所述输出端子，在所述半导体芯片中的预定的对象区域形成所述对象元件，在所述半导体芯片上设置有多个金属焊盘，各金属焊盘经由金属引线与对应的外部端子连接，所述第1温度检测元件与所述对象区域的距离比所述第2温度检测元件与所述对象区域的距离短，所述第2温度检测元件与所述多个金属焊盘的距离中的最小距离比所述第1温度检测元件与所述多个金属焊盘的距离中的最小距离短(第9结构)。

在上述第9结构的半导体装置中，也可以构成为，沿着所述半导体芯片中的预定的边配置所述多个金属焊盘中所含的第1～第k金属焊盘，k为2以上的整数，所述第1～第k金属焊盘与所述对象区域的距离中，所述第k金属焊盘与所述对象区域的距离最长，所述第1～第k金属焊盘与所述第2温度检测元件的距离中，所述第k金属焊盘与所述第2温度检测元件的距离最短(第10结构)。

在上述第1～第10结构的任一个的半导体装置中，也可以构成为，所述第1温度检测元件为电气特性根据所述第1对象位置的温度而变化的元件，所述第2温度检测元件为电气特性根据所述第2对象位置的温度而变化的元件，所述温度差保护信号输出电路利用与所述第1对象位置的温度对应的所述第1温度检测元件的电气特性的变化以及与所述第2对象位置的温度对应的所述第2温度检测元件的电气特性的变化来生成与所述温度差对应的所述温度差保护信号(第11结构)。

根据本发明，能够提供有助于提高热保护功能的半导体装置。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的半导体装置的外观立体图。

图2是本发明的第1实施方式的电源ic的概略结构图。

图3是表示本发明的第1实施方式的形成于电源ic的半导体芯片的多个区域的图。

图4是属于本发明的第1实施方式的实施例ex1_1的温度差检测电路的电路图。

图5是属于本发明的第1实施方式的实施例ex1_2的温度检测电路的电路图。

图6是属于本发明的第1实施方式的实施例ex1_3的温度保护电路的结构图。

图7是属于本发明的第1实施方式的实施例ex1_4的温度保护电路的结构图。

图8是属于本发明的第1实施方式的实施例ex1_5的温度保护电路的结构图。

图9是属于本发明的第1实施方式的实施例ex1_6的温度差检测电路的电路图。

图10是属于本发明的第1实施方式的实施例ex1_7的半导体芯片的概略布局图。

图11是本发明的第2实施方式的车辆的概略结构图。

具体实施方式

以下，参照附图具体说明本发明的实施方式的例子。在所参照的各图中，对同一部分标注同一符号，原则上省略与同一部分有关的重复的说明。此外，在本说明书中，为了简化描述，有时通过写成指代信息、信号、物理量、元件或部位等的记号或符号来省略或简记与该记号或符号对应的信息、信号、物理量、元件或部位等的名称。例如，由之后叙述的“rt1”指代的第1温度检测区域(参照图3)，有时会被记作第1温度检测区域rt1，也可能会被简记为温度检测区域rt1或仅简记为区域rt1，但是他们均指相同的东西。

首先，对在本发明的实施方式的描述中使用的几个术语进行说明。在本发明的实施方式中，ic是集成电路(integratedcircuit)的简称。所谓地(ground)是指具有作为基准的0v(零伏特)的电位的导电部或者指0v的电位本身。有时也将0v的电位称为地电位。在本发明的实施方式中，未特别设置基准而示出的电压表示从地观察到的电位。

电平是指电位的水平，对于任意的信号或电压，高电平具有比低电平更高的电位。对于关注的某任意的信号，关注的信号为高电平时，该关注的信号的反转信号取低电平，关注的信号为低电平时，该关注的信号的反转信号取高电平。

对于构成为fet(场效应晶体管)的任意的晶体管，接通状态是指该晶体管的漏极及源极之间为导通状态，断开状态是指该晶体管的漏极及源极之间为非导通状态(切断状态)。未被分类为fet的晶体管(双极晶体管等)也同样。以下，有时也会将接通状态、断开状态仅表述为接通、断开。对于任意的晶体管，将从断开状态切换为接通状态表述为导通，将从接通状态切换为断开状态表述为截止。mosfet是“metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor(金属氧化物半导体场效应晶体管)”的简称。只要没有特别描述，就可以理解成mosfet为增强型的mosfet。

<<第1实施方式>>

对本发明的第1实施方式进行说明。图1是本发明的第1实施方式的半导体装置1的外观立体图。半导体装置1是具备形成有半导体集成电路的半导体芯片、收纳半导体芯片的壳体(外壳)以及安装于壳体的多个外部端子的电子部件，其通过将半导体芯片封入由树脂构成的壳体(外壳)内而形成。多个外部端子露出地设置于半导体装置1的壳体。此外，图1所示的半导体装置1的外部端子的数量及半导体装置1的外观仅是示例，能够任意地对它们进行设计。

图2中示出了作为半导体装置1的例子的电源ic10的概略结构。电源ic10具备上述多个外部端子中所含的输入端子tm1、输出端子tm2、接地端子tm3以及使能端子tm4。上述多个外部端子中也可以包含端子tm1～tm4以外的端子，但这里关注这4个端子。

电源ic10是用于构成线性调节器的半导体装置，作为半导体集成电路具备包含输出晶体管(功率晶体管)11、控制电路12、温度保护电路13以及反馈电阻14及15的电路。电源ic10接收正输入电压vin(例如，5v～45v)，通过将输入电压vin降压来生成期望的正直流电压即输出电压vout(例如，3.3v或5v)。将输入电压vin施加于输入端子tm1，将输出电压vout施加于输出端子tm2。接地端子tm3接地。电源ic10也可以是被分类为ldo(lowdropout；低压差)调节器的电源装置。

直流的正输入电压vin从作为电源ic10的外部装置的电压源vs被供给到输入端子tm1。输出晶体管11构成为p沟道型mosfet。输入端子tm1与输出晶体管11的源极连接，输出端子tm2与输出晶体管11的漏极连接。

由反馈电阻14及15组成的反馈电路被设置在输出端子tm2与地之间，生成与输出电压vout相应的反馈电压vfb。具体地，反馈电阻14的一端与输出端子tm2连接，反馈电阻14的另一端经由反馈电阻15接地。作为与输出电压vout成比例的电压，在反馈电阻14及15之间的连接节点产生反馈电压vfb。反馈电压vfb被传递到控制电路12。

控制电路12控制输出晶体管11的栅极电压，以使反馈电压vfb与预定的基准电压一致。结果为通过反馈电阻14及15的电阻值的比和基准电压确定的电压被设定为目标电压vtg，控制电路12持续地控制输出晶体管11的接通电阻值，以使输出电压vout与目标电压vtg一致。

但是，仅在使能信号sen具有“1”的逻辑值且热关断信号stsd具有“0”的逻辑值时，执行以使反馈电压vfb与预定的基准电压一致的方式控制输出晶体管11的栅极电压的动作(以下称为通常动作)。因此，在使能信号sen具有“0”的逻辑值时或在热关断信号stsd具有“1”的逻辑值时，控制电路12不执行通常动作，通过充分提高输出晶体管11的栅极电压来将输出晶体管11维持在断开状态。

使能信号sen及热关断信号stsd分别为取“0”或“1”的逻辑值的二值化信号。将使能信号sen从电源ic10的上位系统(未图示)供给到使能端子tm4。将热关断信号stsd从温度保护电路13供给到控制电路12。

此外，输出电压vout本身也可以为反馈电压vfb。在任何情况下，反馈电压vfb均为与输出电压vout相应的电压。另外，反馈电阻14及15也可以设置在电源ic10的外部。这种情况下，接收通过反馈电阻14及15生成的反馈电压vfb的反馈端子被设置成电源ic10的外部端子之一。

在电源ic10中，输出晶体管11相当于介于输入端子tm1与输出端子tm2之间的对象元件，对象元件作为主要的发热源发挥作用。通过基于输入电压vin的电流流过经由输入端子tm1、输出晶体管11及输出端子tm2的电路(以下，有时称为对象电路)，对象元件发热。当包含对象元件的电源ic10的温度异常地升高时，电源ic10有可能被损坏或者热失控。为了防止异常温度造成的电源ic10的损坏等，温度保护电路13进行热关断信号stsd的生成及输出。热关断信号stsd作为用于请求停止通常动作的信号发挥作用，具有“1”的逻辑值的热关断信号stsd处于有效状态(即，生效的状态)，具有“0”的逻辑值的热关断信号stsd处于无效状态(即，失效的状态)。

控制电路12基于热关断信号stsd进行对象电路的形成或切断。即，在热关断信号stsd具有“1”的逻辑值时，控制电路12通过将输出晶体管11维持在断开状态来切断对象电路，使电流流过输出晶体管11造成的输出晶体管11的发热停止。在使能信号sen具有“1”的逻辑值的前提下，在热关断信号stsd具有“0”的逻辑值时，控制电路12通过形成对象电路来进行上述通常动作。

在电源ic10中，基于半导体芯片内的多个位置的多个温度生成热关断信号stsd。参照图3来说明半导体芯片中的温度的检测位置。图3中示出了将构成电源ic10的各元件集成到半导体基板上而得的半导体芯片cp的概略俯视图。电源ic10中的半导体集成电路安装于半导体芯片cp。这里，为了使说明明确及具体，如图3所示，设想半导体芯片cp具有矩形(包含正方形)的外形形状。但是，半导体芯片cp的外形形状并不限于矩形。

半导体芯片cp作为相互不同的区域而具备区域rpow、rcnt、rt1及rt2。区域rpow为形成及配置输出晶体管11的输出晶体管区域(功率晶体管区域)。区域rcnt为形成及配置控制电路12的控制系统区域。也可以在电源ic10中设置不同于控制电路12的各种控制系统电路(图2中未图示)，该控制系统电路也被形成及配置在区域rcnt。构成温度保护电路13的电路的一部分或全部也可以配置在区域rcnt。

区域rt1为形成及配置第1温度检测元件的第1温度检测区域，区域rt2为形成及配置第2温度检测元件的第2温度检测区域。由于区域rt1及rt2被配置在相互不同的位置，因此，可以说第1温度检测元件及第2温度检测元件被配置在半导体芯片cp内的(故而，半导体集成电路内的)相互不同的第1对象位置及第2对象位置，并可以说第1温度检测区域、第2温度检测区域分别相当于第1对象位置、第2对象位置。

第1温度检测元件是以检测输出晶体管11的温度(例如，特别是输出晶体管11的结温)为主要目的而配置的温度检测元件，形成及配置在输出晶体管区域rpow的附近。与之相对，与第1温度检测元件相比，第2温度检测元件形成及配置在相对远离输出晶体管区域rpow的位置。因此，在半导体芯片cp中，第1温度检测元件与输出晶体管11的距离比第2温度检测元件与输出晶体管11的距离短。换言之，在半导体芯片cp中，第1温度检测区域rt1与输出晶体管区域rpow的距离比第2温度检测区域rt2与输出晶体管区域rpow的距离短。

第1温度检测元件与输出晶体管11的距离是指第1温度检测区域rt1与输出晶体管区域rpow的最短距离，并且第2温度检测元件与输出晶体管11的距离是指第2温度检测区域rt2与输出晶体管区域rpow的最短距离。或者，也可以理解为第1温度检测元件与输出晶体管11的距离是指第1温度检测区域rt1的中心或重心位置与输出晶体管区域rpow的中心或重心位置的距离，同样地，也可以理解为第2温度检测元件与输出晶体管11的距离是指第2温度检测区域rt2的中心或重心位置与输出晶体管区域rpow的中心或重心位置的距离。

如图3所示，第1温度检测区域rt1位于输出晶体管区域rpow的附近并且配置在输出晶体管区域rpow与控制系统区域rcnt之间。与之相对，第2温度检测区域rt2位于控制系统区域rcnt的附近。例如，如图3所示，控制系统区域rcnt存在于第2温度检测区域rt2与输出晶体管区域rpow之间。这里，虽然考虑了将第2温度检测区域rt2与控制系统区域rcnt分开设置，但第2温度检测区域rt2也可以是控制系统区域rcnt内的区域。另外，以下，使用符号“t[rt1]”表示应由第1温度检测元件检测的第1温度检测区域rt1中的温度，使用符号“t[rt2]”表示应由第2温度检测元件检测的第2温度检测区域rt2中的温度。

第1实施方式包含以下的实施例ex1_1～ex1_8。在实施例ex1_1～ex1_8中，对包含第1温度检测元件及第2温度检测元件的温度保护电路13的具体的结构例子等进行说明。只要没有特别描述且不矛盾，第1实施方式中如上所述的事项就适用于以下的实施例ex1_1～ex1_8，在各实施例中，对于与第1实施方式中的上述事项矛盾的事项，可优先各实施例中的记载。另外，只要不矛盾，也可以将实施例ex1_1～ex1_8中的任意实施例中所记载的事项适用于其他任意实施例(即，也可以组合多个实施例中的任意2个以上的实施例)。

[实施例ex1_1]

对实施例ex1_1进行说明。图4是可设置于温度保护电路13的温度差检测电路20的电路图。由于温度差检测电路20是输出温度差保护信号sdelta的电路，因此也可以将该电路20称为温度差保护信号输出电路。

温度差检测电路20构成为具备晶体管tr1～tr7、恒定电流电路cc1～cc3、温度检测用二极管d1及d2、电阻r1以及反相器电路inv1。晶体管tr1及tr2构成为npn型双极晶体管。晶体管tr3～tr5构成为p沟道型mosfet。晶体管tr6及tr7构成为n沟道型mosfet。恒定电流电路cc1～cc3分别基于内部电源电压vreg生成具有恒定的电流值的恒定电流icc1、icc2、icc3。内部电源电压vreg是基于针对电源ic10的输入电压vin而生成的正直流电压。输入电压vin本身也可以为内部电源电压vreg。以下，将施加内部电源电压vreg的端子称为内部电源端子。

恒定电流电路cc1被配置在内部电源端子与节点nd1之间，并以使恒定电流icc1从内部电源端子朝向节点nd1流动的方式进行动作。恒定电流电路cc2被配置在内部电源端子与节点nd2之间，并以使恒定电流icc2从内部电源端子朝向节点nd2流动的方式进行动作。这里，设恒定电流icc1及icc2的值相互一致。

温度检测用二极管d1相当于第1温度检测元件，温度检测用二极管d2相当于第2温度检测元件。因此，温度检测用二极管d1被形成及配置在第1温度检测区域rt1，温度检测用二极管d2被形成及配置在第2温度检测区域rt2(参照图3)。在温度差检测电路20中，温度检测用二极管d1的阳极与节点nd1连接，温度检测用二极管d2的阳极与节点nd2连接。温度检测用二极管d1及d2的各阴极接地。将节点nd1的电压称为电压v1，将节点nd2的电压称为电压v2。优选温度检测用二极管d1及d2是具有相互共同的结构及共同的电气特性的二极管。

晶体管tr3～tr5的各源极与内部电源端子连接。晶体管tr3的栅极及漏极、晶体管tr4的栅极以及晶体管tr1的集电极相互共同连接在一起。晶体管tr4的漏极、晶体管tr2的集电极以及晶体管tr5的栅极相互共同连接在一起。晶体管tr1及tr2的发射极与节点nd3共同连接在一起。恒定电流电路cc3被配置在节点nd3与地之间，以使恒定电流icc3从节点nd3朝向地流动的方式进行动作。晶体管tr1的基极与节点nd1连接，晶体管tr2的基极与节点nd2连接。

晶体管tr5的漏极、晶体管tr6的漏极及栅极以及晶体管tr7的栅极相互共同连接在一起。晶体管tr6及tr7的各源极接地。晶体管tr7的漏极经由电阻r1与内部电源端子连接。将在晶体管tr7的漏极产生的信号(电压信号)输入反相器电路inv1。反相器电路inv1将在晶体管tr7的漏极产生的信号的反转信号输出为温度差保护信号sdelta。

当前，晶体管tr1及tr2的基极电流充分小而忽视。于是，在温度检测用二极管d1、d2中分别流过恒定电流icc1、icc2。当温度检测用二极管d1的温度(即，区域rt1的温度)增大时，由于温度检测用二极管d1的正向电压降低，因此电压v1降低，当温度检测用二极管d1的温度(即，区域rt1的温度)降低时，由于温度检测用二极管d1的正向电压增大，因此电压v1上升。同样地，当温度检测用二极管d2的温度(即，区域rt2的温度)增大时，由于温度检测用二极管d2的正向电压降低，因此电压v2降低，当温度检测用二极管d2的温度(即，区域rt2的温度)降低时，由于温度检测用二极管d2的正向电压增大，因此电压v2上升。

温度差检测电路20包含比较器，通过该比较器比较电压v1及v2，并将比较结果输出为温度差保护信号sdelta。但是，在温度差检测电路20中的比较器中，将晶体管tr1及tr2的尺寸比设为“m：1”，由此将偏置电压voffset赋予比较器的输入端子(反相输入端子或同相输入端子)。这里，“m>1”且且“voffset>0”。

因此，在温度差检测电路20的比较器中，比较电压(v1+voffset)和电压v2。并且，在“v1+voffset>v2”时，通过晶体管tr5断开，温度差保护信号sdelta的信号电平变为低电平。与之相对，在“v1+voffset<v2”时，通过晶体管tr5接通，温度差保护信号sdelta的信号电平变为高电平。

在温度差保护信号sdelta中，高电平的信号电平具有“1”的逻辑值，低电平的信号电平具有“0”的逻辑值。具有“1”的逻辑值的温度差保护信号sdelta处于有效状态，具有“0”的逻辑值的温度差保护信号sdelta处于无效状态。并且，在从第2温度检测区域rt2的温度t[rt2](即，第2对象位置的温度)看来，第1温度检测区域rt1的温度t[rt1](即，第1对象位置的温度)高出预定的差分保护温度δtref以上时，即在“t[rt1]≥t[rt2]+δtref”成立时，温度差保护信号sdelta具有“1”的逻辑值(即，变为有效状态)。因此，具有“1”的逻辑值的温度差保护信号sdelta表示“t[rt1]≥t[rt2]+δtref”成立。与之相对，在“t[rt1]<t[rt2]+δtref”成立时，温度差保护信号sdelta具有“0”的逻辑值。δtref具有以温度为单位的正值，例如为30℃。

以根据“t[rt1]≥t[rt2]+δtref”的成立与否切换温度差保护信号sdelta的逻辑值的方式，考虑温度检测用二极管d1及d2的电气特性来设定上述偏置电压voffset(换言之，决定晶体管tr1及tr2的尺寸比“m：1”)。

为了满足在“t[rt1]≥t[rt2]+δtref”成立时温度差保护信号sdelta的逻辑值为“1”且在“t[rt1]<t[rt2]+δtref”成立时温度差保护信号sdelta的逻辑值为“0”这一信号生成条件cnd1，在图4的结构中，将晶体管tr1及tr2的尺寸比设为“m：1”，但信号生成条件cnd1所满足的方法并不限于此。

例如，也可以通过适当地设定恒定电流icc1及icc2的值的比来满足信号生成条件cnd1。即使晶体管tr1及tr2的尺寸比为“1：1”，通过使恒定电流icc1及icc2的值不同，也能够获得与赋予偏置电压voffset同等的作用。

或者，例如也可以通过多个二极管的并联连接电路分别构成温度检测用二极管d1及d2，适当地设定构成温度检测用二极管d1的二极管的并联连接数量和构成温度检测用二极管d2的二极管的并联连接数量，由此满足信号生成条件cnd1。即使晶体管tr1及tr2的尺寸比为“1：1”且恒定电流icc1及icc2的值相同，通过使构成温度检测用二极管d1的二极管的并联连接数量与构成温度检测用二极管d2的二极管的并联连接数量不同，也能够获得与赋予偏置电压voffset同等的作用。

此外，晶体管tr1及tr2也可以构成为mosfet等场效应晶体管。例如，在将晶体管tr1及tr2构成为n沟道型mosfet时，对于晶体管tr1及tr2，上述的集电极、发射极、基极分别相当于漏极、源极、栅极。

另外，也可以在温度差检测电路20中赋予在从“t[rt1]≥t[rt2]+δtref”不成立的状态向“t[rt1]≥t[rt2]+δtref”成立的状态转移且温度差保护信号sdelta的逻辑值从“0”切换为“1”后，只要“t[rt1]+thysa<t[rt2]+δtref”不成立，就将温度差保护信号sdelta的逻辑值保持为“1”的迟滞电路(未图示)。thysa是具有正值的迟滞温度，例如为10℃。

温度保护电路13(参照图2)能够基于图4的温度差保护信号sdelta生成热关断信号stsd。此时，也可以将温度差保护信号sdelta本身用作热关断信号stsd，或者也可以基于温度差保护信号sdelta和其他信号生成热关断信号stsd，关于这一点之后叙述。

[实施例ex1_2]

对实施例ex1_2进行说明。图5是可设置于温度保护电路13的温度检测电路30的电路图。由于温度检测电路30是输出温度保护信号sabs的电路，因此也可以将该电路30称为温度保护信号输出电路。

温度检测电路30构成为具备晶体管tr11～tr14、电阻r11～r16以及反相器电路inv11及inv12。晶体管tr11是温度检测用晶体管，构成为npn型双极晶体管。晶体管tr12构成为p沟道型mosfet。晶体管tr13及tr14构成为n沟道型mosfet。晶体管tr14是迟滞形成用晶体管。

电阻r11的一端与内部电源端子(即，施加内部电源电压vreg的端子)连接，电阻r11的另一端与电阻r12的一端连接。电阻r12的另一端与电阻r13的一端连接，并且与晶体管tr14的漏极连接。电阻r13的另一端接地，晶体管tr14的源极也接地。

电阻r11及r12之间的连接节点与晶体管11的基极连接。将电阻r11及r12之间的连接节点的电压称为电压va。温度检测用晶体管tr11的集电极与晶体管tr12的栅极连接，并且经由电阻r14与内部电源端子连接。温度检测用晶体管tr11的发射极接地。晶体管tr12的源极与内部电源端子连接，晶体管tr12的漏极与晶体管tr13的栅极连接，并且经由电阻r15接地。另外，晶体管tr12的漏极和电阻r15的连接节点与反相器电路inv12的输入端子连接。反相器电路inv12的输出端子与晶体管tr14的栅极连接。晶体管tr13的漏极经由电阻r16与内部电源端子连接，晶体管tr13的源极接地。将在晶体管tr13的漏极产生的信号(电压信号)输入反相器电路inv11。反相器电路inv11将在晶体管tr13的漏极产生的信号的反转信号输出为温度保护信号sabs。

在温度检测电路30中，温度检测用晶体管tr11作为用于检测半导体集成电路(即，半导体芯片cp)内的特定位置的温度的温度检测元件发挥作用，因此，形成及配置在该特定位置。以下，为了便于说明，将形成及配置温度检测用晶体管tr11的特定位置称为特定位置pp(未图示特定位置pp)。

以特定位置pp的温度充分低的状态为起点来说明温度检测电路30的动作。在特定位置pp的温度充分低时，温度检测用晶体管tr11的阈值电压充分高，由于温度检测用晶体管tr11为断开状态，因此晶体管tr12也为断开状态。在晶体管tr12为断开状态时，由于在电阻r15中不发生电压，因此晶体管tr13也为断开状态，从反相器电路inv11输出低电平的温度保护信号sabs。另外，在晶体管tr12为断开状态时，由于反相器电路inv12的输出信号为高电平，因此晶体管tr14为接通状态。在晶体管tr14为接通状态时，使用“va＝r12/(r11+r12)”来表示电压va。

当特定位置pp的温度从晶体管tr12为断开状态上升时，温度检测用晶体管tr11的阈值电压vth[tr11]降低，当“va≥vth[tr11]”时，温度检测用晶体管tr11导通。当温度检测用晶体管tr11导通时，晶体管tr12也导通，通过电阻r15中的电压降的发生，晶体管tr13导通，并且从反相器电路inv11输出高电平的温度保护信号sabs，且晶体管tr14截止。使用“va＝(r12+r13)/(r11+r12+r13)”来表示晶体管tr14为断开状态时的电压va。因此，与晶体管tr14为接通状态时相比，在晶体管tr14为断开状态时电压va更高，温度检测用晶体管tr11难以截止。由此，在特定位置pp的温度与温度保护信号sabs的关系中赋予迟滞特性。

也就是说，在使用“t[pp]”表示特定位置pp的温度时，当温度t[pp]以温度t[pp]充分低且温度保护信号sabs为低电平的状态为起点上升并成为预定的保护温度tth以上时，通过温度检测用晶体管tr11的导通，温度保护信号sabs从低电平切换为高电平。之后，只要温度t[pp]不为从预定的保护温度tth低预定的迟滞温度thysb的温度“tth-thysb”以下，就将温度保护信号sabs维持在高电平，当“t[pp]≤tth-thysb”时，通过温度检测用晶体管tr11的截止，温度保护信号sabs从高电平切换低电平。

在温度保护信号sabs中，高电平的信号电平具有“1”的逻辑值，低电平的信号电平具有“0”的逻辑值。具有“1”的逻辑值的温度保护信号sabs处于有效状态，具有“0”的逻辑值的温度保护信号sabs处于无效状态。并且，如上所述，在应由温度检测用晶体管tr11检测的温度t[pp](即，特定位置pp的温度)为预定的保护温度tth以上时，即在“t[pp]≥tth”成立时，温度保护信号sabs具有“1”的逻辑值(即，变为有效状态)。因此，具有“1”的逻辑值的温度保护信号sabs表示“t[pp]≥tth”成立。

基于温度检测用晶体管tr11的电气特性和电阻r11及r12的电阻值设定保护温度tth，保护温度tth例如为150℃或175℃。迟滞温度thysb具有正值。基于温度检测用晶体管tr11的电气特性和电阻r11～r13的电阻值设定迟滞温度thysb，迟滞温度thysb例如为10℃。

此外，温度检测用晶体管tr11也可以构成为mosfet等场效应晶体管。例如，在将温度检测用晶体管tr11构成为n沟道型mosfet时，对于温度检测用晶体管tr11，上述的集电极、发射极、基极分别相当于漏极、源极、栅极。

温度保护电路13(参照图2)能够基于图5的温度保护信号sabs生成热关断信号stsd。此时，也可以将温度保护信号sabs本身用作热关断信号stsd，或者也可以基于温度保护信号sabs与其他信号生成热关断信号stsd，关于这一点之后叙述。

[实施例ex1_3]

对实施例ex1_3进行说明。图6中示出了实施例ex1_3的温度保护电路13a的结构。可以将温度保护电路13a用作图2的温度保护电路13。温度保护电路13a具有实施例ex1_1所示的温度差检测电路20，将从温度差检测电路20输出的温度差保护信号sdelta本身作为热关断信号stsd输出给控制电路12。

如上所述，在从第2温度检测区域rt2中的温度t[rt2](即，第2对象位置的温度)看来，第1温度检测区域rt1中的温度t[rt1](即，第1对象位置的温度)高出预定的差分保护温度δtref以上时，温度差检测电路20将温度差保护信号sdelta设为有效状态(即，将温度差保护信号sdelta的逻辑值设为“1”)。因此，在温度差保护信号sdelta为有效状态时，实施例ex1_3的控制电路12断开输出晶体管11并切断对象电路。

虽然在半导体芯片cp内多少会产生温度的不均衡，但也可以说温度的不均衡大的状态为异常，检测这样的异常并切断对象电路可以有益于电路保护。例如，在执行以使反馈电压vfb与预定的基准电压一致的方式控制输出晶体管11的栅极电压的动作(通常动作)的过程中，在输出端子tm2对地短路时，图3的温度检测区域rt1及rt2的温度的双方上升，但有时温度检测区域rt1中的温度上升速度相对较大，温度检测区域rt1及rt2之间的温度差急剧变大。通过温度差检测电路20能够检测出这种状态，能够进行迅速的电路保护。

[实施例ex1_4]

对实施例ex1_4进行说明。图7中示出了实施例ex1_4的温度保护电路13b的结构。可以将温度保护电路13b用作图2的温度保护电路13。温度保护电路13b具有实施例ex1_1所示的温度差检测电路20、实施例ex1_2所示的温度检测电路30以及或(or)电路51。或电路51将从温度差检测电路20输出的温度差保护信号sdelta和从温度检测电路30输出的温度保护信号sabs的逻辑或信号作为热关断信号stsd输出给控制电路12。

在温度保护电路13b中，在从第2温度检测区域rt2中的温度t[rt2](即，第2对象位置的温度)看来，第1温度检测区域rt1中的温度t[rt1](即，第1对象位置的温度)高出预定的差分保护温度δtref以上时，温度差检测电路20将温度差保护信号sdelta设为有效状态(即，将温度差保护信号sdelta的逻辑值设为“1”)，在特定位置pp的温度t[pp]为预定的保护温度tth以上时，温度检测电路30将温度保护信号sabs设为有效状态(即，将温度保护信号sabs的逻辑值设为“1”)，在温度差保护信号sdelta及温度保护信号sabs中的至少一方为有效状态时，热关断信号stsd变为有效状态(具有“1”的逻辑值)。

因此，在温度差保护信号sdelta及温度保护信号sabs中的至少一方为有效状态时，实施例ex1_4的控制电路12断开输出晶体管11来切断对象电路。

在温度保护电路13b中，配置有温度检测用晶体管tr11(参照图5)的特定位置pp也可以是电源ic10的半导体集成电路的形成区域内的不属于温度检测区域rt1及rt2的任一个的位置(即，不同于第1对象位置及第2对象位置的任一个的位置)。但是，从作为发热源的输出晶体管11(参照图2)的温度检测及保护的观点考虑，优选在输出晶体管11的形成区域即输出晶体管区域rpow(参照图3)的附近配置温度检测用晶体管tr11。因此，特定位置pp也可以是温度检测区域rt1内的位置或与温度检测区域rt1邻接的位置。在特定位置pp为温度检测区域rt1内的位置时，可以说特定位置pp与第1对象位置一致。

在温度差检测电路20中，作为用于检测第1对象位置的温度的温度检测元件(电气特性根据第1对象位置的温度而变化的温度检测元件)使用温度检测用二极管d1(参照图4)，在温度检测电路30中，作为用于检测特定位置pp的温度的温度检测元件(电气特性根据特定位置pp的温度而变化的温度检测元件)设置有温度检测用晶体管tr11。但是，在使特定位置pp与第1对象位置一致时，作为用于检测第1对象位置的温度的温度检测元件及用于检测特定位置pp的温度的温度检测元件，也可以兼用共同的温度检测元件。但是，该兼用并非必须。

在温度保护电路13b中，主要基于输出晶体管11的最大额定温度(最大额定值下的最高结温)设定保护温度tth，例如设定为175℃。

通过温度检测电路30能够实现一般的热关断功能。在温度保护电路13b中，除了一般的热关断功能外，还能够进行基于上述温度差的保护动作，可认为增加了安全性。

[实施例ex1_5]

对实施例ex1_5进行说明。图8中示出了实施例ex1_5的温度保护电路13c的结构。可以将温度保护电路13c用作图2的温度保护电路13。温度保护电路13c具备实施例ex1_1所示的温度差检测电路20，并且具备与(and)电路61及或(or)电路62，而且具备2个实施例ex1_2所示的温度检测电路30。

使用符号“30[1]”表示设置于温度保护电路13c的2个温度检测电路30中的一方，使用符号“30[2]”表示另一方。

将配置有温度检测电路30[1]的温度检测用晶体管tr11的位置，即温度检测电路30[1]的特定位置pp称为特定位置pp[1]。同样地，将配置有温度检测电路30[2]的温度检测用晶体管tr11的位置，即温度检测电路30[2]的特定位置pp称为特定位置pp[2]。

另外，将温度检测电路30[1]中的保护温度tth称为保护温度tth[1]，将温度检测电路30[2]中的保护温度tth称为保护温度tth[2]。如之后所述，优选保护温度tth[2]高于保护温度tth[1]。

另外，将从温度检测电路30[1]输出的温度保护信号sabs称为温度保护信号sabs[1]，将从温度检测电路30[2]输出的温度保护信号sabs称为温度保护信号sabs[2]。

与(and)电路61输出温度差保护信号sdelta与温度保护信号sabs[1]的逻辑与信号。或(or)电路62将与(and)电路61的输出信号和温度保护信号sabs[2]的逻辑或信号作为热关断信号stsd输出给控制电路12。

在温度保护电路13c中，在从第2温度检测区域rt2中的温度t[rt2](即，第2对象位置的温度)看来，第1温度检测区域rt1中的温度t[rt1](即，第1对象位置的温度)高出预定的差分保护温度δtref以上时，温度差检测电路20将温度差保护信号sdelta设为有效状态(即，将温度差保护信号sdelta的逻辑值设为“1”)，在特定位置pp[1]的温度为预定的保护温度tth[1]以上时，温度检测电路30[1]将温度保护信号sabs[1]设为有效状态(即，将温度保护信号sabs[1]的逻辑值设为“1”)，在特定位置pp[2]的温度为预定的保护温度tth[2]以上时，温度检测电路30[2]将温度保护信号sabs[2]设为有效状态(即，将温度保护信号sabs[2]的逻辑值设为“1”)。

并且，利用与(and)电路61及或(or)电路62的功能，实施例ex1_5的控制电路12在温度差保护信号sdelta及温度保护信号sabs[1]均为有效状态时或者在温度保护信号sabs[2]为有效状态时断开输出晶体管11来切断对象电路。“温度差保护信号sdelta及温度保护信号sabs[1]均为有效状态时或者温度保护信号sabs[2]为有效状态时”当然是包含“信号sdelta、sabs[1]及sabs[2]全部为有效状态时”的概念，因此，“在信号sdelta、sabs[1]及sabs[2]全部为有效状态时”也切断对象电路。

配置有温度检测电路30[1]的温度检测用晶体管tr11的特定位置pp[1]以及配置有温度检测电路30[2]的温度检测用晶体管tr11的特定位置pp[2]也可以分别为不属于温度检测区域rt1及rt2的任一个的位置(即，不同于第1对象位置及第2对象位置的任一个的位置)。但是，从作为发热源的输出晶体管11(参照图2)的温度检测及保护的观点考虑，优选将各温度检测用晶体管tr11配置在输出晶体管11的形成区域即输出晶体管区域rpow(参照图3)的附近。

因此，特定位置pp[1]也可以是温度检测区域rt1内的位置或与温度检测区域rt1邻接的位置，特定位置pp[2]也可以是温度检测区域rt1内的位置或与温度检测区域rt1邻接的位置。在特定位置pp[1]为温度检测区域rt1内的位置时，可以说特定位置pp[1]与第1对象位置一致。同样地，在特定位置pp[2]为温度检测区域rt1内的位置时，可以说特定位置pp[2]与第1对象位置一致。

也可以是特定位置pp[1]及pp[2]中只有特定位置pp[1]为温度检测区域rt1内的位置。此时，将特定位置pp[2]设成温度检测区域rt2内的位置或者设成不属于温度检测区域rt1及rt2的任一个的位置。或者，也可以是特定位置pp[1]及pp[2]中只有特定位置pp[2]为温度检测区域rt1内的位置。此时，将特定位置pp[1]设成温度检测区域rt2内的位置或者设成不属于温度检测区域rt1及rt2的任一个的位置。

在温度差检测电路20中，作为用于检测第1对象位置的温度的温度检测元件(电气特性根据第1对象位置的温度而变化的温度检测元件)使用温度检测用二极管d1(参照图4)，在温度检测电路30[1]、30[2]中，作为用于检测特定位置pp[1]、pp[2]的温度的温度检测元件(电气特性根据特定位置pp[1]、pp[1]的温度而变化的温度检测元件)设置有温度检测用晶体管tr11。

但是，在使特定位置pp[1]与第1对象位置一致时，作为用于检测第1对象位置的温度的温度检测元件及用于检测特定位置pp[1]的温度的温度检测元件，也可以兼用共同的温度检测元件。但是，该兼用并非必须。

同样地，在使特定位置pp[2]与第1对象位置一致时，作为用于检测第1对象位置的温度的温度检测元件及用于检测特定位置pp[2]的温度的温度检测元件，也可以兼用共同的温度检测元件。但是，该兼用并非必须。

而且，在使特定位置pp[1]及pp[2]均与第1对象位置一致时，作为用于检测第1对象位置的温度的温度检测元件、用于检测特定位置pp[1]的温度的温度检测元件以及用于检测特定位置pp[2]的温度的温度检测元件，也可以兼用共同的温度检测元件。但是，该兼用并非必须。

通过温度检测电路30[2]能够实现一般的热关断功能。在温度保护电路13c中，除了一般的热关断功能外，还能够进行基于上述温度差的保护动作，可认为增加了安全性。但是，若仅根据上述温度差大这一条件的成立来进行对象电路的切断判断，则也可能产生保护过度。例如，即使温度差超出规定的差分保护温度δtref(例如，30℃)，只要应由温度检测电路30[1]检测的温度充分低(例如为40℃)，就无需切断对象电路。考虑这一点，在温度保护电路13c中利用信号sdelta及sabs[1]的逻辑与信号。由此，能够实现恰当的保护动作。

在温度保护电路13c中，主要基于输出晶体管11的最大额定温度(最大额定值下的最高结温)设定保护温度tth[2]。针对保护温度tth[1]设定比保护温度tth[2]低的温度。例如，针对保护温度tth[1]、tth[2]分别设定150℃、175℃。这种情况下，即使用于实现通常的热关断功能的温度保护信号sabs[2]为“0”(即使未达到175℃)，只要温度检测电路30[1]的检测温度高至某种程度(例如，达到150℃)且上述温度差为差分保护温度δtref以上(例如，30℃以上)就会作为存在异常的温度上升而切断对象电路，增加了安全性。

[实施例ex1_6]

对实施例ex1_6进行说明。在温度差检测电路中，也可以将温度检测元件装入比较器中。即，例如也可以利用图9所示的温度差检测电路20a。图9是实施例ex1_6的温度差检测电路20a的电路图。在上述的各实施例中，也可以代替上述的温度差检测电路20而将温度差检测电路20a装入温度保护电路13。

温度差检测电路20a构成为具备晶体管tr21～tr26、恒定电流电路cc21、电阻r21～r25以及反相器电路inv21。

晶体管tr21及tr22是温度检测用晶体管，构成为pnp型双极晶体管。温度检测用晶体管tr21及tr22中的晶体管tr21相当于上述的第1温度检测元件，晶体管tr22相当于第2温度检测元件。因此，温度检测用晶体管tr21形成及配置在第1温度检测区域rt1，温度检测用晶体管tr22形成及配置在第2温度检测区域rt2(参照图3)。晶体管tr23～tr25构成为npn型双极晶体管。晶体管tr26是迟滞形成用晶体管，构成为n沟道型mosfet。

电阻r21的一端与内部电源端子连接，电阻r21的另一端通过节点nd22与电阻r22的一端连接。电阻r22的另一端通过节点nd21与电阻r23的一端连接。电阻r23的另一端经由电阻r24接地。以下，将节点nd21、nd22的电压分别称为电压v21、v22。

温度检测用晶体管tr21的基极与节点nd21连接，温度检测用晶体管tr22的基极与节点nd22连接。恒定电流电路cc21设置在内部电源端子与温度检测用晶体管tr21及tr22的发射极彼此共同连接在一起的节点之间，以使恒定电流从内部电源端子朝向温度检测用晶体管tr21及tr22的发射极彼此共同连接在一起的节点流动的方式进行动作。晶体管tr22的集电极、晶体管tr24的集电极及基极以及晶体管tr23的基极相互共同连接在一起。晶体管tr23及tr24的各发射极接地。

晶体管tr21及tr23的各集电极与晶体管tr25的基极连接。晶体管tr25的集电极经由电阻r25与内部电源端子连接，晶体管tr25的发射极接地。将在晶体管tr25的集电极产生的信号(电压信号)输入反相器电路inv21。反相器电路inv21将在晶体管tr25的集电极产生的信号的反转信号输出为温度差保护信号sdelta。如上所述，在温度差保护信号sdelta中，高电平的信号电平具有“1”的逻辑值，低电平的信号电平具有“0”的逻辑值。具有“1”的逻辑值的温度差保护信号sdelta处于有效状态，具有“0”的逻辑值的温度差保护信号sdelta处于无效状态。

将温度差保护信号sdelta供给到晶体管tr26的栅极。晶体管tr26的漏极与电阻r23及r24之间的连接节点连接，晶体管tr26的源极接地。

在温度差检测电路20a中，形成有比较电压v21及v22的比较器，通过将温度检测用晶体管tr21及tr22的尺寸比设为“1：n”而对应比较的电压赋予偏置电压(这里“n>1”)。在温度差检测电路20a的比较器中，即使第1温度检测区域rt1的温度t[rt1]高于第2温度检测区域rt2的温度t[rt2]，只要它们的温度差小于与上述偏置电压对应的温度差，就将晶体管tr25维持为断开，温度差保护信号sdelta为低电平。从第2温度检测区域rt2的温度t[rt2]看来，第1温度检测区域rt1的温度t[rt1]充分升高，在它们的温度差为与上述偏置电压对应的温度差以上时，通过温度检测用晶体管tr21的集电极电流的增大，晶体管tr25接通，温度差保护信号sdelta变为高电平。

也就是说，与图4的温度差检测电路20同样，在温度差检测电路20a中，在从温度t[rt2](即，第2对象位置的温度)看来，温度t[rt1](即，第1对象位置的温度)高出预定的差分保护温度δtref以上时，即在“t[rt1]≥t[rt2]+δtref”成立时，温度差保护信号sdelta也具有“1”的逻辑值(即，变为有效状态)。因此，具有“1”的逻辑值的温度差保护信号sdelta表示“t[rt1]≥t[rt2]+δtref”成立。δtref具有以温度为单位的正值，例如为30℃。

在温度差检测电路20a中赋予在从“t[rt1]≥t[rt2]+δtref”不成立的状态向“t[rt1]≥t[rt2]+δtref”成立的状态转移且温度差保护信号sdelta的逻辑值从“0”切换为“1”后，只要“t[rt1]+thysa<t[rt2]+δtref”不成立，就将温度差保护信号sdelta的逻辑值保持为“1”的迟滞特性。通过晶体管tr26的接通/断开来实现该迟滞特性。thysa是具有正值的迟滞温度，例如为10℃。

此外，温度检测用晶体管tr21及tr22也可以构成为mosfet等场效应晶体管。例如，在将温度检测用晶体管tr21及tr22构成为p沟道型mosfet时，对于温度检测用晶体管tr21及tr22，上述的集电极、发射极、基极分别相当于漏极、源极、栅极。

[实施例ex1_7]

对实施例ex1_7进行说明。在实施例ex1_7中，对温度检测区域rt1及rt2的配置的具体例子进行说明。图10中示出了实施例ex1_7的半导体芯片cp的概略布局图。如上所述，为了使说明明确及具体，设想半导体芯片cp具有矩形(包含正方形)的外形形状。而且，在与半导体芯片cp的关系中，如下这样地定义相互正交的x轴及y轴。

作为半导体芯片cp的外形形状的矩形的4边由相互对置的边l1及l2以及相互对置的边l3及l4组成。边l1及l2平行于y轴，边l3及l4平行于x轴。

图10中示出了上述的输出晶体管区域rpow和温度检测区域rt1及rt2，并且示出了形成于半导体芯片cp的表面的金属焊盘pad1～pad5。在图10中省略了控制系统区域rcnt(参照图3)的图示。在半导体芯片cp的表面形成包含金属焊盘pad1～pad5的多个金属焊盘。如上所述，使用电源ic10示例的半导体装置1设置有从壳体露出的多个外部端子。半导体芯片cp上的各金属焊盘经由引线布线与某一外部端子连接。一般将这样的连接称为引线键合。

例如，通过引线键合，金属焊盘pad1及pad2与输入端子tm1连接，金属焊盘pad3与使能端子tm4连接，金属焊盘pad4与接地端子tm3连接，金属焊盘pad5与输出端子tm2连接。当然，这些连接关系仅是一个例子，能够进行各种变更。此外，有时也将多个外部端子分配给具有共同的功能的端子。例如，有时也将2个外部端子分配给输入端子tm1。

出于易于引线键合等目的，将各金属焊盘设置在半导体芯片cp的某一边的附近。仅作为一个例子，在图10中将金属焊盘pad1～pad3设置在边l2的附近。换言之，金属焊盘pad1的配置位置与边l1～l4的距离中，金属焊盘pad1的配置位置与边l2的距离最短。对于金属焊盘pad2及pad3也同样。将金属焊盘pad4设置在边l3的附近。换言之，金属焊盘pad4的配置位置与边l1～l4的距离中，金属焊盘pad4的配置位置与边l3的距离最短。将金属焊盘pad5设置在边l1的附近。换言之，金属焊盘pad5的配置位置与边l1～l4的距离中，金属焊盘pad5的配置位置与边l1的距离最短。

输出晶体管区域rpow是沿x轴方向具有长度方向的概略矩形区域，其被配置在与边l3相比更靠近边l4的位置。在y轴方向上，将第1温度检测区域rt1配置在边l3与输出晶体管区域rpow之间，将输出晶体管区域rpow配置在第1温度检测区域rt1与边l4之间。

以下，为了使说明具体，考虑在半导体芯片cp的表面作为金属焊盘仅设置金属焊盘pad1～pad5。

如上所述，在半导体芯片cp中，第1温度检测区域rt1与输出晶体管区域rpow的距离比第2温度检测区域rt2与输出晶体管区域rpow的距离短。即，在半导体芯片cp中，第1温度检测元件(图4中的二极管d1)与输出晶体管区域rpow(对象区域)的距离比第2温度检测元件(图4中的二极管d2)与输出晶体管区域rpow(对象区域)的距离短。而且，在半导体芯片cp中，第2温度检测区域rt2(换言之，第2温度检测元件)与金属焊盘pad1～pad5的距离中的最小距离dmin2比第1温度检测区域rt1(换言之，第1温度检测元件)与金属焊盘pad1～pad5的距离中的最小距离dmin1短。

在图10的例子中，邻近金属焊盘pad3地配置第2温度检测区域rt2(换言之，第2温度检测元件)，区域rt2及金属焊盘pad3之间的距离为上述最小距离dmin2。与之相对，尽可能远离任一金属焊盘地配置第1温度检测区域rt1(换言之，第1温度检测元件)，在图10的例子中，区域rt1及金属焊盘pad1之间的距离为上述最小距离dmin1，“dmin1>dmin2”。可以理解为某区域与某金属焊盘的距离是指该区域的中心或重心位置与该金属焊盘的中心或重心位置的距离，或者也可以理解为是指该区域与该金属焊盘的最短距离。

在通过引线键合与外部端子连接的金属焊盘的附近，散热効果大于其他部位。因此，通过实现上述的区域rt1及rt2的配置，容易产生区域rt1及rt2之间的温度差，遵循利用温度差来检测与热相关的异常的主旨。

而且，如图10所示，沿着边l2排列配置金属焊盘pad1～pad3，金属焊盘pad1、pad2、pad3从输出晶体管区域rpow朝向边l3依次排列。即，金属焊盘pad1～pad3与输出晶体管区域rpow的距离中，金属焊盘pad1及区域rpow之间的距离最短，金属焊盘pad3及区域rpow之间的距离最长。并且，金属焊盘pad1～pad3与第2温度检测区域rt2的距离中，金属焊盘pad3与第2温度检测区域rt2的距离最短。也就是说，在集中排列的多个金属焊盘中，在最远离输出晶体管区域rpow的金属焊盘的附近配置第2温度检测区域rt2。

在图10的例子中，沿着边l2排列配置有3个金属焊盘，但沿着某边排列的金属焊盘的个数可以为任意，只要为2个以上即可。即，在使用2以上的整数k进行一般化时，优选实现如下的配置。

沿着半导体芯片cp中的预定的边配置第1～第k金属焊盘。第1～第k金属焊盘是设置于半导体芯片cp的多个金属焊盘的一部分或全部。在图10的例子中，“k＝3”，金属焊盘pad1～pad3分别相当于第1～第3金属焊盘。

并且，优选第1～第k金属焊盘与输出晶体管区域rpow(对象区域)的距离中，第k金属焊盘与输出晶体管区域rpow(对象区域)的距离最长。

此外，优选第1～第k金属焊盘与第2温度检测区域rt2(即，第2温度检测元件)的距离中，第k金属焊盘与第2温度检测元件的距离最短。

通过这样的配置，容易产生区域rt1及rt2之间的温度差，遵循利用温度差检测与热相关的异常的主旨。

[实施例ex1_8]

对实施例ex1_8进行说明。配置在相当于第1对象位置的第1温度检测区域rt1的第1温度检测元件是电气特性根据第1对象位置的温度而变化的元件(例如，图4的二极管d1或图9的晶体管tr21)。配置在相当于第2对象位置的第2温度检测区域rt2的第2温度检测元件是电气特性根据第2对象位置的温度而变化的元件(例如，图4的二极管d2或图9的晶体管tr22)。

图4的温度差检测电路20及图9的温度差检测电路20a仅是本发明的温度差保护信号输出电路的例子，能够对它们进行各种变形。本发明的温度差保护信号输出电路可以为任意，只要是能够利用与第1对象位置的温度相应的第1温度检测元件的电气特性的变化和与第2对象位置的温度相应的第2温度检测元件的电气特性的变化生成与第1对象位置及第2对象位置之间的温度差相应的温度差保护信号(sdelta)的电路即可。

<<第2实施方式>>

对本发明的第2实施方式进行说明。第2实施方式是以第1实施方式为基础的实施方式，关于在第2实施方式中没有特别陈述的事项，只要不矛盾，就可将第1实施方式的记载也适用于第2实施方式。在解释第2实施方式的记载时，对于第1实施方式及第2实施方式之间矛盾的事项，可优先第2实施方式的记载。

第2实施方式包含以下的实施例ex2_1～ex2_3。只要不矛盾，就可以将实施例ex2_1～ex2_3中的任意的实施例所记载的事项也适用到其他任意的实施例(即，也能够将多个实施例中的任意的2以上的实施例进行组合)。

[实施例ex2_1]

对实施例ex2_1进行说明。能够将上述的电源ic10的输出电压vout供给到任意的负载装置，可以构成包含电源ic10及负载装置的任意的电气设备。包含电源ic10及负载装置的电气设备可以是搭载于汽车等车辆的设备(即，车载设备)，或者也可以是工业设备、办公设备、家电设备、包含信息终端的便携设备等。

图11中示出了搭载有包含电源ic10及负载装置ld的电气设备的汽车即车辆310的概略结构。在车辆310中，设置于车辆310的电池作为电压源vs发挥作用，将来自电压源vs的输入电压vin供给到电源ic10。负载装置ld基于电源ic10的输出电压vout进行驱动。负载装置ld可以是设置于车辆310的任意负载。例如，负载装置ld可以是ecu(electroniccontrolunit；电子控制单元)。该ecu进行车辆310的行驶控制、设置于车辆310的空调机、车灯、电动窗、安全气囊的驱动控制等。或者，例如这些空调机、车灯、电动窗或安全气囊也可以是负载装置ld。

[实施例ex2_2]

对实施例ex2_2进行说明。设想电源ic10用作线性调节器来对电源ic10的结构进行说明，但电源ic10也可以是构成开关调节器的电源ic。在电源ic10是构成开关调节器的电源ic时，通过利用输出晶体管11开关输入电压vin来生成输出电压vout。

本发明也可以适用于未被分类为线性调节器、开关调节器等电源ic的ic。即，例如上述的半导体装置1也可以是仅切换输入端子tm1及输出端子tm2之间的导通/非导通的开关ic，或者也可以是用于驱动发光二极管等发光元件或电动机的驱动ic。

[实施例ex2_3]

对实施例ex2_3进行说明。

对于任意的信号或电压，也可以采用无损上述主旨的形式使高电平与低电平的关系相反。另外，能够采用无损上述主旨的形式，任意地变更fet(场效应晶体管)或双极晶体管的类型。

上述的各晶体管也可以是任意种类的晶体管。例如，也可以将如上所述为mosfet的晶体管置换成结型fet、igbt(insulatedgatebipolartransistor；绝缘栅双极型晶体管)或双极晶体管。同样地，例如也可以将如上所述为双极晶体管的晶体管置换成结型fet、mosfet或igbt。任意的晶体管具有第1电极、第2电极及控制电极。在fet中，第1电极及第2电极中的一方为漏极，另一方为源极，并且控制电极为栅极。在igbt中，第1电极及第2电极中的一方为集电极，另一方为发射极，并且控制电极为栅极。在不属于igbt的双极晶体管中，第1电极及第2中的一方为集电极，另一方为发射极，并且控制电极为基极。

在本发明中，作为发热源的对象元件也可以是晶体管以外的元件。

本发明的实施方式可以在请求专利保护的范围所示的技术思想的范围内适当地进行各种变更。以上的实施方式只不过是本发明的实施方式的例子，本发明乃至各构成要件的术语的含义不受以上的实施方式中记载的含义所限。上述的说明文字中所示的具体的数值仅是示例，当然可以将他们变更为各种数值。