DE3415764A1

DE3415764A1 - Schaltungsanordnung zur temperaturueberwachung integrierter schaltungen

Info

Publication number: DE3415764A1
Application number: DE19843415764
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl.-Ing. 8021 Hohenschäftlarn Binz; Hans-Helmut Dipl.-Ing. Fiebig; Josef Dipl.-Ing. 8000 München Hölzle; Clemens Dr. 8034 Germering Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-04-27
Filing date: 1984-04-27
Publication date: 1985-10-31

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München VPA et η 1 3 O g nc

Schaltungsanordnung zur Temperaturüberwachung integrierter Schaltungen.

Hohe Arbeitsgeschwindigkeiten von integrierten Schaltungen, d.h. kurze, etwa im NanoSekundenbereich liegende Schaltzeiten, sind bekanntlich mit einem relativ hohen Leistungsverbrauch solcher integrierter Schaltungen verbunden, der es vielfach, insbesondere bei kompaktem Geräteaufbau, erforderlich macht, die daraus resultierende Verlustwärme durch Zwangsbelüftung vom IC-Baustein, von der Baugruppe und aus dem Gerät bzw. Gestell abzuführen. Ein Lüfterausfall kann dabei zur Zerstörung von Bausteinen führen, was indessen in der Regel durch rechtzeitige Abschaltung der Strom-Versorgung vermieden werden kann.

Hierzu kann man den Lüfter entsprechend überwachen oder auch eine Temperaturüberwachung auf der Baugruppe oder auf dem IC-Baustein selbst mittels eines am Gehäuse befestigten, z.B. angeklebten, Temperaturfühlers vornehmen, was eine entsprechende nachträgliche Manipulation und Ausrüstung des IC-Bausteins mit sich bringt.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, auf vorteilhaftere Weise eine Temperaturüberwachung integrierter Schaltungen zu ermöglichen.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Temperaturüberwachung integrierter Schaltungen und/oder

solche integrierte Schaltungen enthaltender Einrichtungen; diese Schaltungsanordnung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßspannung einer auf einem Chip implementierten Diode einem Schwellwertschalter zugeführt wird, dessen Ausgangssignal die Einhaltung bzw. das Überschreiten einer vorgegebenen Temperaturschwelle anzeigt.

Die Erfindung, die sich den Umstand zunutze macht, daß die Durchlaßspannung der auf demSiliziumplättchen implementierten Diode eine Funktion der Sperrschichttemperatur ist, bringt den Vorteil mit sich, daß die zur Temperaturüberwachung integrierter Schaltungen benötigten Schaltungselemente bereits von vornherein in den jeweils unmittelbar überwachten Chip-Baustein integriert sind, so daß sich

nachträgliche Manipulationen an solchen Bausteinen erübrigen; zugleich ist damit eine umfassendere, z. B. auch die Umluft temp era tür erfassende Überwachung als bei einer reinen Lüfterüberwachung verbunden.
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Weitere Besonderheiten der Erfindung werden aus der nachstehenden näheren Erläuterung eines Ausführungsbeispiels einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung anhand der Zeichnung ersichtlich.

In der in der Zeichnung skizzierten Schaltungsanordnung zur Temperaturüberwachung integrierter Schaltungen ist der durch eine auf dem unmittelbar überwachten Chip implementierte Diode D gebildete Temperaturfühler mit einem einen Operationsverstärker Op aufweisenden Schwellwertschalter S verbunden, dessen am Ausgang s auftretendes Ausgangssignal die Einhaltung bzw. das Überschreiten einer vorgegebenen Temperatürschwelle anzeigt. Die Diode D ist dabei in einem Zweig einer spannungsgespeisten Brückenschaltung mit den Widerständen R1, R2, R3, D angeordnet, doren Brückenausgangsklemmen 2', 2¹' mit den

beiden Eingängen -, + des Operationsverstärkers Op verbunden sind. Über einen Widerstand Rr ist der Operationsverstärker positiv rückgekoppelt (mitgekoppelt); der Schwellwertschalter S weist damit eine Hysterese auf, so daß ein etwaiges ständiges Umschalten des Schwellwertschalters an der Temperaturschwelle vermieden wird.

Das das Überschreiten der vorgegebenen Temperaturschwelle anzeigende Ausgangssignal weist zweckmäßigerweise denjenigen Signalpegel auf, der eine wired-OR-Verknüpfung der zugehörigen binären Ausgangsvariablen und damit eine Zusammenfassung der Meßergebnisse mehrerer Meßstellen ermöglicht; bei in TTL-Technik realisierten integrierten Schaltungen ist dies der logische Pegel L und bei in ECL-Technik realisierten integrierten Schaltungen der logische Pegel H.

Die Schaltungsanordnung arbeitet dann in der Weise, daß stets dann, wenn die Temperatur des die Diode D enthaltenden Siliziumplättchens bedrohlich hoch wird, so daß sie die entsprechend vorgegebene Temperaturschwelle überschreitet, am Ausgang s der Schwellwertschaltung S ein Alarmsignal abgegeben wird. Dieses Alarmsignal kann dann z.B. zur Abschaltung der Stromversorgung der den überwachten Chip-Baustein enthaltenden Einrichtung ausgenutzt werden, was hier jedoch nicht weiter betrechtet werden soll, da dies zum weiteren Verständnis der Erfindung nicht erforderlich ist.

Es sei noch besonders bemerkt, daß das Meßglied, das die Diode D als Temperaturfühler enthält, nicht an die aus der Zeichnung ersichtliche schaltungstechnische Ausbildung gebunden ist; so können in Abweichung von den in der Zeichnung dargestellten Verhältnissen mit den beiden

Eingängen eines das Ausgangssignal abgebenden Operationsverstärkers auch eine von einer Konstantstromquelle gespeiste, auf dem zu überwachenden Chip implementierte Diode sowie ein ebenfalls von einer Konstantstromquelle gespeister ohm»scher Widerstand verbunden sein.

Claims

Patentansprüche

Schaltungsanordnung zur Temperaturüberwachung integrierter Schaltungen und/oder solche integrierte Schaltungen enthaltender Einrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßspannung einer auf einem Chip implementierten Diode (D) einem Schwellwertschalter (S) zugeführt wird, dessen Ausgangssignal die Einhaltung bzw. das Überschreiten einer vorgegebenen Temperaturschwelle anzeigt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter (S) hysteresebehaftet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das das Überschreiten der vorgegebenen Temperaturschwelle anzeigende Ausgangssignal wired-OR-verknüpfbar ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (D) in einem Zweig einer spannungsgespeisten Brückenschaltung (R1, R2, R3» D) angeordnet ist, deren Brückenausgangsklemmen (2¹, 2") mit den beiden Eingängen (-,+) eines das Ausgangssignal abgebenden Operationsverstärkers (Op) verbunden sind.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von einer Konstantstromquelle gespeiste Diode (D) sowie ein ebenfalls von einer Konstantstromquelle gespeister ohm'scher Widerstand (R3) mit den beiden Eingängen eines das Ausgangssignal abgebenden Operationsverstärkers (Op) verbunden sind.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Operationsverstärker (Op) mitgekoppelt ist.