JP2826322B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JP2826322B2 JP2826322B2 JP63185040A JP18504088A JP2826322B2 JP 2826322 B2 JP2826322 B2 JP 2826322B2 JP 63185040 A JP63185040 A JP 63185040A JP 18504088 A JP18504088 A JP 18504088A JP 2826322 B2 JP2826322 B2 JP 2826322B2
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- Japan
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- temperature
- circuit
- transistor
- schmitt trigger
- voltage
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- Protection Of Static Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［概要］ 本発明は半導体素子回路に大電流が流れ続けて熱破壊
することを防止するため、高温状態となったことを適切
に検出し、保護する半導体装置に関し、 比較的簡易な構成で、過大電流を有効に切断し高温に
対する保護を強化できる半導体装置を提供することを目
的とし、 温度検知回路の出力電圧をシュミットトリガ回路を介
して電流制御回路へ入力し、該電流制御回路で半導体素
子回路の出力段の電流を制御する半導体装置において、
前記温度検知回路は、ベースに第１の基準電圧が入力さ
れ、温度上昇に伴い該エミッタの電位を低下させる手段
を介して接地電位とエミッタが接続され、コレクタを温
度検知回路の出力信号端子とする第１のトランジスタ
と、ベースに第２の基準電圧が入力され、コレクタが前
記第１のトランジスタのエミッタと接続され、エミッタ
を接地電位と接続した第２のトランジスタとで構成し、
前記半導体素子回路の温度が第１の温度（復帰温度）よ
り低いときは、前記第１及び第２のトランジスタがオフ
して前記シュミットトリガ回路へ該シュミットトリガ回
路の復帰しきい値（VTH +）より高い電圧を出力し、前記
半導体素子回路の温度が前記第１の温度より高い第２の
温度（遮断温度）以上のときは、前記第１及び第２のト
ランジスタがオンして前記シュミットトリガ回路へ該シ
ュミットトリガ回路の遮断しきい値（VTH -）より低い電
圧を出力し、前記半導体素子回路の温度が前記第１の温
度と前記第２の温度との間であるときは、前記第１のト
ランジスタがオン且つ前記第２のトランジスタがオフし
て前記シュミットトリガ回路へ前記復帰しきい値
（VTH +）と遮断しきい値（VTH -）の間の電圧を出力する
ことで構成する。
することを防止するため、高温状態となったことを適切
に検出し、保護する半導体装置に関し、 比較的簡易な構成で、過大電流を有効に切断し高温に
対する保護を強化できる半導体装置を提供することを目
的とし、 温度検知回路の出力電圧をシュミットトリガ回路を介
して電流制御回路へ入力し、該電流制御回路で半導体素
子回路の出力段の電流を制御する半導体装置において、
前記温度検知回路は、ベースに第１の基準電圧が入力さ
れ、温度上昇に伴い該エミッタの電位を低下させる手段
を介して接地電位とエミッタが接続され、コレクタを温
度検知回路の出力信号端子とする第１のトランジスタ
と、ベースに第２の基準電圧が入力され、コレクタが前
記第１のトランジスタのエミッタと接続され、エミッタ
を接地電位と接続した第２のトランジスタとで構成し、
前記半導体素子回路の温度が第１の温度（復帰温度）よ
り低いときは、前記第１及び第２のトランジスタがオフ
して前記シュミットトリガ回路へ該シュミットトリガ回
路の復帰しきい値（VTH +）より高い電圧を出力し、前記
半導体素子回路の温度が前記第１の温度より高い第２の
温度（遮断温度）以上のときは、前記第１及び第２のト
ランジスタがオンして前記シュミットトリガ回路へ該シ
ュミットトリガ回路の遮断しきい値（VTH -）より低い電
圧を出力し、前記半導体素子回路の温度が前記第１の温
度と前記第２の温度との間であるときは、前記第１のト
ランジスタがオン且つ前記第２のトランジスタがオフし
て前記シュミットトリガ回路へ前記復帰しきい値
（VTH +）と遮断しきい値（VTH -）の間の電圧を出力する
ことで構成する。
［産業上の利用分野］ 本発明は半導体回路に大電流が流れ続けて熱破壊する
ことを防止するため、高温状態となったことを適切に検
出し、保護する半導体装置に関する。
ことを防止するため、高温状態となったことを適切に検
出し、保護する半導体装置に関する。
従来、温度検知回路によるサーマルシャットダウン回
路と言われる回路は、半導体素子の温度保護のため、高
温になったことを検知したとき、電流回路を遮断してい
たが、一旦遮断すると、大電流の通過がなくなり、直ぐ
動作復旧の温度に戻る。そのため電流回路をオンとし
て、再び大電流を流すこととなる。直ぐ保護すべき温度
に達して電流回路をオフするので、この繰り返し動作と
なる。そのため異常動作により大電流が流れ続けている
ことを他の手段で検知し、その状態を除かない限り、半
導体素子の高温は続くこととなる。大電流の遮断・復旧
は発振現象と言われていて、それを起こさないようにす
る技術を開発することが要望された。
路と言われる回路は、半導体素子の温度保護のため、高
温になったことを検知したとき、電流回路を遮断してい
たが、一旦遮断すると、大電流の通過がなくなり、直ぐ
動作復旧の温度に戻る。そのため電流回路をオンとし
て、再び大電流を流すこととなる。直ぐ保護すべき温度
に達して電流回路をオフするので、この繰り返し動作と
なる。そのため異常動作により大電流が流れ続けている
ことを他の手段で検知し、その状態を除かない限り、半
導体素子の高温は続くこととなる。大電流の遮断・復旧
は発振現象と言われていて、それを起こさないようにす
る技術を開発することが要望された。
［従来の技術］ 半導体素子として大電力回路が実用化されるとき、デ
バイスまたはその周辺で何らかの異常が起こり、通常電
流より更に大電流の流れることがある。そのときは素子
と周辺機器が発熱し、動作の異常更には破壊に到ること
がある。そのため第５図に示す構成の温度保護回路が実
現している。第５図において、１は半導体信号増幅素
子、２は出力回路、３は直流電源端子、４はインピーダ
ンス制御回路、５は温度検知回路を示す。半導体素子１
の温度を直接に、或いは回路の動作温度を素子の近傍に
おいて、温度検知回路５により検知する。
バイスまたはその周辺で何らかの異常が起こり、通常電
流より更に大電流の流れることがある。そのときは素子
と周辺機器が発熱し、動作の異常更には破壊に到ること
がある。そのため第５図に示す構成の温度保護回路が実
現している。第５図において、１は半導体信号増幅素
子、２は出力回路、３は直流電源端子、４はインピーダ
ンス制御回路、５は温度検知回路を示す。半導体素子１
の温度を直接に、或いは回路の動作温度を素子の近傍に
おいて、温度検知回路５により検知する。
所定の高温に達したことを検知したとき、検知回路５
の出力によりインピーダンス制御回路４内の素子を高イ
ンピーダンスに制御する。そのため直流電源端子３から
出力回路２内を経て接地に流れる直流電流は遮断され
る。またこのとき、出力回路２が直流的に動作しないた
め、信号端子に交流出力が生じない。直流電流が遮断さ
れたため、半導体素子の動作は停止し、回路の異常など
は中断する。また温度検知回路５の動作で直流電流は流
れなくなり、素子と素子周辺の温度が電流遮断前の温度
に戻って行く。温度検知回路５は温度が復旧したことを
検知すると、インピーダンス制御回路４への制御信号が
なくなり、直流電圧の印加が再開されて出力回路２は再
び十分に動作する。しかし同時に直流大電流に基づく発
熱が再び起こる。
の出力によりインピーダンス制御回路４内の素子を高イ
ンピーダンスに制御する。そのため直流電源端子３から
出力回路２内を経て接地に流れる直流電流は遮断され
る。またこのとき、出力回路２が直流的に動作しないた
め、信号端子に交流出力が生じない。直流電流が遮断さ
れたため、半導体素子の動作は停止し、回路の異常など
は中断する。また温度検知回路５の動作で直流電流は流
れなくなり、素子と素子周辺の温度が電流遮断前の温度
に戻って行く。温度検知回路５は温度が復旧したことを
検知すると、インピーダンス制御回路４への制御信号が
なくなり、直流電圧の印加が再開されて出力回路２は再
び十分に動作する。しかし同時に直流大電流に基づく発
熱が再び起こる。
［発明が解決しようとする課題］ 温度検知回路５によるインピーダンス制御回路４への
制御は、温度検知回路５の検知出力があるとき行われ、
インピーダンス制御がなされると直ぐ、次の温度検知回
路５の出力が発生するというように、直流電流の遮断と
復旧を規則正しく繰り返すこととなった。即ち発振現象
を起こすため異常電流の原因を除くまで素子の高温状態
は変わることなく、熱破壊されることを防止するインピ
ーダンス制御回路４を、出力段２の直流回路に挿入する
ことの動作上の意味は殆ど存在しない。
制御は、温度検知回路５の検知出力があるとき行われ、
インピーダンス制御がなされると直ぐ、次の温度検知回
路５の出力が発生するというように、直流電流の遮断と
復旧を規則正しく繰り返すこととなった。即ち発振現象
を起こすため異常電流の原因を除くまで素子の高温状態
は変わることなく、熱破壊されることを防止するインピ
ーダンス制御回路４を、出力段２の直流回路に挿入する
ことの動作上の意味は殆ど存在しない。
本発明の目的は前述の欠点を改善し、比較的簡易な構
成で過大な電流を有効に遮断し、高温に対する保護を強
化できる半導体装置を提供することにある。
成で過大な電流を有効に遮断し、高温に対する保護を強
化できる半導体装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理構成を示す図である。第１図に
おいて、１は半導体素子回路、２は出力段、３は直流電
源端子、４は電流制御回路、５は温度検知回路、６はシ
ュミットトリガ回路を示す。
おいて、１は半導体素子回路、２は出力段、３は直流電
源端子、４は電流制御回路、５は温度検知回路、６はシ
ュミットトリガ回路を示す。
温度検知回路５の出力電圧をシュミットトリガ回路６
を介して電流制御回路４へ入力し、該電流制御回路４で
半導体素子回路１の出力段２の電流を制御する半導体装
置において、本発明は下記の構成とする。即ち 前記温度検知回路５は、ベースに第１の基準電圧が入
力され、温度上昇に伴い該エミッタの電位を低下させる
手段22,23を介して接地電位とエミッタが接続され、コ
レクタを温度検知回路５の出力信号端子とする第１のト
ランジスタ21と、ベースに第２の基準電圧が入力され、
コレクタが前記第１のトランジスタのエミッタと接続さ
れ、エミッタを接地電位と接続した第２のトランジスタ
24とで構成し、前記半導体素子回路１の温度が第１の温
度（復帰温度）より低いときは、前記第１及び第２のト
ランジスタがオフして前記シュミットトリガ回路６へ該
シュミットトリガ回路６の復帰しきい値（VTH +）より高
い電圧を出力し、前記半導体素子回路の温度が前記第１
の温度より高い第２の温度（遮断温度）以上のときは、
前記第１及び第２のトランジスタがオンして前記シュミ
ットトリガ回路６へ該シュミットトリガ回路６の遮断し
きい値（VTH -）より低い電圧を出力し、前記半導体素子
回路の温度が前記第１の温度と前記第２の温度との間で
あるときは、前記第１のトランジスタ21がオン且つ前記
第２のトランジスタ24がオフして前記シュミットトリガ
回路６へ前記復帰しきい値（VTH +）と遮断しきい値（V
TH -）の間の電圧を出力することで構成する。
を介して電流制御回路４へ入力し、該電流制御回路４で
半導体素子回路１の出力段２の電流を制御する半導体装
置において、本発明は下記の構成とする。即ち 前記温度検知回路５は、ベースに第１の基準電圧が入
力され、温度上昇に伴い該エミッタの電位を低下させる
手段22,23を介して接地電位とエミッタが接続され、コ
レクタを温度検知回路５の出力信号端子とする第１のト
ランジスタ21と、ベースに第２の基準電圧が入力され、
コレクタが前記第１のトランジスタのエミッタと接続さ
れ、エミッタを接地電位と接続した第２のトランジスタ
24とで構成し、前記半導体素子回路１の温度が第１の温
度（復帰温度）より低いときは、前記第１及び第２のト
ランジスタがオフして前記シュミットトリガ回路６へ該
シュミットトリガ回路６の復帰しきい値（VTH +）より高
い電圧を出力し、前記半導体素子回路の温度が前記第１
の温度より高い第２の温度（遮断温度）以上のときは、
前記第１及び第２のトランジスタがオンして前記シュミ
ットトリガ回路６へ該シュミットトリガ回路６の遮断し
きい値（VTH -）より低い電圧を出力し、前記半導体素子
回路の温度が前記第１の温度と前記第２の温度との間で
あるときは、前記第１のトランジスタ21がオン且つ前記
第２のトランジスタ24がオフして前記シュミットトリガ
回路６へ前記復帰しきい値（VTH +）と遮断しきい値（V
TH -）の間の電圧を出力することで構成する。
［作用］ 温度検知回路５は半導体素子回路１の温度を検知し、
所定温度に上昇したときはシュミットトリガ回路６に出
力信号を創出する。シュミットトリガ回路６は制御回路
４を制御して直流を遮断する。半導体素子回路１はその
ため温度が下降して前記直流を遮断したときの温度より
かなり低い温度になるまで、その状態を続ける。そして
低温度となったことを温度検知回路５が検知すると、シ
ュミットトリガ回路６が制御され、出力段２に直流を流
す。シュミットトリガ回路６の動作温度と、復帰温度と
の温度差は、温度検知回路５において可変に設定され
る。
所定温度に上昇したときはシュミットトリガ回路６に出
力信号を創出する。シュミットトリガ回路６は制御回路
４を制御して直流を遮断する。半導体素子回路１はその
ため温度が下降して前記直流を遮断したときの温度より
かなり低い温度になるまで、その状態を続ける。そして
低温度となったことを温度検知回路５が検知すると、シ
ュミットトリガ回路６が制御され、出力段２に直流を流
す。シュミットトリガ回路６の動作温度と、復帰温度と
の温度差は、温度検知回路５において可変に設定され
る。
そのため半導体素子回路１、出力段２、予想直流電流
などを考慮し、動作・復帰の温度を設定する。
などを考慮し、動作・復帰の温度を設定する。
［実施例］ 第２図は本発明の実施例として、温度検知回路５とし
てトランジスタによる回路を使用する場合を示す回路構
成図である。第２図において、21は第１のトランジス
タ、22,23は第１のトランジスタ21のエミッタに接続さ
れエミッタの電位を低下させる手段としてのトランジス
タ、24は第２のトランジスタを示す。（ａ），（ｂ）は
トランジスタ・抵抗素子で構成する基準電圧発生回路の
電圧を示し、それぞれVccには依存するが温度依存の少
ない安定したレベルの電圧である。（ａ）は復帰温度を
定めるレベルで、抵抗素子R1,R2を調整して定める。
（ｂ）は動作開始温度を定めるレベルで抵抗素子R3,R4
を調整して定める。トランジスタ21〜23のベース・エミ
ッタ間温度依存性を利用して常温ではトランジスタ21〜
24はオフ、高温ではトランジスタ21〜24はオンとなる。
今、トランジスタ21〜24は全て同一のものとして、抵抗
素子を R1＋R2＝R3＋R4、 ３×R4＜R2 と選定すると、（ｃ）と示すレベルの温度特性は第３図
に示すようになる。即ち、ヒステリシス特性を有するシ
ュミットトリガ回路のしきい値VTHの＋側の値までトラ
ンジスタ21〜23はオフ状態で、トランジスタ24はしきい
値VTHの−側の値からオン状態となる。そのため抵抗素
子R1,R2を調整して第３図に示す復帰温度をより低く、
またはより高く設定すれば、直流遮断温度との温度差を
可変に出来る。第４図はシュミットトリガ回路の出力端
子のレベル（ｄ）を示す図である。横軸は第３図に対応
する温度を採ってある。そのため第３図に示す遮断温度
と復帰温度との間でヒステリシス特性を示していること
が判る。
てトランジスタによる回路を使用する場合を示す回路構
成図である。第２図において、21は第１のトランジス
タ、22,23は第１のトランジスタ21のエミッタに接続さ
れエミッタの電位を低下させる手段としてのトランジス
タ、24は第２のトランジスタを示す。（ａ），（ｂ）は
トランジスタ・抵抗素子で構成する基準電圧発生回路の
電圧を示し、それぞれVccには依存するが温度依存の少
ない安定したレベルの電圧である。（ａ）は復帰温度を
定めるレベルで、抵抗素子R1,R2を調整して定める。
（ｂ）は動作開始温度を定めるレベルで抵抗素子R3,R4
を調整して定める。トランジスタ21〜23のベース・エミ
ッタ間温度依存性を利用して常温ではトランジスタ21〜
24はオフ、高温ではトランジスタ21〜24はオンとなる。
今、トランジスタ21〜24は全て同一のものとして、抵抗
素子を R1＋R2＝R3＋R4、 ３×R4＜R2 と選定すると、（ｃ）と示すレベルの温度特性は第３図
に示すようになる。即ち、ヒステリシス特性を有するシ
ュミットトリガ回路のしきい値VTHの＋側の値までトラ
ンジスタ21〜23はオフ状態で、トランジスタ24はしきい
値VTHの−側の値からオン状態となる。そのため抵抗素
子R1,R2を調整して第３図に示す復帰温度をより低く、
またはより高く設定すれば、直流遮断温度との温度差を
可変に出来る。第４図はシュミットトリガ回路の出力端
子のレベル（ｄ）を示す図である。横軸は第３図に対応
する温度を採ってある。そのため第３図に示す遮断温度
と復帰温度との間でヒステリシス特性を示していること
が判る。
［発明の効果］ このようにして本発明によると、異常状態となって電
流遮断とした後、半導体素子回路の温度を十分低下させ
てから、状態復帰をさせることが出来るので、半導体素
子回路にとって高温により故障を生じることがなくな
る。そして状態復帰をさせるまでの低下温度を調節でき
るので、異常状態に対し有効適切に対処することが出来
る効果を有する。
流遮断とした後、半導体素子回路の温度を十分低下させ
てから、状態復帰をさせることが出来るので、半導体素
子回路にとって高温により故障を生じることがなくな
る。そして状態復帰をさせるまでの低下温度を調節でき
るので、異常状態に対し有効適切に対処することが出来
る効果を有する。
第１図は本発明の原理構成を示す図、 第２図は本発明の実施例の回路構成を示す図、 第３図・第４図は第２図の動作説明図、 第５図は従来の半導体装置の温度保護回路を示す図であ
る。 １…半導体素子回路 ２…出力段 ３…直流電源端子 ４…直流電流制御回路 ５…温度検知回路 ６…制御特性変化回路
る。 １…半導体素子回路 ２…出力段 ３…直流電源端子 ４…直流電流制御回路 ５…温度検知回路 ６…制御特性変化回路
Claims (1)
- 【請求項１】温度検知回路の出力電圧をシュミットトリ
ガ回路を介して電流制御回路へ入力し、該電流制御回路
で半導体素子回路の出力段の電流を制御する半導体装置
において、 前記温度検知回路は、 ベースに第１の基準電圧が入力され、温度上昇に伴い該
エミッタの電位を低下させる手段を介して接地電位とエ
ミッタが接続され、コレクタを温度検知回路の出力信号
端子とする第１のトランジスタと、 ベースに第２の基準電圧が入力され、コレクタが前記第
１のトランジスタのエミッタと接続され、エミッタを接
地電位と接続した第２のトランジスタとで構成し、 前記半導体素子回路の温度が第１の温度（復帰温度）よ
り低いときは、前記第１及び第２のトランジスタがオフ
して前記シュミットトリガ回路へ該シュミットトリガ回
路の復帰しきい値（VTH +）より高い電圧を出力し、 前記半導体素子回路の温度が前記第１の温度より高い第
２の温度（遮断温度）以上のときは、前記第１及び第２
のトランジスタがオンして前記シュミットトリガ回路へ
該シュミットトリガ回路の遮断しきい値（VTH -）より低
い電圧を出力し、 前記半導体素子回路の温度が前記第１の温度と前記第２
の温度との間であるときは、前記第１のトランジスタが
オン且つ前記第２のトランジスタがオフして前記シュミ
ットトリガ回路へ前記復帰しきい値（VTH +）と遮断しき
い値（VTH -）の間の電圧を出力する ことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63185040A JP2826322B2 (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63185040A JP2826322B2 (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0234024A JPH0234024A (ja) | 1990-02-05 |
| JP2826322B2 true JP2826322B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=16163741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63185040A Expired - Lifetime JP2826322B2 (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2826322B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105302186A (zh) * | 2014-06-23 | 2016-02-03 | 艾默生网络能源有限公司 | 一种设备供电控制装置 |
| CN116093887B (zh) * | 2023-02-09 | 2023-07-25 | 北京伽略电子股份有限公司 | 一种过温保护电路 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3323262A1 (de) * | 1983-06-28 | 1985-01-03 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Antimon zur verwendung in kerntechnischen anlagen |
| JPH0789609B2 (ja) * | 1985-08-16 | 1995-09-27 | 新日本無線株式会社 | 熱しや断回路 |
-
1988
- 1988-07-25 JP JP63185040A patent/JP2826322B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0234024A (ja) | 1990-02-05 |
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