CN105043571B - 过热检测电路及半导体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明题为过热检测电路及半导体装置。本发明提供高温下也正确地检测半导体装置的温度而不会输出错误的检测结果的过热检测电路。该结构包括：作为感温元件的PN结元件；向PN结元件供给偏置电流的恒流电路；比较PN结元件产生的电压和基准电压的比较器；在高温下使泄漏电流在基准电压电路流动的第二PN结元件；以及在高温下使恒流电路的泄漏电流旁路的第三PN结元件。

Description

过热检测电路及半导体装置
技术领域
本发明涉及检测半导体装置的异常温度的过热检测电路。
背景技术
关于现有的过热检测电路，已知如现有技术文献所示的电路。
图3是现有的过热检测电路的电路图。现有的过热检测电路包括基准电压部10、感温部20、比较器30。现有的过热检测电路中，比较器30对在感温元件即PN结元件21产生的电压和基准电压电路11输出的基准电压Vref进行比较判定，从而检测过热状态。在PN结元件21产生的电压，只要PN结元件21被恒流电路22的恒流偏置，就基本上显示负的温度特性。若周围的温度变高、在PN结元件21产生的电压小于基准电压Vref，则比较器30输出表示过热状态的信号。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6－242176号公报。
发明内容
发明要解决的课题
然而，上述过热检测电路例如在恒流电路22由PMOS晶体管的电流镜电路构成等情况下，当高温时在该PMOS晶体管的漏极端子与基板之间的泄漏电流增加，从而使PN结元件21偏置的恒流增加。因此，由于PN结元件21的电压上升，所以存在不能正确地检测温度的问题。
另外，例如，在基准电压电路11包括饱和连接的NMOS晶体管等情况下，当高温时该NMOS晶体管的漏极端子与基板之间的泄漏电流增加，从而基准电压电路11的基准电压Vref减少，因此比较器30的基准发生变动，存在不能正确检测温度的问题。
另外，例如，构成比较器30的晶体管的泄漏电流增加，从而在内部动作点发生不良，存在不能正确检测温度以及不能正确输出结果的问题。
本发明为了解决以上那样的课题而构思，提供高温下也正确地检测半导体装置的温度而不会输出错误的检测结果的过热检测电路。
用于解决课题的方案
为了解决现有技术的课题，本发明的过热检测电路采用如下结构。
该结构包括：作为感温元件的PN结元件；向PN结元件供给偏置电流的恒流电路；比较PN结元件产生的电压和基准电压的比较器；在高温下使泄漏电流在基准电压电路流动的第二PN结元件；以及在高温下使恒流电路的泄漏电流旁路的第三PN结元件。
发明效果
依据本发明的过热检测电路，在高温下也能正确地检测出半导体装置的温度，并能输出正确的检测结果。
附图说明
图1是本实施方式的过热检测电路的电路图；
图2是本实施方式的过热检测电路的比较器的电路图；
图3是现有的过热检测电路的电路图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本实施方式进行说明。
图1是本实施方式的过热检测电路的电路图。
本实施方式的过热检测电路包括基准电压部10、感温部20和比较器30。基准电压部10包括基准电压电路11和PN结元件12。感温部20包括PN结元件21、恒流电路22和PN结元件23。PN结元件21为感温元件。PN结元件12和PN结元件23是用于调整高温时泄漏电流的元件。
PN结元件12和基准电压电路11在电源端子与接地端子之间串联连接，从连接点输出基准电压Vref。恒流电路22和PN结元件21在电源端子与接地端子之间串联连接，从连接点输出对应于温度的电压Vpn。PN结元件21被恒流电路22的恒流偏置。PN结元件23在该连接点与接地端子之间连接。
图2是本实施方式的过热检测电路的比较器30的电路图。
比较器30包括：PMOS晶体管31、32；NMOS晶体管33、34、37；恒流电路35、36；以及PN结元件38。PMOS晶体管31、32和NMOS晶体管33、34和恒流电路35构成初级放大器。NMOS晶体管37和恒流电路36构成第2级放大器。PN结元件38是用于在高温时使泄漏电流流动，从而下拉比较器30的输出端子的元件。
初级放大器的差分输入与比较器的输入端子连接，输出端子与NMOS晶体管37的栅极连接。恒流电路36和NMOS晶体管37在电源端子与接地端子之间串联连接，连接点与比较器30的输出端子连接。PN结元件38在恒流电路36和NMOS晶体管37的连接点与接地端子之间连接。
比较器30被输入基准电压Vref和电压Vpn，将该比较结果从输出端子输出到过热检测电路的输出端子OUT。
接着，对本实施方式的过热检测电路的动作进行说明。
作为感温元件的PN结元件21产生对应于温度的电压Vpn。比较器30对基准电压电路11输出的基准电压Vref和电压Vpn进行比较判定，从而检测过热状态。
PN结元件21被恒流电路22的恒流偏置，因此电压Vpn显示负的温度特性。因此，当周围的温度变高时，电压Vpn降低。而且，当电压Vpn小于基准电压Vref时，比较器30输出表示过热状态的信号L。
恒流电路22在包括以PMOS晶体管构成的电流镜电路等情况下，若成为高温，则在PMOS晶体管的漏极端子与基板之间产生泄漏电流，电流增加。从而，PN结元件21的偏置电流增加，因此电压Vpn会比期望的电压还高。即，过热检测电路在既定温度中不能检测过热。
在此，本实施方式的过热检测电路中，在恒流电路22和PN结元件21的连接点连接有PN结元件23。PN结元件23连接成为在成为高温时泄漏电流增加，使恒流电路22的泄漏电流流入接地端子。因此，当成为高温时，能够防止PN结元件21的偏置电流增加，因此电压Vpn成为期望的电压。即，过热检测电路在既定温度中能够检测过热。
另外，由于基准电压电路11的饱和连接的NMOS晶体管的漏极端子与基板之间的泄漏电流增加，所以基准电压Vref会比期望的电压还低。即，过热检测电路在既定温度中不能检测过热。
在此，本实施方式的过热检测电路中，在电源端子和基准电压电路11之间连接有PN结元件12。PN结元件12连接成为在成为高温时泄漏电流增加，该泄漏电流流入基准电压电路11。
例如，在基准电压Vref因饱和连接的NMOS晶体管被恒定电流偏置而生成的情况下，PN结元件12的泄漏电流流入饱和连接的NMOS晶体管，因此基准电压Vref在高温成为期望的电压。即，过热检测电路在既定温度中能够检测过热。
另外，构成比较器30的晶体管的泄漏电流增加，从而在内部动作点产生不良，会无法正确地检测温度以及正确地输出结果。
在此，本实施方式的过热检测电路中，在比较器30的内部的输出端子与接地端子之间连接有PN结元件38。PN结元件38被设计成为在成为高温时泄漏电流增加，从而使恒流电路36的电流更多。
例如，在应该过热检测的温度附近，若PN结元件38的泄漏电流多于恒流电路36的电流，则与NMOS晶体管37的导通截止无关地，比较器30的输出端子输出信号L。即，过热检测电路在应该过热检测的温度附近，能够输出检测到过热的信号。通过这样设计，过热检测电路就不会输出错误的检测结果。
如以上说明的那样，本实施方式的过热检测电路在高温也正确地检测出半导体装置的温度，而不会输出错误的检测结果。
标号说明
10　 基准电压部
12、21、23　PN结元件
20　 感温部
22、35　 恒流电路
30　 比较器。

Claims (3)

1.一种过热检测电路，其中包括：
作为感温元件的PN结元件；
向所述PN结元件供给偏置电流的恒流电路；
输出基准电压的基准电压电路；以及
比较所述PN结元件产生的电压和所述基准电压的比较器，
所述过热检测电路的特征在于，包括：
在高温下使泄漏电流在所述基准电压电路流动的第二PN结元件；以及
在高温下使所述恒流电路的泄漏电流旁路的第三PN结元件。
2.如权利要求1所述的过热检测电路，其特征在于，
所述比较器包括：
被输入所述PN结元件产生的电压和所述基准电压的差分放大电路；
栅极被输入所述差分放大电路的输出的MOS晶体管；
与所述MOS晶体管的漏极连接的第二恒流电路；以及
与所述第二恒流电路连接并且在高温下使泄漏电流流动的第四PN结元件，
所述MOS晶体管和所述第二恒流电路的连接点为所述比较器的输出端子。
3.一种包括权利要求1或2所述的过热检测电路的半导体装置。
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