数据信号)控制的目标的功率晶体管(输出晶体管)PTrl。在一方面被供应电源电压HVDD的电源电压端子(以下将该端子简称为电源电压端子HVDD)和另一方面负载(未示出)之间设置功率晶体管PTrl。使用向晶体管的栅极(控制端子)供应的栅极控制信号(以后讨论)OUT来控制功率晶体管PTrl的导通状态。当在导通状态中，功率晶体管PTrl向负载输出负载驱动信号Vcm。
[0100]在半导体芯片(第一半导体芯片)CHPO中包括发送电路Txl。半导体芯片CHPO被属于第一电源系统的第一电源(具有电源电压VDDO和地电压GND0)驱动。
[0101]在另一个半导体芯片(第二半导体芯片)CHPl中包括隔离元件IS01、接收电路Rxl、栅极驱动器GD1、异常检测部DTl和控制部CTl。属于与半导体芯片CHPO的电源系统不同的第二电源系统的第二电源(具有电源电压VDDl和地电压GNDl)来驱动半导体芯片CHPl。
[0102]随后的说明将集中在下述情况:其中，隔离元件ISOl是由一次侧线圈Lll和二次侧线圈L12构成的电感器型隔离器(以下该元件被简称为变压器)。然而，变压器不限制隔离元件。也可以将电容器耦合的隔离器(以下简称为电容器)、GMR元件隔离器或光耦合器用作隔离元件。这对于除了隔离元件ISOl之外的其他隔离元件(下述的10S2至IS04)成立。变压器是AC耦合元件，该AC耦合元件使用一次侧线圈Lll来将电信号转换为磁，并且利用二次侧线圈L12来将该磁转换为电信号，由此从一次侧线圈Lll向二次侧线圈L12发送AC信号。
[0103]在一次侧线圈Lll和二次侧线圈L12之间设置寄生耦合电容Ce。该寄生耦合电容是具有电介质膜的电容器，该电介质膜由隔离器构成，该隔离器填充在一方面形成一次侧线圈Lll的金属布线和另一方面构成二次侧线圈L12的金属布线之间的间隔。
[0104]当发送电路Txl输出作为发送信号的正振幅脉冲信号时，在二次侧线圈L12的一端处形成正振幅脉冲信号，并且在同一线圈L12的另一端处出现负振幅脉冲信号。当发送电路Txl输出作为发送信号的负振幅脉冲信号时，在二次侧线圈L12的一端处产生负振幅脉冲信号，并且在同一线圈L12的另一端处出现正振幅脉冲信号。因此，在二次侧线圈L12的两端处形成具有它们彼此不同的振幅方向的脉冲信号。换句话说，在二次侧线圈L12的两端处出现相对于振幅中心电势彼此相反的脉冲信号。同时，在二次侧线圈L12的两端上覆盖同相共模电压。在随后的段落中，在适当时可以说明仅在二次侧线圈L12的两端之一处的振幅状态。
[0105]图2示出通常如何封装半导体集成电路I。图2主要图示如何封装发送电路、接收电路和其间设置的隔离元件ISOl。同样地，图2未指示控制部CTl和异常检测部DTl。
[0106]在图2中的封装状态示出在半导体封装PKGO中包括的半导体芯片CHPO和CHPl。半导体芯片CHPO和CHPl中的每一个具有焊盘Pd。使用到在半导体封装PKGO上布置的多个引线端子(外部端子)T的、未示出的结合引线来耦合半导体芯片CHPO和CHPl的焊盘Pd。
[0107]如图2中所示，在半导体芯片CHPO中包括发送电路Txl。在半导体芯片CHPl中包括接收电路Rxl、一次侧线圈Lll、二次侧线圈L12和栅极驱动器⑶I。半导体芯片CHPO也包括耦合到发送电路Txl的输出的焊盘，并且半导体芯片CHPl包括耦合到一次侧线圈Lll的两端的焊盘。通过这些焊盘和结合引线W，发送电路Txl耦合到在半导体芯片CHPl上形成的一次侧线圈L11。
[0108]在图2中所示的示例中，分别在一个半导体芯片内的、一个在另一个顶部叠加的第一布线层和第二布线层中形成一次侧线圈LI I和二次侧线圈LI 2。
[0109]下面也参考图1描述半导体集成电路I的通常的详细配置。发送电路Txl从属于第一电源系统的第一电源操作。接收电路Rxl、栅极驱动器GD 1、异常检测部DTI和控制部CTI从属于第二电源系统的第二电源操作。
[0110]发送电路Txl将发送数据VIN转换为作为发送信号输出的脉冲信号。隔离元件ISOl将发送信号从发送电路Txl向接收电路Rxl转发来作为接收信号。具体地说，从发送电路Txl输出的发送信号首先被一次侧线圈Lll转换为磁信号。二次侧线圈L12产生具有反映一次侧线圈Lll的磁场改变的电压电平的接收信号，并且向接收电路Rxl输出所产生的信号。因此，来自发送电路Txl的发送信号经由隔离元件ISOl被发送到接收电路Rxl以作为接收信号。
[0111]基于来自隔离元件ISOl的接收信号，接收电路Rxl再产生发送数据VIN，并且输出再产生的数据来作为输出数据VOUT。
[0112]异常检测部DTl检测可以在经由隔离元件ISOl的信号发送中引起故障的异常并且输出检测结果ER1。例如，在检测到异常时，异常检测部DTl输出高电平检测结果ER1。当未检测到这样的异常上，异常检测部DTl输出低电平检测结果ER1。下面更新地描述异常检测部DTl0
[0113]在异常检测部DTl检测到异常时，控制部CTl输出用于截止功率晶体管PTrl的停止信号，而与来自接收电路Rxl的输出数据VOUT无关。换句话说，如果异常检测部DTl检测到异常，则控制部CTI输出停止信号以截止功率晶体管PTr I，而与从外部向发送电路TxI供应的发送数据VIN无关。例如，当检测结果ERl在高电平时，控制部输出低电平停止信号，而与输出数据VOUT无关(S卩，与发送数据VIN无关)。当检测结果ERl在低电平时，控制部CTl输出未受抑制的输出数据VOUT。
[0114]栅极驱动器GDI驱动来自控制部CTl的输出信号以便输出栅极控制信号OUT。在功率晶体管PTr I处，集电极被供应有具有比电源电压VDDI大的电压值的电源电压HVDD，并且从栅极驱动器GDl向栅极馈送栅极控制信号OUT。功率晶体管PTrl的发射极输出负载驱动信号 Vcm ο
[0115]因此，如果来自异常检测部DTl的检测结果ERl在低电平，S卩，如果未检测到可以在经由隔离元件ISOl的信号发送中引起故障的任何异常，则基于来自接收电路Rxl的输出数据VOUT来控制功率晶体管PTr I的导通状态。在这一点，例如，功率晶体管PTr I当输出数据VOUT在高电平被导通，并且当输出数据VOUT在低电平时被截止。
[0116]同时，如果来自异常检测部DTl的检测结果ERl在高电平，S卩，如果检测到可以在经由隔离元件ISOl的信号发送中引起故障的异常，则控制功率晶体管PTrl强制截止，而与输出数据VOUT无关。
[0117](时序图)
[0118]下面参考图3描述作为本发明的第一实施例的半导体集成电路的一些通常的工作。图3是示出半导体集成电路I的通常操作的时序图。在诸如变压器、电容器或GMR元件隔离器的AC耦合元件被用作隔离元件ISOl时，可以采用在图3中所示的信号发送的方法。在图3中所示的信号发送方法不仅用于经由隔离元件ISOl的信号发送，而且用于通过后述的其他隔离元件的信号发送。
[0119]在图3的示例中，发送电路Txl输出作为与发送数据VIN的上升沿同步的发送信号的正振幅脉冲信号以及作为与发送数据VIN的下降沿同步的发送信号的负振幅脉冲信号。该隔离元件ISOl将该发送信号从发送电路Txl作为接收信号转发到接收电路Rxl。在接收到作为接收信号的正振幅脉冲信号时，接收电路Rxl将输出数据VOUT驱动得高;在接收到作为接收信号的负振幅脉冲信号时，接收电路Rxl将输出数据VOUT驱动得低。以这种方式，接收电路Rxl再产生发送数据VIN以输出输出数据VOUT。
[0120]根据在图3中所示的信号发送方法，接收电路Rxl可以具有例如作为输出级电路的迟滞比较器。当接收信号(或其等同物)的电源电压大于在高电平侧上的阈值电压Vth+时，迟滞比较器输出高电平输出数据V0UT。当接收信号(或其等同物)的电源电压小于在低电平侧上的阈值电压Vth-时，迟滞比较器输出低电平输出数据VOUT。因此，在接收到作为接收信号的正振幅脉冲信号时，迟滞比较器将输出数据VOUT驱动得高;在接收到作为接收信号的负振幅脉冲信号时，迟滞比较器将输出数据VOUT驱动得低。
[0121]如图3中所示，发送数据VIN在时间tl处从低电平向高电平改变。这使得发送电路Txl输出作为发送信号的正振幅脉冲信号(在时间tl处)。在接收到作为接收信号的正振幅脉冲信号上，接收电路RxI将输出数据VOUT驱动得高(在时间11)。在这一点处，没有可以在经由隔离元件ISOl的信号发送中引起故障的任何异常。结果，异常检测部DTl输出低电平检测结果ERl。因此，控制部CTI输出未受抑制的来自接收电路Rxl的输出数据VOUT。因为输出数据VOUT在高电平，所以栅极控制信号OUT也变高，这使得功率晶体管PTrl导通。
[0122]假定后来出现了可以在经由隔离元件ISOl的信号发送中引起故障的异常。在该情况下，异常检测部DTl输出高电平检测结果ERl，只要存在异常(从时间t2至时间t3)。因此，控制部CTl输出低电平停止信号，而与输出数据VOUT无关(S卩，与发送数据VIN无关)。这将栅极控制信号OUT驱动得低，这强制地截止功率晶体管PTrl。
[0123]当异常消失时，异常检测部DTl将检测结果ERl从高电平改变为低电平(在时间13)。这使得控制部CTI再一次开始未受抑制地输出来自接收电路RxI的输出信号VOUT ο即，控制部CTI取消停止信号。因为输出数据VOUT在高电平，所以栅极控制信号OUT也变高，这将功率晶体管PTrI导通(从时间t3至时间t4)。
[0124]其后，发送数据VIN在时间t4从高电平改变为低电平。这使得发送电路Txl输出作为发送信号的负振幅脉冲信号(在时间t4)。在接收到作为接收信号的负振幅脉冲信号时，接收电路Rxl将输出数据VOUT驱动得低(在时间t4)。在这一点，没有可以在经由隔离元件ISOl的信号发送中引起故障的任何异常。结果，异常检测部DTl输出低电平检测结果ER1。因此，控制部CTI未受抑制地输出来自接收电路Rx I的输出数据VOUT。因为输出数据VOUT在低电平，所以栅极控制信号OUT也变低，这将功率晶体管PTr I截止。
[0125]假定后来出现了可以在经由隔离元件ISOl的信号发送中引起故障的异常。在该情况下，异常检测部DTl输出高电平检测结果ERl，只要存在异常(从时间t5至时间t6)。因此，控制部CTl输出低电平停止信号，而与输出数据VOUT无关(S卩，与发送数据VIN无关)。这将栅极控制信号OUT驱动得低，这强制地截止功率晶体管PTrl ο即，使功率晶体管PTrl保持截止。
[0126]当异常消失时，异常检测部DTl将检测结果ERl从高电平改变为低电平(在时间t6)0这使得控制部CTI再一次开始未受抑制地输出来自接收电路RxI的输出数据VOUT。即，控制部CTI取消停止信号。因为，输出数据VOUT在低电平，所以栅极控制信号OUT也变得，这使功率晶体管PTrI保持截止(在时间t6处)。
[0127]如上所述，在半导体芯片CHPl侧上检测到可以在经由隔离元件ISOl的信号发送中引起故障的异常时，实现本发明的半导体集成电路I强制地截止作为要控制的目标的功率晶体管PTrl。本发明的半导体集成电路I因此防止功率晶体管PTrl非故意地导通，并且由此预先阻止负载的故障。
[0128]上面的第一实施例被示出具有与接收电路Rxl分离地布置的控制部CTl。可替选地，控制部CTI可以作为接收电路Rx I的一部分被并入。这对于在一方面后述的其他控制部和另一方面接收电路之间的关系成立。例如，控制部CTl可以被并入在附接到接收电路Rxl的迟滞比较器中。迟滞比较器被配置成与检测结果ERl的上升沿同步地输出低电平输出数据V0UT。在该情况下，即使当在异常消失后检测结果ERl从高电平向低电平改变时，接收电路RxI也保持输出低电平输出数据VOUT，直到在发送数据VIN中出现逻辑值改变(参见图4)。换句话说，在不再检测到由异常检测部检测到的异常后，接收电路Rxl与在发送数据VIN中的第一逻辑值改变同步地取消停止信号。
[0129](异常检测部DTl和控制部CTl的通常配置)
[0130]图5示出异常检测部DTl的通常配置。如图5中所示，异常检测部DTl具有多个检测电路，其用于检测可以在经由隔离元件ISOl的信号发送中引起故障的异常。具体地说，异常检测部DTl包括磁场改变检测电路101、脉冲宽度检测电路102、共模噪声检测电路103以及或电路(OR circuit) 104，或电路104输出来自这些电路的结果的或(OR)来作为检测结果ERl。当这些检测电路中的至少一个已经检测到异常时，异常检测部DTl输出高电平检测结果ERl。当没有检测电路检测到异常时，异常检测部DTl输出低电平检测结果ERl。
[0131]图6示出控制部CTl和其外围电路的一些的具体配置。如图6中所示，控制部CTl具有与电路(AND circuit)112，与电路112输出来自接收电路Rxl的输出数据VOUT和来自异常检测部DTl的检测结果ERl的反相值的与(AND)。
[0132]例如，当检测结果ERl在低电平时，S卩，当未检测到可以在经由隔离元件ISOl的信号发送中引起故障的任何异常时，与电路112向栅极驱动器GDl输出未受抑制的输出数据VOUT。这允许根据来自接收电路Rx I的输出数据VOUT来控制功率晶体管PTr I的导电状态。另一方面，当检测结果ERl在高电平时，S卩，当检测到可以在经由隔离元件ISOl的信号发送中引起故障的异常时，与电路112向栅极驱动器GDl输出低电平停止信号，而与输出数据VOUT无关(即，与发送数据VIN无关)。这使功率晶体管PTrl被强制截止。
[0133]下面是在异常检测部DTl中的检测电路的具体配置和它们的通常操作的说明。
[0134](磁场改变检测电路101)
[0135]磁场改变检测电路101是检测超过预定阈值范围的磁场的电路。在被用作隔离元件ISOI的变压器中，与磁场改变一致地感应电动势。导致增大的感应电动势的增大的磁场改变可以触发在经由隔离元件ISOl的信号发送中的故障。因此，如果由磁场改变引起的感应的电动势超过预定阈值范围，则磁场改变检测电路101确定将在经由隔离元件ISOl的信号发送中潜在地引起故障的异常。
[0136]图7示出磁场改变检测电路101的通常配置。图8是示出磁场改变检测电路101的通常操作的时序图。如图7中所示，磁场改变检测电路101包括线圈1011、比较器1012至1014以及或电路1015。在线圈1011中感应反映磁场改变的电动势。然后在线圈1011的两端之间形成与磁场改变相对应的电势差。比较器1012输出反映在线圈1011的两端之间的电势差的比较的结果。
[0137]比较器1013将在高电平侧上的阈值电压Vth+与来自比较器1012的比较结果作比较，并且输出比较的结果。比较器1014将在低电平侧上的阈值电压Vth-与来自比较器1012的比较结果作比较，并且输出比较的结果。或电路1015输出来自比较器1013的比较结果和来自比较器1014的比较结果的或来作为检测结果El。
[0138]如果由磁场改变在线圈中感应的电动势落在预定阈值范围(Vth-至Vth+)内，则磁场改变检测电路101确定还没有出现可以在经由隔离元件ISOl的信号发送中引起故障的异常，并且输出低电平检测结果E1。如果由磁场改变在线圈中感应的电动势超过预定阈值范围，则磁场改变检测电路101确定已经出现了可以在经由隔离元件ISOl的信号发送中引起故障的异常，并且输出高电平检测结果El。
[0139]顺便提及，磁场改变检测电路101有效地检测出关于容易受到磁场的影响的隔离元件ISOl的类型的异常。具体地说，磁场改变检测电路101有效地检测到其中变压器或GMR元件隔离器被用作隔离元件ISOl的异常。
[0140]图9和1示出磁场改变检测电路1I的通常布局。如图9和1中所示，磁场改变检测电路101的线圈应当优选地被置于接近隔离元件ISOl，使得线圈将被暴露到在与由隔离元件ISOl维持的磁场的水平等同的水平的磁场。图10示出其中在半导体芯片CHPO侧上形成隔离元件ISOl的通常布局。
[0141](脉冲宽度检测电路102)
[0142]脉冲宽度检测电路102是检测在再产生的发送数据VIN(即，输出数据V0UT)中的逻辑值改变之间的间隔是否已经变得大于预定间隔的电路。换句话说，脉冲宽度检测电路102检测输出数据VOUT的脉冲宽度已经变得大于预定宽度。一般地，用于控制功率晶体管PTrl的信号被PWM调制，使得其脉冲宽度不变得大于预定宽度。即，不将功率晶体管PTrl保持接通得比预定间隔长。如果输出数据VOUT的脉冲宽度大于预定宽度，则有可能已经在经由隔离元件ISOl的信号发送中出现了故障。因为那个原因，如果输出数据VOUT的脉冲宽度结果大于预定宽度，则脉冲宽度检测电路102确定已经出现了能够在经由隔离元件ISOl的信号发送中引起故障的异常。
[0143]图1lA示出脉冲宽度检测电路102的通常配置。图1IB是示出脉冲宽度检测电路102的通常操作的时序图。如图1lA中所示，脉冲宽度检测电路102包括隔离部1021、脉冲检测部1022、或电路1023和定时器1024。脉冲检测部1022具有比较器1025至10