JPH04180107A - Temperature compensating circuit and supply voltage generating circuit - Google Patents

Temperature compensating circuit and supply voltage generating circuit

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JPH04180107A
JPH04180107A JP30985890A JP30985890A JPH04180107A JP H04180107 A JPH04180107 A JP H04180107A JP 30985890 A JP30985890 A JP 30985890A JP 30985890 A JP30985890 A JP 30985890A JP H04180107 A JPH04180107 A JP H04180107A
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JP
Japan
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voltage
capacitor
output
terminal
temperature
Prior art date
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Application number
JP30985890A
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Japanese (ja)
Inventor
Takehiro Kamata
剛弘 鎌田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04180107A publication Critical patent/JPH04180107A/en
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Abstract

PURPOSE:To assure a normal operation as a whole even if the temperature exceeds a specification level range due to a local rise of temperature by detecting the temperature changes of plural function blocks as the changes of the transmission delayed values and changing the power voltage of each function block. CONSTITUTION:When the temperature rises with the actuation of a function block 110, the output current of a MOSTr of a delay means 101 reduces and the delayed time increases. Then the output of a reference signal generator means 104 changes and the output of an EXNOR 202 of a temperature detector means 103 also changes. A counter 203 generates a pulse for each N counting frequency of reference signals, and an OR circuit 210 generates a pulse where the delayed time width decided by a delay buffer 206 is added to the width of the pulse generated by the counter 20. An AND circuit 207 output a pulse having the delayed time width decided by the buffer 206. A Tr P1 is turned on and the voltage of a capacitor C1 rises when the output of the circuit 202 is set at an L level. Meanwhile a Tr P3 is turned on and a capacitor C2 is charged up to the same level of voltage as the capacitor C1 when the circuit 210 is set at an H level. At the junction between the C2 and the P3, the voltage dependent on the temperature change and proportional to the delayed time is generated and supplied to the block 110.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明&戴 1つのチップ上に複数の機能ブロックを構
成する半導体集積回路において、動作温度範囲において
短時間の局所的な温度上昇が生じた場合へ 回路全体と
して誤動作を生じさせないための温度補償回路及びその
回路に用いる供給電圧発生回路に関すも 従来の技術 返電 半導体集積技術の進歩により、 1つのチップに
それまで別々のチップで構成していたものを1つに集積
していくことが広く行われていも従来こうした半導体集
積回路の温度変化に対する正常動作の保証については 
そのチップの周囲温度あるいはチップ表面温度のみを検
出してその測定値からチップ内部の温度を推定し その
温度が仕様温度を超えるようであればチップの動作を停
止させるように制御するのが一般的であった さらに半
導体集積回路において(よ 各機能ブロックごとに仕様
温度範囲においてのトランジスタ特性からのシミュレー
ションを基に温度マージンを持った設計を行う力交 実
際出来上がったチップの動作時の各機能ブロック毎の温
度状態を外部からモニターすることは非常に困難であり
、結局はパッケージ外部から測定し各機能ブロックの平
均温度を推測する以外方法はなかった 供給電圧発生手段に用いる回路電圧変換回路について!
よ 従来第6図(a)に示すものがあつ九第6図を用い
てその構成を説明すると、第6図(a)に於て、電源6
02にP型MOSトランジスタP1のソースと、N型M
O8)ランジスタN2のソースを接続り、Piのドレイ
ンにN型M○SトランジスタNlのドレインを接続L 
Nlのソースを接地す&  N2のドレインにP型MO
SトランジスタP2のソースを接続L  P2のドレイ
ンにコンデンサC2を接続L  C2のP2に接続され
ていない端子を接地すム PLとNlの接続点と、P2
とN2の接続点をコンデンサC1で結合すも 発振手段
601の出力をPI、P2゜N1.N2各々のゲートに
接続すム 以上の構成に於て動作を説明すると、発振手段601の
出力がハイレベルのときN型MOSトランジスタがオン
状態になり、P型トランジスタがオフ状態になるたべ 
第6図(b)に示すようにコンデンサが接続され コン
デンサC1は電源電圧で充電され4 次に 発振手段6
01の出力がローレベルのときN型MOSトランジスタ
がオフ状態になり、P型トランジスタがオン状態になる
た数 第6図(c)に示すようにコンデンサが接続され
 コンデンサC2は2倍の電源電圧で充電されも 以上のように発振手段601により、第6図(b)、(
c)の状態が交互に現われるたべ コンデンサC2の接
地されていない端子には 電源電圧の2倍の電圧が生じ
も この原理により、電源電圧の2億 3倍といった電
圧を得る事ができも発明が解決しようとする課題 上述した従来の半導体集積回路において(よ チップ内
の各機能ブロックの動作状態の違いによるチップの温度
分布に片寄りが生じて、局所的に高温になった場合でも
温度検出器が検知する温度はパッケージ外部の雰囲気温
度であるたべ パッケージの熱容量が大きいときや、チ
ップとパッケージ間の熱抵抗が大きい場合には正確な温
度検知が不可能であも したがって、検知した温度が十
分低くても動作状態によっては ある機能ブロックにつ
いては最高動作温度を越えている可能性があり、全体と
しての正常動作に対する信頼性が乏し1〜 また 仕様
温度内であっても各機能ブロック間の温度が著しく異な
ってくる場合に(よ 受は渡す信号の遅延量の違いから
ミスラッチ等を引き起こし誤動作を生じる可能性があム また 上述した従来の電圧変換回路においては変換され
る電圧は電源電圧のn倍(nは整数)であるため任意の
値だけ昇圧する事が不可能であも更に 電源電圧以下に
降圧することも不可能であム 本発明は 上記課題を解決するもので、外部の温度検出
器を必要せず、局所的な温度上昇が生じてそのブロック
のみが仕様温度範囲を一時的に超えた場合において舷 
全体の正常動作を保証することが可能な温度補償回路を
提供することを目的とす4 また本発明(よ 各機能ブロックに供給する電源電圧を
任意の値に設定することが可能な供給電圧発生回路を提
供することを目的とすも 課題を解決するための手段 本発明(1)は 内部に複数の機能ブロックを有する半
導体集積回路において、基準信号を発生する基準信号発
生手段と、前記基準信号を入力としその遅延時間が温度
によって変化する複数の半導体能動素子で構成された遅
延手段と、前記遅延手段の出力と前記基準信号を入力と
し遅延時間に比例したパルス幅をもつパルスを出力する
遅延時間検出手段からなる温度検出手段を有する機能ブ
ロックと、前記遅延時間検出手段の出力を入力とし パ
ルス幅に依存した電圧を発生して保持する電圧変換手段
と、基準温度における前記電圧変換手段が出力する電圧
と同じ電圧を発生する基準電圧発生手段と、前記電圧変
換手段の出力と前記基準電圧発生手段の出力とを比較し
て、前記電圧変換手段の出力電圧か、 前記基準電圧発
生手段の出力電圧かのいずれか電圧の高い方を出力する
電圧比較手段と、前記電圧比較手段の出力電圧と前記基
準電圧発生手段の出力電圧を入力とし その差分だけ電
源電圧を昇圧して、前記機能ブロックに昇圧した電圧を
供給する供給電圧発生手段とを具備することを特徴とし
た温度補償回路であもまた本発明(2)ζよ 電圧V1
.V2.V3を発生する第1電鳳 第2電淑 第3電源
と、ある周期で第1と第2のタイミングを交互に出力す
る発振手段と、前記発振手段の第1及び第2のタイミン
グによりスイッチングする複数のスイッチング素子と、
コンデンサの両端の端子を九 Bとする第1から第3の
コンデンサと、コンデンサの両端の端子ん Bのうち端
子Bを接地した第4のコンデンサを具備し 前記第1の
タイミングの時、前記第1のコンデンサのB端子と前記
第2のコンデンサのA端子とを接続し 前記第2のコン
デンサのB端子と前記第4のコンデンサのA端子とを接
続り、  前記第1のコンデンサのA端子と前記第3の
コンデンサのA端子を接地し 前記第2電源と前記第3
のコンデンサのB端子を接続し 前記第2のタイミング
の時、前記第1電源と前記第3のコンデンサのA端子を
接続し 前記第3電源と前記第1のコンデンサのA端子
を接続し 前記第1のコンデンサのB端子と、前記第2
のコンデンサのA端子を接地し 前記第2のコンデンサ
のB端子と前記第3のコンデンサのB端子とを接続する
ことを特徴とした供給電圧発生回連であム作用 本発明(1)Ulつのチップ上に構成された複数の機能
ブロック各々の温度変化を伝搬遅延量の変化として検出
し その変化を補うかたちで各機能ブロックの電源電圧
を変化させも よって、温度変化により生じた遅延時間
の変化をキャンセルすることが可能となム このた数 
各機能ブロックの温度変化の違いにより各機能ブロック
間の信号の遅延量に著しい差が生じることも無くミスラ
ッチなどの誤動作を起こすことがなし〜 さら&ミ温度
変化の検出をチップ内の各機能ブロックごとに行うため
&ミ より正確な温度監視が可能であムまた温度検知を
内部で行うため艮 外部に必要であった温度検出器が不
要となム また本発明(2)G;L  任意の電圧値であるv1、
V2.V3からV1+V2−V3の電圧値を得ることが
可能となム さらに 極性が逆である電源を用いること
なし!ミ 任意の電圧だけ低い電源電圧を得ることが可
能であ也 実施例 (実施例1) 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明すも 第1図は本発明の実施例1を示す温度補償回路の概略構
成医 第2図は第1図中のある1つの機能ブロックに対
する温度補償回路の詳細医 第3図は第2図中の各点に
おける電圧変化のタイムチャート図であも 第1図において、遅延手段101と遅延時間検出手段1
02とで温度検出手段103を構成すム遅延手段101
に基準信号発生手段104の出力を入力し 遅延時間検
出手段102には基準信号発生手段104の出力と、遅
延手段101の出力が入力され 遅延時間に比例したパ
ルス幅をもつパルスを発生すも 温度検出手段103を
内部に持つ機能ブロック110、120、130の各々
の温度検出手段103の出力を入力とする電圧変換手段
105を設(す、電圧比較手段107ζよ 基準電圧発
生手段106の出力と、電圧変換手段105の出力を入
力とすも 電圧比較手段107の出力と、基準電圧発生
手段106の出方を入力とする供給電圧発生手段108
の出力を複数の機能ブロック各々110、120,13
0の電源とすム 次に 第2図において第1図の機能ブロック110に関
する温度補償回路の具体的回路について詳細に述べも 温度検出手段103の構成C友 機能ブロックIlO内
に複数のバッファ201を直列に接続し遅延手段101
を構成して、基準信号発生手段1゜4の出力を入力すム
 排他的N0R202に遅延手段101の出力と基準信
号発生手段104の出力を入力すム ここで(よ 排他
的N0R202が遅延時間検出手段102である。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Fields of Application The present invention & Dai To deal with the case where a short-term local temperature rise occurs within the operating temperature range in a semiconductor integrated circuit that configures a plurality of functional blocks on one chip. Conventional technology for temperature compensation circuits to prevent malfunctions in the entire circuit and supply voltage generation circuits used in the circuits has also changed due to advancements in semiconductor integration technology. Even though it is widely practiced to integrate devices into one, there is no guarantee that the normal operation of these semiconductor integrated circuits will be affected by temperature changes.
It is common to detect only the ambient temperature or chip surface temperature of the chip, estimate the internal temperature of the chip from the measured value, and control the chip to stop operating if the temperature exceeds the specified temperature. Furthermore, in semiconductor integrated circuits, each functional block is designed with a temperature margin based on simulations from transistor characteristics within the specified temperature range. It is very difficult to monitor the temperature status of the circuit from the outside, and in the end, there was no other way than to measure it from outside the package and estimate the average temperature of each functional block.About the circuit voltage conversion circuit used for the supply voltage generation means!
Conventionally, the configuration shown in FIG. 6(a) is explained using FIG. 6. In FIG. 6(a), the power supply 6
02 is the source of the P type MOS transistor P1 and the N type M
O8) Connect the source of transistor N2 and connect the drain of N type M○S transistor Nl to the drain of Pi L
Ground the source of Nl & connect P-type MO to the drain of N2
Connect the source of S transistor P2 L Connect capacitor C2 to the drain of P2 L Connect the terminal of C2 not connected to P2 Ground the connection point of PL and Nl, and P2
and N2 are connected by a capacitor C1.The output of the oscillation means 601 is connected to PI, P2゜N1. To explain the operation of the above configuration, when the output of the oscillation means 601 is at a high level, the N-type MOS transistor is turned on and the P-type transistor is turned off.
A capacitor is connected as shown in FIG. 6(b), and the capacitor C1 is charged with the power supply voltage. Next, the oscillation means 6
When the output of 01 is low level, the N-type MOS transistor is turned off and the P-type transistor is turned on.The capacitors are connected as shown in Figure 6(c), and the capacitor C2 has twice the power supply voltage. 6(b), (
A voltage twice the power supply voltage may be generated at the ungrounded terminal of the capacitor C2, but by this principle, a voltage 200 million to 3 times the power supply voltage can be obtained. Problems to be Solved In the conventional semiconductor integrated circuit described above, the temperature distribution of the chip is uneven due to differences in the operating states of each functional block within the chip, and even if the temperature locally becomes high, the temperature detector cannot The temperature detected by the device is the ambient temperature outside the package.If the package has a large heat capacity or the thermal resistance between the chip and the package is large, accurate temperature detection may not be possible. Even if it is low, depending on the operating condition, some functional blocks may exceed the maximum operating temperature, and the reliability of normal operation as a whole is poor.Also, even if the temperature is within the specified temperature, the temperature between each functional block In addition, in the conventional voltage conversion circuit described above, the voltage to be converted is n of the power supply voltage. times (n is an integer), it is impossible to increase the voltage by an arbitrary value, and it is also impossible to decrease the voltage below the power supply voltage. A detector is not required, and when a local temperature rise occurs and only that block temporarily exceeds the specified temperature range, the
It is an object of the present invention to provide a temperature compensation circuit that can guarantee the normal operation of the whole. Means for Solving Problems The present invention (1) aims to provide a circuit, in a semiconductor integrated circuit having a plurality of functional blocks therein, a reference signal generating means for generating a reference signal, and a reference signal generating means for generating a reference signal; a delay means configured of a plurality of semiconductor active elements whose delay time changes depending on the temperature; and a delay means which takes the output of the delay means and the reference signal as input and outputs a pulse having a pulse width proportional to the delay time. a functional block having a temperature detection means consisting of a time detection means; a voltage conversion means that takes the output of the delay time detection means as an input and generates and holds a voltage depending on the pulse width; and an output of the voltage conversion means at a reference temperature. a reference voltage generating means that generates the same voltage as that of the reference voltage generating means, and comparing the output of the voltage converting means and the output of the reference voltage generating means, and determining whether the output voltage of the voltage converting means is the output of the reference voltage generating means or the output of the reference voltage generating means. a voltage comparing means outputting the higher of the two voltages, and inputting the output voltage of the voltage comparing means and the output voltage of the reference voltage generating means, and boosting the power supply voltage by the difference between them, and supplying the voltage to the functional block. The present invention (2) ζ also provides a temperature compensation circuit characterized by comprising a supply voltage generating means for supplying a boosted voltage.
.. V2. A first power supply that generates V3, a second power supply, an oscillation means that alternately outputs the first and second timings in a certain period, and switching according to the first and second timings of the oscillation means. multiple switching elements;
A fourth capacitor having terminals B at both ends of the capacitor is grounded; The B terminal of the first capacitor and the A terminal of the second capacitor are connected, the B terminal of the second capacitor and the A terminal of the fourth capacitor are connected, and the A terminal of the first capacitor and The A terminal of the third capacitor is grounded, and the second power supply and the third capacitor are connected to each other.
At the second timing, connect the first power source and the A terminal of the third capacitor; connect the third power source and the A terminal of the first capacitor; connect the third power source and the A terminal of the first capacitor; The B terminal of the first capacitor and the second capacitor
A supply voltage generation circuit characterized in that the A terminal of the capacitor is grounded, and the B terminal of the second capacitor and the B terminal of the third capacitor are connected. The temperature change of each of the multiple functional blocks configured on the chip is detected as a change in the amount of propagation delay, and the power supply voltage of each functional block is changed to compensate for the change, thereby detecting the change in delay time caused by the temperature change. It is possible to cancel this number.
There is no significant difference in the amount of signal delay between each functional block due to differences in temperature changes between each functional block, and there is no possibility of malfunctions such as mis-latching. Since temperature monitoring is performed every time, more accurate temperature monitoring is possible.In addition, since temperature detection is performed internally, there is no need for an external temperature sensor. voltage value v1,
V2. It is possible to obtain the voltage value of V1 + V2 - V3 from V3. Furthermore, there is no need to use a power supply with the opposite polarity! It is possible to obtain a power supply voltage lower by an arbitrary voltage. Embodiment (Embodiment 1) Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows Embodiment 1 of the present invention. Figure 2 is a detailed diagram of the temperature compensation circuit for one functional block in Figure 1. Figure 3 is a time chart of voltage changes at each point in Figure 2. Also in FIG. 1, delay means 101 and delay time detection means 1
02 constitutes the temperature detection means 103.
The output of the reference signal generation means 104 is inputted to the delay time detection means 102, and the output of the reference signal generation means 104 and the output of the delay means 101 are inputted to the delay time detection means 102, which generates a pulse having a pulse width proportional to the delay time. A voltage converting means 105 is provided which inputs the output of the temperature detecting means 103 of each of the functional blocks 110, 120, and 130 having the detecting means 103 therein. A supply voltage generating means 108 which receives the output of the voltage converting means 105 as an input, and a supply voltage generating means 108 which receives the output of the voltage comparing means 107 and the output of the reference voltage generating means 106 as inputs.
The outputs of multiple functional blocks 110, 120, 13 respectively
Next, in FIG. 2, the specific circuit of the temperature compensation circuit related to the functional block 110 of FIG. 1 will be described in detail. Delay means 101 connected in series
The output of the reference signal generating means 1.4 is input to the exclusive N0R202.The output of the delay means 101 and the output of the reference signal generating means 104 are input to the exclusive N0R202.Here, the exclusive N0R202 detects the delay time. This is means 102.

次へ 電圧変換手段105の構成は P型MOSトラン
ジスタP1、R2を直列に接続L  R2のソースを電
源に接続L  PIのドレインにコンデンサCIを接続
L  C1のPlに接続されていない端子を接地すム 
PlとCIの接続点にP型MO5)ランジスタP3のソ
ースとN型MO5hランジスタNlのドレインを接続す
る。R3のドレインとコンデンサC2を接続1.、、C
2のR3と接続されていない端子を接地す−L  Nl
のソースを接地すム 基準信号発生手段104の出力を
入力とするカウンタ203の出力を遅延バッファ206
、インバータ204、反転リセット付きDフリップフロ
ップ205の反転クロック端子に入力すa カウンタ2
03の出力と遅延バッファ206の出力を入力とする論
理和回路210の出力をR2のゲートに入力すも イン
バータ204の出力をR3のゲートに入力し 遅延バッ
ファ2o6の出力をDフリップフロップ205のデータ
端子に入力す4Dフリツプフロツプ205の出力と、遅
延バッファ206の出力を入力とする論理積回路207
の出力をN1のゲートと、Dフリップフロップ205の
反転リセット端子に入力すも ここで電圧変換手段10
5としての入力点it  P型MoSトランジスタP1
のゲートであり排他的N0R202の出力を入力すも 
また出力点番よ P型MOSトランジスタP3とコンデ
ンサc2との接続点であム 次に基準電圧発生手段106の構成(↓ 電源グランド
間に抵抗R1,R2が直列に接続されていも この時の
出力点はR1とR2との接続点であム 次に電圧比較手段107の構成は 比較器208の負端
子にR1とR2の接続点を人カレ 正端子にR3と02
の接続点を入力する。P型MOSトランジスタP4のド
レインと、 P型MO5)ランジスタP5ドレインを接
続L  R4のソースをR3と02の接続点に接続す&
  R5のソースをR1とR2の接続点に接続すム 比
較器208の反転出力をR4のゲートとインバータ20
9に入力L インバータ209の出力をR5のゲートに
入力す&  R4、R5の接続点とR1、R2の接続点
を供給電圧発生手段108に入力し 供給電圧発生手段
10gの出力を機能ブロック110の供給電圧とすa 上記構成において第3図を参照しながら動作を説明すも
 今仮に機能ブロック110が動作状態によって温度が
上昇したとすると遅延手段101内のMOSトランジス
タの出力電流が減少し 遅延時間が増加すa 基準信号
発生手段104の出力は第3図(a)に示すように変化
する力(遅延手段101の出力は 第3図(b)のよう
に遅延を生じているた八 排他的NORの出力は 第3
図(c)のように変化すも カウンタ203は基準信号をN回計数した時点で第3図
(e)に示すようにパルスを発生するカウンタであム 
論理和回路210の出力(よ カウンタ203の出力す
るパルス幅に遅延バッファ206で決まる遅延時間の幅
を足した幅をもつパルスを第3図(f)のように出力す
4 論理積回路207のを出力(友 カウンタ203の
出力するパルスが立ち下がるときに遅延バッファ206
で決まる遅延時間の幅をもつパルスを第3図(g)のよ
うに出力すも 従って、論理和回路210の出力がローレベルのとき4
1  P型MO5)ランジスタP2はオン状態であり、
N型MOSトランジスタN1とP型MOSトランジスタ
P3はオフ状態であa 従って、カウンタ203が基準
信号をN回計数するまでの時肌 排他的N0R202の
出力がローレベルのときP型MO8hランジスタPIが
オン状態となり、コンデンサCIは充電され PlとC
Iの接続点の電圧は第3図(d)のように増加していく
Next The configuration of the voltage conversion means 105 is as follows: P-type MOS transistors P1 and R2 are connected in series L The source of R2 is connected to the power supply L The capacitor CI is connected to the drain of PI L The terminal of C1 not connected to Pl is grounded. Mu
The source of a P-type MO5) transistor P3 and the drain of an N-type MO5h transistor Nl are connected to the connection point between Pl and CI. Connect the drain of R3 and capacitor C21. ,,C
Ground the terminal not connected to R3 of 2 -L Nl
The output of the counter 203, which receives the output of the reference signal generating means 104, is connected to the delay buffer 206.
, the inverter 204, and the inverted clock terminal of the D flip-flop with inverted reset 205. Counter 2
The output of the OR circuit 210 which inputs the output of 03 and the output of the delay buffer 206 is input to the gate of R2, the output of the inverter 204 is input to the gate of R3, and the output of the delay buffer 2o6 is the data of the D flip-flop 205. An AND circuit 207 whose inputs are the output of the 4D flip-flop 205 and the output of the delay buffer 206.
The output of the voltage converter 10 is inputted to the gate of N1 and the inverting reset terminal of the D flip-flop 205.
Input point it as 5 P-type MoS transistor P1
It is a gate of
Also, the output point number is the connection point between the P-type MOS transistor P3 and the capacitor c2.Then, the configuration of the reference voltage generation means 106 (↓ Even if the resistors R1 and R2 are connected in series between the power supply and ground), the output at this time is The point is the connection point between R1 and R2. Next, the configuration of the voltage comparison means 107 is as follows: Connect the connection point of R1 and R2 to the negative terminal of the comparator 208, and connect R3 and 02 to the positive terminal.
Enter the connection point. Connect the drain of P-type MOS transistor P4 and the drain of P-type MO5) transistor P5. Connect the source of R4 to the connection point of R3 and 02.
The source of R5 is connected to the connection point of R1 and R2. The inverted output of the comparator 208 is connected to the gate of R4 and the inverter 20.
9, input the output of the inverter 209 to the gate of R5 & input the connection point of R4 and R5 and the connection point of R1 and R2 to the supply voltage generation means 108, and input the output of the supply voltage generation means 10g to the function block 110. The operation of the above configuration will be explained with reference to FIG. 3. If the temperature of the functional block 110 rises due to the operating state, the output current of the MOS transistor in the delay means 101 will decrease and the delay time will increase. The output of the reference signal generating means 104 is changed as shown in FIG. 3(a) (the output of the delay means 101 is delayed as shown in FIG. 3(b)). The output of NOR is the third
The pulse counter 203, which changes as shown in FIG. 3(c), is a counter that generates a pulse as shown in FIG. 3(e) when the reference signal is counted N times.
The output of the OR circuit 210 (the output of the AND circuit 207 is as shown in FIG. (When the pulse output from the counter 203 falls, the delay buffer 206
Therefore, when the output of the OR circuit 210 is at a low level, a pulse with a delay time width determined by
1 P-type MO5) transistor P2 is in the on state,
N-type MOS transistor N1 and P-type MOS transistor P3 are in the off state. Therefore, when the counter 203 counts the reference signal N times, when the output of the exclusive N0R202 is at low level, the P-type MO8h transistor PI is turned on. state, the capacitor CI is charged and Pl and C
The voltage at the connection point I increases as shown in FIG. 3(d).

論理和回路210がハイレベルを出力するとP型MOS
トランジスタP2はオフ状態になり、カウンタ203か
ハイレベルを出力している間P型MOSトランジスタP
3がオン状態になるた数コンデンサC1、C2の容量が
CI)C2ならばC2はC1と同電圧(V)に充電され
も この後カウンタ203がローレベルに戻るとP型M
OSトランジスタP3がオフ状態となり、コンデンサC
2に第3図(h)に示すように電圧Vが保持されも 論
理積回路207がハイレベルを出力するとN型MOSト
ランジスタN1がオン状態となりコンデンサCIが放電
されて、初期状態にもども従って、基準信号をN回計数
する度にC2とP3の接続点の電圧(よ 機能ブロック
110内での温度変化に依存した遅延時間に比例した電
圧(V)を発生し 保持することになム 抵抗RLR2により電源電圧を分割して機能ブロック1
10が基準温度のときに02とP3の接続点に現れる電
圧と同じ電圧(VT)を発生ずム 比較器208 +i
  正端子の電圧が負端子の電圧より高いときに反転出
力からローレベルを出力すも それ以外のときは ハイ
レベルを出力すも従って、V>VTのときP型MOSト
ランジスタP4がオン、 P型MO3)ランジスタP5
がオフとなり、P4とP5の接続点の電圧はVとなも逆
砥 V<VTのときP型MO8)ランジスタP4がオフ
、P型MO3)ランジスタP5がオンとなり、P4とP
5の接続点の電圧はVTとなる。
When the OR circuit 210 outputs a high level, the P-type MOS
The transistor P2 is in the off state, and while the counter 203 is outputting a high level, the P-type MOS transistor P
If the capacitance of capacitors C1 and C2 is CI)C2, C2 will be charged to the same voltage (V) as C1, but if the counter 203 returns to low level after this, the P-type M
OS transistor P3 turns off, and capacitor C
2, even if the voltage V is held as shown in FIG. 3(h), when the AND circuit 207 outputs a high level, the N-type MOS transistor N1 is turned on and the capacitor CI is discharged, returning to the initial state. , every time the reference signal is counted N times, the voltage (V) at the connection point between C2 and P3 is generated and maintained in proportion to the delay time depending on the temperature change within the function block 110. Function block 1 by dividing the power supply voltage by RLR2
Comparator 208 +i does not generate the same voltage (VT) as the voltage appearing at the connection point of 02 and P3 when 10 is at the reference temperature.
When the voltage at the positive terminal is higher than the voltage at the negative terminal, the inverted output outputs a low level; otherwise, it outputs a high level. Therefore, when V>VT, the P-type MOS transistor P4 is turned on, and the P-type MO3) transistor P5
is turned off, and the voltage at the connection point of P4 and P5 is reversed to V. When V<VT, P-type MO8) transistor P4 is turned off, P-type MO3) transistor P5 is turned on, and P4 and P
The voltage at the connection point 5 is VT.

P4とP5の接続点の電圧VlとVTを入力とする供給
電圧発生手段10 g LL  第3図(i)に示すよ
うに機能ブロック110内の電源電圧VO’をV 1−
VTだけ昇圧して、機能ブロック11.0に供給す4 
機能ブロック110の温度が上昇した場合Vl−VTは
正の値となり機能ブロックに供給される電源電圧が高く
なり、出力電流が増加して基準温度のときの正常動作を
行うことが可能となも このように 本発明の半導体集積回路によれば機能ブロ
ック間の局所的な温度変化によって生じる機能ブロック
の誤動作を最小限にすることが可能であム な耘 本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、それ
らを本発明の範囲から排除するものではなI、% (実施例2) 次に 第4図は本発明の実施例2を示す第1図中の供給
電圧発生手段の構成医 第5図は第4図における各コン
デンサの接続状態を示す回路図であム 第4図において、第1電源401はP型MOSトランジ
スタP4のソースに接続されP4のドレイン+;L  
N型MOSトランジスタN4のドレインに接続さt1、
  N4のソースは接地されていム P型MOSトラン
ジスタP5からP8は直列に接続され P5のソース(
上 第2電源402に接続さt1、  P8のドレイン
(よ コンデンサC4に接続され C4のP8に接続さ
れていない端子(友 接地されてい4  P4とN4の
接続点と、P5とP6の接続点とは コンデンサC3に
より結合されてい、4P型MO5hランジスタP2のソ
ースとP型MOSトランジスタP3のソースを接続LP
2のドレインとN型MOSトランジスタN2のドレイン
を接続L  N2のソースを接地する。P3のドレイン
とN型MOS)ランジスタN3のドレインを接続り、、
N3のソースを接地す&  P3とN3の接続点と、P
lとP8の接続点とをコンデンサC2で結合する。第3
電源403とP型MOSトランジスタP1のソースとを
接続L  PIのドレインと、N型トランジスタN1の
ドレインを接続L  Nlのソースを接地すも Piと
N1の接続点と、P2とN2の接続点とをコンデンサC
3で結合すム 発振手段404の出力をインバータ40
5と、P型MOSトランジスタP1、P4、P6、 P
lのゲートと、N型MOSトランジスタN1、N4のゲ
ートに入力す4 インバータ405の出力をP型MOS
トランジスタP2、P3、P5、P8のゲートと、N型
MOS)ランジスタN2、N3のゲートに入力すム 上記構成における動作を第5図を参照して説明すも 発振手段404 tL  ある周期でハイレベ/lz、
  ローレベルの電圧を交互に出力すム 発振手段40
4の出力がハイレベルのとき、スイッチング素子N1、
N4、P2、P3、P5、P8がオン状態となり、ほか
はオフ状態となるためコンデンサC1−C4と第1電源
401、第2電源403、第3電源403(よ 第5図
a)のように接続されも発振手段404の出力がローレ
ベルのとき、スイッチング素子N2、N3、 P1、 
P4、 P6、 Plがオン状態となり、ほかはオフ状
態となるためコンデンサ01〜C4と第1電源401、
第2電源403、第3電源403ば 第5図(b)のよ
うに接続されも 第5図(a)のとき、Ca Ji  第2電源402の
出力電圧V2で充電されているためC2と03の容量が
C2(C3ならば 第5図(b)のとき02ζ友 第1
電源401の出力電圧V1+V2の電圧に充電されも 
このときC14L  第3電源403の出力電圧v3で
充電されていも この後第5図(a)に位相が移るとコ
ンデンサC1、C2、C4の容量がCl=C2=  2
*C4のときC4U  V 1 +V 2− V 3の
電圧で充電されも 従って、発振手段がスイッチング素
子をオン、オフすることによってコンデンサC4の接地
されていない端子にtL  V 1 +V 2− V 
3の変換された電圧が発生す翫 な耘 本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
スイッチング素子として、MOS)ランジスタ以外の素
子(例えば バイポーラトランジスタ東 フォトトラン
ジスタ等)を用いても実現可能であり、これらを本発明
の範囲から排除するものではな(− 発明の効果 以上の説明から明らかなように 本発明によれば1つの
チップ内に複数の機能ブロックが存在して、各々の機能
ブロックに局所的な温度上昇が生じて、半導体能動素子
の特性を変化させてその機能ブロックが誤動作するよう
な場合についてL機能ブロック内部の遅延時間の変化を
検出して、電源電圧にフィードバックすることにより常
にその機能ブロックを正常動作させることか可能となa
 このたべ 局所的に仕様温度範囲を超えた場合でも誤
動作を生じることがな(〜 また 機能ブロック間の温
度差が著しい場合についてL 機能ブロック間での信号
の遅延量が一定に保たれているためミスラッチ等の誤動
作もなくなり、より高い信頼性を得ることができも さ
ら番ミ  チップの温度変化を内部で検出して対応する
た数 外部に温度検出手段等を設置する必要が無く、シ
ステム全体としてもより簡略化することが可能とな4ま
た 本発明の供給電圧発生手段によれば 変換する電圧
値が離散的ではなく連続的であるた数より精度の高い電
源電圧を供給することが可能であも 更に負の電圧をも
つ電源を用いることなしく 電圧の減算か可能であ4 
さらに 単純な発振手段を用いて加減算を同時に行うた
め少数の部品数で構成することか可能となり、コスト面
や集積度の面でもすぐれている。
A supply voltage generating means 10 g LL which receives the voltages Vl and VT at the connection point of P4 and P5 as inputs, converts the power supply voltage VO' in the functional block 110 to V 1- as shown in FIG.
Boost only VT and supply it to function block 11.04
When the temperature of the functional block 110 rises, Vl-VT becomes a positive value, the power supply voltage supplied to the functional block increases, the output current increases, and normal operation at the reference temperature is possible. In this way, according to the semiconductor integrated circuit of the present invention, it is possible to minimize malfunctions of functional blocks caused by local temperature changes between functional blocks.The present invention is limited to the above embodiments. Not a thing,
Various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention. (Example 2) Next, FIG. Figure 5 is a circuit diagram showing the connection state of each capacitor in Figure 4. In Figure 4, the first power supply 401 is connected to the source of the P-type MOS transistor P4. and P4 drain +;L
t1 connected to the drain of the N-type MOS transistor N4,
The source of N4 is grounded, and the P-type MOS transistors P5 to P8 are connected in series, and the source of P5 (
Top t1 connected to the second power supply 402, drain of P8 (connected to capacitor C4, terminal not connected to P8 of C4 (connected to ground) 4 connection point of P4 and N4, connection point of P5 and P6 is coupled by capacitor C3, and connects the source of 4P type MO5h transistor P2 and the source of P type MOS transistor P3.
The drain of N2 is connected to the drain of N-type MOS transistor N2, and the source of N2 is grounded. Connect the drain of P3 and the drain of N-type MOS transistor N3,
Ground the source of N3 & connect the connection point of P3 and N3,
1 and the connection point of P8 are connected by a capacitor C2. Third
Connect the power supply 403 and the source of the P-type MOS transistor P1 L Connect the drain of PI and the drain of the N-type transistor N1 L Connect the source of Nl The connection point between Pi and N1 and the connection point between P2 and N2 capacitor C
3. The output of the oscillation means 404 is connected to the inverter 40.
5, and P-type MOS transistors P1, P4, P6, P
The output of the inverter 405 is input to the gate of the inverter 405 and the gate of the N-type MOS transistors N1 and N4.
The operation of the above configuration will be explained with reference to FIG. lz,
Oscillation means 40 that alternately outputs low level voltage
When the output of 4 is high level, switching element N1,
Since N4, P2, P3, P5, and P8 are in the on state and the others are in the off state, the capacitors C1 to C4, the first power source 401, the second power source 403, and the third power source 403 (see Figure 5a) When the output of the oscillation means 404 is at a low level, the switching elements N2, N3, P1,
Since P4, P6, and Pl are in the on state and the others are in the off state, the capacitors 01 to C4 and the first power supply 401,
Although the second power source 403 and the third power source 403 are connected as shown in FIG. 5(b), in FIG. 5(a), Ca Ji is charged with the output voltage V2 of the second power source 402, so C2 and 03 If the capacity of is C2 (C3), then 02ζ friend 1st
Even if it is charged to the voltage of the output voltage V1 + V2 of the power supply 401
At this time, even if C14L is charged with the output voltage v3 of the third power supply 403, when the phase shifts to Fig. 5(a), the capacitance of the capacitors C1, C2, and C4 becomes Cl=C2=2
*When C4 is charged, C4U is charged with a voltage of V 1 +V 2- V 3. Therefore, by turning the switching element on and off, the oscillation means causes a voltage of tL V 1 +V 2- V to the ungrounded terminal of capacitor C4.
3. The present invention is not limited to the above embodiments,
It is also possible to use elements other than MOS (MOS) transistors as switching elements (for example, bipolar transistors, phototransistors, etc.), and these are not excluded from the scope of the present invention. According to the present invention, a plurality of functional blocks exist in one chip, and a local temperature rise occurs in each functional block, changing the characteristics of the semiconductor active element and causing the functional block to malfunction. In such cases, it is possible to always keep the functional block operating normally by detecting changes in the delay time inside the L functional block and feeding it back to the power supply voltage.
Even if the temperature locally exceeds the specified temperature range, malfunctions will not occur. Malfunctions such as mislatches are eliminated, and higher reliability can be obtained.Sarabanmi The temperature change of the chip is detected internally and responded to.There is no need to install external temperature detection means, and the overall system Furthermore, according to the supply voltage generating means of the present invention, it is possible to supply a power supply voltage with higher accuracy than that in which the voltage value to be converted is continuous rather than discrete. Amo: Is it possible to subtract the voltage without using a power supply with negative voltage?
Furthermore, since addition and subtraction are performed simultaneously using simple oscillation means, it can be constructed with a small number of parts, and is superior in terms of cost and integration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例1を示す温度補償回路の概略構
成医 第2図は第1図中のある1つの機能ブロックに対
する温度補償回路の詳細@ 第3図は第2図中の各点に
おける電圧変化のタイムチャート医  第4図は本発明
の実施例2を示す第1図中の供給電圧発生手段の構成医
 第5図は第4図における各コンデンサの接続状態を示
す回路医第6図は従来の供給電圧発生手段の説明図であ
ム101・・・遅延手19,102・・・遅延時間検出
手北 103・・・温度検出手i  104・・・基準
信号発生千成 105・・・電圧変換生能 106・・
・基準電圧発生千成 107・・・電圧比較半没 10
8・・・供給電圧発生手段、 110,120,130
・・・機能ブロッ久 C1−C4・・・コンデンサ、 
P1〜P8・・・P型MO3hランジス久 N1−N4
・・・N型MOSトランジス久 R1−R2・・・抵扼
代理人の氏名 弁理士 小鍜治 明 ほか2名第1図 琶 雀 巨  i 日ら  9   ・C第5図 Cα) 第6図 6θl (b) (C−)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a temperature compensation circuit showing Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 shows details of a temperature compensation circuit for one functional block in FIG. 1. FIG. 4 is a time chart of voltage changes at points. FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of the supply voltage generating means in FIG. 1, showing a second embodiment of the present invention. FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram of the conventional supply voltage generation means. ...Voltage conversion performance 106...
・Reference voltage generation Sennari 107...Voltage comparison half-dead 10
8... Supply voltage generation means, 110, 120, 130
...Function block C1-C4...Capacitor,
P1-P8...P type MO3h Rungisu N1-N4
...N-type MOS transistors R1-R2... Name of the resisting agent Patent attorney Akira Okaji and two others Fig. 1 琶 龿 G I 日 9 ・C Fig. 5 Cα) Fig. 6 6θl ( b) (C-)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)内部に複数の機能ブロックを有する半導体集積回
路において、 基準信号を発生する基準信号発生手段と、 前記基準信号を入力としその遅延時間が温度によって変
化する複数の半導体能動素子で構成された遅延手段と、
前記遅延手段の出力と前記基準信号を入力とし遅延時間
に比例したパルス幅をもつパルスを出力する遅延時間検
出手段からなる温度検出手段を有する機能ブロックと、 前記遅延時間検出手段の出力を入力とし、パルス幅に依
存した電圧を発生して保持する電圧変換手段と、 基準温度における前記電圧変換手段が出力する電圧と同
じ電圧を発生する基準電圧発生手段と、前記電圧変換手
段の出力と前記基準電圧発生手段の出力とを比較して、
前記電圧変換手段の出力電圧か、前記基準電圧発生手段
の出力電圧かのいずれか電圧の高い方を出力する電圧比
較手段と、前記電圧比較手段の出力電圧と前記基準電圧
発生手段の出力電圧を入力とし、その差分だけ電源電圧
を昇圧して、前記機能ブロックに昇圧した電圧を供給す
る供給電圧発生手段とを具備することを特徴とした温度
補償回路。
(1) A semiconductor integrated circuit having a plurality of functional blocks inside, comprising a reference signal generating means for generating a reference signal, and a plurality of semiconductor active elements to which the reference signal is input and whose delay time changes depending on temperature. a delay means;
a functional block having a temperature detection means including a delay time detection means which receives the output of the delay time and the reference signal as input and outputs a pulse having a pulse width proportional to the delay time; and the output of the delay time detection means as input. , a voltage converter that generates and holds a voltage that depends on the pulse width; a reference voltage generator that generates the same voltage as the voltage output by the voltage converter at a reference temperature; Comparing the output of the voltage generation means,
voltage comparison means for outputting either the output voltage of the voltage conversion means or the output voltage of the reference voltage generation means, whichever is higher; and voltage comparison means for outputting the output voltage of the voltage comparison means and the output voltage of the reference voltage generation means 1. A temperature compensation circuit, comprising: supply voltage generating means for increasing a power supply voltage by the difference between the input voltages and supplying the boosted voltage to the functional block.
(2)電圧V1、V2、V3を発生する第1電源、第2
電源、第3電源と、ある周期で第1と第2のタイミング
を交互に出力する発振手段と、前記発振手段の第1及び
第2のタイミングによりスイッチングする複数のスイッ
チング素子と、コンデンサの両端の端子をA、Bとする
第1から第3のコンデンサと、コンデンサの両端の端子
A、Bのうち端子Bを接地した第4のコンデンサを具備
し、 前記第1のタイミングの時、前記第1のコンデンサのB
端子と前記第2のコンデンサのA端子とを接続し、前記
第2のコンデンサのB端子と前記第4のコンデンサのA
端子とを接続し、前記第1のコンデンサのA端子と前記
第3のコンデンサのA端子を接地し、前記第2電源と前
記第3のコンデンサのB端子を接続し、 前記第2のタイミングの時、前記第1電源と前記第3の
コンデンサのA端子を接続し、前記第3電源と前記第1
のコンデンサのA端子を接続し、前記第1のコンデンサ
のB端子と、前記第2のコンデンサのA端子を接地し、
前記第2のコンデンサのB端子と前記第3のコンデンサ
のB端子とを接続することを特徴とした供給電圧発生回
路。
(2) A first power supply that generates voltages V1, V2, and V3;
A power supply, a third power supply, an oscillation means that alternately outputs first and second timings in a certain period, a plurality of switching elements that switch according to the first and second timings of the oscillation means, and a capacitor at both ends. It comprises first to third capacitors having terminals A and B, and a fourth capacitor whose terminal B is grounded among the terminals A and B at both ends of the capacitor, and at the first timing, the first capacitor B of the capacitor of
terminal and the A terminal of the second capacitor are connected, and the B terminal of the second capacitor and the A terminal of the fourth capacitor are connected.
the A terminal of the first capacitor and the A terminal of the third capacitor are grounded, the second power supply and the B terminal of the third capacitor are connected, and the second timing When the first power supply and the A terminal of the third capacitor are connected, the third power supply and the first
connect the A terminal of the capacitor, and ground the B terminal of the first capacitor and the A terminal of the second capacitor,
A supply voltage generation circuit characterized in that a B terminal of the second capacitor and a B terminal of the third capacitor are connected.
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