CN108511433A - 用于热保护的电路及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种实施例电路，包括多个发热电路，被暴露于在多个发热电路的操作期间生成的热的热敏电路，以及被设置在热敏电路和多个发热电路之间的位置处的温度传感器，温度传感器被配置为根据在该位置处感测到的温度来生成过温信号。多个发热电路可以以有序序列、基于被分别分配给多个发热电路的去激活权重并且响应于过温信号而被选择性去激活。

Description

用于热保护的电路及其操作方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年2月28日提交的意大利申请No.102017000022534的优先权，该申请在此通过引用并入本文。
技术领域
本说明书总体涉及电子器件的热保护，并且特别地实施为用于热保护的电路及其操作方法。
背景技术
热关断保护可以促进防止由于在高温下长时间的操作而导致的半导体器件中(例如在结合部区域中)的损坏。例如，集成电路的可靠和连续的操作可以通过芯片中未超过例如150℃的值的结合部温度来促进。
热关断传感器可以被集成在具有感测芯片温度的能力的半导体器件中，并自动产生功率切断，例如，直到芯片温度恢复到被认为是安全的水平。
在包括敏感电路(例如微控制器或逻辑电路，其控制芯片中的电路(诸如驱动器、核心、振荡器或存储器电路等))的某些器件中，在例如核心能够检测导致高温耗散的事件之前，热关断可能出现并且中断操作。此外，可能不期望敏感电路被暴露于高温。
在某些应用中，诸如CPU的电路可以被安置在单独的封装中，使得热耗散不太可能影响处理器性能。然而，由于来自其他(例如内部)输出的高功率消耗，例如嵌入式CPU可能会被切断(并且可能被损坏)。由于诸如微控制器的控制电路因为被“关闭”而不能实现安全状态，所以器件逻辑可能被破坏。
美国专利公开2015/0208557A1公开了一种用于独立切断功率级子集的方法。这种布置包括与功能“集群”相关联的热传感器，具有通过保持激活(仅)不受热事件影响的那些功能而避免器件的完全切断的能力。
在提供操作的满意度的同时，感觉到可以进一步改进这种布置，例如通过避免由于在同一芯片中的其他结合部(例如器件输出)的高功率消耗所引起的温度升高而导致嵌入式CPU可能被不期望地损坏。
发明内容
一个或多个实施例可以被应用于半导体器件的热保护，例如用于汽车领域中的应用。
一个或多个实施例有助于提供改进的热关断保护。
一个或多个实施例可以在热加权集群的集合中实现一种“热屏蔽”概念。
一个或多个实施例可以促进使某个设备和/或电路(例如，微控制器、振荡器等)免于突然的温度升高。
一个或多个实施例可以为多系统芯片(其中例如可以根据应用而分配关断优先级)提供解决方案。
一个或多个实施例可以促进实现在各种功能和CPU安全性之间的明智的权衡。
在一个或多个实施例中，在设计阶段，包括在屏蔽布置中的热传感器的数目可以减小(从而节省裸片面积)或增加(从而改进空间“粒度”)。
一个或多个实施例可以例如为包括CPU的多系统芯片提供高效的热安全性解决方案。
一个或多个实施例可以促进在包括CPU的智能功率器件中实现令人满意的性能水平以及热安全性。
可以检测一个或多个实施例的可能的采用，例如通过检查某个电路/设备的输出是否被分组在不同的集群中，通过强制在不同输出上的温度升高，例如通过在不同的通道上提交过载并且监控随后的热保护行为。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考附图来描述一个或多个实施例，其中：
图1是半导体器件布置的示意图，
图2至图4是图1中所例示的布置的可能行为的示例性表示，
图5是在一个或多个实施例中的热事件的可能管理的示意图，
图6是根据实施例的半导体器件的示例性表示，
图7是在一个或多个实施例中的热事件的可能管理的示意图，
图8是一个和多个实施例的可能操作的示意流程图。
具体实施方式
在随后的描述中，示出了一个或多个具体细节，旨在提供对本说明书的实施例的示例的深入理解。实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下获得，或者通过其他方法、部件、材料等获得。在其他情况下，未详细示出或描述已知的结构、材料或操作，以免实施例的某些方面将变得模糊。
在本说明书的框架中提及“实施例”或“一个实施例”旨在指示关于该实施例描述的特定配置、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，可能存在于本说明书的一个或多个点中的诸如“在实施例中”或“在一个实施例中”的短语不一定指的是同一个实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定构造、结构或特性可以以任何适当的方式组合。
本文使用的参考标记仅为了方便而提供，因此不限定保护范围或实施例的范围。
图1是半导体器件100的可能的总体布局的一般示例，其中不同的(例如两个)温度域可以被识别。例如，设备100可以包括第一域102和第二域104，该第一域102包括例如CPU电路(适于执行微控制器和数据处理功能)，该第二域104可以例如在第一域102周围延伸。应理解的是这样的布局仅被认为是用于示例性目的而对实施例没有限制性的影响。这样的布置在本领域中是众所周知的，因此不需要在本文提供详细描述。
第一(例如，CPU)域102可以包括各种电路(诸如存储器、计算、转换电路等)以及通信接口。
第二域104可以包括例如功率输出和电压调节器，该功率输出和电压调节器可能被包括在所谓的人体智能功率(BSP)器件中。用于汽车领域中的门区加电源管理的功率器件可以是这种智能功率器件的示例。
针对第一温度域102的可行/推荐的温度范围可以是例如-40℃至125℃，其中(内部)可接受的增加不超过例如25℃。可以考虑将第二温度域104用于直到例如185℃的连续操作，有限的持续时间内局部可接受的较高温度(例如超过250℃)。
应当理解的是，前面提供的定量数据仅仅是示例性的，并且对实施例没有限制性的影响。而且，虽然为了示例性目的考虑了两个热域102、104，但是一个或多个实施例可以包括更高数目的热域。
图2至图4表示电路100的通用部分，其中防止过量热量的热敏电路10(例如，嵌入式CPU)被示出为位于某一部分(例如，器件100中的半导体裸片的“最冷的”部分，如果与器件布局兼容)处，该部分具有相关联的热传感器12的阵列，该阵列可以被认为沿着边界线120形成一种名义上的“屏蔽件”，该边界线120在CPU 10与可能的散热源HB1、HB2之间延伸。
虽然为了示例的目的在图中示出了两个源HB1、HB2，但是这些源可以是任何数目的。而且，虽然为了示例的目的在图中示出了四个传感器12，但是传感器12可以是任何数目的。
在一个或多个实施例中，可以根据特定应用(例如源HB1、HB2...的数目和/或位置)来选择传感器的数目，使用较少数目的传感器12允许节省半导体裸片面积，而较多数目的传感器12促进在热检测中实现更高的“粒度”。
图3的示意图示意性地示出了屏蔽件120中的传感器12中的一个传感器(例如，从左侧起第二个突出显示的)，该传感器检测到达到接近于受保护的电路10的“高”温(例如超过某个可能可调节的安全阈值的过温)。
在一个或多个实施例中，当由屏蔽件中的一个(或多个)传感器12检测到异常温度时，可能存在触发热源的自动切断程序，该热源导致所检测到的温度升高(例如HB2)，使得CPU 10可以被维持在用于操作的可接受的温度。
在图4中示意性地示出了这种方法，其中在热屏蔽件120中的传感器12中的(至少)一个传感器已经达到某个温度之后，热源HB2被切断，使得(在图4中示意性地表示的该情况下)仅维持热源HB1的操作。
图5的示意图是一个或多个实施例的示例，其中将图2至图4中参考两个可能的热源HB1、HB2概述的概念扩展到被指定为Th_CL1、Th_CL2、Th_CL3...等的多个热源集群(所讨论的集群可能是任何数目的)。
图6是包括封装14和从封装14延伸的各种引线(引脚)阵列16的半导体器件(例如，集成电路)的示例性表示。根据标准实践，这些引脚可以根据它们用作输入和/或输出引线而被编号(例如，1,...,64)和/或被标记为(WU1,CP2M,...,SH2,GL2)。
为了呈现的目的，可以假设热敏电路(例如，CPU)10与热传感器12的屏蔽件120可以一起被安置在封装中，使得封装14可以是图1的第一温度域102的示例，而引脚16中的至少一些引脚可以对应于与潜在热源(诸如图2至图4中的源HB1、HB2)的连接，该潜在热源被布置在图6中的热敏电路10的周围。
如图6示意性所示，引脚16中的某些引脚(即，不一定是所有引脚16)可以与相应的热源相关联，该热源的操作(即，可以是由这样的源在操作期间生成的热)可以影响要被保护的热敏电路10。
这样的引脚与相应的热源“相关联”可以意味着例如某个热源(即由该源生成热)的操作可以通过某个引脚上的信号的出现而被镜像。
在一个或多个实施例中，这可能是因为某个引脚上的信号控制某个热源的操作，例如，某个引脚“激励”位于图6的半导体器件外部的某个热源，或者某个热源的操作与出现在某个引脚上的信号一起，例如因为位于图6的半导体器件外部(或内部)的某个热源“激励”引脚。
不管导致这种关联的操作机制如何，在图6中示意性示出的一个或多个实施例中，可以认为所讨论的引脚被布置集群中，该集群对应于相关联的热源的集群Th_CL1、Th_CL2、Th_CL3、Th_CL4、Th_CL5，即，在布置中，至少一些电接触引脚16可在与其耦合的发热电路的激活状态和去激活状态之间切换。
在一个或多个实施例中，集群Th_CL1、Th_CL2、Th_CL3、Th_CL4、Th_CL5可以基于各种因素而被限定，例如，通过将属于某个功能、温度域中的某个位置(例如图1中的102))、相关联的功率消耗/热生成的那些引脚一起分组在一个集群中。
通过(仅通过示例)参考用于汽车领域中的门区加功率管理器件，以前述通过示例提到的各种集群可以对应于例如：
5W驱动器+镜像y轴+OUT 15(Th_CL1)，
门锁+OUT_HS(Th_CL2)，
10W驱动器+文件夹(folder)+镜像x轴(Th_CL3)，
高欧姆通道(Th_CL4)，
稳压电源VREG1、VREG2(Th_CL5)。
在一个或多个实施例中，也可以对应于整个半导体器件来限定“全局”集群(Th_CL6)。
还应当理解的是，这里仅仅出于示例性目的呈现了集群的这种划分，而对实施例没有限制性的影响。
图5的示意图是分配给集群Th_CL1、Th_CL2、Th_CL3...的可能性的示例，有序序列中的相应权重通过二进制数001、010、011...来表示。
例如，集群Th_CL4可以通过被分配二进制权重001(列表中的第一个1ST)而被赋予“极位置”，随后是具有二进制权重010(列表中的第二个－2ND)的集群Th_CL2，随后是通过具有在列表中的第三、第四和第五位置中具有相应的二进制权重011、100和101的集群Th_CL3、Th_CL1、Th_CL5。
以这种方式，可以基于如图5所例示的优先级列表，来将集群Th_CL4选为“主要的”或“最关键的”热源，随后是集群Th_CL2、Th_CL3、Th_CL1、Th_CL5，其中列表中每个集群的权重/位置适于通过分配相应的优先级位来设定，例如经由与CPU 10相关联的串行外设接口(SPI)。
如图5中的下部示意性所示，如上所述的各种集群的去激活“优先级”可以基于热保护策略(其可以由CPU 10本身管理，即由受保护的热敏器件)而展现。如果屏蔽件120(例如，在封装14内)中的一个或多个传感器12检测到过温，则系统(例如，CPU 10)可以切断列表中的第一个集群1ST(例如集群Th_CL4)。如果在列表中的第一个集群已经被切断之后发现过温仍然存在，则系统可以通过切断列表中的第二个集群2ND(例如群集Th_CL2)，依此类推，直到列表中的所有集群都已经被切断。
因此，如图5所示的操作使得可以以灵活的方式(包括在检测到过温不再存在时，可能再次接通先前关断的某个集群)来定制关断由集群Th_CL1、Th_CL2、Th_CL3...所表示的热源。
这种热管理策略一方面可以促进执行高效的(可能由受保护的热敏电路10(例如，嵌入式CPU)管理的)热保护功能，另一方面，避免某些功能被不必要地关断。
一个或多个实施例使得可以以智能的方式、根据检测某个过温事件的传感器12的位置和/或数目，来在“优先级”列表中限定各种集群和/或它们的位置，使得关断可以涉及基于过温事件的(一个或多个)集群。
而且，“全局”集群Th_CL6可以依赖于一种安全网，使得如果检测到相当严重的过热过程(例如，由许多传感器12同时感测到的)，则系统(例如，CPU 10)可以采取非常激烈的方法，通过立即关断所有的集群，而在任何情况下，保留一些基本(例如，低功率)功能，使得系统智能不被完全被关断。
图7是在一个或多个实施例中重新布置排行(例如，位置或权重)的可能性的示例，该排行被分配给列表中的各种集群。
例如，在一个或多个实施例中，图5中例示的权重W(这些在图7中的上部被再现以供直接参考)可以对应于用户限定的优先级列表，其可以被重新布置成不同列表W'，例如，在检测到温度突然升高(例如，几秒内达到170℃)的情况下。
在一个或多个实施例中，列表W'可以体现默认优先级，例如“功率消耗”优先级概念，具有被布置成功率消耗递减顺序(第一个是最高消耗的集群以及最后一个是最低消耗的集群)的各种集群，使得可以遵循这样的功率消耗优先级权重W'而出现切断，该功率消耗优先级权重W'代替由权重W表示的用户限定的优先级(例如，基于功能的优先级)。
图8的流程图是前述讨论的系统的可能操作的示例(其可以例如由CPU 10控制，例如借助于串行外设接口(SPI)特征来选择/修改诸如w或W'的优先级列表)。
在开始步骤1000(例如，设备打开)之后，在步骤1002中，可以设定内部参数(例如，x＝1)，之后，在步骤1004中进行关于是否在屏蔽件120处检测到过温的检查(例如，通过一个或多个传感器12)。
相反，可以在步骤1006中进行关于所检测到的温度是否远低于阈值Tw(T<<Tw)的进一步的检查，该阈值指示潜在的危险温度，其表明密切监控。
在存在步骤1006的肯定结果(检测到的温度远低于阈值，因此指示电路的安全操作)时，所有集群TH-CL1...的操作(开启)状态可以在步骤1008中被确认，之后，系统可以演化回到步骤1002(例如，通过在步骤1004进行的进一步检查之前，让某个监控延迟终止)。
在步骤1006的否定结果(检测到的温度接近阈值Tw，从而表明密切监控)的情况下，步骤1004的检查可以以短的时间基础重复。
在一个或多个实施例中，步骤1004的肯定结果(在屏蔽件120处检测到过温)可以导致另一步骤1010，其中可以在处理过温度时选择不同的策略(即优先级)。
例如，步骤1010可以涉及检查保护是否开启以及是否已经检测到快速(突然)的温度升高(例如，在几秒钟内到达170℃，参考前述做出的示例)。
如果没有检测到温度的快速/突然升高(步骤1010的否定结果)，则可以在步骤1012中根据第一策略(例如，基于如图5和图7中的权重W所例示的用户限定的优先级)来管理在步骤1004中所检测到的过温现象，使得在步骤1014中可以关断列表W中的第一集群1ST(例如，集群Th_CL4)，同时在步骤1016中参数x被增加(例如，x＝x+1)。
因此，可以在步骤1004重复关于过温的检查，使得在步骤1014中(经由步骤1006的肯定结果的可能序列和步骤1010的否定结果)列表W中的一个或多个(另外的)热源可以被相继关断，参数x可能根据需要进一步增加。
相反，如果在步骤1010中进行的检查产生肯定结果(指示，例如，在屏蔽件120处的温度的突然增加)，则可以采用不同的策略(例如，由图7中的权重W'表示的“功率消耗”优先级)。
以这种方式，可以基于代替图5中的由权重W表示的优先级方案的图7中的由权重W'表示的优先级方案，产生热源的可能的后续关断(例如，通过可能重复的步骤1014)。
图7中的框1018是可能进行的检查的示例，以便确定备选策略(例如，“功率消耗”优先级)W'是否已经被采用，例如，作为默认选项(步骤1018的肯定结果)。备选地，在步骤1018的否定结果的情况下，在步骤1020中采用备选策略，其中参数x被重新设定为初始值x＝1，使得可以从列表W'中首先出现的集群(例如，Th_CL2)开始，采用新的优先级方案W'。
因此，一个或多个实施例可以包括电路，该电路包括多个发热电路(例如，HB1、HB2)，暴露于由发热电路生成的热的热敏电路(例如10)以及沿着热敏电路与发热电路之间的边界线(例如，120)分布的温度传感器(例如12)，该传感器根据在边界线处所感测到的温度来生成至少一个过温信号。
多个发热电路包括发热电路的集群(例如Th_CL1，...，Th_CL6)，作为由传感器生成的至少一个过温信号的结果，该集群以相应的去激活权重的至少一个有序序列(例如，W，W')而被选择性地去激活(1014)。
在一个或多个实施例中，相应去激活权重的有序序列可以在至少一个第一序列和至少一个第二序列之间是可变的(例如，1010)。
在一个或多个实施例中，传感器的分布可以对在边界线处所感测到的温度变化速率超过变化阈值敏感，该电路被配置用于，作为在边界线处所感测到的温度变化速率超过变化阈值的结果，在至少一个第一序列和至少一个第二序列值之间改变有序序列。
在一个或多个实施例中，热敏电路可以包括处理电路(例如，CPU10)，该处理电路被配置用于以相应的去激活权重的至少一个有序序列控制发热电路集群的选择的去激活(例如1014)。
在一个或多个实施例中，一种方法可以包括：提供一种电路，该电路包括多个发热电路和热敏电路，该热敏电路暴露于由发热电路生成的热，根据在边界线处所感测到的温度来感测至少一个过温信号，该边界线在处理电路与发热电路之间，以及通过将至少一个有序序列中的相应的去激活权重分配给集群，来在发热电路的集群中布置多个发热电路。该方法还可以包括，作为由传感器生成的至少一个过温信号的结果，根据至少一个有序序列来选择性地去激活发热电路的集群。
该方法的一个或多个实施方案可以包括改变在至少一个第一序列与至少一个第二序列之间的相应的去激活权重的有序序列。
该方法的一个或多个实施例可以包括感测在边界线处所感测到的温度变化速率超过变化阈值，并且作为在边界线处所感测到的温度变化速率超过变化阈值的结果，改变在至少一个第一序列与至少一个第二序列之间的有序序列。
该方法的一个或多个实施例可以包括采用第二序列作为默认序列。
在一个或多个实施例中，第二序列可以包括以功率消耗的递减顺序布置的发热电路的集群。
该方法的一个或多个实施例可以包括在边界线处感测(例如在1004)过温，在有序序列中选择(例如在1012)发热电路的第一集群，去激活(例如在1014)所选择的发热电路的集群，以及检查在边界线处过温是否依然存在。如果发现在边界线处过温依然存在，则该方法还包括在有序序列中选择(例如，在1012)发热电路的至少一个另外的集群，以及去激活所选择的发热电路的至少一个另外的的集群。
在一个或多个实施例中，半导体器件可以包括衬底(例如100)，在衬底上的半导体裸片，该半导体裸片包括热敏电路(例如10)，以及在衬底上沿着热敏电路附近的边界线分布的温度传感器，传感器根据在边界线处所感测到的温度生成至少一个过温信号。半导体器件还可以包括器件封装(例如14)，该器件封装具有从封装延伸的电接触引脚(例如，图6中的16；1,...,64)，其中至少一些电接触引脚可在与其耦合的发热电路的激活状态以及去激活状态之间切换。另外，包括在半导体器件中的处理电路可以是处理电路，该处理电路被配置用于将至少一些电接触引脚引导到去激活状态，其中，通过一个或多个实施例的方法，发热电路的集群以相应的去激活权重的至少一个有序序列被选择性地去激活。
在不损害基本原理的情况下，可以相对于纯粹通过示例描述的内容改变甚至明显地改变细节和实施例，而不脱离保护范围。

Claims (20)

1.一种电路，包括：
多个发热电路；
热敏电路，被暴露于在所述多个发热电路的操作期间生成的热；以及
温度传感器，被设置在所述热敏电路与所述多个发热电路之间的位置处，所述温度传感器被配置为根据在所述位置处感测到的温度来生成过温信号，
其中所述多个发热电路以有序序列、基于被分别分配给所述多个发热电路的去激活权重并且响应于所述过温信号而被选择性地去激活。
2.根据权利要求1所述的电路，其中所述去激活权重在去激活权重的第一序列与去激活权重的第二序列之间是可变的。
3.根据权利要求2所述的电路，其中所述温度传感器对在所述位置处的温度变化速率超过变化阈值敏感，并且其中所述有序序列基于所述去激活权重的第一序列或所述去激活权重的第二序列并且响应于在所述位置处的所述温度变化速率超过所述变化阈值是可变的。
4.根据权利要求1所述的电路，还包括处理电路，所述处理电路被配置为以所述有序序列控制所述多个发热电路的选择性去激活。
5.根据权利要求4所述的电路，其中所述热敏电路包括所述处理电路。
6.根据权利要求1所述的电路，其中所述热敏电路包括微控制器。
7.一种方法，包括：
感测在热敏电路与多个发热电路之间的位置处的温度，所述热敏电路被暴露于在所述多个发热电路的操作期间生成的热；
响应于在所述位置处感测到的所述温度而生成控制信号；以及
以有序序列，基于被分别分配给所述多个发热电路的去激活权重并且响应于所述控制信号，来选择性地去激活所述多个发热电路。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括在去激活权重的第一序列与去激活权重的第二序列之间改变所述去激活权重。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
感测在所述位置处的温度变化速率超过变化阈值；
基于所述去激活权重的第一序列或所述去激活序列的第二序列，并且响应于在所述位置处的所述温度变化速率超过所述变化阈值，来改变所述有序序列。
10.根据权利要求8所述的方法，还包括采用所述去激活权重的第二序列作为默认序列。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述去激活权重的第二序列被以功率消耗的递减顺序分配给所述多个发热电路。
12.根据权利要求8所述的方法，其中以所述有序序列、基于被分别分配给所述多个发热电路的所述去激活权重并且响应于所述控制信号，来选择性地去激活所述多个发热电路包括：
感测在所述位置处的温度；
以所述有序序列、基于被分别分配给所述多个发热电路的所述去激活权重，来从所述多个发热电路中选择至少一个第一发热电路；
去激活所述至少一个第一发热电路，同时保持所述多个发热电路中的其他发热电路被激活；
确定在所述位置处所述温度是否仍然存在；
以所述有序序列、基于被分别分配给所述多个发热电路中的其他发热电路的所述去激活权重、响应于在所述位置处所述温度仍然存在，来从所述多个发热电路中的所述其他发热电路中选择至少一个另外的发热电路；以及
去激活所述至少一个另外的发热电路。
13.一种半导体器件，包括：
衬底；
在所述衬底上的半导体裸片，所述半导体裸片包括热敏电路；
多个温度传感器，在所述衬底上并且沿所述热敏电路附近的边界线分布，所述多个温度传感器基于在所述边界线处感测到的温度生成过温信号；
器件封装，具有从所述器件封装延伸的电接触引脚，其中多个所述电接触引脚能够在激活状态和去激活状态之间切换，以用于分别激活和去激活多个发热电路；以及
处理电路，被配置为将所述多个所述电接触引脚引导到所述去激活状态，其中所述多个发热电路以有序序列、基于被分别分配到所述多个发热电路的去激活权重而被选择性地去激活。
14.根据权利要求13所述的半导体器件，还包括：
计算机可读存储介质，存储要被所述处理电路执行的程序，所述程序包括用于执行以下动作的指令：
通过所述多个温度传感器感测在所述边界线处的所述温度，所述热敏电路被暴露于在所述多个发热电路的操作期间生成的热；
通过所述多个温度传感器，响应于在所述边界线处感测到的所述温度而生成所述过温信号；以及
以所述有序序列、基于所述去激活权重来选择性地去激活所述多个发热电路。
15.根据权利要求13所述的半导体器件，其中所述去激活权重在去激活权重的第一序列和去激活权重的第二序列之间是可变的，所述去激活权重的第一序列被配置为根据第一有序序列引起所述多个发热电路的去激活，并且所述去激活权重的第二序列被配置为根据第二有序序列引起所述多个发热电路的去激活。
16.根据权利要求13所述的半导体器件，其中所述去激活权重被以功率消耗的递减顺序分配给所述多个发热电路。
17.根据权利要求13所述的半导体器件，其中所述热敏电路包括微控制器。
18.根据权利要求13所述的半导体器件，其中被分别分配给所述多个发热电路的所述去激活权重还被分配给所述热敏电路。
19.根据权利要求18所述的半导体器件，其中所述热敏电路是要被选择性去激活的所述有序序列中的最后一个热敏电路。
20.根据权利要求13所述的半导体器件，其中所述多个温度传感器还被配置为对在所述边界线处的温度变化速率敏感。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201700022534A1 (it) * 2017-02-28 2018-08-28 St Microelectronics Srl Circuito con protezione termica, dispositivo e procedimento corrispondenti

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102394237A (zh) * 2011-12-06 2012-03-28 电子科技大学 一种具有温度采样和过温保护功能的复合vdmos器件
US20120272086A1 (en) * 2011-04-25 2012-10-25 Jon James Anderson Method and system for reducing thermal load by monitoring and controlling current flow in a portable computing device
CN207765444U (zh) * 2017-02-28 2018-08-24 意法半导体股份有限公司 电路和半导体器件

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7347621B2 (en) * 2004-07-16 2008-03-25 International Business Machines Corporation Method and system for real-time estimation and prediction of the thermal state of a microprocessor unit
US9020655B2 (en) * 2011-02-16 2015-04-28 Signalogic, Inc. Thermal management for integrated circuits
US9992916B2 (en) * 2014-01-21 2018-06-05 Stmicroelectronics S.R.L. Thermal control process for a multi-junction electronic power device and corresponding electronic power device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120272086A1 (en) * 2011-04-25 2012-10-25 Jon James Anderson Method and system for reducing thermal load by monitoring and controlling current flow in a portable computing device
CN102394237A (zh) * 2011-12-06 2012-03-28 电子科技大学 一种具有温度采样和过温保护功能的复合vdmos器件
CN207765444U (zh) * 2017-02-28 2018-08-24 意法半导体股份有限公司 电路和半导体器件

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