JPH03187254A - 集積回路の熱的保護回路 - Google Patents
集積回路の熱的保護回路Info
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- JPH03187254A JPH03187254A JP32664689A JP32664689A JPH03187254A JP H03187254 A JPH03187254 A JP H03187254A JP 32664689 A JP32664689 A JP 32664689A JP 32664689 A JP32664689 A JP 32664689A JP H03187254 A JPH03187254 A JP H03187254A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
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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〕
この発明は、集積回路における過熱防止用の、熱的保護
回路に関するものである。
回路に関するものである。
第３図は、従来の集積回路の熱的保護回路における絶対
温度検出回路、または絶対温度検出回路の温度検出素子
のパターン的な配置の一例を示す上面図である。
温度検出回路、または絶対温度検出回路の温度検出素子
のパターン的な配置の一例を示す上面図である。
図において、ｔａｌ１１回路チップ（１）は、出力［動
回路等の主要な発熱部分（２）と、ＩＩＩａ１回路等の
発熱の小さい部分（３）によって構成されており、主要
な発熱部分（２）の中央付近等の、集積回路チップの最
大温度になる部分になるべく近いところに絶対温度検出
回路または絶対温度検出回路の温度検出素子（４）を配
置する。
回路等の主要な発熱部分（２）と、ＩＩＩａ１回路等の
発熱の小さい部分（３）によって構成されており、主要
な発熱部分（２）の中央付近等の、集積回路チップの最
大温度になる部分になるべく近いところに絶対温度検出
回路または絶対温度検出回路の温度検出素子（４）を配
置する。
第４図は、第３図の熱的保護回路における、絶対温度検
出回路の一例を示す回路図である。
出回路の一例を示す回路図である。
第４図において、電源ＧＯとＧＮＤＧＩ）の間の定電圧
回路（２）の定電圧（３）は、ＧＮＤＧＩ）との間の抵
抗ａっＲ１と抵抗（ｌ［ＤＲ２により、分圧されてＮＰ
Ｎ トランジスタ（ｒ７）Ｎｌのベース端子に接続され
、ＮＰＮトランジスタ０７）Ｎｌのエミッタ端子はＧＮ
ＤＧＩ）と接続され、ＮＰＮ）ランジスタ（至）Ｎｌコ
レクタ端子は負荷となる定電流回路００を介して電源叫
と接続され、ＮＰＮ＋−ランジスタ（＋７）Ｎｌのコレ
クタ端子ζま、温度検出＠ＩＩｓ素子（４）の検出出力
ａめとなる。
回路（２）の定電圧（３）は、ＧＮＤＧＩ）との間の抵
抗ａっＲ１と抵抗（ｌ［ＤＲ２により、分圧されてＮＰ
Ｎ トランジスタ（ｒ７）Ｎｌのベース端子に接続され
、ＮＰＮトランジスタ０７）Ｎｌのエミッタ端子はＧＮ
ＤＧＩ）と接続され、ＮＰＮ）ランジスタ（至）Ｎｌコ
レクタ端子は負荷となる定電流回路００を介して電源叫
と接続され、ＮＰＮ＋−ランジスタ（＋７）Ｎｌのコレ
クタ端子ζま、温度検出＠ＩＩｓ素子（４）の検出出力
ａめとなる。
０つは分圧された電圧である。
次に動作について説明する。第３図の出力駆動回路等の
主要な発熱部分（２）は、回路の通常動作時にも発熱す
るが、設定された集積回路のチップ温度の上限を越えな
いように集積回路のパッケージの外部への放熱が行なわ
れている。ただし、過負荷等の異常時には、出力駆動回
路等の主要な発熱部分（２）の発熱自体が大きくなり、
そのままでは集積回路のチップ温度が設定された温度の
上限を越えてしまうことが起きるので、絶対温度検出回
路または絶対温度検出回路の温度検出素子〔４）により
、出力駆動＠路等の主要な発熱部分（２）の温度を検出
し、出力駆動回路等の主要な発熱部分（２）の動作を停
止または制限する等の制御を行なって、ｓ８１回路のチ
ップ温度の上昇を押さえる。
主要な発熱部分（２）は、回路の通常動作時にも発熱す
るが、設定された集積回路のチップ温度の上限を越えな
いように集積回路のパッケージの外部への放熱が行なわ
れている。ただし、過負荷等の異常時には、出力駆動回
路等の主要な発熱部分（２）の発熱自体が大きくなり、
そのままでは集積回路のチップ温度が設定された温度の
上限を越えてしまうことが起きるので、絶対温度検出回
路または絶対温度検出回路の温度検出素子〔４）により
、出力駆動＠路等の主要な発熱部分（２）の温度を検出
し、出力駆動回路等の主要な発熱部分（２）の動作を停
止または制限する等の制御を行なって、ｓ８１回路のチ
ップ温度の上昇を押さえる。
絶対温度検出回路または絶対温度検出回路の温度検出素
子（４）は集積回路のチップ温度の最大の値または最大
に近い値を検出するために、出力駆動回路等の主要な発
熱部分（２）の中央またはその付近に配置する。
子（４）は集積回路のチップ温度の最大の値または最大
に近い値を検出するために、出力駆動回路等の主要な発
熱部分（２）の中央またはその付近に配置する。
第４図の絶対温度検出回路において、定電圧（２）の電
圧は温度上昇時も、はぼ一定の電圧を発生し、抵抗０９
Ｒ１と抵抗（ＩｌｌＯＲ２により分圧された電圧（２）
も温度上昇時も、はぼ一定の電圧を発生する。ＮＰＮト
ランジスタ（１７＞Ｎｌはベース端子とエミッタ端子間
の電圧差によって流しうるコレクタ！１ｔＥが変化し、
下記の第１式のように、コレクタ電流が流れる。
圧は温度上昇時も、はぼ一定の電圧を発生し、抵抗０９
Ｒ１と抵抗（ＩｌｌＯＲ２により分圧された電圧（２）
も温度上昇時も、はぼ一定の電圧を発生する。ＮＰＮト
ランジスタ（１７＞Ｎｌはベース端子とエミッタ端子間
の電圧差によって流しうるコレクタ！１ｔＥが変化し、
下記の第１式のように、コレクタ電流が流れる。
Ｉｃ＝Ｉｓ−ｅｘｐ （ｑＶＢＥ／ｋＴ） ・・・第１
式ここで ＩＣ＝ コレクタ電流 ■Ｓ：ベース・エミッタ接合の逆方向飽和電流 ｑ ：電子電荷 ＶＢＥ：ベース・エミッタ端子間電位差ｋ ：ボルツマ
ン定数 Ｔ ：絶対温度 第１式のＩｅの値が、定電流回路ａ唖の電流値より小さ
くなるようなベース端子とエミッタ端子間の電圧差ＶＢ
Ｅを、分圧された電圧的により与えると、検出出力ｑワ
は電源０■の電圧に近い“Ｈ”レベルの電圧となる。
式ここで ＩＣ＝ コレクタ電流 ■Ｓ：ベース・エミッタ接合の逆方向飽和電流 ｑ ：電子電荷 ＶＢＥ：ベース・エミッタ端子間電位差ｋ ：ボルツマ
ン定数 Ｔ ：絶対温度 第１式のＩｅの値が、定電流回路ａ唖の電流値より小さ
くなるようなベース端子とエミッタ端子間の電圧差ＶＢ
Ｅを、分圧された電圧的により与えると、検出出力ｑワ
は電源０■の電圧に近い“Ｈ”レベルの電圧となる。
また、第１式のＩｃの値が、定電流回路０弔の電流値よ
り大きくなるようなベース端子とエミッタ端子間の電圧
差ＶＢＥを、分圧された電圧０９により与えると、検出
出力０わはＧＮＤＧＩ）の電圧に近い“Ｌ”レベルの電
圧となる。
り大きくなるようなベース端子とエミッタ端子間の電圧
差ＶＢＥを、分圧された電圧０９により与えると、検出
出力０わはＧＮＤＧＩ）の電圧に近い“Ｌ”レベルの電
圧となる。
まｔコ、第１式のＴｅは、温度に対する依存性を持ち、
一定のＩｃを流すために必要なベース端子とエミッタ端
子間の電圧差ＶＩＥば、温度上昇に対して、約２＋ｎＶ
／”Ｃで小さくなる。
一定のＩｃを流すために必要なベース端子とエミッタ端
子間の電圧差ＶＩＥば、温度上昇に対して、約２＋ｎＶ
／”Ｃで小さくなる。
第４図の回路では、動作するべき温度範囲ではＮＰＮト
ランジスタ（５）が負荷の定電流回路０りに対して小さ
いコレクタ電流しか駆動できないように、定電圧（１３
）と抵抗０９Ｒ１と抵抗００Ｒ２によってＮＰＮトラン
ジスタＯｎのベース電圧である分圧された電圧（６）の
値を設定し、温度上昇が規定の温度を越えた時に、ＮＰ
Ｎトランジスタ（５）のコレクタ電流の駆動能力が負荷
の定電流回路ａ＜を越えて、検出出力０めはＧＮＤＧυ
の電圧に近い“Ｌ”レベルの電圧となる。この検出出力
Ｏ１Ｄを使用して、出力駆動回路等の主要な発熱部分（
２）の動作を停止または制限する等の制御を行なって、
集積回路のチップ温度の上昇を押さえる。
ランジスタ（５）が負荷の定電流回路０りに対して小さ
いコレクタ電流しか駆動できないように、定電圧（１３
）と抵抗０９Ｒ１と抵抗００Ｒ２によってＮＰＮトラン
ジスタＯｎのベース電圧である分圧された電圧（６）の
値を設定し、温度上昇が規定の温度を越えた時に、ＮＰ
Ｎトランジスタ（５）のコレクタ電流の駆動能力が負荷
の定電流回路ａ＜を越えて、検出出力０めはＧＮＤＧυ
の電圧に近い“Ｌ”レベルの電圧となる。この検出出力
Ｏ１Ｄを使用して、出力駆動回路等の主要な発熱部分（
２）の動作を停止または制限する等の制御を行なって、
集積回路のチップ温度の上昇を押さえる。
従来の集積回路の熱的保護回路は、以上のように動作し
ていたので、絶対温度検出回路または絶対温度検出回路
の温度検出素子を、集積回路のチップ温度の最大の値ま
たは最大に近い値を検出するために、出力駆動回路等の
主要な発熱部分の中央またはその付近に配置し、絶対温
度で検出を行なっていた。
ていたので、絶対温度検出回路または絶対温度検出回路
の温度検出素子を、集積回路のチップ温度の最大の値ま
たは最大に近い値を検出するために、出力駆動回路等の
主要な発熱部分の中央またはその付近に配置し、絶対温
度で検出を行なっていた。
従来の熱的保護回路は、以上のような保護動作を行なっ
ており、集積回路の発熱部のすぐ近くに温度検出回路部
を配置することにより、発熱部の温度と温度検出回路部
の温度とをほぼ等しくできるものとして扱っていたが、
実際の集積回路においては最高温度が発生する場所と絶
対温度検出回路よた（よ温度検出素子とは、同じ場所で
はなく、集積回路のチップ内の熱抵抗と発熱部での消費
電力に依存する温度差がある。
ており、集積回路の発熱部のすぐ近くに温度検出回路部
を配置することにより、発熱部の温度と温度検出回路部
の温度とをほぼ等しくできるものとして扱っていたが、
実際の集積回路においては最高温度が発生する場所と絶
対温度検出回路よた（よ温度検出素子とは、同じ場所で
はなく、集積回路のチップ内の熱抵抗と発熱部での消費
電力に依存する温度差がある。
集積回路のチップ内の熱抵抗は、たとえば１℃／Ｗ程度
と小さいので、定格動作範囲内の１〜２Ｗ程度で使用さ
れている場合には、発熱部と検出部との温度差も１〜２
℃程度と小さいので、はぼ等しい温度として考えること
が出来るが、過負荷により、２０〜３０Ｗもの電力消費
が起きた場合には、２０〜３０℃と大きな温度差が生ず
るため、本来の保護回路の動作すべき温度を２０〜３０
℃も越えたところで、やっと保護回路の動作が開始され
るという欠点があった。
と小さいので、定格動作範囲内の１〜２Ｗ程度で使用さ
れている場合には、発熱部と検出部との温度差も１〜２
℃程度と小さいので、はぼ等しい温度として考えること
が出来るが、過負荷により、２０〜３０Ｗもの電力消費
が起きた場合には、２０〜３０℃と大きな温度差が生ず
るため、本来の保護回路の動作すべき温度を２０〜３０
℃も越えたところで、やっと保護回路の動作が開始され
るという欠点があった。
この発明は、上記のような欠点を除去するために為され
たもので、急激な過負荷の発生時にも応答の早い、より
信頼性の高いａｍ回路の熱的保護回路を与えろことを目
的としたものである。
たもので、急激な過負荷の発生時にも応答の早い、より
信頼性の高いａｍ回路の熱的保護回路を与えろことを目
的としたものである。
この発明による集積回路の熱的保護回路は、定格電力内
で使用される場合にも動作する絶対温度検出型の過熱防
止用保護回路と、過負荷等の異常時に動作する温度差検
出型の過熱防止用保護回路の両方を同一集積回路上に備
え、二つの保護回路の検出出力を集積回路の熱的保護に
使用したものである。
で使用される場合にも動作する絶対温度検出型の過熱防
止用保護回路と、過負荷等の異常時に動作する温度差検
出型の過熱防止用保護回路の両方を同一集積回路上に備
え、二つの保護回路の検出出力を集積回路の熱的保護に
使用したものである。
この発明によるｓ′！！１回路の熱的保護回路は、定格
電力内で使用される場合にも、周囲温度の異常や、放熱
条件の異常等が有ったときに集積回路チップ内部の絶対
温度を検出して熱的保護動作を行ない、過負荷等の異常
が有った時には集積回路チップ内部の絶対温度が上がり
過ぎる前に、集積回路チップ内部の温度差の異常を検出
して熱的保護動作を行う。
電力内で使用される場合にも、周囲温度の異常や、放熱
条件の異常等が有ったときに集積回路チップ内部の絶対
温度を検出して熱的保護動作を行ない、過負荷等の異常
が有った時には集積回路チップ内部の絶対温度が上がり
過ぎる前に、集積回路チップ内部の温度差の異常を検出
して熱的保護動作を行う。
第１図は、この発明の一実施例による集積回路の熱的保
護回路を示す温度検出回路の温度検出素子のパターン的
な配置の上面図である。第２図は第１図の熱的保護回路
の回路図である。図において、（１１〜（４１，Ｑｌ、
ＧＤは第３図及び第４図の従来例に示したものと同等
であるので、説明を省略する。
護回路を示す温度検出回路の温度検出素子のパターン的
な配置の上面図である。第２図は第１図の熱的保護回路
の回路図である。図において、（１１〜（４１，Ｑｌ、
ＧＤは第３図及び第４図の従来例に示したものと同等
であるので、説明を省略する。
（５）は高温検出部、（６）は低温検出部、（至）、Ｑ
Ｄ、（至）〜■は抵抗、■、■はＮＰＮトランジスタ、
■、（至）はＰＮＰＩ−ランジスタ、（５）は定電流、
＠は検出出力、ＧＤはベースバイアス電圧である。
Ｄ、（至）〜■は抵抗、■、■はＮＰＮトランジスタ、
■、（至）はＰＮＰＩ−ランジスタ、（５）は定電流、
＠は検出出力、ＧＤはベースバイアス電圧である。
第１図において、集積回路チップ（１）は、出力駆動回
路等の主要な発熱部分（２）と、制御回路等の発熱の小
さい部分（３）によって構成されており、主要な発熱部
分（２）の中央付近等の、Ｓ積回路チップの最大温度に
なる部分になるべく近いところに絶対温度検出回路また
は絶対温度検出回路の温度検出素子（４）を配置するの
は従来の熱的保護回路の場合と同じである。主要な発熱
部分（２）の中央付近等の、集積回路チップの最大温度
になる部分になるべく近いところに温度差検出回路の高
温検出部（５）を設け、制御回路等の発熱の小さい部分
（３）に温度差検出回路の低湿検出部（６）を設ける。
路等の主要な発熱部分（２）と、制御回路等の発熱の小
さい部分（３）によって構成されており、主要な発熱部
分（２）の中央付近等の、Ｓ積回路チップの最大温度に
なる部分になるべく近いところに絶対温度検出回路また
は絶対温度検出回路の温度検出素子（４）を配置するの
は従来の熱的保護回路の場合と同じである。主要な発熱
部分（２）の中央付近等の、集積回路チップの最大温度
になる部分になるべく近いところに温度差検出回路の高
温検出部（５）を設け、制御回路等の発熱の小さい部分
（３）に温度差検出回路の低湿検出部（６）を設ける。
絶対温度検出回路には、第４図のような従来の熱的保護
回路におけろ絶対温度検出回路と同じものが、−例とし
て使用できる。
回路におけろ絶対温度検出回路と同じものが、−例とし
て使用できる。
第２図において、電源叫とＧ Ｎ Ｄ （Ｉｔ）間にシ
リーズに接続した抵抗■Ｒ３と抵抗Ｃ１１）Ｒ４によっ
て作ったベースバイアスｍ 圧Ｇｌ）を、ＮＰＮＩ、ラ
ンジスタＱ３Ｎ２とＮＰＮ）ランジスタ■Ｎ３の両方の
ベースにバイアス電圧として供給し、ＮＰＮトランジス
タ■Ｎ２のエミッタは抵抗（至）Ｒ５と抵抗Ｃｌ５）Ｒ
６をシリーズに経由して、さらに定電流（５）を経由し
てＧＮＤＧＩ）に至る。
リーズに接続した抵抗■Ｒ３と抵抗Ｃ１１）Ｒ４によっ
て作ったベースバイアスｍ 圧Ｇｌ）を、ＮＰＮＩ、ラ
ンジスタＱ３Ｎ２とＮＰＮ）ランジスタ■Ｎ３の両方の
ベースにバイアス電圧として供給し、ＮＰＮトランジス
タ■Ｎ２のエミッタは抵抗（至）Ｒ５と抵抗Ｃｌ５）Ｒ
６をシリーズに経由して、さらに定電流（５）を経由し
てＧＮＤＧＩ）に至る。
ＮＰＮ ）ランジスタ＠Ｎ３のエミッタは、抵抗＠Ｒ７
を経由して、抵抗■Ｒ６と定電流（５）との接続点と接
続する。
を経由して、抵抗■Ｒ６と定電流（５）との接続点と接
続する。
ＮＰＮ ）ランジスタａ２Ｎ２のコレクタは、ＰＮＰト
ランジスタ＠Ｐ１のベースおよびコレクタと接続し、Ｐ
ＮＰトランジスタ＠Ｐｌのエミッタは電源叫と接続する
。ＰＮＰ）ランジスタａ！ＩＰ２のベースはＰＮＰ ）
ランジスタ＠Ｐ１のベースト共通に接続され、ＰＮＰＩ
−ランジスタ■Ｐ２のエミッタ（よ電ｊｉｉ０１に接続
する。ＮＰＮ ）ランジスタ＠Ｎ３のコレクタは、ＰＮ
Ｐ）ランジスタ■Ｐ２のコレクタと接続して、検出出力
（至）として取りだす。
ランジスタ＠Ｐ１のベースおよびコレクタと接続し、Ｐ
ＮＰトランジスタ＠Ｐｌのエミッタは電源叫と接続する
。ＰＮＰ）ランジスタａ！ＩＰ２のベースはＰＮＰ ）
ランジスタ＠Ｐ１のベースト共通に接続され、ＰＮＰＩ
−ランジスタ■Ｐ２のエミッタ（よ電ｊｉｉ０１に接続
する。ＮＰＮ ）ランジスタ＠Ｎ３のコレクタは、ＰＮ
Ｐ）ランジスタ■Ｐ２のコレクタと接続して、検出出力
（至）として取りだす。
第２図において、ＮＰＮ）ランジスタ■Ｎ２とＮ Ｐ
Ｎ ＋−ランジスタ■Ｎ３は差動増幅回路の入力段を構
成しており、ＰＮＰ ）−ランジスタ＠Ｐ１とＰＮＰ
トランジスタ（１３Ｐ２は差動増幅回路の能動負荷を構
成している。
Ｎ ＋−ランジスタ■Ｎ３は差動増幅回路の入力段を構
成しており、ＰＮＰ ）−ランジスタ＠Ｐ１とＰＮＰ
トランジスタ（１３Ｐ２は差動増幅回路の能動負荷を構
成している。
第２図の温度差検出回路では、ＮＰＮ ｌ−ランジスタ
Ｃ２２Ｎ２を第１図の温度差検出回路の高温検出部（５
）の位置に！き、Ｎ Ｐ Ｎ Ｉ−ランジスタａＮ３を
温度差検出回路の低温検出部（６）の位置に置く。この
配置に対応するように、ＮＰＮトランジスタＯＮ２．■
Ｎ３のエミッタ側の抵抗（２）Ｒ５と抵抗■Ｒ６の抵抗
値の和は、抵抗■Ｒ７の抵抗値より大きくし、抵抗（５
）Ｒ６の抵抗値と抵抗ＷＲ７の抵抗値は等しくする。
Ｃ２２Ｎ２を第１図の温度差検出回路の高温検出部（５
）の位置に！き、Ｎ Ｐ Ｎ Ｉ−ランジスタａＮ３を
温度差検出回路の低温検出部（６）の位置に置く。この
配置に対応するように、ＮＰＮトランジスタＯＮ２．■
Ｎ３のエミッタ側の抵抗（２）Ｒ５と抵抗■Ｒ６の抵抗
値の和は、抵抗■Ｒ７の抵抗値より大きくし、抵抗（５
）Ｒ６の抵抗値と抵抗ＷＲ７の抵抗値は等しくする。
次に動作について説明する。第１図における温度検出回
路素子（４）は、従来例と同様に、集積回路のチップ温
度を絶対温度で検出して、出力駆動回路等の主要な発熱
部分（２）の動作を停止または制限する等の制御を行な
い、Ｓ積回路のチップ温度の上昇を押さえる。
路素子（４）は、従来例と同様に、集積回路のチップ温
度を絶対温度で検出して、出力駆動回路等の主要な発熱
部分（２）の動作を停止または制限する等の制御を行な
い、Ｓ積回路のチップ温度の上昇を押さえる。
第１図における温度検出回路素子（４）の動作は、第４
図の従来例に示したものと同等であるので、説明は省略
する。
図の従来例に示したものと同等であるので、説明は省略
する。
第２図において、ＮＰＮ）ランジスタ■Ｎ２とＮＰＮ
トランジスタ■Ｎ３は差量増幅回路の入力段を構成して
おり、それぞれのベースは同一電位に接続されている。
トランジスタ■Ｎ３は差量増幅回路の入力段を構成して
おり、それぞれのベースは同一電位に接続されている。
ＰＮＰ ）ランジスタ＠Ｐ１とＰＮＰ ）ランジスタｃ
ＢＰ２は差量増幅回路の能動負荷を構成しており、ベー
ス電流を近似的に無視すると、ＮＰＮ）ランジスタ■Ｎ
２のコレクタ電流１ｅ２とＮＰＮ トランジスタ■Ｎ３
のコレクタ電流１ｅ３が等しいとき、検出出力（至）か
ら出入りする電流値はゼロとなる。
ＢＰ２は差量増幅回路の能動負荷を構成しており、ベー
ス電流を近似的に無視すると、ＮＰＮ）ランジスタ■Ｎ
２のコレクタ電流１ｅ２とＮＰＮ トランジスタ■Ｎ３
のコレクタ電流１ｅ３が等しいとき、検出出力（至）か
ら出入りする電流値はゼロとなる。
第２図の温度差検出回路では、Ｎ Ｐ Ｎ ｌ−ランジ
スタ■Ｎ２を第１図の温度差検出＠路の高温検出部（５
）の位置に置き、ＮＰＮトランジスタ■Ｎ３を温度差検
出回路の低温検出部（６）の位置に置き、この配置に対
応するように、ＮＰＮＩ−ランジスタＯＮ２．■Ｎ３の
エミッタ側の抵抗（至）Ｒ５と抵抗（１）Ｒ６の抵抗値
の和は、抵抗＠Ｒ７の抵抗値より大きくするようにして
あり、ここで抵抗■Ｒ６の抵抗値と抵抗＠Ｒ７の抵抗値
は等しくして、抵抗□□□Ｒ５の抵抗値の分だけＮ Ｐ
Ｎ １．ランジスタ■Ｎ２のエミッタ側の抵抗値を大
きくする。
スタ■Ｎ２を第１図の温度差検出＠路の高温検出部（５
）の位置に置き、ＮＰＮトランジスタ■Ｎ３を温度差検
出回路の低温検出部（６）の位置に置き、この配置に対
応するように、ＮＰＮＩ−ランジスタＯＮ２．■Ｎ３の
エミッタ側の抵抗（至）Ｒ５と抵抗（１）Ｒ６の抵抗値
の和は、抵抗＠Ｒ７の抵抗値より大きくするようにして
あり、ここで抵抗■Ｒ６の抵抗値と抵抗＠Ｒ７の抵抗値
は等しくして、抵抗□□□Ｒ５の抵抗値の分だけＮ Ｐ
Ｎ １．ランジスタ■Ｎ２のエミッタ側の抵抗値を大
きくする。
ＮＰＮ ｌ−ランジスタｃ１２Ｎ２とＮＰＮ トランジ
スタ＠Ｎ３の温度が等しい時、抵抗（至）Ｒ５に発生す
る電圧により、ＮＰＮトランジスタ□□□Ｎ２のベース
とエミッタ間の電位差ＶＢ、 ２は、ＮＰＮＩ−ランジ
スタ■Ｎ３のベースとエミッタ間の電位差ＶＢＥ３より
小さくなり、ＮＰＮ）ランジスタｏ２Ｎ２コレクタ電流
１ｃ２１よ、ＮＰＮ ｌ−ランジスタ■Ｎ３のコレクタ
電流１ｃ３より小さくなるので、検出出力Ｇ＠には、Ｎ
ＰＮトランジスタ■Ｎ３のコレクタに流れ込む方向の出
力電流が発生する。
スタ＠Ｎ３の温度が等しい時、抵抗（至）Ｒ５に発生す
る電圧により、ＮＰＮトランジスタ□□□Ｎ２のベース
とエミッタ間の電位差ＶＢ、 ２は、ＮＰＮＩ−ランジ
スタ■Ｎ３のベースとエミッタ間の電位差ＶＢＥ３より
小さくなり、ＮＰＮ）ランジスタｏ２Ｎ２コレクタ電流
１ｃ２１よ、ＮＰＮ ｌ−ランジスタ■Ｎ３のコレクタ
電流１ｃ３より小さくなるので、検出出力Ｇ＠には、Ｎ
ＰＮトランジスタ■Ｎ３のコレクタに流れ込む方向の出
力電流が発生する。
ＮＰＮ トランジスタ■、 ＠、Ｎ２．Ｎ３の温度が高
くなっていくと、同じコレクタ電流に対して必要なベー
スとエミッタ間の電位差は、約２ｆｆＩＶ／℃で小さく
なっていくが、出力駆動回路等の主要な発熱部分（２）
は￥ｉＪ御回路等の発熱の小さい部分（３）より高温と
なるので、ＮＰＮトランジスタｃ２２Ｎ２のベースとエ
ミッタ間の電位差ｖＢＥ２はＮＰＮトランジスタ■Ｎ３
のベースとエミッタ間の電位差Ｖ、Ｅ３に対して、約「
温度差Ｘ２ｍＶＪだけ小さい値でも同じコレクタ電流を
流すことができる。
くなっていくと、同じコレクタ電流に対して必要なベー
スとエミッタ間の電位差は、約２ｆｆＩＶ／℃で小さく
なっていくが、出力駆動回路等の主要な発熱部分（２）
は￥ｉＪ御回路等の発熱の小さい部分（３）より高温と
なるので、ＮＰＮトランジスタｃ２２Ｎ２のベースとエ
ミッタ間の電位差ｖＢＥ２はＮＰＮトランジスタ■Ｎ３
のベースとエミッタ間の電位差Ｖ、Ｅ３に対して、約「
温度差Ｘ２ｍＶＪだけ小さい値でも同じコレクタ電流を
流すことができる。
したがって定電流（５）の電流値の１７２づつが、ＮＰ
Ｎ）ランジスタ■Ｎ２とＮＰＮ ）ランジスタ＠Ｎ３に
流れる時は、「温度差Ｘ２＋ｎＶＪの電圧と、「定電流
■の電流値の１／２ＪＸ抵抗（至）Ｒ５の電圧が等しく
なった時である。温度差がさらに大きくなるとＮＰＮ
トランジスタ■Ｎ２のコレクタ電流ｒｃ２が、ＮＰＮト
ランジスタ■Ｎ３のコレクタ電流１ｅ３より大きくなり
、検出出力（イ）には、ＰＮＰトランジスタ（至）Ｐ２
のコレクタから流れ出す方向の出力電流が発生する。
Ｎ）ランジスタ■Ｎ２とＮＰＮ ）ランジスタ＠Ｎ３に
流れる時は、「温度差Ｘ２＋ｎＶＪの電圧と、「定電流
■の電流値の１／２ＪＸ抵抗（至）Ｒ５の電圧が等しく
なった時である。温度差がさらに大きくなるとＮＰＮ
トランジスタ■Ｎ２のコレクタ電流ｒｃ２が、ＮＰＮト
ランジスタ■Ｎ３のコレクタ電流１ｅ３より大きくなり
、検出出力（イ）には、ＰＮＰトランジスタ（至）Ｐ２
のコレクタから流れ出す方向の出力電流が発生する。
このようにして、「温度差Ｘ ２ ｍ Ｖ Ｊの電圧と
、「定電流■の電流値の１／２ＪＸｒ抵抗ＧＤＲ５の抵
抗値」の電圧が等しくなった時を境として、検出出力（
至）の電流の方向が反転するので、集積回路チップ内の
温度差を検出することができ、検出温度差は、 ＴＤＥＴ ［（Ｉ ｉ７／２）Ｘ Ｒｓ］ ／２
ｍ Ｖ・・第２式 ことで ＴＤＥＴ：検出温度差 Ｉ＊ｔ：定電流（５）の電流値 Ｒｓ ：抵抗（社）Ｒ５の抵抗値 として、Ｉ２？、Ｒ２の値により設定できる。
、「定電流■の電流値の１／２ＪＸｒ抵抗ＧＤＲ５の抵
抗値」の電圧が等しくなった時を境として、検出出力（
至）の電流の方向が反転するので、集積回路チップ内の
温度差を検出することができ、検出温度差は、 ＴＤＥＴ ［（Ｉ ｉ７／２）Ｘ Ｒｓ］ ／２
ｍ Ｖ・・第２式 ことで ＴＤＥＴ：検出温度差 Ｉ＊ｔ：定電流（５）の電流値 Ｒｓ ：抵抗（社）Ｒ５の抵抗値 として、Ｉ２？、Ｒ２の値により設定できる。
ＮＰＮ ）ランジスタａ２Ｎ２とＮＰＮ ）ランジスタ
＠Ｎ３の温度差は、出力駆動回路等の主要な発熱部分で
の発熱または消費電力に依存し、ＴＮ２−Ｔｓ＋ Ｐ
ｄ Ｘ Ｒθ ・・・・・・第３式ここでＴＮ２：Ｎ
ＰＮトランジスタ■Ｎ２の温度ＴＮ３：ＮＰＮ）ランジ
スタ＠Ｎ３の温度Ｐｄ：主要な発熱部分での消費電力 Ｒθ： ＮＰＮ）ランジスタｏ２Ｎ２の位置とＮＰＮ
）ランジスタ■Ｎ３の位 置の間の集積回路チップ内の熱低 抗 の関係があるので、Ｔ ８２ Ｔ ８３ ＝Ｔ ＤＥ
Ｔとして、温度差検出により、出力駆動回路等の主要
な発熱部分での発熱または消費電力を検出でき、過負荷
等の異常を検出することができる。
＠Ｎ３の温度差は、出力駆動回路等の主要な発熱部分で
の発熱または消費電力に依存し、ＴＮ２−Ｔｓ＋ Ｐ
ｄ Ｘ Ｒθ ・・・・・・第３式ここでＴＮ２：Ｎ
ＰＮトランジスタ■Ｎ２の温度ＴＮ３：ＮＰＮ）ランジ
スタ＠Ｎ３の温度Ｐｄ：主要な発熱部分での消費電力 Ｒθ： ＮＰＮ）ランジスタｏ２Ｎ２の位置とＮＰＮ
）ランジスタ■Ｎ３の位 置の間の集積回路チップ内の熱低 抗 の関係があるので、Ｔ ８２ Ｔ ８３ ＝Ｔ ＤＥ
Ｔとして、温度差検出により、出力駆動回路等の主要
な発熱部分での発熱または消費電力を検出でき、過負荷
等の異常を検出することができる。
以上のように、この発明による集積回路の熱的保護回路
は、定格電力内で使用される場合にも動作する絶対温度
検出型の過熱防止用保護回路と、過負荷等の異常時に動
作する温度差検出型の過熱防止用保護回路の両方を同一
集積回路上に備え、二つの保護回路の検出出力を集積回
路の熱的保護に使用したので、急激な過負荷の発生時に
も応答の早い、より信頼性の高い集積回路の熱的保護回
路を与えることができる。
は、定格電力内で使用される場合にも動作する絶対温度
検出型の過熱防止用保護回路と、過負荷等の異常時に動
作する温度差検出型の過熱防止用保護回路の両方を同一
集積回路上に備え、二つの保護回路の検出出力を集積回
路の熱的保護に使用したので、急激な過負荷の発生時に
も応答の早い、より信頼性の高い集積回路の熱的保護回
路を与えることができる。
第１図は、この発明の一実施例による集積回路の熱的保
護回路の温度検出回路、または温度検出回路の温度検出
素子のパターン的な配置の一例を示す。上面図、第２図
は第１図の熱的保護回路の回路図、第３図は、従来の集
積回路の熱的保護回路における絶対温度検出回路、また
は絶対温度検出回路の温度検出素子のパターン的な配置
の一例を示す上面図、第４図は、第３図の熱的保護回路
の回路図である。 図において、（１１は集積回路チップ、（２）は主要な
発熱部分、（３）は発熱の小さい部分、（４）は温度検
出回路素子、（５）は高温検出部、（６）は低温検出部
、叫は電源、ＯＩ）はＧＮＤ、■、ＣＤ、（至）、■、
■は抵抗。 ■、■はＮＰＮ ）ランジスタ、（５）は低電流、＠。 ■はＰＮＰトランジスタ、＠は検出出力、 ＧＤはベー
スバイアス電圧である。 なお図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
護回路の温度検出回路、または温度検出回路の温度検出
素子のパターン的な配置の一例を示す。上面図、第２図
は第１図の熱的保護回路の回路図、第３図は、従来の集
積回路の熱的保護回路における絶対温度検出回路、また
は絶対温度検出回路の温度検出素子のパターン的な配置
の一例を示す上面図、第４図は、第３図の熱的保護回路
の回路図である。 図において、（１１は集積回路チップ、（２）は主要な
発熱部分、（３）は発熱の小さい部分、（４）は温度検
出回路素子、（５）は高温検出部、（６）は低温検出部
、叫は電源、ＯＩ）はＧＮＤ、■、ＣＤ、（至）、■、
■は抵抗。 ■、■はＮＰＮ ）ランジスタ、（５）は低電流、＠。 ■はＰＮＰトランジスタ、＠は検出出力、 ＧＤはベー
スバイアス電圧である。 なお図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- １）出力駆動回路等の主要な発熱部分と、制御回路等の
発熱の小さい部分、主要な発熱部分の絶対温度を検出す
る回路と、主要な発熱部分と発熱の小さい部分との温度
差を検出する回路と、主要な発熱部の発熱を制御する回
路を有し、主要な発熱部分の絶対温度を検出する回路の
温度検出出力と、主要な発熱部分と発熱の小さい部分と
の温度差を検出する回路の温度差検出出力との二つの検
出出力により、主要な発熱部の発熱を制御する回路を動
作させることを特徴とする、集積回路の熱的保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32664689A JPH03187254A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 集積回路の熱的保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32664689A JPH03187254A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 集積回路の熱的保護回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03187254A true JPH03187254A (ja) | 1991-08-15 |
Family
ID=18190107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32664689A Pending JPH03187254A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 集積回路の熱的保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03187254A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05335490A (ja) * | 1992-05-29 | 1993-12-17 | Nec Corp | 半導体集積回路 |
| US6466285B1 (en) | 1999-04-13 | 2002-10-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal device or apparatus comprises pixels of at least one of three primary colors having a pixel size different from those of pixels of the other colors |
| JP2014110403A (ja) * | 2012-12-04 | 2014-06-12 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置 |
| JP2017168487A (ja) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
| JP2018536858A (ja) * | 2015-11-26 | 2018-12-13 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 第１温度測定素子を備える半導体デバイスおよび半導体デバイスを流れる電流を決定する方法 |
-
1989
- 1989-12-15 JP JP32664689A patent/JPH03187254A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05335490A (ja) * | 1992-05-29 | 1993-12-17 | Nec Corp | 半導体集積回路 |
| US6466285B1 (en) | 1999-04-13 | 2002-10-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal device or apparatus comprises pixels of at least one of three primary colors having a pixel size different from those of pixels of the other colors |
| JP2014110403A (ja) * | 2012-12-04 | 2014-06-12 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置 |
| JP2018536858A (ja) * | 2015-11-26 | 2018-12-13 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 第１温度測定素子を備える半導体デバイスおよび半導体デバイスを流れる電流を決定する方法 |
| JP2017168487A (ja) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
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