DE3424003A1

DE3424003A1 - Circuit arrangement

Info

Publication number: DE3424003A1
Application number: DE19843424003
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. 7410 Reutlingen Kalkhof; Karl 7413 Gomaringen Nagel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-06-29
Filing date: 1984-06-29
Publication date: 1986-01-02

Abstract

A monolithically integrated circuit arrangement having a power stage and an associated current-limiting stage is proposed, in which the current-limiting stage is integrated in physical proximity to the power stage such that the temperature gradient of the power stage is also detected, which can be used for temperature-limiting of the power stage. <IMAGE>

Description

SchaltungsanordnungCircuit arrangement

Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer monolitisch integrierten Schaltungsanordnung nach der Gattung des Hauptanspruchs.PRIOR ART The invention is based on a monolithically integrated one Circuit arrangement according to the preamble of the main claim.

Aus der DE-OS 32 38 880 ist bereits eine Schaltungsanordnung mit einer Leistungsstufe und einer zugehörigen Strombegrenzungsstufe bekannt, bei der schaltungstechnische Maßnahmen vorgesehen sind, die eine Strombegrenzung der Leistungsstufe bewirken. Dazu wird der Strom durch die Leistungsstufe erfaßt und durch Rückkopplungsmaßnahmen auf die Steuer seite der Leistungsendstufe begrenzt, wodurch sich eine Leistungsbegrenzung der Leistungsstufe ergibt.From DE-OS 32 38 880 a circuit arrangement with a Power stage and an associated current limiting stage known in the circuitry Measures are provided that limit the current in the power level. For this purpose, the current through the power stage is recorded and by means of feedback measures limited to the control side of the power output stage, resulting in a power limitation the performance level results.

Allein aus der Leistungsbelastung der Leistungsstufe kann jedoch nicht auf die tatsächliche Haibleitertemperatur des Endstufentransistors geschlossen werden, da diese neben der momentanen verbrauchten elektrischen Leistung durch die Wärmekapazität des Halbleiterkristalls, auf den die Schaltungsanordnung monolitisch integriert ist, von vergangenen Betriebszuständen abhängig ist. So kann es trotz einer Strombegrenzung bei Dauerbetrieb der Leistungsstufe zu einer unzulässig hohen Halbleitererwärmung kommen.However, from the performance load of the performance level alone cannot the actual semiconductor temperature of the output stage transistor can be inferred, as this is due to the thermal capacity in addition to the current electrical power consumed of the semiconductor crystal the circuit arrangement is monolithic is integrated, is dependent on previous operating states. So it can despite a current limitation with continuous operation of the power level to an impermissibly high Semiconductor heating come.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße monolitisch integrierte Schaltungsanordnung nach der Gattung des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die räumliche Anordnung der Strombegrenzungsstufe in der Nähe der Leistungsstufe der Temperaturgradient der Leistungsstufe mit erfaßt wird, und damit auch die Temperatur. Das kann dazu ausgenutzt werden, die tatsächliche Halbleitertemperatur zu begrenzen, aber auch um eine leistungsabhängige Regelung des Betriebes der durch die Leistungsstufe angesteuerten Last zu ermöglichen.Advantages of the invention The monolithically integrated according to the invention Circuit arrangement according to the preamble of the main claim has the advantage that by the spatial arrangement of the current limiting stage in the vicinity of the power stage the temperature gradient of the power stage is also recorded, and thus also the temperature. This can be used to limit the actual semiconductor temperature, but also a power-dependent regulation of the operation by the power level to enable controlled load.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt Figur 1 ein elektrisches Schaltbild des Ausführungsbeispieles, Figur 2 eine vereinfachte Darstellung des Endstufentransistors mit Isothermen.Drawing An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. It shows figure 1 shows an electrical circuit diagram of the exemplary embodiment, FIG. 2 a simplified one Representation of the output stage transistor with isotherms.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels In Figur 1 ist eine Darlington-Leistungsstufe T7, T8 dargestellt, die den Strom durch eine Last L schaltet Der Strom durch den Endstufentransistor T8 wird über einen Widerstand R1 gemessen, und einer Strombegr-enzungsschaltung T1, T2, T3, T4, T5, T6 zugeführt. Uber eine Klemme 20 kann die Leistungsstufe geschaltet werden; der Widerstand R4 und die Transistoren T10, T11 dienen zum Anlauf der Schaltung. Diese Schaltungsanordnung ist bereits in der DE-OS 32 38 880 beschrieben und zur Vereinfachung der Darstellung hier nicht weiter erläutert.DESCRIPTION OF THE EXEMPLARY EMBODIMENT FIG. 1 shows a Darlington power stage T7, T8 shown, which switches the current through a load L The current through the Output stage transistor T8 is measured via a resistor R1 and a current limiting circuit T1, T2, T3, T4, T5, T6 supplied. Above a terminal 20 can control the power level be switched; the resistor R4 and the transistors T10, T11 are used for starting the circuit. This circuit arrangement is already described in DE-OS 32 38 880 and not further explained here to simplify the representation.

In Figur 2 ist der Endstufentransistor T8 dargestellt, wie er in Zellstruktur auf einem Silizium-Kristall. als monolitisch integrierte Anordnung zu sehen ist. Jede der drei dargestellten Zellen stellt einen vollständigen Transistor dar, die zur Bildung eines Endstufentransistors T8 parallelgeschaltet sind. Bei Betrieb des Endstufentransistors T8 entsteht in ihm eine Temperatur #1.In Figure 2, the output stage transistor T8 is shown as it is in cell structure on a silicon crystal. can be seen as a monolithically integrated arrangement. Each of the three cells shown represents a complete transistor that are connected in parallel to form an output stage transistor T8. When operating the Output stage transistor T8 creates a temperature # 1 in it.

Im umgebenden Halbleiterkristall entsteht gemäß der Wärmeleitungsgleichung ein Temperaturgradient, wozu in Figur 2 Isothermen e 2, o>3, #3, #4, h, eingezeichnet sind.In the surrounding semiconductor crystal arises according to the heat conduction equation a temperature gradient, for which isotherms e 2, o> 3, # 3, # 4, h, shown in FIG are.

Die Strombegrenzerstufe ist geometrisch viel kleiner als die Leistungsstufe, so daß sie bequem um die Leistungsstufe herum integriert werden kann. Hierfür ist der Transistor T2 der Strombegrenzungsstufe auf der Isotherme i»2 angeordnet, der Transistor T1 auf der Isotherme as h. Dadurch geht der Temperaturgradient mit in die Strombegrenzung ein, d.h. der durch den Endstufentransistor T8 fließende Strom wird proportional zur Differenz der Temperaturen i>2 und < h verringert. Dadurch wird eine Begrenzung der Halbleitertemperatur #1 1 des Endstufentransistors T8 durch die Strombegrenzung der Strombegrenzungsstufe erreicht.The current limiter stage is geometrically much smaller than the power stage, so that it can be conveniently integrated around the power level. For this is the transistor T2 of the current limiting stage is arranged on the isotherm i »2, the Transistor T1 on the isotherm as h. This means that the temperature gradient goes with in the current limit, i.e. the current flowing through the output stage transistor T8 is reduced proportionally to the difference between the temperatures i> 2 and <h. Through this the semiconductor temperature # 1 1 of the output stage transistor T8 is limited the current limit of the current limit stage is reached.

Claims

Claims ç Monolithic integrated circuit arrangement with a Power level and an associated current limiting level, characterized in that that for recording the temperature of the power stage, the current limiting stage is monolithic is integrated on different isotherms of the power level.

2. Monolithically integrated circuit arrangement according to claim 1, characterized characterized in that the current limiting stage is a temperature limit of the power stage performs.

3. Monolithic integrated circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the power stage has at least one power transistor, preferably a Darlington transistor (T7, T8) and that the current limiting stage at least one current mirror (T1, T2) with temperature-dependent forward voltage of the Includes input diode (T2).