JP3130878B2 - 温度検知装置および温度検知方法 - Google Patents
温度検知装置および温度検知方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路等
の温度を検知する回路および方法に関する。
の温度を検知する回路および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】良く知られているように、半導体集積回
路には正常動作が保証されている温度範囲があり、それ
以外の温度ではトランジスタの特性変化に伴うタイミン
グのずれ等の理由により半導体集積回路は誤動作するこ
とがある。これを防止するため、半導体集積回路に温度
検知回路を搭載し、温度が動作保証温度範囲外になった
ことを検知すると、半導体集積回路をリセット状態にし
ていた。このような動作を実現する温度検知回路とし
て、例えば特開平6-324750号公報に開示されているよな
ものがある。
路には正常動作が保証されている温度範囲があり、それ
以外の温度ではトランジスタの特性変化に伴うタイミン
グのずれ等の理由により半導体集積回路は誤動作するこ
とがある。これを防止するため、半導体集積回路に温度
検知回路を搭載し、温度が動作保証温度範囲外になった
ことを検知すると、半導体集積回路をリセット状態にし
ていた。このような動作を実現する温度検知回路とし
て、例えば特開平6-324750号公報に開示されているよな
ものがある。
【０００３】上記公報に開示されている構成に基づく温
度検知回路の一例を図５に示す。この温度検知回路は、
直列に接続され、その一端が電源に接続され、他端がＧ
ＮＤに接続された抵抗２１、２２と、ソースが電源に接
続され、ゲートがＧＮＤに接続されたＰ型トランジスタ
２３と、このＰ型トランジスタ２３のドレインにアノー
ドが接続され、カソードがＧＮＤに接続されたダイオー
ド２４と、抵抗２１と抵抗２２の間の接点Ａ２２に一方
の入力が接続され、Ｐ型トランジスタ２３のドレインと
ダイオード２４のアノードの間の接点Ａ２１に他方の入
力が接続されたコンパレータ２５とから構成されてい
る。
度検知回路の一例を図５に示す。この温度検知回路は、
直列に接続され、その一端が電源に接続され、他端がＧ
ＮＤに接続された抵抗２１、２２と、ソースが電源に接
続され、ゲートがＧＮＤに接続されたＰ型トランジスタ
２３と、このＰ型トランジスタ２３のドレインにアノー
ドが接続され、カソードがＧＮＤに接続されたダイオー
ド２４と、抵抗２１と抵抗２２の間の接点Ａ２２に一方
の入力が接続され、Ｐ型トランジスタ２３のドレインと
ダイオード２４のアノードの間の接点Ａ２１に他方の入
力が接続されたコンパレータ２５とから構成されてい
る。
【０００４】この温度検知回路では、接点Ａ２１の電圧
は、Ｐ型トランジスタ２３の相互コンダクタンスｇｍに
よって決まるダイオード２４を流れる電流と、ダイオー
ド２４の順方向電圧・電流特性（Ｖｆ−Ｉｆ特性）とか
ら決まる。一方、接点Ａ２２の電圧は温度によらずほぼ
一定である。このとから、接点Ａ２１の電圧と接点Ａ２
２の電圧が検知したい温度（例えば、半導体集積回路の
動作保証温度範囲の上限温度または下限温度）で等しく
なるように、Ｐ型トランジスタ２３の相互コンダクタン
スｇｍを設定するれば、検知したい温度を境に接点Ａ２
１と接点Ａ２２の電圧の大小関係が反転することにな
る。よって、コンパレータ２５の出力をリセット信号と
することで、半導体集積回路の温度が検知温度以上とな
ったときに、半導体集積回路をリセット状態にすること
ができ、誤動作を防ぐことができる。
は、Ｐ型トランジスタ２３の相互コンダクタンスｇｍに
よって決まるダイオード２４を流れる電流と、ダイオー
ド２４の順方向電圧・電流特性（Ｖｆ−Ｉｆ特性）とか
ら決まる。一方、接点Ａ２２の電圧は温度によらずほぼ
一定である。このとから、接点Ａ２１の電圧と接点Ａ２
２の電圧が検知したい温度（例えば、半導体集積回路の
動作保証温度範囲の上限温度または下限温度）で等しく
なるように、Ｐ型トランジスタ２３の相互コンダクタン
スｇｍを設定するれば、検知したい温度を境に接点Ａ２
１と接点Ａ２２の電圧の大小関係が反転することにな
る。よって、コンパレータ２５の出力をリセット信号と
することで、半導体集積回路の温度が検知温度以上とな
ったときに、半導体集積回路をリセット状態にすること
ができ、誤動作を防ぐことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の温度検知回路においては、コンパレータ２５の
一方の入力を作る抵抗２１、２２には定常電流が流れる
ため、回路全体の電流を抑えるためには、これら抵抗２
１、２２の抵抗値は数ＭΩにする必要がある。このた
め、従来の温度検知回路には以下のような問題がある。
た従来の温度検知回路においては、コンパレータ２５の
一方の入力を作る抵抗２１、２２には定常電流が流れる
ため、回路全体の電流を抑えるためには、これら抵抗２
１、２２の抵抗値は数ＭΩにする必要がある。このた
め、従来の温度検知回路には以下のような問題がある。
【０００６】抵抗２１、２２を形成する場合、抵抗素子
の拡散濃度を薄して抵抗率ρｓを上げると、抵抗素子の
最小幅が太くなり、長さも長くなる。反対に、抵抗素子
の拡散濃度を濃くしたとしても、抵抗率ρｓが下がるた
め、抵抗素子の長さは長くなる。このことから、これら
抵抗２１、２２のレイアウト面積を縮めることは困難で
あった。このため、近年のプロセスの微細化に伴って、
温度検出回路における抵抗２１、２２のレイアウト面積
の占める割合が大きくなっていた。
の拡散濃度を薄して抵抗率ρｓを上げると、抵抗素子の
最小幅が太くなり、長さも長くなる。反対に、抵抗素子
の拡散濃度を濃くしたとしても、抵抗率ρｓが下がるた
め、抵抗素子の長さは長くなる。このことから、これら
抵抗２１、２２のレイアウト面積を縮めることは困難で
あった。このため、近年のプロセスの微細化に伴って、
温度検出回路における抵抗２１、２２のレイアウト面積
の占める割合が大きくなっていた。
【０００７】本発明の目的は、従来と同等の検知温度バ
ラツキ精度を有し、レイアウト面積を小さくすることが
できる、温度検知回路および温度検知方法を提供するこ
とにある。
ラツキ精度を有し、レイアウト面積を小さくすることが
できる、温度検知回路および温度検知方法を提供するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の温度検知装置は、順方向電圧の温度依存性
の異なる第１および第２のダイオード素子と、前記第１
および第２のダイオード素子に流れる電流をそれぞれ制
御する第１および第２のトランジスタ素子と、前記第１
および第２のダイオード素子の順方向電圧をそれぞれ入
力とし、これら入力を比較してその大小関係を出力する
比較手段と、を有し、前記第１および第２のダイオード
素子の順方向電圧が所定の温度において一致するように
前記第１および第２のトランジスタ素子の相互コンダク
タンスが設定されていることを特徴とする。
め、本発明の温度検知装置は、順方向電圧の温度依存性
の異なる第１および第２のダイオード素子と、前記第１
および第２のダイオード素子に流れる電流をそれぞれ制
御する第１および第２のトランジスタ素子と、前記第１
および第２のダイオード素子の順方向電圧をそれぞれ入
力とし、これら入力を比較してその大小関係を出力する
比較手段と、を有し、前記第１および第２のダイオード
素子の順方向電圧が所定の温度において一致するように
前記第１および第２のトランジスタ素子の相互コンダク
タンスが設定されていることを特徴とする。
【０００９】本発明の温度検知方法は、順方向電圧の温
度依存性の異なる第１および第２のダイオード素子を用
いて所望の温度を検知する温度検知方法であって、前記
第１および第２のダイオード素子に流れる電流をそれぞ
れ制御する第１および第２のトランジスタ素子の相互コ
ンダクタンスを前記第１および第２のダイオード素子の
順方向電圧が前記所望の温度において一致するように設
定した上で、前記第１および第２のダイオード素子の順
方向電圧を比較し、その大小関係に基づいて前記所望の
温度を検知することを特徴とする。
度依存性の異なる第１および第２のダイオード素子を用
いて所望の温度を検知する温度検知方法であって、前記
第１および第２のダイオード素子に流れる電流をそれぞ
れ制御する第１および第２のトランジスタ素子の相互コ
ンダクタンスを前記第１および第２のダイオード素子の
順方向電圧が前記所望の温度において一致するように設
定した上で、前記第１および第２のダイオード素子の順
方向電圧を比較し、その大小関係に基づいて前記所望の
温度を検知することを特徴とする。
【００１０】（作用）上記のとおりの本発明において
は、第１および第２のダイオード素子は互いに順方向電
圧の温度依存性が異なるので、これら第１および第２の
ダイオード素子の温度特性曲線は交差することになり、
これら第１および第２のダイオード素子の順方向電圧の
大小関係はその温度特性曲線の交差する温度を境に反転
することになる。この温度特性曲線の交差する温度は、
第１および第２のダイオード素子に流れる電流をそれぞ
れ制御する第１および第２のトランジスタ素子の相互コ
ンダクタンスを調節することにより設定することができ
る。したがって、第１および第２のダイオード素子の順
方向電圧が所望の温度において一致するように第１およ
び第２のトランジスタ素子の相互コンダクタンスを調節
することで、例えば半導体集積回路における所望の温度
を、第１および第２のダイオード素子の順方向電圧の大
小関係に基づいて検知することができる。このように、
本発明によれば、レイアウト面積が大きくなってしまう
抵抗素子の代わりレイアウト面積の縮小が可能なダイオ
ード素子およびトランジスタ素子を用いるので、レイア
ウト面積は従来のものより小さくなる。また、本発明に
おける、第１および第２のダイオード素子を用いた温度
検知は、従来と同程度の温度検知バラツキ精度を有す
る。
は、第１および第２のダイオード素子は互いに順方向電
圧の温度依存性が異なるので、これら第１および第２の
ダイオード素子の温度特性曲線は交差することになり、
これら第１および第２のダイオード素子の順方向電圧の
大小関係はその温度特性曲線の交差する温度を境に反転
することになる。この温度特性曲線の交差する温度は、
第１および第２のダイオード素子に流れる電流をそれぞ
れ制御する第１および第２のトランジスタ素子の相互コ
ンダクタンスを調節することにより設定することができ
る。したがって、第１および第２のダイオード素子の順
方向電圧が所望の温度において一致するように第１およ
び第２のトランジスタ素子の相互コンダクタンスを調節
することで、例えば半導体集積回路における所望の温度
を、第１および第２のダイオード素子の順方向電圧の大
小関係に基づいて検知することができる。このように、
本発明によれば、レイアウト面積が大きくなってしまう
抵抗素子の代わりレイアウト面積の縮小が可能なダイオ
ード素子およびトランジスタ素子を用いるので、レイア
ウト面積は従来のものより小さくなる。また、本発明に
おける、第１および第２のダイオード素子を用いた温度
検知は、従来と同程度の温度検知バラツキ精度を有す
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００１２】図１に、本発明の温度検知回路の一実形態
を示す。この温度検知回路は、ソースが電源に接続さ
れ、ゲートがＧＮＤに接続された２つのＰ型トランジス
タ１１、１３と、Ｐ型トランジスタ１３のドレインにア
ノードが接続され、カソードがＧＮＤに接続されたダイ
オード１４と、該ダイオード１４と同じ構造のダイオー
ドが２個直列に接続されてなり、アノード側がＰ型トラ
ンジスタ１１のドレインに接続され、カソード側がＧＮ
Ｄに接続されたダイオード群１２と、Ｐ型トランジスタ
１３のドレインとダイオード１４のアノードの間の接点
Ａ１１に一方の入力（＋側）が接続され、Ｐ型トランジ
スタ１１のドレインとダイオード群１２のアノードの間
の接点Ａ１２に他方の入力（−側）が接続されたコンパ
レータ１５とから構成されている。
を示す。この温度検知回路は、ソースが電源に接続さ
れ、ゲートがＧＮＤに接続された２つのＰ型トランジス
タ１１、１３と、Ｐ型トランジスタ１３のドレインにア
ノードが接続され、カソードがＧＮＤに接続されたダイ
オード１４と、該ダイオード１４と同じ構造のダイオー
ドが２個直列に接続されてなり、アノード側がＰ型トラ
ンジスタ１１のドレインに接続され、カソード側がＧＮ
Ｄに接続されたダイオード群１２と、Ｐ型トランジスタ
１３のドレインとダイオード１４のアノードの間の接点
Ａ１１に一方の入力（＋側）が接続され、Ｐ型トランジ
スタ１１のドレインとダイオード群１２のアノードの間
の接点Ａ１２に他方の入力（−側）が接続されたコンパ
レータ１５とから構成されている。
【００１３】上記の温度検知回路では、接点Ａ１１の電
圧は、Ｐ型トランジスタ１３の相互コンダクタンスｇｍ
（ゲート電圧の変化に対するドレイン電流の変化の割
合）により決まるダイオード１４に流れる電流と、ダイ
オード１４のＶｆ−Ｉｆ特性とによって決まる。つま
り、Ｐ型トランジスタ１３の相互コンダクタンスｇｍを
大きくすると、ダイオード１４に流れる電流が増加し、
接点Ａ１１の電圧は高くなり、反対にＰ型トランジスタ
１３の相互コンダクタンスｇｍを小さくすると、ダイオ
ード１４に流れる電流が減少し、接点Ａ１１の電圧は低
くなる。ここで、接点Ａ１１に流れる電流は温度によら
ず一定であることから、接点Ａ１１の電圧の温度依存性
は、ダイオード１４のＶｆ（順方向電圧）の温度依存性
によって決まる。よって、この温度検知回路を半導体集
積回路に搭載したものでは、半導体集積回路の温度が上
昇すると、温度検知回路の接点Ａ１１の電圧が低下する
ことになる。
圧は、Ｐ型トランジスタ１３の相互コンダクタンスｇｍ
（ゲート電圧の変化に対するドレイン電流の変化の割
合）により決まるダイオード１４に流れる電流と、ダイ
オード１４のＶｆ−Ｉｆ特性とによって決まる。つま
り、Ｐ型トランジスタ１３の相互コンダクタンスｇｍを
大きくすると、ダイオード１４に流れる電流が増加し、
接点Ａ１１の電圧は高くなり、反対にＰ型トランジスタ
１３の相互コンダクタンスｇｍを小さくすると、ダイオ
ード１４に流れる電流が減少し、接点Ａ１１の電圧は低
くなる。ここで、接点Ａ１１に流れる電流は温度によら
ず一定であることから、接点Ａ１１の電圧の温度依存性
は、ダイオード１４のＶｆ（順方向電圧）の温度依存性
によって決まる。よって、この温度検知回路を半導体集
積回路に搭載したものでは、半導体集積回路の温度が上
昇すると、温度検知回路の接点Ａ１１の電圧が低下する
ことになる。
【００１４】上記接点Ａ１１と同様、接点Ａ１２の電圧
も、Ｐ型トランジスタ１１の相互コンダクタンスｇｍで
決まるダイオード群１２に流れる電流と、ダイオード群
１２のＶｆ−Ｉｆ特性の温度依存性とによって決まる。
このダイオード群１２は、ダイオード１４と同じ構造の
ダイオードが２個直列に接続された構成となっているこ
とから、ダイオードのＶｆ（順方向電圧）の温度依存性
はダイオード１個あたりの温度依存性を足し合わせたも
のとなる。したがって、接点Ａ１２の電圧の温度依存性
は、図２に示すように上記接点Ａ１１の電圧の温度依存
性より大きくなる。
も、Ｐ型トランジスタ１１の相互コンダクタンスｇｍで
決まるダイオード群１２に流れる電流と、ダイオード群
１２のＶｆ−Ｉｆ特性の温度依存性とによって決まる。
このダイオード群１２は、ダイオード１４と同じ構造の
ダイオードが２個直列に接続された構成となっているこ
とから、ダイオードのＶｆ（順方向電圧）の温度依存性
はダイオード１個あたりの温度依存性を足し合わせたも
のとなる。したがって、接点Ａ１２の電圧の温度依存性
は、図２に示すように上記接点Ａ１１の電圧の温度依存
性より大きくなる。
【００１５】本形態の温度検知回路では、上述したよう
な各接点Ａ１１、Ａ１２の電圧の温度依存性の特性をふ
まえ、検知したい温度（例えば、半導体集積回路の動作
保証温度範囲の上限温度または下限温度）で接点Ａ１１
の電圧と接点Ａ１２の電圧が同じになるように、各Ｐ型
トランジスタ１１、１３の相互コンダクタンスｇｍを設
定する。これにより、検知したい温度を境に接点Ａ１１
の電圧と接点Ａ１２の電圧の大小関係が反転することに
なる。
な各接点Ａ１１、Ａ１２の電圧の温度依存性の特性をふ
まえ、検知したい温度（例えば、半導体集積回路の動作
保証温度範囲の上限温度または下限温度）で接点Ａ１１
の電圧と接点Ａ１２の電圧が同じになるように、各Ｐ型
トランジスタ１１、１３の相互コンダクタンスｇｍを設
定する。これにより、検知したい温度を境に接点Ａ１１
の電圧と接点Ａ１２の電圧の大小関係が反転することに
なる。
【００１６】以下、本形態の温度検知回路を半導体集積
回路に搭載した場合の温度検知動作について説明する。
ここでは、半導体集積回路の動作保証温度範囲の上限温
度で温度検知回路の接点Ａ１１の電圧と接点Ａ１２の電
圧が同じになるように、各Ｐ型トランジスタ１１、１３
の相互コンダクタンスｇｍが設定されているものとす
る。
回路に搭載した場合の温度検知動作について説明する。
ここでは、半導体集積回路の動作保証温度範囲の上限温
度で温度検知回路の接点Ａ１１の電圧と接点Ａ１２の電
圧が同じになるように、各Ｐ型トランジスタ１１、１３
の相互コンダクタンスｇｍが設定されているものとす
る。
【００１７】半導体集積回路の温度が動作保証温度範囲
の上限温度より低い場合は、（接点Ａ１１の電圧）＜
（接点Ａ１２の電圧）となり、コンパレータ１５の出力
はローレベルとなる。半導体集積回路の温度が上限温度
を超えると、 （接点Ａ１１の電圧）＞（接点Ａ１２の電圧） となり、コンパレータ１５の出力はローレベルからハイ
レベルに変化する。このコンパレータ１５の出力をリセ
ット信号としてロー・アクティブのリセット回路に入力
することで、半導体集積回路の温度が動作保証温度範囲
の上限温度を超えたときに、半導体集積回路をリセット
状態にすることが可能になる。
の上限温度より低い場合は、（接点Ａ１１の電圧）＜
（接点Ａ１２の電圧）となり、コンパレータ１５の出力
はローレベルとなる。半導体集積回路の温度が上限温度
を超えると、 （接点Ａ１１の電圧）＞（接点Ａ１２の電圧） となり、コンパレータ１５の出力はローレベルからハイ
レベルに変化する。このコンパレータ１５の出力をリセ
ット信号としてロー・アクティブのリセット回路に入力
することで、半導体集積回路の温度が動作保証温度範囲
の上限温度を超えたときに、半導体集積回路をリセット
状態にすることが可能になる。
【００１８】上述の温度検知動作によれば、高温におけ
る半導体集積回路の誤動作を防止することができる。な
お、低温における半導体集積回路の誤動作を防止する場
合は、半導体集積回路の動作保証温度範囲の下限温度で
温度検知回路の接点Ａ１１の電圧と接点Ａ１２の電圧が
同じになるように、各Ｐ型トランジスタ１１、１３の相
互コンダクタンスｇｍを設定し、コンパレータ１５の出
力をリセット信号としてハイ・アクティブのリセット回
路に入力するように構成する。この場合は、リセット信
号がアクティブになったとき、半導体集積回路がリセッ
ト状態となる。
る半導体集積回路の誤動作を防止することができる。な
お、低温における半導体集積回路の誤動作を防止する場
合は、半導体集積回路の動作保証温度範囲の下限温度で
温度検知回路の接点Ａ１１の電圧と接点Ａ１２の電圧が
同じになるように、各Ｐ型トランジスタ１１、１３の相
互コンダクタンスｇｍを設定し、コンパレータ１５の出
力をリセット信号としてハイ・アクティブのリセット回
路に入力するように構成する。この場合は、リセット信
号がアクティブになったとき、半導体集積回路がリセッ
ト状態となる。
【００１９】次に、本形態の温度検知回路の検知温度バ
ラツキ精度について説明する。
ラツキ精度について説明する。
【００２０】（実験例）図３は、上述の図１に示した温
度検知回路の各接点Ａ１１、Ａ１２の電圧の温度依存性
のシミュレーション結果を示すもので、（ａ）〜（ｃ）
はそれぞれ検知温度を１３５℃に設定し、各トランジス
タ１１、１３のしきい値電圧Ｖｔを変えて応答速度を標
準（ｔｙｐモデル）、遅い（ｓｌｏｗモデル）、速い
（ｆａｓｔモデル）としたときのシミュレーション結果
を示す。
度検知回路の各接点Ａ１１、Ａ１２の電圧の温度依存性
のシミュレーション結果を示すもので、（ａ）〜（ｃ）
はそれぞれ検知温度を１３５℃に設定し、各トランジス
タ１１、１３のしきい値電圧Ｖｔを変えて応答速度を標
準（ｔｙｐモデル）、遅い（ｓｌｏｗモデル）、速い
（ｆａｓｔモデル）としたときのシミュレーション結果
を示す。
【００２１】本形態の温度検知回路における、しきい値
電圧Ｖｔを変化させたときの検知温度のバラツキは、図
３（ｂ）のｓｌｏｗモデルにおけるシミュレーション結
果において一番低い１３３℃となり、図３（ｃ）のｆａ
ｓｔモデルにおけるシミュレーション結果において一番
高い１３７．５℃となった。
電圧Ｖｔを変化させたときの検知温度のバラツキは、図
３（ｂ）のｓｌｏｗモデルにおけるシミュレーション結
果において一番低い１３３℃となり、図３（ｃ）のｆａ
ｓｔモデルにおけるシミュレーション結果において一番
高い１３７．５℃となった。
【００２２】（比較例）図６は、前述の図５に示した温
度検知回路の接点Ａ２１の電圧の温度依存性のシミュレ
ーション結果を示す図である。この図６には、上述の図
３（ａ）〜（ｃ）の場合と同様、トランジスタ２３のし
きい値電圧Ｖｔを変えて応答速度を標準（ｔｙｐモデ
ル）、遅い（ｓｌｏｗモデル）、速い（ｆａｓｔモデ
ル）としたときのシミュレーション結果が示されてい
る。
度検知回路の接点Ａ２１の電圧の温度依存性のシミュレ
ーション結果を示す図である。この図６には、上述の図
３（ａ）〜（ｃ）の場合と同様、トランジスタ２３のし
きい値電圧Ｖｔを変えて応答速度を標準（ｔｙｐモデ
ル）、遅い（ｓｌｏｗモデル）、速い（ｆａｓｔモデ
ル）としたときのシミュレーション結果が示されてい
る。
【００２３】図６に示すように、従来の温度検知回路で
は、しきい値電圧Ｖｔを変化させたときの検知温度のバ
ラツキは、接点Ａ２２の電圧を０．４５Ｖに設定した場
合に、ｓｌｏｗモデルにおけるシミュレーション結果に
おいて一番低い１３３．５℃となり、ｆａｓｔモデルに
おけるシミュレーション結果において一番高い１３７．
５℃となった。
は、しきい値電圧Ｖｔを変化させたときの検知温度のバ
ラツキは、接点Ａ２２の電圧を０．４５Ｖに設定した場
合に、ｓｌｏｗモデルにおけるシミュレーション結果に
おいて一番低い１３３．５℃となり、ｆａｓｔモデルに
おけるシミュレーション結果において一番高い１３７．
５℃となった。
【００２４】上述の実験例および比較例のシミュレーシ
ョン結果から分かるように、本形態の温度検知回路の検
知温度のバラツキは１３３〜１３７．５℃であるのに対
して、従来の温度検知回路の検知温度のバラツキは１３
３．５〜１３７．５℃であり、ほぼ同等のバラツキ精度
が得られている。
ョン結果から分かるように、本形態の温度検知回路の検
知温度のバラツキは１３３〜１３７．５℃であるのに対
して、従来の温度検知回路の検知温度のバラツキは１３
３．５〜１３７．５℃であり、ほぼ同等のバラツキ精度
が得られている。
【００２５】次に、本形態の温度検知回路のレイアウト
面積と従来の温度検知回路のレイアウト面積との差につ
いて説明する。
面積と従来の温度検知回路のレイアウト面積との差につ
いて説明する。
【００２６】本形態の温度検知回路は、従来の温度検知
回路の抵抗２１，２２に代えてＰ型トランジスタ１１お
よびダイオード群１２が設けられた構成となっているこ
とから、そのレイアウト面積は従来と比べて大幅に縮小
される。
回路の抵抗２１，２２に代えてＰ型トランジスタ１１お
よびダイオード群１２が設けられた構成となっているこ
とから、そのレイアウト面積は従来と比べて大幅に縮小
される。
【００２７】図４は、図１に示した温度検知回路に基づ
いて作成されたレイアウト図で、図７は図５に示した温
度検知回路に基づいて作成されたレイアウト図である。
図４に示すレイアウト図では、ダイオードブロック１，
２、トランジスタブロック３、抵抗ブロック４の４つの
主要なブロックが示されており、ダイオードブロック１
がダイオード群１２に相当し、トランジスタブロック３
がＰ型トランジスタ１１，１３に相当する。図７に示す
レイアウト図では、抵抗ブロック３１，３４、ダイオー
ドブロック３２、トランジスタブロック３３の４つの主
要なブロックが示されており、抵抗ブロック３１が抵抗
２１，２２に相当し、トランジスタブロック３３がＰ型
トランジスタ２３に相当する。
いて作成されたレイアウト図で、図７は図５に示した温
度検知回路に基づいて作成されたレイアウト図である。
図４に示すレイアウト図では、ダイオードブロック１，
２、トランジスタブロック３、抵抗ブロック４の４つの
主要なブロックが示されており、ダイオードブロック１
がダイオード群１２に相当し、トランジスタブロック３
がＰ型トランジスタ１１，１３に相当する。図７に示す
レイアウト図では、抵抗ブロック３１，３４、ダイオー
ドブロック３２、トランジスタブロック３３の４つの主
要なブロックが示されており、抵抗ブロック３１が抵抗
２１，２２に相当し、トランジスタブロック３３がＰ型
トランジスタ２３に相当する。
【００２８】これらのレイアウト図から分かるように、
本形態の温度検知回路では、レイアウト面積の大きな抵
抗ブロック３１に代えてレイアウト面積の小さなダイオ
ードブロック１、トランジスタブロック３（実際は、こ
のブロックの一部である。）が設けられるため、そのレ
イアウト面積は大幅に縮小されることになる。
本形態の温度検知回路では、レイアウト面積の大きな抵
抗ブロック３１に代えてレイアウト面積の小さなダイオ
ードブロック１、トランジスタブロック３（実際は、こ
のブロックの一部である。）が設けられるため、そのレ
イアウト面積は大幅に縮小されることになる。
【００２９】以上説明した実施形態では、コンパレータ
１５の＋側入力にダイオード１４の順方向電圧が入力さ
れ、−側入力にダイオード群１２の順方向電圧が入力さ
れた構成となっているが、本発明はこの構成に限定され
ることはなく、コンパレータ１５の各入力に入力される
ダイオードの順方向電圧の温度依存性が異なれば、どの
ような構成であってもよい。例えば、ダイオード群１２
は、ダイオード１４とは順方向電圧の温度依存性の異な
る１つ以上のダイオードで構成されてもよい。また、ダ
イオード群１２を構成する各ダイオードは、ダイオード
１４と同じ構造のものでなくてもよい。さらに、ダイオ
ード群１２に代えて、ダイオード１４とはｐ−ｎ接合を
構成するｐ拡散領域とｎ拡散領域に含まれる不純物の濃
度または種類の異なるダイオードを用いてもよい。
１５の＋側入力にダイオード１４の順方向電圧が入力さ
れ、−側入力にダイオード群１２の順方向電圧が入力さ
れた構成となっているが、本発明はこの構成に限定され
ることはなく、コンパレータ１５の各入力に入力される
ダイオードの順方向電圧の温度依存性が異なれば、どの
ような構成であってもよい。例えば、ダイオード群１２
は、ダイオード１４とは順方向電圧の温度依存性の異な
る１つ以上のダイオードで構成されてもよい。また、ダ
イオード群１２を構成する各ダイオードは、ダイオード
１４と同じ構造のものでなくてもよい。さらに、ダイオ
ード群１２に代えて、ダイオード１４とはｐ−ｎ接合を
構成するｐ拡散領域とｎ拡散領域に含まれる不純物の濃
度または種類の異なるダイオードを用いてもよい。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レイアウト面積が大きくなってしまう抵抗素子の代わり
レイアウト面積の縮小が可能なダイオード素子およびト
ランジスタ素子を用いることで温度検知を従来と同様に
温度検知を行うことができるので、近年のプロセスの微
細化に伴うレイアウト面積の縮小化に対応することがで
きるという効果がある。
レイアウト面積が大きくなってしまう抵抗素子の代わり
レイアウト面積の縮小が可能なダイオード素子およびト
ランジスタ素子を用いることで温度検知を従来と同様に
温度検知を行うことができるので、近年のプロセスの微
細化に伴うレイアウト面積の縮小化に対応することがで
きるという効果がある。
【図１】本発明の一実形態の温度検知回路の構成を示す
回路図である。
回路図である。
【図２】図１に示す温度検知回路の各接点Ａ１１、Ａ１
２の電圧の温度依存性を示す特性図である。
２の電圧の温度依存性を示す特性図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は図１に示した温度検知回路の
各接点Ａ１１、Ａ１２の電圧の温度依存性のシミュレー
ション結果を示す図である。
各接点Ａ１１、Ａ１２の電圧の温度依存性のシミュレー
ション結果を示す図である。
【図４】図１に示した温度検知回路に基づいて作成され
たレイアウトの一例を示す図である。
たレイアウトの一例を示す図である。
【図５】特開平6-324750号公報に開示されている構成に
基づく温度検知回路の一例を示す図である。
基づく温度検知回路の一例を示す図である。
【図６】図５に示す温度検知回路の接点Ａ２１の電圧の
温度依存性のシミュレーション結果を示す図である。
温度依存性のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】図５に示す温度検知回路に基づいて作成された
レイアウトの一例を示す図である。
レイアウトの一例を示す図である。
１１、１３ Ｐ型トランジスタ １２ ダイオード群 １４ ダイオード １６ コンパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−241251（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−201830（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−318849（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−69741（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−79234（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01K 7/00
Claims (6)
- 【請求項１】 順方向電圧の温度依存性の異なる第１お
よび第２のダイオード素子と、 前記第１および第２のダイオード素子に流れる電流をそ
れぞれ制御する第１および第２のトランジスタ素子と、 前記第１および第２のダイオード素子の順方向電圧をそ
れぞれ入力とし、これら入力を比較してその大小関係を
出力する比較手段と、を有し、 前記第１および第２のダイオード素子の順方向電圧が所
定の温度において一致するように前記第１および第２の
トランジスタ素子の相互コンダクタンスが設定されてい
ることを特徴とする温度検知装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の温度検知装置におい
て、 前記第１または第２のダイオード素子の一方が、複数の
ダイオードが直列に接続されたものであることを特徴と
する温度検知装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の温度検知装置におい
て、 前記第１および第２のダイオード素子は、それぞれｐ−
ｎ接合を構成するｐ拡散領域とｎ拡散領域に含まれる不
純物の濃度または種類が異なるダイオードより構成され
ていることを特徴とする温度検知装置。 - 【請求項４】 順方向電圧の温度依存性の異なる第１お
よび第２のダイオード素子を用いて所望の温度を検知す
る温度検知方法であって、 前記第１および第２のダイオード素子に流れる電流をそ
れぞれ制御する第１および第２のトランジスタ素子の相
互コンダクタンスを前記第１および第２のダイオード素
子の順方向電圧が前記所望の温度において一致するよう
に設定した上で、前記第１および第２のダイオード素子
の順方向電圧を比較し、その大小関係に基づいて前記所
望の温度を検知することを特徴とする温度検知方法。 - 【請求項５】 請求項４に記載の温度検知方法におい
て、 前記第１または第２のダイオード素子の一方に複数のダ
イオードを直列に接続した素子を用いることを特徴とす
る温度検知方法。 - 【請求項６】 請求項４に記載の温度検知方法におい
て、 前記第１および第２のダイオード素子に、それぞれｐ−
ｎ接合を構成するｐ拡散領域とｎ拡散領域に含まれる不
純物の濃度または種類が異なるダイオードを用いること
を特徴とする温度検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32222398A JP3130878B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 温度検知装置および温度検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32222398A JP3130878B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 温度検知装置および温度検知方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000146709A JP2000146709A (ja) | 2000-05-26 |
| JP3130878B2 true JP3130878B2 (ja) | 2001-01-31 |
Family
ID=18141323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32222398A Expired - Fee Related JP3130878B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 温度検知装置および温度検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3130878B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4824230B2 (ja) * | 2001-09-27 | 2011-11-30 | オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド | 温度検知回路 |
| JP2005347377A (ja) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Ricoh Co Ltd | 過熱保護回路を備えた半導体集積回路 |
| JP4981267B2 (ja) * | 2005-05-11 | 2012-07-18 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 過熱検出回路 |
| JP5226248B2 (ja) * | 2006-08-02 | 2013-07-03 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 温度検出回路及び半導体装置 |
| JP5123550B2 (ja) * | 2007-04-04 | 2013-01-23 | パナソニック株式会社 | データ収集装置 |
| US8419273B2 (en) * | 2010-05-03 | 2013-04-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Array element for temperature sensor array circuit, temperature sensor array circuit utilizing such array element, and AM-EWOD device including such a temperature sensor array circuit |
-
1998
- 1998-11-12 JP JP32222398A patent/JP3130878B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000146709A (ja) | 2000-05-26 |
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