JP4824230B2 - 温度検知回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
半導体チップ内に設けられた温度検知回路、特に２段階の警告を出力することができる回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体集積回路（ＩＣ）では、サーマルシャットダウン回路を有しており、ＩＣが所定以上の高温になった場合には、回路動作を停止して、内部の素子を保護するようになっている。通常のＩＣでは、ＩＣ内部温度を検知し、約１７０℃以上になると全出力を停止するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このサーマルシャットダウン回路は、ＩＣ自体で完結する機能であり、外部の回路は、ＩＣが機能を停止したことで、ＩＣの異常を検知するだけであった。そこで、このＩＣの機能を利用して構成される製品（セット）においては、ＩＣの異常が検知されるまでは通常通りの動作を行っており、異常を検出して初めて、自己の動作を停止したりするだけである。
【０００４】
ここで、特に発熱しやすいＩＣは、ドライバＩＣなど大電流出力を行うものである。セットには、このようなＩＣの他にマイクロコンピュータなどの信号処理を行うＩＣもある。このマイクロコンピュータでは各種信号処理を行っているため、サーマルシャットダウンしそうなＩＣがあれば、その際に何らかの処理を行ったり、警告の表示などを行うこともできるが、それがソフト処理の負担となることもあった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、サーマルシャットダウン動作の事前に何らかの処理を可能とする温度検知回路に関する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体チップ内に設けられた温度検知回路において、半導体チップの温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段による検出温度が第１の温度に至った場合に第１信号を出力する第１信号出力手段と、前記温度検出手段による検出温度が第１の温度より高い第２の温度に至った場合に第２信号を出力する第２信号出力手段と、を有し、半導体チップについての２段階の温度の信号を出力することを特徴とする。
【０００７】
これによって、外部のマイクロコンピュータなどが２段階の温度についての信号を利用することができる。
【０００８】
また、前記第２の温度は、半導体チップの保証温度であり、半導体チップが保証温度と、その手前の２段階の温度についての信号を外部に出力できることが好適である。
【０００９】
これによって、半導体チップの保証温度における信号の前に、その前段階の信号が出力される。従って、保証温度に近づいたときに事前の処理を行うこともできる。
【００１０】
また、本発明は、温度変化の影響を受けずに定電圧を出力するバンドギャップ回路と、このバンドギャップ回路の出力に抵抗を介し接続され、抵抗との接続点に温度によって変化する電圧を発生するダイオードと、抵抗とダイオードとの接続点に接続され第１の基準電圧と比較する第１比較回路と、抵抗とダイオードとの接続点に接続され第２の基準電圧と比較する第２比較回路と、を１つの半導体チップ内に有し、前記第１基準電圧を前記第２基準電圧より低い電圧とすると共に、第２基準電圧を半導体チップの保証温度に対応する電圧にすることによって、半導体チップの保証温度における警告と、その前段階の警告を出力可能とすることを特徴する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、実施形態の一構成例を示す回路図である。半導体集積回路（ＩＣ）内の回路として構成され温度に拘わらず一定電圧を出力するバンドギャップ回路１０の出力ＶＲには、抵抗Ｒ１の一端が接続され、この抵抗Ｒ１の他端は、抵抗Ｒ２を介しグランドに接続されている。従って、この抵抗Ｒ１、Ｒ２は、バンドギャップ出力ＶＲ０を分圧する分圧抵抗となっており、抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点に基準電圧ＶＲ１が発生される。
【００１３】
また、バンドギャップ出力ＶＲ０には、抵抗Ｒ３を介し、ダイオードＤのアノードが接続され、ダイオードＤのカソードはグランドに接続されている。さらに、抵抗Ｒ３とダイオードＤの接続点は、抵抗Ｒ４を介し、コンパレータＣＡの１つの入力端（負入力端）に接続されている。従って、バンドギャップ出力ＶＲ０から抵抗Ｒ３、ダイオードＤを介し電流が流れ、ダイオードＤの電流量に応じた電圧Ｖ１がダイオードＤと抵抗Ｒ３の接続点およびコンパレータＣＡの入力端に得られる。なお、抵抗Ｒ４は調整用の抵抗であり、必ずしも必要ではない。
【００１４】
ここで、ダイオードＤは、温度によってそこを流れる電流量が変動するため、抵抗Ｒ３とダイオードＤの接続点の電圧およびコンパレータＣＡの入力端の電圧Ｖ１は、温度に応じて変化する電圧値になる。そして、ダイオードＤの温度特性は、製作された後は変わらないため、抵抗Ｒ３とコンパレータＣＡの入力端の電圧Ｖ１と温度との関係は一義的に定まる。
【００１５】
そして、コンパレータＣＡの他の入力端（正入力端）には、抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点の基準電圧ＶＲ１が入力されている。そして、このコンパレータＣＡへの２つの入力電圧は、ＩＣの温度が第１の設定温度Ｔ１（例えば、１００℃）になったときに反転するように、設定してある。すなわち、温度が低いときにはダイオードＤの電流量が少ないため、電圧Ｖ１が基準電圧ＶＲ１より高い。そして、温度が設定温度Ｔ１以上になったときに、電圧Ｖ１が基準電圧ＶＲ１より低くなり、コンパレータＣＡの出力が反転する。
【００１６】
コンパレータＣＡの出力には、出力トランジスタＱＡのベースが接続されている。この出力トランジスタＱＡのコレクタは出力端Ａに接続され、エミッタはグランドに接続されている。この例では、コンパレータＣＡの負入力端に抵抗Ｒ３とダイオードＤの接続点が接続されており、正入力端に抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点が入力されている。従って、温度が設定温度Ｔ１以上になったときにコンパレータＣＡの出力がＨになり、出力トランジスタＱＡがオンする。なお、温度が設定温度Ｔ１以下の場合には出力トランジスタＱＡはオフである。従って、設定温度Ｔ１以下で出力端Ａはハイインピーダンス、設定温度Ｔ１以下で出力端Ａはグランドに接続される。
【００１７】
また、バンドギャップ出力ＶＲ０は、分圧抵抗Ｒ５、Ｒ６を介し、グランドに接続されている。従って、分圧抵抗Ｒ５、Ｒ６の接続点に基準電圧Ｖ２が得られる。そして、この基準電圧Ｖ２は、コンパレータＣＢの１つの入力端（正入力端）に入力されている。またこのコンパレータＣＢの他の入力端（負入力端）には、抵抗Ｒ３とダイオードＤの接続点が、抵抗Ｒ７を介し接続されている。なお、抵抗Ｒ７は調整用の抵抗であり、必ずしも必要はない。
【００１８】
そして、コンパレータＣＢの出力には、出力トランジスタＱＢのベースが接続され、この出力トランジスタＱＢのコレクタは出力端Ｂに接続され、エミッタはグランドに接続されている。この例では、コンパレータＣＢの負入力端に電圧Ｖ２が入力され、正入力端に基準電圧ＶＲ２が入力されている。そして、半導体温度が設定温度Ｔ２以上になったときにコンパレータＣＢの出力がＨになるように設定されている。従って、このときに、出力トランジスタＱＢがオンし、温度が設定温度Ｔ２以下の場合には出力トランジスタＱＢはオフになる。従って、設定温度Ｔ２以下で出力端Ｂはハイインピーダンス、設定温度Ｔ２以下で出力端Ｂはグランドに接続される。
【００１９】
このようにして、本実施形態によれば、半導体温度が設定温度Ｔ１（１００℃）以上となった場合に出力端Ａがグランドに接続され、半導体温度が設定温度Ｔ２（１３０℃）以上となった場合に出力端Ｂがグランドに接続される。従って、２段階の温度の出力を得ることができる。ここで、この設定温度Ｔ２は、半導体集積回路（ＩＣ：半導体チップ）の保証温度（動作保証上限温度）に設定されている。
【００２０】
これによって、半導体チップの保証温度と、その前段階の設定温度という、温度上昇について２段階の警告がＩＣから発生される。そこで、保証温度に近づいてきたことについての警告と、保証温度以上になってしまったことの警告が出力される。
【００２１】
そこで、出力端Ａ，Ｂをマイクロコンピュータに接続することによって、マイクロコンピュータにおいて、ＩＣの温度を２段階（保証温度およびその前段階の温度）で知ることができる。さらに、ＩＣ内の自己保護のためのサーマルシャットダウンの回路は通常のＩＣと同様に別に設けることが好適である。
【００２２】
そこで、マイクロコンピュータでは、この信号を利用して、パワーセーブモードとしたり、警告の表示を行うなど各種の処理を行うことができる。すなわち、製品を作製するメーカにおいては、これら信号を利用して各種の機能を製品に付与することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、２段階の温度についての信号が出力されるため、外部のマイクロコンピュータなどが２段階の温度についての信号を利用することができる。
【００２４】
また、半導体チップが保証温度と、その手前の２段階の温度についての信号を外部に出力することによって、半導体チップの保証温度における信号の前に、その前段階の信号が出力される。従って、保証温度に近づいたときに事前の処理を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
ＣＡ，ＣＢ コンパレータ、Ｄ ダイオード、ＱＡ，ＱＢ 出力トランジスタ、Ｒ１〜Ｒ６ 抵抗。
【発明の属する技術分野】
半導体チップ内に設けられた温度検知回路、特に２段階の警告を出力することができる回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体集積回路（ＩＣ）では、サーマルシャットダウン回路を有しており、ＩＣが所定以上の高温になった場合には、回路動作を停止して、内部の素子を保護するようになっている。通常のＩＣでは、ＩＣ内部温度を検知し、約１７０℃以上になると全出力を停止するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このサーマルシャットダウン回路は、ＩＣ自体で完結する機能であり、外部の回路は、ＩＣが機能を停止したことで、ＩＣの異常を検知するだけであった。そこで、このＩＣの機能を利用して構成される製品（セット）においては、ＩＣの異常が検知されるまでは通常通りの動作を行っており、異常を検出して初めて、自己の動作を停止したりするだけである。
【０００４】
ここで、特に発熱しやすいＩＣは、ドライバＩＣなど大電流出力を行うものである。セットには、このようなＩＣの他にマイクロコンピュータなどの信号処理を行うＩＣもある。このマイクロコンピュータでは各種信号処理を行っているため、サーマルシャットダウンしそうなＩＣがあれば、その際に何らかの処理を行ったり、警告の表示などを行うこともできるが、それがソフト処理の負担となることもあった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、サーマルシャットダウン動作の事前に何らかの処理を可能とする温度検知回路に関する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体チップ内に設けられた温度検知回路において、半導体チップの温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段による検出温度が第１の温度に至った場合に第１信号を出力する第１信号出力手段と、前記温度検出手段による検出温度が第１の温度より高い第２の温度に至った場合に第２信号を出力する第２信号出力手段と、を有し、半導体チップについての２段階の温度の信号を出力することを特徴とする。
【０００７】
これによって、外部のマイクロコンピュータなどが２段階の温度についての信号を利用することができる。
【０００８】
また、前記第２の温度は、半導体チップの保証温度であり、半導体チップが保証温度と、その手前の２段階の温度についての信号を外部に出力できることが好適である。
【０００９】
これによって、半導体チップの保証温度における信号の前に、その前段階の信号が出力される。従って、保証温度に近づいたときに事前の処理を行うこともできる。
【００１０】
また、本発明は、温度変化の影響を受けずに定電圧を出力するバンドギャップ回路と、このバンドギャップ回路の出力に抵抗を介し接続され、抵抗との接続点に温度によって変化する電圧を発生するダイオードと、抵抗とダイオードとの接続点に接続され第１の基準電圧と比較する第１比較回路と、抵抗とダイオードとの接続点に接続され第２の基準電圧と比較する第２比較回路と、を１つの半導体チップ内に有し、前記第１基準電圧を前記第２基準電圧より低い電圧とすると共に、第２基準電圧を半導体チップの保証温度に対応する電圧にすることによって、半導体チップの保証温度における警告と、その前段階の警告を出力可能とすることを特徴する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、実施形態の一構成例を示す回路図である。半導体集積回路（ＩＣ）内の回路として構成され温度に拘わらず一定電圧を出力するバンドギャップ回路１０の出力ＶＲには、抵抗Ｒ１の一端が接続され、この抵抗Ｒ１の他端は、抵抗Ｒ２を介しグランドに接続されている。従って、この抵抗Ｒ１、Ｒ２は、バンドギャップ出力ＶＲ０を分圧する分圧抵抗となっており、抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点に基準電圧ＶＲ１が発生される。
【００１３】
また、バンドギャップ出力ＶＲ０には、抵抗Ｒ３を介し、ダイオードＤのアノードが接続され、ダイオードＤのカソードはグランドに接続されている。さらに、抵抗Ｒ３とダイオードＤの接続点は、抵抗Ｒ４を介し、コンパレータＣＡの１つの入力端（負入力端）に接続されている。従って、バンドギャップ出力ＶＲ０から抵抗Ｒ３、ダイオードＤを介し電流が流れ、ダイオードＤの電流量に応じた電圧Ｖ１がダイオードＤと抵抗Ｒ３の接続点およびコンパレータＣＡの入力端に得られる。なお、抵抗Ｒ４は調整用の抵抗であり、必ずしも必要ではない。
【００１４】
ここで、ダイオードＤは、温度によってそこを流れる電流量が変動するため、抵抗Ｒ３とダイオードＤの接続点の電圧およびコンパレータＣＡの入力端の電圧Ｖ１は、温度に応じて変化する電圧値になる。そして、ダイオードＤの温度特性は、製作された後は変わらないため、抵抗Ｒ３とコンパレータＣＡの入力端の電圧Ｖ１と温度との関係は一義的に定まる。
【００１５】
そして、コンパレータＣＡの他の入力端（正入力端）には、抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点の基準電圧ＶＲ１が入力されている。そして、このコンパレータＣＡへの２つの入力電圧は、ＩＣの温度が第１の設定温度Ｔ１（例えば、１００℃）になったときに反転するように、設定してある。すなわち、温度が低いときにはダイオードＤの電流量が少ないため、電圧Ｖ１が基準電圧ＶＲ１より高い。そして、温度が設定温度Ｔ１以上になったときに、電圧Ｖ１が基準電圧ＶＲ１より低くなり、コンパレータＣＡの出力が反転する。
【００１６】
コンパレータＣＡの出力には、出力トランジスタＱＡのベースが接続されている。この出力トランジスタＱＡのコレクタは出力端Ａに接続され、エミッタはグランドに接続されている。この例では、コンパレータＣＡの負入力端に抵抗Ｒ３とダイオードＤの接続点が接続されており、正入力端に抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点が入力されている。従って、温度が設定温度Ｔ１以上になったときにコンパレータＣＡの出力がＨになり、出力トランジスタＱＡがオンする。なお、温度が設定温度Ｔ１以下の場合には出力トランジスタＱＡはオフである。従って、設定温度Ｔ１以下で出力端Ａはハイインピーダンス、設定温度Ｔ１以下で出力端Ａはグランドに接続される。
【００１７】
また、バンドギャップ出力ＶＲ０は、分圧抵抗Ｒ５、Ｒ６を介し、グランドに接続されている。従って、分圧抵抗Ｒ５、Ｒ６の接続点に基準電圧Ｖ２が得られる。そして、この基準電圧Ｖ２は、コンパレータＣＢの１つの入力端（正入力端）に入力されている。またこのコンパレータＣＢの他の入力端（負入力端）には、抵抗Ｒ３とダイオードＤの接続点が、抵抗Ｒ７を介し接続されている。なお、抵抗Ｒ７は調整用の抵抗であり、必ずしも必要はない。
【００１８】
そして、コンパレータＣＢの出力には、出力トランジスタＱＢのベースが接続され、この出力トランジスタＱＢのコレクタは出力端Ｂに接続され、エミッタはグランドに接続されている。この例では、コンパレータＣＢの負入力端に電圧Ｖ２が入力され、正入力端に基準電圧ＶＲ２が入力されている。そして、半導体温度が設定温度Ｔ２以上になったときにコンパレータＣＢの出力がＨになるように設定されている。従って、このときに、出力トランジスタＱＢがオンし、温度が設定温度Ｔ２以下の場合には出力トランジスタＱＢはオフになる。従って、設定温度Ｔ２以下で出力端Ｂはハイインピーダンス、設定温度Ｔ２以下で出力端Ｂはグランドに接続される。
【００１９】
このようにして、本実施形態によれば、半導体温度が設定温度Ｔ１（１００℃）以上となった場合に出力端Ａがグランドに接続され、半導体温度が設定温度Ｔ２（１３０℃）以上となった場合に出力端Ｂがグランドに接続される。従って、２段階の温度の出力を得ることができる。ここで、この設定温度Ｔ２は、半導体集積回路（ＩＣ：半導体チップ）の保証温度（動作保証上限温度）に設定されている。
【００２０】
これによって、半導体チップの保証温度と、その前段階の設定温度という、温度上昇について２段階の警告がＩＣから発生される。そこで、保証温度に近づいてきたことについての警告と、保証温度以上になってしまったことの警告が出力される。
【００２１】
そこで、出力端Ａ，Ｂをマイクロコンピュータに接続することによって、マイクロコンピュータにおいて、ＩＣの温度を２段階（保証温度およびその前段階の温度）で知ることができる。さらに、ＩＣ内の自己保護のためのサーマルシャットダウンの回路は通常のＩＣと同様に別に設けることが好適である。
【００２２】
そこで、マイクロコンピュータでは、この信号を利用して、パワーセーブモードとしたり、警告の表示を行うなど各種の処理を行うことができる。すなわち、製品を作製するメーカにおいては、これら信号を利用して各種の機能を製品に付与することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、２段階の温度についての信号が出力されるため、外部のマイクロコンピュータなどが２段階の温度についての信号を利用することができる。
【００２４】
また、半導体チップが保証温度と、その手前の２段階の温度についての信号を外部に出力することによって、半導体チップの保証温度における信号の前に、その前段階の信号が出力される。従って、保証温度に近づいたときに事前の処理を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
ＣＡ，ＣＢ コンパレータ、Ｄ ダイオード、ＱＡ，ＱＢ 出力トランジスタ、Ｒ１〜Ｒ６ 抵抗。
Claims (1)
- 温度変化の影響を受けずに定電圧を出力するバンドギャップ回路と、
このバンドギャップ回路の出力に抵抗を介し接続され、抵抗との接続点に温度によって変化する電圧を発生するダイオードと、
抵抗とダイオードとの接続点に接続され第１の基準電圧と比較し、第１の温度に至った場合にＨレベル、至らない場合にＬレベルとなる第１信号を出力する第１比較回路と、
前記第１信号がＨレベルの場合にオンし、Ｌレベルの場合にオフし、オンすることで、第１出力端をグランドに接続する第１出力トランジスタと、
抵抗とダイオードとの接続点に接続され第２の基準電圧と比較し、第２の温度に至った場合にＨレベル、至らない場合にＬレベルとなる第２信号を出力する第２比較回路と、
前記第２信号がＨレベルの場合にオンし、Ｌレベルの場合にオフし、オンすることで、第２出力端をグランドに接続する第２出力トランジスタと、
を１つの半導体チップ内に有し、
前記第１基準電圧を前記第２基準電圧より低い電圧とすると共に、第２基準電圧を半導体チップの保証温度に対応する電圧にすることによって、半導体チップの保証温度における警告と、その前段階の警告を第１及び第２出力端からそれぞれ出力し、第１および第２の出力端をマイクロコンピュータに接続することでマイクロコンピュータにＬレベルの信号として２段階の警告を供給可能とする温度検知回路。
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|---|---|---|---|
| JP2001298225A JP4824230B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 温度検知回路 |
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|---|---|---|---|
| JP2001298225A JP4824230B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 温度検知回路 |
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2001
- 2001-09-27 JP JP2001298225A patent/JP4824230B2/ja not_active Expired - Fee Related
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