JPH0220116A - 半導体デバイスの過熱検出回路装置 - Google Patents
半導体デバイスの過熱検出回路装置Info
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- JPH0220116A JPH0220116A JP1115921A JP11592189A JPH0220116A JP H0220116 A JPH0220116 A JP H0220116A JP 1115921 A JP1115921 A JP 1115921A JP 11592189 A JP11592189 A JP 11592189A JP H0220116 A JPH0220116 A JP H0220116A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 3
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- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 3
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
- H02H5/04—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature
- H02H5/044—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature using a semiconductor device to sense the temperature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/01—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using semiconducting elements having PN junctions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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】
（産業上の利用分野〕
本発明は、半導体デバイスに熱的に結合されたバイポー
ラトランジスタと、このバイポーラトランジスタに直列
接続された電流源とを備え、半導体デバイスの温度が予
め定められた温度を超過したことを検出するための回路
装置に関する。
ラトランジスタと、このバイポーラトランジスタに直列
接続された電流源とを備え、半導体デバイスの温度が予
め定められた温度を超過したことを検出するための回路
装置に関する。
（従来の技術〕
このような回路装置は既に知られている。この公知の回
路装置を第３図に基づいて説明する。
路装置を第３図に基づいて説明する。
この回路装置は電流源２が直列接続されているバイポー
ラトランジスタ１を有している。このバイポーラトラン
ジスタ１は過熱を監視される半導体デバイス、例えばパ
ワーＭＯ３ＦＥＴまたはパワーＩＣに熱的に結合されて
いる。を流源２としてｎチャネル・デイプレッション形
トランジスタが使用されている。バイポーラトランジス
タｌのコレクタ・エミッタ間電圧を制限するために、こ
のバイポーラトランジスタ１にはツェナーダイオード３
が並列接続されている。バイポーラトランジスタ１と電
流源２とから成る直列回路には、ＭＯ３ＦＥＴ４と、抵
抗９と、別の電２１１５とから成る直列回路が並列接続
されている。その場合、バイポーラトランジスタｌのコ
レクタ端子ＣはＭＯ３ＦＥＴ４のソース端子Ｓに接続さ
れている。
ラトランジスタ１を有している。このバイポーラトラン
ジスタ１は過熱を監視される半導体デバイス、例えばパ
ワーＭＯ３ＦＥＴまたはパワーＩＣに熱的に結合されて
いる。を流源２としてｎチャネル・デイプレッション形
トランジスタが使用されている。バイポーラトランジス
タｌのコレクタ・エミッタ間電圧を制限するために、こ
のバイポーラトランジスタ１にはツェナーダイオード３
が並列接続されている。バイポーラトランジスタ１と電
流源２とから成る直列回路には、ＭＯ３ＦＥＴ４と、抵
抗９と、別の電２１１５とから成る直列回路が並列接続
されている。その場合、バイポーラトランジスタｌのコ
レクタ端子ＣはＭＯ３ＦＥＴ４のソース端子Ｓに接続さ
れている。
ＭＯ３ＦＥＴ４のゲート端子Ｇはバイポーラトランジス
タｌのエミッタ端子上に接続されている。
タｌのエミッタ端子上に接続されている。
電流源５は同様にｎチャネル・デイプレッション形トラ
ンジスタによって構成することができ、この電流源５に
はツェナー−ダイオード６が並列接続されている。抵抗
９は一般にはＭＯ３ＦＥＴ４の順方向抵抗である。
ンジスタによって構成することができ、この電流源５に
はツェナー−ダイオード６が並列接続されている。抵抗
９は一般にはＭＯ３ＦＥＴ４の順方向抵抗である。
駆動電圧Ｖｌｌが端子７とアースとの間に印加されると
、監視される半導体デバイスが冷たい状態、従ってこの
半導体デバイスに熱的に結合されているバイポーラトラ
ンジスタｌが冷たい状態では僅かな電流しか流れない、
その場合、バイポーラトランジスタ、１と電流ｆ１２と
は、臨界温度以下でバイポーラトランジスタｌを流れる
電流は電流源２の動作′２４流よりも小さくなるように
設計される。
、監視される半導体デバイスが冷たい状態、従ってこの
半導体デバイスに熱的に結合されているバイポーラトラ
ンジスタｌが冷たい状態では僅かな電流しか流れない、
その場合、バイポーラトランジスタ、１と電流ｆ１２と
は、臨界温度以下でバイポーラトランジスタｌを流れる
電流は電流源２の動作′２４流よりも小さくなるように
設計される。
従って、ｐチャネルＭＯ３ＦＥＴ４のゲート端子Ｇは駆
動電圧ＶＳＳに対して負にバイアスされ、それによりＭ
Ｏ３ＦＥＴ４が導通する。ＭＯ３ＦＥＴ４のゲート・ソ
ース間電圧はツェナーダイオード３によって制限される
。導通したＭＯ３ＦＥＴ４には、大きさが電流ｆＡ５の
動作電流と抵抗９とによって決められる電流が流れる。
動電圧ＶＳＳに対して負にバイアスされ、それによりＭ
Ｏ３ＦＥＴ４が導通する。ＭＯ３ＦＥＴ４のゲート・ソ
ース間電圧はツェナーダイオード３によって制限される
。導通したＭＯ３ＦＥＴ４には、大きさが電流ｆＡ５の
動作電流と抵抗９とによって決められる電流が流れる。
監視される半導体デバイスの温度、従ってバイポーラト
ランジスタｌの温度が上昇すると、バイポーラトランジ
スタ１を流れる電流が増大する。
ランジスタｌの温度が上昇すると、バイポーラトランジ
スタ１を流れる電流が増大する。
臨界温度に達してバイポーラトランジスタ１を流れる電
流が電流源２の電流よりも大きくなると、その抵抗値は
飛躍的に増大し、バイポーラトランジスタ１のエミッタ
電位、従ってＭＯ３ＦＥＴ４のゲート端子電位はほぼ駆
動電圧の値に増大する。
流が電流源２の電流よりも大きくなると、その抵抗値は
飛躍的に増大し、バイポーラトランジスタ１のエミッタ
電位、従ってＭＯ３ＦＥＴ４のゲート端子電位はほぼ駆
動電圧の値に増大する。
それによって、ＭＯＳ Ｆ ＥＴ ４はオフし、出力端
子８の電圧はほぼアース電位の値になる。この信号は過
熱信号として検出することができる。
子８の電圧はほぼアース電位の値になる。この信号は過
熱信号として検出することができる。
この回路装置の零入力端子はバイポーラトランジスタｌ
を通って流れる電流とＭＯ３ＦＥＴ４を通って流れる電
流とによって形成される。この電流は例えば数１０／／
Ａの大きさである。しかしながら、多くの使用目的にと
って、例えば自動車にとっては、このように大きい零入
力電流は好ましくない。
を通って流れる電流とＭＯ３ＦＥＴ４を通って流れる電
流とによって形成される。この電流は例えば数１０／／
Ａの大きさである。しかしながら、多くの使用目的にと
って、例えば自動車にとっては、このように大きい零入
力電流は好ましくない。
そこで本発明は、零入力電流が極端に小さくなるように
、上述した種類の回路装置を構成することを課題とする
。
、上述した種類の回路装置を構成することを課題とする
。
〔課題を解決するための手段］
この課題を解決するために、本発明は、ａ）バイポーラ
トランジスタと電ｆｔ源との間にＭＯＳＦＥＴのソース
・ドレイン区間が接続され、ｂ）ＭＯＳＦＥＴのソース
端子はバイポーラトランジスタのエミッタ端子に接続さ
れ、 ｃ）ＭＯＳＦＥＴのゲート端子は第１のツェナーダイオ
ードによって第１の固定電位に保持され、ｄ）ＭＯＳＦ
ＥＴのソース端子は第２のツェナーダイオードによっ“
ζ第２の固定電位に保持され、ｅ）前記両電位は、半導
体デバイスの温度が標準温度のときにはそれらの電位差
がＭＯＳＦＥＴのターンオン電圧よりも小さくなるよう
に設定される、 ことを特徴とする。
トランジスタと電ｆｔ源との間にＭＯＳＦＥＴのソース
・ドレイン区間が接続され、ｂ）ＭＯＳＦＥＴのソース
端子はバイポーラトランジスタのエミッタ端子に接続さ
れ、 ｃ）ＭＯＳＦＥＴのゲート端子は第１のツェナーダイオ
ードによって第１の固定電位に保持され、ｄ）ＭＯＳＦ
ＥＴのソース端子は第２のツェナーダイオードによっ“
ζ第２の固定電位に保持され、ｅ）前記両電位は、半導
体デバイスの温度が標準温度のときにはそれらの電位差
がＭＯＳＦＥＴのターンオン電圧よりも小さくなるよう
に設定される、 ことを特徴とする。
（実施例〕
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第１図および第２図は本発明のそれぞれ異なる実施例を
示す回路図である。これらの図において第３図と同一ま
たは機能的に同一部分には同一符号が付されている。
示す回路図である。これらの図において第３図と同一ま
たは機能的に同一部分には同一符号が付されている。
第１図の回路装置においてｎｐｎバイポーラトランジス
タ１には、ｐチャネルＭＯ３ＦＥＴ＋、１と、抵抗９と
、電流源１２とが直列接続されている。抵抗９は一般に
はＭＯ３ＦＥＴＩ ｌＯ順方向抵抗である。ＭＯ３ＦＥ
ＴＩＩのソース端子Ｓはバイポーラトランジスタｌのエ
ミッタ端子Ｅ４．″、接続されている。バイポーラトラ
ンジスタ１のコレクタ端子Ｃには端子７を介して駆動電
圧■。。が与えられている。ＭＯ３ＦＥＴＩＩのゲート
端子Ｇは第１のツェナーダイオード１３によって第１の
固定電位に保持されている。ＭＯ３ＦＥＴＩ １のソー
ス端子Ｓとバイポーラトランジスタ１の工（ツタ端子Ｅ
とは第２のツェナーダイオード１４によって第２の固定
電位に保持されている。ツェナーダイオード１３．１４
はアノード側がそれぞれ電？！ｆｉ１５．１６に直列接
続されている９両市列回路には駆動電圧ＶＤＤが与えら
れている。・ツェナーダイオード１３．１４のツェナー
電圧はＦｌ’いに等しい。
タ１には、ｐチャネルＭＯ３ＦＥＴ＋、１と、抵抗９と
、電流源１２とが直列接続されている。抵抗９は一般に
はＭＯ３ＦＥＴＩ ｌＯ順方向抵抗である。ＭＯ３ＦＥ
ＴＩＩのソース端子Ｓはバイポーラトランジスタｌのエ
ミッタ端子Ｅ４．″、接続されている。バイポーラトラ
ンジスタ１のコレクタ端子Ｃには端子７を介して駆動電
圧■。。が与えられている。ＭＯ３ＦＥＴＩＩのゲート
端子Ｇは第１のツェナーダイオード１３によって第１の
固定電位に保持されている。ＭＯ３ＦＥＴＩ １のソー
ス端子Ｓとバイポーラトランジスタ１の工（ツタ端子Ｅ
とは第２のツェナーダイオード１４によって第２の固定
電位に保持されている。ツェナーダイオード１３．１４
はアノード側がそれぞれ電？！ｆｉ１５．１６に直列接
続されている９両市列回路には駆動電圧ＶＤＤが与えら
れている。・ツェナーダイオード１３．１４のツェナー
電圧はＦｌ’いに等しい。
標Ｙ＄温度のときにはバイポーラトランジスタ１には僅
かな電流しか流れない。そのエミンタ電位つまりＭＯＳ
ＦＥＴＩＩのソース電位はツェナーダイオード１４のツ
ェナー電圧によって定められている。ＭＯＳＦＥＴ＋、
１のゲート電位はツェナーダイオード１３のツェナー電
圧に定められている。両ツェナー電圧が等しいと、ＭＯ
ＳＦＥＴＩｌのゲート・ソース間電圧は零になり、この
ＭＯＳＦＥＴ１１は遮断される。出力端子８の電位はそ
の場合にはほぼアース電位になっている。
かな電流しか流れない。そのエミンタ電位つまりＭＯＳ
ＦＥＴＩＩのソース電位はツェナーダイオード１４のツ
ェナー電圧によって定められている。ＭＯＳＦＥＴ＋、
１のゲート電位はツェナーダイオード１３のツェナー電
圧に定められている。両ツェナー電圧が等しいと、ＭＯ
ＳＦＥＴＩｌのゲート・ソース間電圧は零になり、この
ＭＯＳＦＥＴ１１は遮断される。出力端子８の電位はそ
の場合にはほぼアース電位になっている。
バイポーラトランジスタｌが加熱されると、バイポーラ
トランジスタ１の電流は増大し、そのエミンタ電位つま
りＭＯ３ＦＥＴＩＩのソース電位は駆動電圧ｖｅｏの方
向へ向かって増大し、一方ゲート電位はツェナーダイオ
ード１３によって一定に保持される。ゲート・ソース間
電圧Ｕ。がターンオン電圧に達すると、ＭＯＳＦＥＴＩ
Ｉが導通する。それによって、電流が端子７からアース
に向かって流れる。その電流の大きさはバイポーラトラ
ンジスタの制ｔｌｌと抵抗９とによって定められる。こ
の電流がＴＬ流ｔＡ１２の動作電流に等しくなると、電
流＃１２、従って出力端子８．２０における電圧が飛躍
的に増大する。この信号は過熱信号として検出すること
ができる。
トランジスタ１の電流は増大し、そのエミンタ電位つま
りＭＯ３ＦＥＴＩＩのソース電位は駆動電圧ｖｅｏの方
向へ向かって増大し、一方ゲート電位はツェナーダイオ
ード１３によって一定に保持される。ゲート・ソース間
電圧Ｕ。がターンオン電圧に達すると、ＭＯＳＦＥＴＩ
Ｉが導通する。それによって、電流が端子７からアース
に向かって流れる。その電流の大きさはバイポーラトラ
ンジスタの制ｔｌｌと抵抗９とによって定められる。こ
の電流がＴＬ流ｔＡ１２の動作電流に等しくなると、電
流＃１２、従って出力端子８．２０における電圧が飛躍
的に増大する。この信号は過熱信号として検出すること
ができる。
電流源１５．１６は、バイポーラトランジスタ１を通っ
て流れる零入力電流とツェナーダイオード１３．１４を
通って流れる逆方向ＴＬ／ｉｔとが１μＡ以下となるよ
うに設計されている。
て流れる零入力電流とツェナーダイオード１３．１４を
通って流れる逆方向ＴＬ／ｉｔとが１μＡ以下となるよ
うに設計されている。
バイポーラトランジスタ１のヘース端子Ｉ３とエミッタ
端子Ｅとの間には抵抗１９を接続することができる。こ
の抵抗の抵抗値を適切に設定するごとにより、回路のス
イッチング温度を変えることができる。さらに、抵抗１
９にはコンデンサ２１を並列接続することができ、この
コンデンサ２１は供給電圧源から発せられる擾乱電圧を
充分に無害なものとする。
端子Ｅとの間には抵抗１９を接続することができる。こ
の抵抗の抵抗値を適切に設定するごとにより、回路のス
イッチング温度を変えることができる。さらに、抵抗１
９にはコンデンサ２１を並列接続することができ、この
コンデンサ２１は供給電圧源から発せられる擾乱電圧を
充分に無害なものとする。
第１図においてはツェナー電流は電流ｔＡ１５．１６に
よって制限されている。電流源１５．１６の代わりに、
ツェナーダイオード１３．１４には７ノード側に同様に
それぞれ抵抗１７．１８を直列接続することができる（
第２図）、これらの抵抗は同様に、冷たいバイポーラト
ランジスタｌを通って流れる電流と共に装置の零入力電
流を意味するツェナー電流が非常に小さく保持され得る
ように設定される。
よって制限されている。電流源１５．１６の代わりに、
ツェナーダイオード１３．１４には７ノード側に同様に
それぞれ抵抗１７．１８を直列接続することができる（
第２図）、これらの抵抗は同様に、冷たいバイポーラト
ランジスタｌを通って流れる電流と共に装置の零入力電
流を意味するツェナー電流が非常に小さく保持され得る
ように設定される。
第１図および第２図に示した実施例においてはツェナー
ダイオードには駆動電圧ＭＤＩＩが与えられている。こ
れらにはＶｌｌｍとは異なった電位またはそれぞれにＶ
ｌｌとは異なった別の電位を与えることができる。それ
らのツェナー電圧は、冷たい状態ではＭＯ３ＦＥＴＩＩ
のゲート・ソース間電圧ＵＧ３がターンオン電圧よりも
小さくなるように選定される。負の供給電圧の場合には
各トランジスタはこれらとは異なった導電形のトランジ
スタと置き換えられる。
ダイオードには駆動電圧ＭＤＩＩが与えられている。こ
れらにはＶｌｌｍとは異なった電位またはそれぞれにＶ
ｌｌとは異なった別の電位を与えることができる。それ
らのツェナー電圧は、冷たい状態ではＭＯ３ＦＥＴＩＩ
のゲート・ソース間電圧ＵＧ３がターンオン電圧よりも
小さくなるように選定される。負の供給電圧の場合には
各トランジスタはこれらとは異なった導電形のトランジ
スタと置き換えられる。
第１図および第２図は本発明のそれぞれ異なる実施例を
示す回路図、第３図は従来の回路装置を示す回路図であ
る。 ｌ・・・バイポーラトランジスタ １１・・・ＭＯＳＦＥＴ １２．１５．１６・・・電流源 １３．１４・・・ツェナーダイオード １７．１８、！９・・・抵抗 ２０・・・コンデンサ
示す回路図、第３図は従来の回路装置を示す回路図であ
る。 ｌ・・・バイポーラトランジスタ １１・・・ＭＯＳＦＥＴ １２．１５．１６・・・電流源 １３．１４・・・ツェナーダイオード １７．１８、！９・・・抵抗 ２０・・・コンデンサ
Claims (1)
- （１）半導体デバイスに熱的に結合されたバイポーラト
ランジスタと、このバイポーラトランジスタに直列接続
された電流源とを備え、半導体デバイスの温度が予め定
められた温度を超過したことを検出するための回路装置
において、 ａ）バイポーラトランジスタ（１）と電流源（１２）と
の間にＭＯＳＦＥＴ（１１）の ソース・ドレイン区間が接続され、 ｂ）ＭＯＳＦＥＴ（１１）のソース端子（Ｓ）はバイポ
ーラトランジスタ（１）のエミッ タ端子（Ｅ）に接続され、 ｃ）ＭＯＳＦＥＴ（１１）のゲート端子（Ｇ）は第１の
ツェナーダイオード（１３）によ って第１の固定電位に保持され、 ｄ）ＭＯＳＦＥＴ（１１）のソース端子（Ｓ）は第２の
ツェナーダイオード（１４）によ って第２の固定電位に保持され、 ｅ）前記両電位は、半導体デバイスの温度が標準温度の
ときにはそれらの電位差がＭＯ ＳＦＥＴ（１１）のターンオン電圧よりも 小さくなるように設定されている、 ことを特徴とする半導体デバイスの過熱検出回路装置。 ２）ツェナーダイオード（１３、１４）にはアノード側
にそれぞれ抵抗（１７、１８）が直列接続され、この直
列回路には固定電圧が与えられることを特徴とする請求
項１記載の回路装置。 ３）ツェナーダイオード（１３、１４）にはアノード倒
にそれぞれ別の電流源（１５、１６）が直列接続され、
この直列回路には固定電圧が与えられることを特徴とす
る請求項１記載の回路装置。 ４）ツェナーダイオード（１３、１４）にはカソード側
にバイポーラトランジスタ（１）のコレクタ端子（Ｃ）
が接続され、それらのツェナー電圧は互いに等しいこと
を特徴とする請求項１記載の回路装置。 ５）バイポーラトランジスタ（１）のベース・エミッタ
区間には抵抗（１９）が並列接続されていることを特徴
とする請求項１ないし４の１つに記載の目路装置。 ６）バイポーラトランジスタ（１）のベース・エミッタ
区間にはコンデンサ（２１）が並列接続されていること
を特徴とする請求項１ないし４の１つに記載の回路装置
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3816259.8 | 1988-05-11 | ||
| DE3816259 | 1988-05-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0220116A true JPH0220116A (ja) | 1990-01-23 |
| JP2696774B2 JP2696774B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=6354254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1115921A Expired - Fee Related JP2696774B2 (ja) | 1988-05-11 | 1989-05-08 | 半導体デバイスの過熱検出回路装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4875131A (ja) |
| EP (1) | EP0341482B1 (ja) |
| JP (1) | JP2696774B2 (ja) |
| DE (1) | DE58900553D1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5444219A (en) * | 1990-09-24 | 1995-08-22 | U.S. Philips Corporation | Temperature sensing device and a temperature sensing circuit using such a device |
| DE4239522C2 (de) * | 1992-11-25 | 1999-04-15 | Mannesmann Vdo Ag | Verfahren und Anordnung zur Erfassung der Temperatur mindestens eines Bauteils |
| US5550701A (en) * | 1994-08-30 | 1996-08-27 | International Rectifier Corporation | Power MOSFET with overcurrent and over-temperature protection and control circuit decoupled from body diode |
| DE4437461C2 (de) * | 1994-10-19 | 1998-08-20 | Siemens Ag | Integrierter Temperatursensor |
| US5639163A (en) * | 1994-11-14 | 1997-06-17 | International Business Machines Corporation | On-chip temperature sensing system |
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| DE19727229C1 (de) * | 1997-06-26 | 1998-07-23 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zum Erfassen des Überschreitens einer kritischen Temperatur eines Bauelements |
| DE19904575C1 (de) * | 1999-02-04 | 2000-03-30 | Siemens Ag | Temperaturgeschützter Halbleiterschalter mit Temperatursensor und zusätzlichem Ladungsträger-Detektor, der eine echte Übertemperatur von einer vermeintlichen unterscheidbar macht |
| DE10205502B4 (de) * | 2002-02-09 | 2009-01-15 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterbauelement mit integriertem Temperatursensor |
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Family Cites Families (5)
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|---|---|---|---|---|
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