JPH01147849A - 半導体装置用過熱保護回路 - Google Patents
半導体装置用過熱保護回路Info
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- JPH01147849A JPH01147849A JP30707687A JP30707687A JPH01147849A JP H01147849 A JPH01147849 A JP H01147849A JP 30707687 A JP30707687 A JP 30707687A JP 30707687 A JP30707687 A JP 30707687A JP H01147849 A JPH01147849 A JP H01147849A
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- JP
- Japan
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- transistor
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- constant current
- trq1
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title abstract description 14
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
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- Electronic Switches (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は、半導体装置用過熱保護回路に関する。
(従来の技術)
従来、半導体集積回路等の半導体装置(IC)に過熱保
護回路を内蔵したものがある。その過熱保護回路は、過
熱によるICの劣化、破壊を防ぐためのものである。そ
の過熱保護回路は、以下のような機能、即ち、過大負荷
等によってICチップの温度が定格温度(ジャンクショ
ン温度)に達した際に、ICを非作動状態とすることに
より負荷から切り離してそれ以上の温度上昇を防ぎ、そ
の後ICチップの温度が低下したら再びICを作動状態
とする、いわゆるスイッチング動作を行う機能を有する
。
護回路を内蔵したものがある。その過熱保護回路は、過
熱によるICの劣化、破壊を防ぐためのものである。そ
の過熱保護回路は、以下のような機能、即ち、過大負荷
等によってICチップの温度が定格温度(ジャンクショ
ン温度)に達した際に、ICを非作動状態とすることに
より負荷から切り離してそれ以上の温度上昇を防ぎ、そ
の後ICチップの温度が低下したら再びICを作動状態
とする、いわゆるスイッチング動作を行う機能を有する
。
(発明が解決しようとする問題点)
上記従来の過熱保護回路においては、ICチップの温度
がその最大定格温度か否かの判断をすることによって、
ICをオン、オフ動作させていた。
がその最大定格温度か否かの判断をすることによって、
ICをオン、オフ動作させていた。
このため、ICチップは、過大負荷状態等において最大
定格温度で継続して使用されることも少なくない。この
ような使用により、ICは大きな電力を消費し、大量に
発熱し、それによってICチップの劣化、破壊が生じる
おそれもあった。これを防ぐためには、従来以上の効率
で放熱させるための放熱対策を講じる必要があった。
定格温度で継続して使用されることも少なくない。この
ような使用により、ICは大きな電力を消費し、大量に
発熱し、それによってICチップの劣化、破壊が生じる
おそれもあった。これを防ぐためには、従来以上の効率
で放熱させるための放熱対策を講じる必要があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的は、
ICの発熱量を低く抑えることのできる半導体装置用過
熱保護回路を提供することにある。
ICの発熱量を低く抑えることのできる半導体装置用過
熱保護回路を提供することにある。
(問題点を解決するための手段)
本発明の半導体装置用過熱保護回路は、電源の両端に直
列に接続された第1の定電流供給手段及び第1のトラン
ジスタと、電源の両端に直列に接続された第2の定電流
供給手段及び第2のトランジスタと、上記第1のトラン
ジスタのベースとエミッタの間に基準電圧を加える基準
電圧印加手段と、上記第2の定電流供給手段の出力端を
上記第1の定電流供給手段の出力端に順方向に接続する
ダイオードと、上記第2のトランジスタを上記第1のト
ランジスタのオン、オフに基づいてその第1のトランジ
スタと同じ態様でオン、オフ切り換えを行う手段と、を
備えるものとして構成される。
列に接続された第1の定電流供給手段及び第1のトラン
ジスタと、電源の両端に直列に接続された第2の定電流
供給手段及び第2のトランジスタと、上記第1のトラン
ジスタのベースとエミッタの間に基準電圧を加える基準
電圧印加手段と、上記第2の定電流供給手段の出力端を
上記第1の定電流供給手段の出力端に順方向に接続する
ダイオードと、上記第2のトランジスタを上記第1のト
ランジスタのオン、オフに基づいてその第1のトランジ
スタと同じ態様でオン、オフ切り換えを行う手段と、を
備えるものとして構成される。
(作 用)
基準電圧印加手段により第1のトランジスタのベースと
エミッタとの間に加える基準電圧を、常温状態において
はオンしない値に設定しておく。
エミッタとの間に加える基準電圧を、常温状態において
はオンしない値に設定しておく。
この状態において半導体装置を動作させると、その動作
に伴って温度が上昇し、第1のトランジスタの温度も上
昇する。その温度上昇に伴って第1のトランジスタの動
作ベース・エミッタ電圧が低下する。その動作ベース・
エミッタ電圧が上記基準電圧よりも低下すると、第1の
トランジスタはオフからオンに切り換わる。この切り換
わった瞬間においては第1のトランジスタには第1の定
電流供給手段からの第1の定電流と、ダイオードを介し
て第2の定電流供給手段からの第2の定電流との和電流
が流れる。この第1のトランジスタのオンによりその後
直ちに第2のトランジスタもオフからオンに切り換わる
。第2のトランジスタがオンになると、ダイオードを介
して第1のトランジスタに流入していた第2の定電流は
、今度は第2のトランジスタに流れ込む。これにより、
第1のトランジスタに流入していた電流は、第1及び第
2の定電流の和電流から第1の定電流のみに減少する。
に伴って温度が上昇し、第1のトランジスタの温度も上
昇する。その温度上昇に伴って第1のトランジスタの動
作ベース・エミッタ電圧が低下する。その動作ベース・
エミッタ電圧が上記基準電圧よりも低下すると、第1の
トランジスタはオフからオンに切り換わる。この切り換
わった瞬間においては第1のトランジスタには第1の定
電流供給手段からの第1の定電流と、ダイオードを介し
て第2の定電流供給手段からの第2の定電流との和電流
が流れる。この第1のトランジスタのオンによりその後
直ちに第2のトランジスタもオフからオンに切り換わる
。第2のトランジスタがオンになると、ダイオードを介
して第1のトランジスタに流入していた第2の定電流は
、今度は第2のトランジスタに流れ込む。これにより、
第1のトランジスタに流入していた電流は、第1及び第
2の定電流の和電流から第1の定電流のみに減少する。
この減少により、第1のトランジスタの動作ベース・エ
ミッタ電圧は低下する。その電圧の低下により、第1の
トランジスタがオンからオフに切り換わる温度は、先に
オフからオンに切り換わった温度よりも低下する。そし
て、上記第1のトランジスタのオフ状態において半導体
装置を動作させ、それがオフからオンに切り換わったら
半導体装置を非作動状態とし、さらにオンからオフに切
り換わったら半導体装置を再び作動させれば、半導体装
置の発熱量が低く抑えられる。
ミッタ電圧は低下する。その電圧の低下により、第1の
トランジスタがオンからオフに切り換わる温度は、先に
オフからオンに切り換わった温度よりも低下する。そし
て、上記第1のトランジスタのオフ状態において半導体
装置を動作させ、それがオフからオンに切り換わったら
半導体装置を非作動状態とし、さらにオンからオフに切
り換わったら半導体装置を再び作動させれば、半導体装
置の発熱量が低く抑えられる。
(実施例)
第1図は、ICに内蔵される本発明の実施例を示す回路
図である。その第1図において、電源電圧V と接地G
NDとの間に、直列に接続した抵C 抗Ri 、R2、直列に接続した定電流源11.ダイオ
ードD2及びトランジスタQ1、直列に接続した定電流
源I 及びトランジスタQ2、並びに直列に接続した定
電流源工。及びトランジスタQ3がそれぞれ並列に接続
されている。上記抵抗R1,R2の接続点aとトランジ
スタQ1のベースを接続している。上記ダイオードD2
とトランジスタQ との接続中点をトランジスタQ2の
べiスと接続している。上記定電流源11とダイオード
D2の接続中点を、ダイオードD1を介して、定電流源
I2とトランジスタQ3との接続中点に接続している。
図である。その第1図において、電源電圧V と接地G
NDとの間に、直列に接続した抵C 抗Ri 、R2、直列に接続した定電流源11.ダイオ
ードD2及びトランジスタQ1、直列に接続した定電流
源I 及びトランジスタQ2、並びに直列に接続した定
電流源工。及びトランジスタQ3がそれぞれ並列に接続
されている。上記抵抗R1,R2の接続点aとトランジ
スタQ1のベースを接続している。上記ダイオードD2
とトランジスタQ との接続中点をトランジスタQ2の
べiスと接続している。上記定電流源11とダイオード
D2の接続中点を、ダイオードD1を介して、定電流源
I2とトランジスタQ3との接続中点に接続している。
上記定電流源I3とトランジスタQ2との接続中点を、
抵抗R3を介してトランジスタQ3のベースに接続する
と共に、抵抗R4を介してトランジスタQ4のベースに
接続している。
抵抗R3を介してトランジスタQ3のベースに接続する
と共に、抵抗R4を介してトランジスタQ4のベースに
接続している。
そのトランジスタQ4のエミッタを接地すると共に、そ
のコレクタを出力端子OUTに接続している。
のコレクタを出力端子OUTに接続している。
次に、上記構成の回路の動作を説明する。
上記回路において、抵抗R1,R2の接続中点aの電位
V は、トランジスタQ1の動作ベースト エミッタ電圧VBEより十分、低く設定されている。
V は、トランジスタQ1の動作ベースト エミッタ電圧VBEより十分、低く設定されている。
このため、トランジスタQ1はオフ状態にある。
それにより、トランジスタQ2.Q3.Q4はそれぞれ
オン、オフ、オフの状態にある。トランジスタQ2のベ
ースからエミッタには、ダイオードD を介しての定電
流源I からの電流11とダイオードDD を介して
の定電流源I2から2 ° l の電流i との和電流(11+12)が流れている。こ
の状態においては、トランジスタQ4がオフであること
から、出力端子OUTからはHレベル信号が出力され、
この出力信号によってICが動作可能な状態を維持する
。
オン、オフ、オフの状態にある。トランジスタQ2のベ
ースからエミッタには、ダイオードD を介しての定電
流源I からの電流11とダイオードDD を介して
の定電流源I2から2 ° l の電流i との和電流(11+12)が流れている。こ
の状態においては、トランジスタQ4がオフであること
から、出力端子OUTからはHレベル信号が出力され、
この出力信号によってICが動作可能な状態を維持する
。
その動作によって、ICチップの温度、即ちトランジス
タQ1の温度が徐々に上昇する。トランジスタQ1の温
度上昇に伴って、その動作ベース・エミッタ電圧vBE
が徐々に低下する。トランジスタQ1の温度が第1の設
定温度よりも上昇して、そのトランジスタQ、の動作ベ
ース・エミッタ電圧が上記接続中点aの電位v1よりも
低下すると、トランジスタQ1はオフからオンに切り換
わる。
タQ1の温度が徐々に上昇する。トランジスタQ1の温
度上昇に伴って、その動作ベース・エミッタ電圧vBE
が徐々に低下する。トランジスタQ1の温度が第1の設
定温度よりも上昇して、そのトランジスタQ、の動作ベ
ース・エミッタ電圧が上記接続中点aの電位v1よりも
低下すると、トランジスタQ1はオフからオンに切り換
わる。
切り換った瞬間においてはトランジスタQlのコレクタ
からエミッタに電流(it + 12 )が流れる。ト
ランジスタQlのオンに伴って、トランジスタQ2.Q
3.Q4はそれぞれオフ、オン、オンに切り換わる。ト
ランジスタQ4のオンによって出力端子OUTの出力は
HレベルからLレベルに変化する。その出力端子OUT
から出力されるLレベル信号によってICは動作可能な
状態から動作不能な状態に切り換わる。それにより、I
Cチップの温度は徐々に低下する。そして、ICチップ
の温度が第2の設定温度よりも低下するとトランジスタ
Qlが再びオンからオフに自動的に切り換わり、ICは
再び動作する。そのトランジスタQ1がオンからオフに
切り換わる第2の設定温度は、先にトランジスタQlが
オフからオンに切り換わった第1の設定温度よりも低い
。即ち、ICチップはそれが第1の設定温度よりも高い
温度となると動作可能状態から動作不能状態に切り換わ
り、さらにそのICチップはその温度が第1の設定温度
よりも低い第2の設定温度となると動作不能状態から動
作可能状態に切り換わる。
からエミッタに電流(it + 12 )が流れる。ト
ランジスタQlのオンに伴って、トランジスタQ2.Q
3.Q4はそれぞれオフ、オン、オンに切り換わる。ト
ランジスタQ4のオンによって出力端子OUTの出力は
HレベルからLレベルに変化する。その出力端子OUT
から出力されるLレベル信号によってICは動作可能な
状態から動作不能な状態に切り換わる。それにより、I
Cチップの温度は徐々に低下する。そして、ICチップ
の温度が第2の設定温度よりも低下するとトランジスタ
Qlが再びオンからオフに自動的に切り換わり、ICは
再び動作する。そのトランジスタQ1がオンからオフに
切り換わる第2の設定温度は、先にトランジスタQlが
オフからオンに切り換わった第1の設定温度よりも低い
。即ち、ICチップはそれが第1の設定温度よりも高い
温度となると動作可能状態から動作不能状態に切り換わ
り、さらにそのICチップはその温度が第1の設定温度
よりも低い第2の設定温度となると動作不能状態から動
作可能状態に切り換わる。
即ち、トランジスタQ1がオフからオンに切り換った瞬
間においては、上述したように、トランジスタQ1のコ
レクタからエミッタに電流(1++12)が流れる。し
かしながら、その後直ちにトランジスタQ3がオンとな
る。このため、定電流源I からの電流12は、ダイオ
ードD1゜D があることからトランジスタQ1には流
れ込まず、トランジスタQ3に流れ込む。これによりト
ランジスタQ1のコレクタからエミッタに流れる電流は
(i +i )から11に減少する。ここで、例え
ば、11く12に設定しておけば、その減少率は大きな
ものとなる。このように、トランジスタQ1に流れ込む
電流が減少すると、そのトランジスタQ、の動作ベース
・エミッタ電圧が低下する。即ち、このトランジスタQ
1がオンからオフに切り換わる温度、即ちICチップが
動作不能状態から動作可能状態に切り換わる第2の設定
温度は上記第1の設定温度より低いものとなる。
間においては、上述したように、トランジスタQ1のコ
レクタからエミッタに電流(1++12)が流れる。し
かしながら、その後直ちにトランジスタQ3がオンとな
る。このため、定電流源I からの電流12は、ダイオ
ードD1゜D があることからトランジスタQ1には流
れ込まず、トランジスタQ3に流れ込む。これによりト
ランジスタQ1のコレクタからエミッタに流れる電流は
(i +i )から11に減少する。ここで、例え
ば、11く12に設定しておけば、その減少率は大きな
ものとなる。このように、トランジスタQ1に流れ込む
電流が減少すると、そのトランジスタQ、の動作ベース
・エミッタ電圧が低下する。即ち、このトランジスタQ
1がオンからオフに切り換わる温度、即ちICチップが
動作不能状態から動作可能状態に切り換わる第2の設定
温度は上記第1の設定温度より低いものとなる。
なお、上記電源電圧V が安定化電源である場C
合には、定電流源11〜13に代えて抵抗を用いること
もできる。また、上記ダイオードD2は、回路構成をよ
り簡単なものとする場合には、省略することもできる。
もできる。また、上記ダイオードD2は、回路構成をよ
り簡単なものとする場合には、省略することもできる。
次に、第1図の回路に基づく計算例を示す。
今、周囲温度Ta−25℃におけるトランジスタQ の
動作ベース・エミッタ電圧vBEを0.7Vとし、その
温度特性を−2m V / ’C1検出温度(第1の設
定温度)を150℃と設定する。この場合における、第
1の設定温度での動作ベース・エミッタ電圧の変化分Δ
vBEは、 ΔVBE−−2 (15O−25)”−250(mV)
となる。よって、第1の設定温度での動作ベース・エミ
ッタ電圧VBE’ は、 vBE’ −0,7−0,25−0,45(V)となる
。
動作ベース・エミッタ電圧vBEを0.7Vとし、その
温度特性を−2m V / ’C1検出温度(第1の設
定温度)を150℃と設定する。この場合における、第
1の設定温度での動作ベース・エミッタ電圧の変化分Δ
vBEは、 ΔVBE−−2 (15O−25)”−250(mV)
となる。よって、第1の設定温度での動作ベース・エミ
ッタ電圧VBE’ は、 vBE’ −0,7−0,25−0,45(V)となる
。
(1) 上記の場合において、it −20μA11
2−200μAとしたときの第2の設定温度を求める。
2−200μAとしたときの第2の設定温度を求める。
トランジスタQlがオフからオンに切り換わる瞬間にお
ける電流は(it+12)であり、オンからオフに切り
換わる時の電流はitであることから、 、’、T(オン→オフ)− 150=30.8−119.2(℃) 即ち、第1の設定温度は150℃であるのに対し、第2
の設定温度は119.2℃となる。
ける電流は(it+12)であり、オンからオフに切り
換わる時の電流はitであることから、 、’、T(オン→オフ)− 150=30.8−119.2(℃) 即ち、第1の設定温度は150℃であるのに対し、第2
の設定温度は119.2℃となる。
(2) 次に、第2の設定温度を100℃、11−2
0μAとした場合に12がいくらになるかを求める。
0μAとした場合に12がいくらになるかを求める。
ΔV nE−2m V x 50 =w100 m V
であることから、 100mV−25,7N n − 2025,7 一’−io ” 20 ×48−9 繻978 (μA
)−’−12〜958(μA) 即ち、12は958μAとなる。
であることから、 100mV−25,7N n − 2025,7 一’−io ” 20 ×48−9 繻978 (μA
)−’−12〜958(μA) 即ち、12は958μAとなる。
本発明によれば、第1のトランジスタがオフからオンに
切り換わる温度よりも、オンからオフに切り換わる温度
を低くすることができ、よって第1のトランジスタに基
づいて半導体装置を動作状態と非動作状態とに切り換え
れば、半導体装置の発熱量を低く抑えて、劣化や破壊を
確実に防止することができる。
切り換わる温度よりも、オンからオフに切り換わる温度
を低くすることができ、よって第1のトランジスタに基
づいて半導体装置を動作状態と非動作状態とに切り換え
れば、半導体装置の発熱量を低く抑えて、劣化や破壊を
確実に防止することができる。
第1図は本発明の実施例の回路図である。
■ ・・・電源電圧、GND・・・接地、Ql、(第1
C の)トランジスタ、R1,R2・・・抵抗(基準電圧印
加手段)、Dl・・・ダイオード、Q3・・・(第2の
)トランジスタ、Q2・・・トランジスタ(切換手段)
、11・・・第1の定電流供給手段、■2・・・第2の
定電流供給手段。 出願人代理人 佐 藤 −雄
C の)トランジスタ、R1,R2・・・抵抗(基準電圧印
加手段)、Dl・・・ダイオード、Q3・・・(第2の
)トランジスタ、Q2・・・トランジスタ(切換手段)
、11・・・第1の定電流供給手段、■2・・・第2の
定電流供給手段。 出願人代理人 佐 藤 −雄
Claims (1)
- 電源の両端に直列に接続された第1の定電流供給手段
及び第1のトランジスタと、電源の両端に直列に接続さ
れた第2の定電流供給手段及び第2のトランジスタと、
上記第1のトランジスタのベースとエミッタの間に基準
電圧を加える基準電圧印加手段と、上記第2の定電流供
給手段の出力端を上記第1の定電流供給手段の出力端に
順方向に接続するダイオードと、上記第2のトランジス
タを上記第1のトランジスタのオン、オフに基づいてそ
の第1のトランジスタと同じ態様でオン、オフ切り換え
を行う手段と、を備えることを特徴とする半導体装置用
過熱保護回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30707687A JPH01147849A (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | 半導体装置用過熱保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30707687A JPH01147849A (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | 半導体装置用過熱保護回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01147849A true JPH01147849A (ja) | 1989-06-09 |
JPH0580152B2 JPH0580152B2 (ja) | 1993-11-08 |
Family
ID=17964748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30707687A Granted JPH01147849A (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | 半導体装置用過熱保護回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01147849A (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6042624A (ja) * | 1983-08-19 | 1985-03-06 | Nec Corp | 温度検出回路 |
JPS60183760A (ja) * | 1984-03-01 | 1985-09-19 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体集積回路装置における熱遮断回路 |
-
1987
- 1987-12-04 JP JP30707687A patent/JPH01147849A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6042624A (ja) * | 1983-08-19 | 1985-03-06 | Nec Corp | 温度検出回路 |
JPS60183760A (ja) * | 1984-03-01 | 1985-09-19 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体集積回路装置における熱遮断回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0580152B2 (ja) | 1993-11-08 |
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