JPH06242176A - 半導体素子用温度検出回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】検出動作温度のばらつきが小さくすることの可
能な半導体素子用温度検出回路装置を提供する。 【構成】半導体素子用温度検出回路装置９は、温度検出
対象の半導体素子のシリコン基板に形成されたダイオー
ド１と、ダイオード１に電流２ａを供給する定電流発生
回路２と、温度依存性の無い一定電圧（Ｖｃ）３ａを供
給する基準電圧発生回路３と、コンパレータ４を備え
る。コンパレータ４の反転入力端子にはＶｃ３ａが、非
反転入力端子にはダイオード１のアノード側電位（Ｖ
ａ）１ａがそれぞれ入力され、半導体素子、したがって
ダイオード１の温度が設定値よりも上昇して、Ｖａ１ａ
がＶｃ３ａよりも低下すると、コンパレータ４はその出
力信号４ａをハイレベルからローレベルに切り換えて出
力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パワー半導体素子等の
異常温度等を検出するための半導体素子用温度検出用回
路装置と、その温度検出用素子の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】パワー半導体素子を熱的破壊から保護す
るため等に使用される従来技術による半導体素子用温度
検出用回路装置（以降、温度検出回路と略称することが
ある。）として、温度検出対象であるパワー半導体素子
に対して一体に形成されたダイオードを用い、このダイ
オードの逆漏れ電流の温度依存性を利用して温度検出動
作を行うようにした温度検出回路が、特開平３−１４８
８６１号公報で知られている。この従来例においては、
温度検出用の素子であるダイオードとして、パワー半導
体素子が形成されている半導体基板に形成されたダイオ
ードを使用しているために、温度検出対象である半導体
素子とダイオードとの間には、熱抵抗体が存在していな
いとしてよい。このために、ダイオードはパワー半導体
素子の温度を温度差が無くしかも時間遅れを生ずること
なく検出することができている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術によ
る半導体素子用温度検出回路装置においては、温度検出
対象である半導体素子の温度を、パワー半導体素子が形
成されている半導体基板に形成されたダイオードにより
検出することで、パワー半導体素子の温度を温度差が無
くしかも時間遅れを生ずることなく検出することができ
ているが、次記する問題点が残存している。

【０００４】ダイオードの逆漏れ電流値は、ｐｎ接合
部の寸法精度，ｐｎ接合部の不純物濃度とともに、ｐｎ
接合部における重金属イオン濃度の影響を受けるため
に、ダイオードの温度が同一であっても、その逆漏れ電
流値は個体によって同一ではなく、ばらつきが大きい。 温度検出回路に用いられているトランジスタの増幅
率，あるいはバッファのしきい値もばらつきを持ってい
る。

【０００５】これらのため、温度検出回路としての検
出動作温度値には、±２５〔℃〕と大きなばらつきが発
生している。 したがって、温度検出回路の検出動作温度のばらつき
の下限値を、温度検出対象である半導体素子の通常動作
温度範囲の上限値である１５０〔℃〕に設定すると、温
度検出回路の検出動作温度のばらつきの上限値は２００
〔℃〕になる。この２００〔℃〕は、温度検出対象であ
る半導体素子の許容上限温度であるので、温度検出回路
以外の要因が加わった場合には、半導体素子が破壊する
おそれがある。

【０００６】本発明は、前述の従来技術の問題点に鑑み
なされたものであり、その目的は、温度検出対象である
半導体素子の温度を温度差が無くしかも時間遅れを生ず
ることなく検出できる特長を維持しながら、検出動作温
度のばらつきが小さくすることの可能な半導体素子用温
度検出回路装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では前述の目的
は、 １）温度検出対象である半導体素子と一体に形成された
ダイオードを備えた半導体素子用温度検出回路装置にお
いて、前記ダイオードに直列に接続されて，ダイオード
に順方向電流を供給する定電流発生手段と、基準電圧発
生手段と、この基準電圧発生手段の発生する電圧値と前
記ダイオードの順方向電圧降下値とを比較する電圧比較
手段を備えた構成とすること、また ２）温度検出対象である半導体素子と一体に形成された
ダイオードを備えた半導体素子用温度検出回路装置にお
いて、温度検出対象である半導体素子と一体に形成され
たデプリーション形電界効果トランジスタと、基準電圧
発生手段と、この基準電圧発生手段の発生する電圧値と
前記ダイオードの順方向電圧降下値とを比較する電圧比
較手段を備え、前記デプリーション形電界効果トランジ
スタは，前記ダイオードに直列に接続されてダイオード
に順方向電流を供給するものである構成とすること、ま
た ３）温度検出対象である半導体素子と一体に形成された
ダイオードを備えた半導体素子用温度検出回路装置にお
いて、前記ダイオードとして第一のダイオードと第二の
ダイオードを備えるとともに、第一のダイオードと，こ
の第一のダイオードのアノード側に直列に接続された第
一の定電流発生手段を有する第一の直列回路と、第二の
ダイオードと，この第二のダイオードのカソード側に直
列に接続された第二の定電流発生手段と，基準電圧発生
手段を有する第二の直列回路と、電圧比較手段を備え、
この電圧比較手段は，第一のダイオードのアノード側電
位と，第二のダイオードのカソード側電位とを比較する
ものであり、前記第一の定電流発生手段は，前記第一の
ダイオードに順方向電流を供給するものであり、前記第
二の定電流発生手段は，前記第二のダイオードに順方向
電流を供給するものである構成とすること、また ４）温度検出対象である半導体素子と一体に形成された
ダイオードを備えた半導体素子用温度検出回路装置にお
いて、前記ダイオードとして第一のダイオードと第二の
ダイオードを備えるとともに、第一のダイオードと，こ
の第一のダイオードのアノード側に直列に接続された第
一のデプリーション形電界効果トランジスタを有する第
一の直列回路と、第二のダイオードと，この第二のダイ
オードのカソード側に直列に接続された第二のデプリー
ション形電界効果トランジスタと，基準電圧発生手段を
有する第二の直列回路と、電圧比較手段を備え、この電
圧比較手段は、第一のダイオードのアノード側電位と，
第二のダイオードのカソード側電位とを比較するもので
あり、前記第一のデプリーション形電界効果トランジス
タは，温度検出対象である半導体素子と一体に形成され
て，前記第一のダイオードに順方向電流を供給するもの
であり、前記第二のデプリーション形電界効果トランジ
スタは，温度検出対象である半導体素子と一体に形成さ
れて，前記第二のダイオードに順方向電流を供給するも
のである構成とすること、また ５）前記１項から４までのいずれかに記載の手段におい
て、ダイオードは、１個であるか，または２個以上が互
いに直列に接続されたものである構成とすること、さら
にまた ６）前記１項から５までのいずれかに記載の手段におい
て、ダイオードは、温度検出対象である半導体素子が形
成されている半導体基板上に、電気絶縁膜を介して形成
されたものである構成とすること、により達成される。

【０００８】

【作用】本発明においては、半導体素子用温度検出回路
装置を、 ダイオードに直列に接続されて，ダイオードに順方向
電流を供給する定電流発生手段と、基準電圧発生手段
と、この基準電圧発生手段の発生する電圧値とダイオー
ドの順方向電圧降下値とを比較する電圧比較手段を備え
た構成とすることにより、まず、温度検出対象である半
導体素子の温度を検出するダイオードには、定電流発生
手段により一定値の順方向電流が通流される。図２６
は、順方向電流を通流されたシリコンダイオードの、ア
ノードとカソードとの間に発生する順方向電圧降下値の
温度依存性の一例を示す特性曲線である。図２６におい
て、横軸は〔℃〕で示したダイオードの温度、縦軸は
〔ｍＶ〕で示したダイオードの順方向電圧降下値であ
り、図２６中の上側の線は順方向電流値が１００〔μ
Ａ〕の場合の、中間の線は順方向電流値が１０〔μＡ〕
の場合の、下側の線は順方向電流値が１〔μＡ〕の場合
のそれぞれの特性曲線である。図２６から容易に分かる
ように、一定値の順方向電流を通流されたダイオードに
発生する順方向電圧降下値は、負の温度依存性を持ち，
温度に対してほぼ直線的に変化するとともに、シリコン
ダイオードにあっては、１５０，〜２００〔℃〕の温度
範囲において、増幅することなくそのまま直接電圧比較
手段に入力することが可能な数百〔ｍＶ〕の電圧降下値
を得ることができるものである。したがって、この温度
依存性を利用することで、温度検出対象である半導体素
子の温度を検出するものである。

【０００９】一方、基準電圧発生手段からは、温度が変
化に対して安定して一定値となる電圧値を得るととも
に、その電圧値を、検出すべき異常温度における前記ダ
イオードの順方向電圧降下値にほぼ一致させた値に選定
するものとする。ダイオードの順方向電圧降下値を、基
準電圧発生手段が発生する前述の値を持つ電圧値と、電
圧比較手段によって比較することで、ダイオードの順方
向電圧降下値が基準電圧発生手段が発生する電圧値より
も低い値となれば、温度検出対象である半導体素子の温
度は、前述した所定の異常温度値を越えたことを意味す
ることになるので、電圧比較手段から検出動作用の出力
信号を出力させるものである。また 温度検出対象である半導体素子と一体に形成されたデ
プリーション形電界効果トランジスタと、基準電圧発生
手段と、この基準電圧発生手段の発生する電圧値と前記
ダイオードの順方向電圧降下値とを比較する電圧比較手
段を備え、前記デプリーション形電界効果トランジスタ
は，前記ダイオードに直列に接続されてダイオードに順
方向電流を供給するものである構成とすることにより、
前記による作用に加えて、デプリーション形電界効果
トランジスタが備えている、（イ）ドレイン〜ソース間
電圧値がそのピンチオフ電圧値（以降、ＶSATと略称す
ることがある。）を越えたいわゆる飽和領域で使用され
る場合には、ドレイン電流値はドレイン〜ソース間電圧
値のいかんにかかわらずほぼ一定値（以降この電流値
を、ＩSAT と略称することがある。）となり、しかも、
（ロ）このＩSAT は温度に対して負の依存性を示すとい
う性質を利用するものである。

【００１０】デプリーション形電界効果トランジスタ
が、温度検出対象である半導体素子と一体に形成されて
いることで、このＩSAT は半導体素子の温度変化に追随
して変化する。このＩSAT を、ダイオードの順方向電流
として供給することにより、ダイオードの順方向電圧降
下値は、順方向電圧降下値の持つ負の温度依存性に加え
て、ＩSAT の持つ負の温度依存性が加わることにより、
の場合よりも増大した温度依存度を備えることとな
る。このダイオードの順方向電圧降下値を、と同様
に、基準電圧発生手段が発生する電圧値と、電圧比較手
段によって比較することで、ダイオードの順方向電圧降
下値が基準電圧発生手段が発生する電圧値よりも低い値
となれば、温度検出対象である半導体素子の温度は、前
述した所定の異常温度値を越えたことを意味することに
なるので、電圧比較手段から検出動作用の出力信号を出
力させるものである。

【００１１】の場合には、例えば、電圧比較手段がオ
フセットを持っていたとしても、ダイオードの順方向電
圧降下値が大きい温度依存度を持つので、電圧比較手段
が比較する電圧差の１〔℃〕当たりの変化量がの場合
よりも増大される。これにより、半導体素子用温度検出
回路装置から温度検出動作用の出力信号が出力される際
の半導体素子の温度のばらつきは、の場合よりも小さ
くなるものである。また ダイオードとして第一のダイオードと第二のダイオー
ドを備えるとともに、第一のダイオードと，この第一の
ダイオードのアノード側に直列に接続された第一の定電
流発生手段を有する第一の直列回路と、第二のダイオー
ドと，この第二のダイオードのカソード側に直列に接続
された第二の定電流発生手段と，基準電圧発生手段を有
する第二の直列回路と、電圧比較手段を備え、この電圧
比較手段は，第一のダイオードのアノード側電位と，第
二のダイオードのカソード側電位とを比較するものであ
り、前記第一の定電流発生手段は，前記第一のダイオー
ドに順方向電流を供給するものであり、前記第二の定電
流発生手段は，前記第二のダイオードに順方向電流を供
給するものである構成とすることにより、第二の直列回
路の持つ第二のダイオードのカソードの電位は、基準電
圧発生手段の発生する一定電圧値から、負の温度依存性
を持つ第二ダイオードの順方向電圧降下値を差し引いた
ものであるから、正の温度依存性を持つこととなる。こ
の正の温度依存性を持つ第二のダイオードのカソード側
電位と、の場合と同様に負の温度依存性を持つ第一の
ダイオードのアノード側電位を、電圧比較手段によって
比較するものである。

【００１２】の場合に対比させて説明すれば、の場
合の基準電圧発生手段が発生する電圧値が、このの場
合においては、第二のダイオードのカソード側電位に置
き替わったものと言うことができる。したがって、の
場合においては、第二のダイオードのカソード側電位が
正の温度依存性を持つために、電圧比較手段が比較する
電圧差の１〔℃〕当たりの変化量がの場合よりも増大
される。これにより、例えば、電圧比較手段がオフセッ
トを持っていたとしても、半導体素子用温度検出回路装
置から検出動作用の出力信号が出力される際の半導体素
子の温度のばらつきは、の場合よりも小さくなるもの
である。また ダイオードとして第一のダイオードと第二のダイオー
ドを備えるとともに、第一のダイオードと，この第一の
ダイオードのアノード側に直列に接続された第一のデプ
リーション形電界効果トランジスタを有する第一の直列
回路と、第二のダイオードと，この第二のダイオードの
カソード側に直列に接続された第二のデプリーション形
電界効果トランジスタと，基準電圧発生手段を有する第
二の直列回路と、電圧比較手段を備え、この電圧比較手
段は、第一のダイオードのアノード側電位と，第二のダ
イオードのカソード側電位とを比較するものであり、前
記第一のデプリーション形電界効果トランジスタは，温
度検出対象である半導体素子と一体に形成されて，前記
第一のダイオードに順方向電流を供給するものであり、
前記第二のデプリーション形電界効果トランジスタは，
温度検出対象である半導体素子と一体に形成されて，前
記第二のダイオードに順方向電流を供給するものである
構成とすることにより、第二の直列回路の持つ第二のダ
イオードのカソードの電位は、基準電圧発生手段の発生
する一定電圧値から、負の温度依存性を持つデプリーシ
ョン形電界効果トランジスタのＩSAT が通流する第二の
ダイオードの順方向電圧降下値を差し引いたものである
から、正の温度依存性を持つこととなる。このダイオー
ドの順方向電圧降下値の温度依存度は、（イ）デプリー
ション形電界効果トランジスタのＩSAT の持つ負の温度
依存性と、（ロ）一定電流を通流した際の第二のダイオ
ードの順方向電圧降下値が持つ負の温度依存性とが相乗
したものであるから、の場合の第二のダイオードのカ
ソード側電位が持つ温度依存度よりも大きい依存度を持
ちえることとなる。

【００１３】の場合に対比させて説明すれば、の場
合の基準電圧発生手段が発生する電圧値が、このの場
合においては、第二のダイオードのカソード側電位に置
き替わったものと言うことができる。したがって、の
場合においては、第二のダイオードのカソード側電位が
正の温度依存性を持つために、電圧比較手段が比較する
電圧差の１〔℃〕当たりの変化量がの場合よりも増大
される。これにより、例えば、電圧比較手段がオフセッ
トを持っていたとしても、半導体素子用温度検出回路装
置から検出動作用の出力信号が出力される際の半導体素
子の温度のばらつきは、の場合よりもさらに小さくな
るものである。また半導体素子用温度検出回路装置に用
いられるダイオードを、 ２個以上が互いに直列に接続されたものである構成と
することにより、，〜に記述したそれぞれのダイオ
ードの順方向電圧降下値が、ダイオードの直列個数倍さ
れることになるために、，の場合におけるダイオー
ド、また，における第一のダイオード、の順方向電
圧降下値に基づいて電圧比較手段に与えられる電位が備
える負の温度依存性の温度依存度は、，〜の場合よ
りも増大される。また、，における第二のダイオー
ドのカソード側電位に基づいて電圧比較手段に与えられ
る電位が備える正の温度依存性の温度依存度も、，
の場合よりも増大される。

【００１４】これにより、電圧比較手段が比較する電圧
差の１〔℃〕当たりの変化量が，〜で記述したもの
よりも増大される。これにより、例えば、電圧比較手段
がオフセットを持っていたとしても、半導体素子用温度
検出回路装置から検出動作用の出力信号が出力される際
の半導体素子の温度のばらつきは、一層小さくなるもの
である。さらにまた 温度検出対象である半導体素子が形成されている半導
体基板上に、電気絶縁膜を介して形成されたものである
構成とすることにより、寄生トランジスタを形成するこ
とがなくなるために、電源電圧が変動した際にも、ダイ
オードの電位は影響を受けることがないので、半導体素
子用温度検出回路装置から検出動作用の出力信号が出力
される際の半導体素子の温度は、電源電圧変動の影響を
受けることがない。

【００１５】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。 実施例１；図１は、請求項１，５に対応する本発明の一
実施例による半導体素子用温度検出回路装置の要部の回
路図である。図１において、９は、１個のシリコン製の
ダイオード１と、定電流発生手段としてのよく知られた
定電流発生回路２と、基準電圧発生手段としてのよく知
られた基準電圧発生回路３と、電圧比較手段としてのよ
く知られた電圧コンパレータ（以降、コンパレータと略
称することがある。）４とで構成されて、図示されてい
ない半導体装置（例えば、パワーＩＣ等のパワー半導体
素子である。）を熱的破壊から保護する等のために使用
される半導体素子用温度検出回路装置であり、温度に関
する信号を出力するものである。温度検出回路９は、図
示しない直流電源から電源を受け取る電源端子９ｂと、
電源端子９ｂに接続される電源線９ｃと、アース９ｄ
と、出力端子９ａを備えている。

【００１６】定電流発生回路２は、温度に依存すること
の無い一定値を有する電流２ａをダイオード１のアノー
ドに向けて供給する。基準電圧発生回路３は、温度に依
存することの無い一定電圧（以降、Ｖｃと略称すること
がある。）３ａをコンパレータ４の反転入力端子に供給
する。Ｖｃ３ａの値は、コンパレータ４で対比される電
圧に近い値（この場合においては、１５０〔℃〕付近に
おけるダイオード１のアノード側の電圧）に選定するこ
とが好ましい。ダイオード１は、温度検出対象である半
導体素子の形成されているシリコン基板に、既知の半導
体製作手法を用いて形成されたものであり、電流２ａが
順方向に通流された場合に、そのアノードとカソードと
の間に発生する順方向電圧降下値は、先に図２６中に示
した通り電流２ａの値に応じてその値は異なるが、負の
温度依存性を呈するものである。

【００１７】コンパレータ４は、ダイオード１の前記の
順方向電圧降下値により定まるアノード側電位（以降、
Ｖａ略称することがある。）１ａを非反転入力端子に入
力し、非反転入力端子の電位が反転入力端子の電位より
高位である場合には、その出力端子から電源線９ｃの持
つ電圧にほぼ等しい値の電圧（以降、「Ｈ」と略称する
ことがある。）を出力する。また、コンパレータ４は、
非反転入力端子の電位が反転入力端子の電位より低位で
ある場合には、その出力端子からアース９ｄの持つ電圧
にほぼ等しい値の電圧（以降、「Ｌ」と略称することが
ある。）を出力する。

【００１８】本発明では前述の構成としたので、コンパ
レータ４の非反転入力端子に入力されるＶａ１ａと、反
転入力端子に入力されるＶｃ（図２中に、一定値０，５
〔Ｖ〕として示す。）３ａは、温度に対してそれぞれ図
２中に例示する依存性を備えている。また、ダイオード
１は、温度検出対象である半導体素子の形成されている
シリコン基板に、既知の半導体製作手法を用いて形成さ
れたものであるので、例えば、半導体素子の温度が過大
な電流が通流するなどが原因で上昇したとすると、ダイ
オード１の温度は、半導体素子の温度とほぼ同一値でし
かも時間遅れを生ずることなく追随して上昇する。ダイ
オード１の温度が上昇して、図２に示したＶａとＶｃと
の交点Ａに対応する温度ＴA （図２中では１５０
〔℃〕）に到達すると、両電位は同一値となる。なお、
コンパレータ４は、ダイオード１の温度がＴA より低い
範囲においては、非反転入力端子の電位Ｖａ１ａが反転
入力端子の電位Ｖｃ３ａより高位であるので「Ｈ」を、
また、ダイオード１の温度がＴAより高い範囲になる
と、非反転入力端子の電位Ｖａが反転入力端子の電位Ｖ
ｃ３ａより低位であるので「Ｌ」を、それぞれ出力信号
４ａとして出力する。出力信号４ａは、出力端子９ａか
ら温度検出回路９の外部に出力され、半導体装置に通流
する電流の値を低減したり、あるいはしゃ断したり、あ
るいは警報を出すなど、半導体装置の保護等に必要な適
切な処置の実行に利用される。なお、半導体装置の温度
が低下して、出力信号４ａが「Ｈ」に戻った場合には、
手動あるいは自動操作により、半導体装置を通常の動作
に戻すこととなる。

【００１９】ところで、ダイオード１の順方向電圧降下
値は、ダイオード１の寸法誤差，不純物濃度のばらつき
の影響を受けて、あるばらつきを持つものである。ま
た、定電流発生回路２が供給する電流２ａの値には±１
０〔％〕程度のばらつきを、Ｖｃの値には±１０〔ｍ
Ｖ〕程度のばらつきを容認しなければならない場合が有
る。こうしたばらつきの存在により、ＶａとＶｃは、図
３に例示するように各々上限線（ＶａH , ＶｃH ）と下
限線（ＶａL , ＶｃL ）を持つものとして考慮しておか
なければならない。したがって、出力信号４ａが「Ｈ」
から「Ｌ」に反転される点である両電位の交点は、最も
低い温度となるのはＶａL とＶｃH の交点ＡL であり、
最も高い温度となるのはＶａH とＶｃL の交点ＡH であ
る。また、コンパレータ４は、オフセット電圧が存在す
ることを容認しなければならないものである。このため
に、出力信号４ａが「Ｈ」から「Ｌ」に切り換えられる
温度は、交点ＡH に対応する温度ＴAH（ＴA よりΔＴA
だけ高いものとする。）よりも僅かに（ΔＴH だけ高い
ものとする。）高い温度ＴAHH となる。また、出力信号
４ａが「Ｌ」から「Ｈ」に戻る際の温度は、交点ＡL に
対応する温度ＴAL（ＴAよりΔＴA だけ低いものとす
る。）よりも僅かに（ΔＴL だけ低いものとする。）低
い温度ＴALL となる。

【００２０】前記したダイオード１の順方向電圧降下値
のばらつきは、ｐｎ接合部の寸法精度，ｐｎ接合部の不
純物濃度の影響は受けるが、ダイオードの逆漏れ電流値
のばらつきの場合とは異なり、ｐｎ接合部における重金
属イオン濃度の影響を受けることはない。また、ダイオ
ード１の順方向電圧降下値は、従来例とは異なり直接コ
ンパレータ４に入力していることで、温度ＴA に対する
ばらつきの上下限値ＴAHH とＴALL との差は、ほぼ１０
〔℃〕に納まる。

【００２１】実施例２；図４は、請求項１，５に対応す
る本発明の異なる実施例による半導体素子用温度検出回
路装置の要部の回路図である。図４において、図１に示
した請求項１，５に対応する本発明の一実施例による半
導体素子用温度検出回路装置と同一部分には同じ符号を
付し、その説明を省略する。図４において、９Ａは、温
度検出回路９と同一の構成要素を持ち、しかしながら温
度検出回路９と異なる接続関係とした温度検出回路であ
る。すなわち、温度検出回路９は、アース９ｄの電位を
基準としたＶｃ３ａを用いた回路であるのに対して、温
度検出回路９Ａは、電源線９ｃの電位（以降、ＶS 略称
することがある。）を基準としたＶｃ３ａを用いた回路
である。

【００２２】温度検出回路９Ａにおいては、定電流発生
回路２は、温度に依存することの無い一定値を有する電
流２ａを、ダイオード１にそのカソードから引き出す形
で供給する。基準電圧発生回路３は、Ｖｃを逆極性とし
てコンパレータ４の反転入力端子に供給する。コンパレ
ータ４は、ダイオード１の順方向電圧降下値により定ま
るカソード側電位（以降、Ｖｂ略称することがある。）
１ｂを非反転入力端子に入力し、非反転入力端子の電位
が反転入力端子の電位より高位である場合には、「Ｈ」
を、また、非反転入力端子の電位が反転入力端子の電位
より低位である場合には「Ｌ」を、その出力端子から出
力する。

【００２３】本発明では前述の構成としたので、コンパ
レータ４の反転入力端子に入力される電位は、ＶS −Ｖ
ｃに一定であり、非反転入力端子に入力されるＶｂは、
ＶS−Ｖａに等しい関係に有るので、コンパレータ４の
反転入力端子と非反転入力端子との間の電位差は、実施
例１の場合とは反転した関係にあるがその絶対値は同一
である。したがって、その出力端子から出力される信号
４ａも実施例１の場合に対し反転した関係になるが、そ
の点を除けば実施例１の場合と全く同一の動作を行うも
のであり、そのばらつきの値も実施例１の場合と同一値
となる。

【００２４】実施例３；図５は、請求項１，５に対応す
る本発明の異なる実施例による半導体素子用温度検出回
路装置の要部の回路図である。図５において、図１に示
した請求項１，５に対応する本発明の一実施例による半
導体素子用温度検出回路装置と同一部分には同じ符号を
付し、その説明を省略する。図５において、９Ｂは、ダ
イオード１が３個互いに直列に接続されたダイオード接
続体１０を備えており、その他は、温度検出回路９の構
成と同一の構成を持つ温度検出回路である。

【００２５】本発明では前述の構成としたので、コンパ
レータ４の非反転入力端子に入力されるＶａ１ａと、反
転入力端子に入力されるＶｃ（図６中に、一定値１，５
〔Ｖ〕として示す。）３ａは、温度に対してそれぞれ図
６中に例示する依存性を備えている。図６中に示したＶ
ａとＶｃとの交点Ａに対応する温度ＴA （図６では１５
０〔℃〕）で、両電位は同一値となる。コンパレータ４
のＶａとＶｃの値に対応して行う動作は、実施例１の場
合と同一である。

【００２６】ところで、ダイオード接続体１０の順方向
電圧降下値とＶｃの値は、実施例１におけるダイオード
１の場合のそれぞれ３倍となっており、Ｖｃのばらつき
は実施例１の場合と同等の±１０〔ｍＶ〕程度に納めら
れるので、ばらつきの存在によるＶａとＶｃの交点に対
応する最も高い温度と最も低い温度の、温度ＴA との温
度差は、実施例１の場合よりも低減される。また、コン
パレータ４に、オフセット電圧が存在することにより生
ずる前記交点に対応する温度との差も、Ｖａの温度に対
する変化量が実施例１の場合の３倍であるので、実施例
１の場合の１／３に低減される。

【００２７】実施例４；図７は、請求項１，５に対応す
る本発明のさらに異なる実施例による半導体素子用温度
検出回路装置の要部の回路図である。図７において、図
４に示した請求項１，５に対応する本発明の異なる実施
例による半導体素子用温度検出回路装置、および、図５
に示した請求項１，５に対応する本発明の異なる実施例
による半導体素子用温度検出回路装置と同一部分には同
じ符号を付し、その説明を省略する。図７において、９
Ｃは、ダイオード１に替わりダイオード接続体１０を備
えている以外は、温度検出回路９Ａの構成と同一の構成
を持つ温度検出回路である。

【００２８】温度検出回路９Ｃにおいては、コンパレー
タ４の反転入力端子に入力される電位は、ＶS −Ｖｃに
一定であり、非反転入力端子に入力されるＶｂは、ＶS
−Ｖａに等しい関係に有り、コンパレータ４の反転入力
端子と非反転入力端子との間の電位差は、実施例１の場
合とは反転した関係にあるがその絶対値は同一であるこ
とは、実施例２の場合と同一である。また、ＶａとＶｃ
の値が、実施例１，２の場合に対して３倍であるので、
ＶａとＶｃの交点に対応する最も高い温度と最も低い温
度の差、あるいは、コンパレータ４の持つオフセット電
圧による前記交点に対応する温度との差が、ともに実施
例２の場合に対して低減されることは、実施例３の場合
と同一となる。

【００２９】実施例５；図８は、請求項２，５に対応す
る本発明の一実施例による半導体素子用温度検出回路装
置の要部の回路図である。図８において、図１に示した
請求項１，５に対応する本発明の一実施例による半導体
素子用温度検出回路装置と同一部分には同じ符号を付
し、その説明を省略する。図８において、９Ｄは、ダイ
オード１に電流を供給する電流源として、よく知られた
ｎチャンネルデプリーション形電界効果トランジスタ
（以降、ｎＤＭＯＳと略称することがある。）５を使用
している点が、図１による温度検出回路９とは異なって
いる温度検出回路である。

【００３０】ｎＤＭＯＳ５は、そのドレインを電源線９
ｃと、そのソースをダイオード１のアノードに、また、
そのゲートをそのソースにそれぞれ接続される。このよ
うに接続されたｎＤＭＯＳ５の、ドレイン電圧（以降、
ＶD と略称することがある。）値に対するドレイン電流
（以降、ＩD 略称することがある。）値５ａの関係は、
よく知られているように図９に例示する関係になり、Ｖ
D がｎＤＭＯＳ５が有するピンチオフ電圧（以降、ＶSA
T と略称することがある。）を越える飽和領域において
は、ＩD はほぼ一定の値を持つ飽和ドレイン電流（以
降、ＩSAT と略称することがある。）となる。

【００３１】ｎＤＭＯＳ５として、温度検出対象である
半導体素子の形成されているシリコン基板に、既知の半
導体製作手法を用いて形成されたものを使用し、しかも
その飽和領域において動作されるように設定すれば、ｎ
ＤＭＯＳ５の温度はダイオード１の場合と同様に、半導
体素子の温度とほぼ同一値でしかも時間遅れを生ずるこ
となく追随するので、ＩSAT の温度依存性は、半導体素
子の温度を反映することが可能となる。

【００３２】ところで、ＩSAT の温度依存性は図１０に
例示する如く、ＩSAT の対数が、温度の対数に負の定数
を乗じた値に対して比例する関係にあるものである。し
たがって、ＩSAT の値は、その温度の上昇とともに低減
するものである。このため、ＩD ５ａによりダイオード
１に生じる順方向電圧降下値の温度に対する変化は、Ｉ
SAT 値の温度依存性が重畳されることで、実施例１の場
合よりも大きくなる。したがって、ダイオード１の前記
の順方向電圧降下値により定まるＶａ１ｃは、図１１中
に例示するように、実施例１の場合のＶａ１ａよりもそ
の温度に対する変化は大きくなる。

【００３３】本発明では前述の構成としたので、コンパ
レータ４の非反転入力端子に入力されるＶａ１ｃと、反
転入力端子に入力されるＶｃ（図１１中に、図２の場合
と同様、一定値０，５〔Ｖ〕として示す。）３ａは、温
度に対してそれぞれ図１１中に例示する依存性を備えて
おり、特に、Ｖａの値は、ＩD ５ａの負の温度依存性を
利用したことで、実施例１による図２中に示したものよ
り、温度に対して大きく変化している。したがって、実
施例１との差異を主体に説明すると、図１１中に示した
ＶａとＶｃとの交点Ａに対応する温度ＴA （図１１中で
は１５０〔℃〕）に対する、ばらつきの存在によるＶａ
とＶｃの交点に対応する最も高い温度と最も低い温度
の、温度ＴA との温度差は、実施例１の場合よりも低減
される。また、コンパレータ４に、オフセット電圧が存
在することにより生ずる前記交点に対応する温度との差
も、Ｖａの温度に対する変化量が実施例１の場合よりも
大きいことにより、実施例１の場合よりも低減される。

【００３４】実施例６；図１２は、請求項２，５に対応
する本発明の異なる実施例による半導体素子用温度検出
回路装置の要部の回路図である。図１２において、図１
に示した請求項１，５に対応する本発明の一実施例によ
る半導体素子用温度検出回路装置、図４に示した請求項
１，５に対応する本発明の異なる実施例による半導体素
子用温度検出回路装置、および図８に示した請求項２，
５に対応する本発明の一実施例による半導体素子用温度
検出回路装置と同一部分には同じ符号を付し、その説明
を省略する。図１２に示した温度検出回路９Ｅは、図８
に示したｎＤＭＯＳ５を電流源として用いるようにした
温度検出回路９Ｄに対して、図４に示した温度検出回路
９Ａの場合と同様の電源線９ｃの電位；ＶS を基準とし
たＶｃ３ａを用いるようにした回路である。

【００３５】したがって、その出力端子から出力される
信号４ａも実施例５の場合に対し反転した関係になる
が、その点を除けば実施例５の場合と全く同一の動作を
行うものであり、そのばらつきの値も実施例５の場合と
同一値となる。 実施例７；図１３は、請求項２，５に対応する本発明の
異なる実施例による半導体素子用温度検出回路装置の要
部の回路図である。図１３において、図１に示した請求
項１，５に対応する本発明の一実施例による半導体素子
用温度検出回路装置、図５に示した請求項１，５に対応
する本発明の異なる実施例による半導体素子用温度検出
回路装置、および図８に示した請求項２，５に対応する
本発明の一実施例による半導体素子用温度検出回路装置
と同一部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。
図１３に示した温度検出回路９Ｆは、図８に示したｎＤ
ＭＯＳ５を電流源として用いるようにした温度検出回路
９Ｄに対して、図５に示した温度検出回路９Ｂの場合と
同様の，ダイオード接続体１０を備えるようにした回路
である。

【００３６】したがって、実施例３の場合と同様に、ダ
イオード接続体１０の順方向電圧降下値とＶｃの値は、
実施例５におけるダイオード１の場合のそれぞれ３倍に
なることを除けば、実施例５の場合と全く同一の動作を
行うものである。このため、ＩD ５ａによりダイオード
接続体１０に生じる順方向電圧降下値の温度に対する変
化は、ダイオード１による実施例５の場合よりも大きく
なる。したがって、ダイオード接続体１０の前記の順方
向電圧降下値により定まるＶａ１ｃは、図１４中に例示
するように、実施例５の場合よりもその温度に対する変
化は大きくなる。この結果、出力端子から出力される信
号４ａが「Ｈ」から「Ｌ」に切り換えられる際の温度の
ばらつきの値は、実施例５の場合と比較して、ほぼ実施
例１の場合に対する実施例３の場合と同等のレベルで低
減される。

【００３７】実施例８；図１５は、請求項２，５に対応
する本発明のさらに異なる実施例による半導体素子用温
度検出回路装置の要部の回路図である。図１５におい
て、図１に示した請求項１，５に対応する本発明の一実
施例による半導体素子用温度検出回路装置、図５に示し
た請求項１，５に対応する本発明の異なる実施例による
半導体素子用温度検出回路装置、図７に示した請求項
１，５に対応する本発明のさらに異なる実施例による半
導体素子用温度検出回路装置、図８に示した請求項２，
５に対応する本発明の一実施例による半導体素子用温度
検出回路装置、および図１３に示した請求項２，５に対
応する本発明の異なる実施例による半導体素子用温度検
出回路装置と同一部分には同じ符号を付し、その説明を
省略する。

【００３８】図１５に示した温度検出回路９Ｇは、図１
２に示したｎＤＭＯＳ５を電流源として用い，しかも電
源線９ｃの電位；ＶS を基準としたＶｃ３ａを用いるよ
うにした温度検出回路９Ｅに対して、図５，図７，図１
３に示したダイオード接続体１０を備えるようにした回
路である。したがって、その出力端子から出力される信
号４ａも実施例７の場合に対し反転した関係になるが、
その点を除けば実施例７の場合と全く同一の動作を行う
ものであり、そのばらつきの値も実施例７の場合と同一
値となる。 実施例９；図１６は、請求項３，５に対応する本発明の
一実施例による半導体素子用温度検出回路装置の要部の
回路図である。図１６において、図１に示した請求項
１，５に対応する本発明の一実施例による半導体素子用
温度検出回路装置と同一部分には同じ符号を付し、その
説明を省略する。図１６において、９Ｈは、第一の直列
回路６Ａと、第二の直列回路６Ｂを備え、各々の出力を
コンパレータ４の有する反転入力端子と非反転入力端子
に入力するように構成した温度検出回路である。

【００３９】第一の直列回路６Ａは、第一のダイオード
１Ａと、この第一のダイオード１Ａのアノード側に直列
に接続された第一の定電流発生手段としての第一の定電
流発生回路２Ａから構成される。また、第二の直列回路
６Ｂは、第二のダイオード１Ｂと、この第二のダイオー
ド１Ｂのカソード側に直列に接続された第二の定電流発
生手段としての第二の定電流発生回路２Ｂと、基準電圧
発生回路３とで構成される。第一のダイオード１Ａと第
二のダイオード１Ｂは共に、実施例１等におけるダイオ
ード１と同様に、温度検出対象である半導体素子の形成
されているシリコン基板に、既知の半導体製作手法を用
いて形成されたものであり、電流が順方向に通流された
場合に、そのアノードとカソードとの間に発生する順方
向電圧降下値は、図２６中に示した負の温度依存性を示
すものである。また、定電流発生回路２Ａ，２Ｂは、実
施例１等における定電流発生回路２と同様に、温度に依
存することの無い一定値を有する電流２ａをそれぞれ第
一のダイオード１Ａおよび第二のダイオード１Ｂとに供
給する回路である。

【００４０】第一の直列回路６Ａにおいては、第一のダ
イオード１Ａのアノード側のアース９ｄからの電位であ
るＶａ６ａを発生させて、コンパレータ４の非反転入力
端子に供給する。Ｖａ６ａは、実施例１等の場合のＶａ
１ａと、全く同一のものである。また、第二の直列回路
６Ｂにおいては、第二のダイオード１Ｂのカソード側の
アース９ｄからの電位であるＶｂ６ｂを発生させて、コ
ンパレータ４の反転入力端子に供給する。Ｖｂ６ｂは、
基準電圧発生回路３の発生する電圧から、電流２ａによ
り第二のダイオード１Ｂに発生した負の温度依存性を持
つ順方向電圧降下値を差し引いたものであるので、図１
７中に例示したように温度と共に上昇する正の温度依存
性を備える。

【００４１】本発明では前述の構成としたので、温度検
出回路９Ｈの備える第一のダイオード１Ａと第二のダイ
オード１Ｂは、半導体素子の温度が過大な電流が通流す
るなどが原因で上昇したとすると、半導体素子の温度と
ほぼ同一値でしかも時間遅れを生ずることなく追随して
その温度を上昇する。第一のダイオード１Ａ，第二のダ
イオード１Ｂが上昇して、図１７に示したＶａとＶｂと
の交点Ａに対応する温度ＴA （図１７中では１５０
〔℃〕）に到達すると、両電位は同一値となる。このと
き、コンパレータ４は出力信号４ａを「Ｈ」から「Ｌ」
に切り換えて出力する。

【００４２】ところで、この実施例の場合を実施例１の
場合と比較すると、非反転入力端子に入力されるＶａ６
ａは、実施例１と全く同一であるが、反転入力端子に入
力されるＶｂ６ｂは、実施例１が一定値のＶｃであるの
に対して、前記した通り正の温度依存性を備えるもので
ある。このため、コンパレータ４が比較する両電位の差
の１〔℃〕当たりの変化量は、実施例１と場合よりも増
大される。これにより、ＶａとＶｂとにばらつきが存在
することによるＶａとＶｂの交点に対応する最も高い温
度と最も低い温度の、温度ＴA との温度差は、実施例１
の場合よりも低減される。また、同じ理由により、コン
パレータ４に、オフセット電圧が存在することにより生
ずる前記交点に対応する温度との差も、実施例１の場合
よりも低減される。

【００４３】実施例１０；図１８は、請求項３，５に対
応する本発明の異なる実施例による半導体素子用温度検
出回路装置の要部の回路図である。図１８において、図
１に示した請求項１，５に対応する本発明の一実施例に
よる半導体素子用温度検出回路装置、図５に示した請求
項１，５に対応する本発明の異なる実施例による半導体
素子用温度検出回路装置、および、図１６に示した請求
項３，５に対応する本発明の一実施例による半導体素子
用温度検出回路装置と同一部分には同じ符号を付し、そ
の説明を省略する。図１８において、９Ｊは、第一の直
列回路６Ａと、第二の直列回路６Ｂが備えるダイオード
として、ダイオード１Ａあるいはダイオード１Ｂがそれ
ぞれ３個互いに直列に接続されたダイオード接続体１０
Ａあるいはダイオード接続体１０Ｂを備えるようにした
ものであり、その他は、温度検出回路９Ｈの構成と同一
の構成を持つ温度検出回路である。

【００４４】本発明では前述の構成としたので、コンパ
レータ４の非反転入力端子に入力されるＶａ６ａと、反
転入力端子に入力されるＶｂ６ｂは、温度に対してそれ
ぞれ図１９中に例示する依存性を備えている。図１９中
に示したＶａとＶｂとの交点Ａに対応する温度ＴA （図
１９では１５０〔℃〕）で、両電位は同一値となる。コ
ンパレータ４のＶａとＶｂの値に対応して行う動作は、
実施例１，９の場合と同一である。

【００４５】ところで、ダイオード接続体１０Ａ，１０
Ｂの順方向電圧降下値は、実施例９におけるダイオード
１Ａ，１Ｂの場合のそれぞれ３倍となっていることによ
り、実施例３の場合と同様な理由で、ＶａとＶｂとにば
らつきが存在することによるＶａとＶｂの交点に対応す
る最も高い温度と最も低い温度の、温度ＴA との温度差
は、実施例９の場合よりも低減される。また、同じ理由
により、コンパレータ４に、オフセット電圧が存在する
ことにより生ずる前記交点に対応する温度との差も、実
施例９の場合よりも低減される。

【００４６】実施例１１；図２０は、請求項４，５に対
応する本発明の一実施例による半導体素子用温度検出回
路装置の要部の回路図である。図２０において、図１に
示した請求項１，５に対応する本発明の一実施例による
半導体素子用温度検出回路装置、図８に示した請求項
２，５に対応する本発明の一実施例による半導体素子用
温度検出回路装置、および、図１６に示した請求項３，
５に対応する本発明の一実施例による半導体素子用温度
検出回路装置と同一部分には同じ符号を付し、その説明
を省略する。

【００４７】図２０において、９Ｋは、ダイオード１
Ａ，１Ｂに電流を供給する電流源として、ｎＤＭＯＳ５
Ａ，５Ｂを使用している点が、図１６による温度検出回
路９Ｈとは異なっている温度検出回路である。第一のｎ
ＤＭＯＳ５Ａと第二のｎＤＭＯＳ５Ｂは共に、実施例５
等におけるｎＤＭＯＳ５と同様に、温度検出対象である
半導体素子の形成されているシリコン基板に、既知の半
導体製作手法を用いて形成されたものであり、したがっ
て、図９に例示した関係の、ｎＤＭＯＳ５と同一のＶD
〜ＩD 特性を備えるものであり、また、そのＩSAT 値
も、図１０による負の温度依存性を示すものである。

【００４８】第一の直列回路６Ａにおいては、第一のダ
イオード１Ａのアノード側から、実施例５等の場合のＶ
ａ１ｃと全く同一の、Ｖａ６ｃを発生させる。また、第
二の直列回路６Ｂにおいては、第二のダイオード１Ｂの
カソード側のアース９ｄからの電位であるＶｂ６ｄを発
生させて、コンパレータ４の反転入力端子に供給する。
Ｖｂ６ｄは、基準電圧発生回路３の発生する電圧から、
ｎＤＭＯＳ５Ｂの供給する前記の負の温度依存性を持つ
ＩD ５ａにより，第二のダイオード１Ｂに発生した負の
温度依存性を持つ順方向電圧降下値を差し引いたもので
ある。したがって、Ｖｂ６ｄは、図２１中に例示するよ
うに、実施例９の場合のＶｂ６ｂよりも大きな正の温度
依存性を備える。

【００４９】本発明では前述の構成としたので、コンパ
レータ４の非反転入力端子に入力されるＶａ６ｃと、反
転入力端子に入力されるＶｂ６ｄは、温度に対してそれ
ぞれ図２１中に例示する依存性を備えており、ＩD ５ａ
の持つ負の温度依存性を利用することにより、Ｖａおよ
びＶｂの値は実施例９による図１７中に示したものよ
り、温度に対して大きく変化している。したがって、実
施例９との差異を主体に説明すると、図２１中に示した
ＶａとＶｂとの交点Ａに対応する温度ＴA （図２１中で
は１５０〔℃〕）に対する、ばらつきの存在によるＶａ
とＶｂの交点に対応する最も高い温度と最も低い温度
の、温度ＴA との温度差は、実施例９の場合よりもさら
に低減される。また、コンパレータ４に、オフセット電
圧が存在することにより生ずる前記交点に対応する温度
との差も、Ｖａの温度に対する変化量が実施例９の場合
よりも大きいことにより、実施例９の場合よりも低減さ
れる。

【００５０】実施例１２；図２２は、請求項４，５に対
応する本発明の異なる実施例による半導体素子用温度検
出回路装置の要部の回路図である。図２２において、図
１に示した請求項１，５に対応する本発明の一実施例に
よる半導体素子用温度検出回路装置、図５に示した請求
項１，５に対応する本発明の異なる実施例による半導体
素子用温度検出回路装置、図８に示した請求項２，５に
対応する本発明の一実施例による半導体素子用温度検出
回路装置、図１６に示した請求項３，５に対応する本発
明の一実施例による半導体素子用温度検出回路装置、お
よび、図１８に示した請求項３，５に対応する本発明の
異なる実施例による半導体素子用温度検出回路装置と同
一部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。

【００５１】図２２において、９Ｌは、ダイオード接続
体１０Ａ，１０Ｂに電流を供給する電流源として、ｎＤ
ＭＯＳ５Ａ，５Ｂを使用している点が、図１８による温
度検出回路９Ｊとは異なっている温度検出回路である。
本発明では前述の構成としたので、コンパレータ４の非
反転入力端子に入力されるＶａ６ｃと、反転入力端子に
入力されるＶｂ６ｄは、温度に対してそれぞれ図２３中
に例示する依存性を備えている。図２３中に示したＶａ
とＶｂとの交点Ａに対応する温度ＴA （図２３では１５
０〔℃〕）で、両電位は同一値となる。コンパレータ４
のＶａとＶｂの値に対応して行う動作は、実施例１，１
１の場合と同一である。

【００５２】ところで、ダイオード接続体１０Ａ，１０
Ｂの順方向電圧降下値は、実施例１１におけるダイオー
ド１Ａ，１Ｂの場合のそれぞれ３倍となっていることに
より、実施例３の場合と同様な理由で、ＶａとＶｂとに
ばらつきが存在することによるＶａとＶｂの交点に対応
する最も高い温度と最も低い温度の、温度ＴA との温度
差は、実施例１１の場合よりも低減される。また、同じ
理由により、コンパレータ４に、オフセット電圧が存在
することにより生ずる前記交点に対応する温度との差
も、実施例１１の場合よりも低減される。

【００５３】実施例１，〜１２における今までの説明で
は、それぞれの温度検出回路の備える回路要素は、ダイ
オード１，１Ａ，１Ｂ、ダイオード接続体１０，１０
Ａ，１０Ｂ、ｎＤＭＯＳ５，５Ａ，５Ｂを除いては、そ
の構成について説明をしてこなかったが、各温度検出回
路の備える，例えば定電流発生回路などの前記を除く回
路要素は、温度検出対象である半導体装置とは別置して
配置してもよいし、また、個別素子あるいは集積回路素
子の様態として温度検出対象である半導体素子が形成さ
れた半導体基板に一体に形成してもよいものである。

【００５４】実施例１３；図２４は、請求項６に対応す
る本発明の一実施例による半導体素子用温度検出回路装
置に用いるダイオードの要部の断面図である。図２４に
おいて、７は、温度検出対象である半導体装置が形成さ
れているシリコン製の半導体基板、８１は、半導体基板
７上に形成された電気絶縁膜としての酸化膜（ＳｉＯ2
膜）、８２は、酸化膜８１上に形成されたｐ形半導体
層、８３は、ｐ形半導体層８２中に形成されたｎ形半導
体層、８４は、ｐ形半導体層８２とｎ形半導体層８３の
上に形成された保護膜、８５，８６は、保護膜８４にｐ
形半導体層８２とｎ形半導体層８３とに連通するよう窓
を設け，その窓の位置に形成されたアルミニウム電極で
ある。８は、酸化膜８１，〜アルミニウム電極８６から
なるダイオードである。前記したｐ形半導体層８２とｎ
形半導体層８３とにより、ダイオード８のｐｎ接合が形
成される。

【００５５】ダイオード８は、半導体素子を製造する際
に使用されるよく知られた半導体製法を用いて、形成さ
れるものであり、例えば、次記の工程により半導体基板
７上に形成される。 （イ）酸化膜（８１）形成→（ロ）ポリシリコン膜形成
→（ハ）ポリシリコン膜にｐ形イオン注入（ｐ形半導体
層８２を形成）→（ニ）ポリシリコン膜一部エッチング
→（ホ）ポリシリコン膜上にマスク用膜形成→（ヘ）マ
スク用膜一部エッチング→（ト）ポリシリコン膜にｎ形
イオン注入（ｎ形半導体層８３を形成）→（チ）マスク
用膜除去→（リ）保護膜（８４）形成→（ヌ）保護膜に
窓あけ→（ル）保護膜の窓部にアルミニウム層（アルミ
ニウム電極８５，８６）形成。

【００５６】本発明では前述の構成としたので、図２５
に示したダイオードの場合とは異なり、半導体基板７に
対して酸化膜８１により絶縁されることにより、寄生ト
ランジスタが形成されることがない。図２５は、ダイオ
ード７３を、ｎ形半導体基板７に、ｐ形層７１とｎ形層
７２を形成して、層７１と層７２との間のｐｎ接合によ
り形成するものである。ところが、この構造の場合に
は、ｎ形の半導体基板７がｐ形層７１に直接隣接するの
で、図２５中に点線で示す寄生トランジスタ７４が必ず
形成される。したがって、ダイオード７３として使用し
たとしても、トランジスタ７４として動作することとな
り、電源電圧の変動がダイオード７３に流れる電流の値
に影響を与えることとなる。このような構造のダイオー
ドを、実施例１，〜１２中に示した温度検出回路に使用
すると、電源電圧の変動により、出力端子から出力され
る信号４ａが切り換えられる際の温度値に変動を生じる
ことがある。

【００５７】図２４に示したこの発明のダイオードを用
いる場合には、寄生トランジスタが存在していないの
で、信号４ａが切り換えられる際の温度値が、電源電圧
の変動の影響を受ける問題は解消されるのである。な
お、複数のダイオード８が必要である場合には、酸化膜
８１上に、ｎ形半導体層８３を形成したｐ形半導体層８
２を、互いに独立させて複数形成し、それぞれを、保護
膜８４で覆った後に、それぞれ独立にアルミニウム電極
８５，８６を形成するばよい。これらのダイオード８の
直列接続は、アルミニウム電極８５，８６を用いて、保
護膜８４の外側において接続することで行えばよいもの
である。

【００５８】

【発明の効果】本発明においては、前述した構成とする
ことにより、下記の効果を奏する。 温度検出回路から検出動作用の出力信号が出力される
際の半導体素子の温度のばらつき、すなわち、検出動作
温度のばらつきを、ほぼ±１０〔℃〕あるいはそれ以下
という小さい値にすることが可能となる。

【００５９】このことにより、温度検出回路の検出動
作温度のばらつきの下限値を、温度検出対象である半導
体素子の通常動作温度範囲の上限値である１５０〔℃〕
に対して余裕を持たせて１５５〔℃〕に設定しても、温
度検出回路の検出動作温度のばらつきの上限値を１７５
〔℃〕程度あるいはそれ以下にすることが可能になる。
これにより、温度検出対象である半導体素子の許容上限
温度２００〔℃〕に対して、充分な余裕を得られるの
で、温度検出回路以外の要因が加わった場合であって
も、半導体素子を安全に保護することが可能になるので
ある。

【００６０】また、温度検出回路に供給する電源電圧
が変動したとしても、その検出動作温度が影響を受ける
ことのない温度検出回路を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１，５に対応する本発明の一実施例によ
る半導体素子用温度検出回路装置の要部の回路図

【図２】図１による温度検出回路装置の温度検出動作を
説明する特性線図

【図３】図１による温度検出回路装置の検出温度のばら
つきを説明する特性線図

【図４】請求項１，５に対応する本発明の異なる実施例
による半導体素子用温度検出回路装置の要部の回路図

【図５】請求項１，５に対応する本発明の異なる実施例
による半導体素子用温度検出回路装置の要部の回路図

【図６】図５による温度検出回路装置の温度検出動作を
説明する特性線図

【図７】請求項１，５に対応する本発明のさらに異なる
実施例による半導体素子用温度検出回路装置の要部の回
路図

【図８】請求項２，５に対応する本発明の一実施例によ
る半導体素子用温度検出回路装置の要部の回路図

【図９】ｎチャンネルデプリーション形電界効果トラン
ジスタのドレイン電圧とドレイン電流に関する特性図

【図１０】ｎチャンネルデプリーション形電界効果トラ
ンジスタの飽和ドレイン電流の温度依存性に関する特性
図

【図１１】図８による温度検出回路装置の温度検出動作
を説明する特性線図

【図１２】請求項２，５に対応する本発明の異なる実施
例による半導体素子用温度検出回路装置の要部の回路図

【図１３】請求項２，５に対応する本発明の異なる実施
例による半導体素子用温度検出回路装置の要部の回路図

【図１４】図１３による温度検出回路装置の温度検出動
作を説明する特性線図

【図１５】請求項２，５に対応する本発明のさらに異な
る実施例による半導体素子用温度検出回路装置の要部の
回路図

【図１６】請求項３，５に対応する本発明の一実施例に
よる半導体素子用温度検出回路装置の要部の回路図

【図１７】図１６による温度検出回路装置の温度検出動
作を説明する特性線図

【図１８】請求項３，５に対応する本発明の異なる実施
例による半導体素子用温度検出回路装置の要部の回路図

【図１９】図１８による温度検出回路装置の温度検出動
作を説明する特性線図

【図２０】請求項４，５に対応する本発明の一実施例に
よる半導体素子用温度検出回路装置の要部の回路図

【図２１】図２０による温度検出回路装置の温度検出動
作を説明する特性線図

【図２２】請求項４，５に対応する本発明の異なる実施
例による半導体素子用温度検出回路装置の要部の回路図

【図２３】図２２による温度検出回路装置の温度検出動
作を説明する特性線図

【図２４】請求項６に対応する本発明の一実施例による
半導体素子用温度検出回路装置に用いるダイオードの要
部の模式的断面図

【図２５】半導体基板に直接形成されたダイオードの要
部の模式的断面図

【図２６】シリコンダイオードの順方向電圧降下値の温
度依存性に関する特性曲線図

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ ダイオード ２ 定電流発生手段（定電流発生回路） ２Ａ 定電流発生手段（定電流発生回路） ２Ｂ 定電流発生手段（定電流発生回路） ２ａ 電流 ３ 基準電圧発生手段（基準電圧発生回路） ３ａ 一定電圧（Ｖｃ） ４ 電圧比較手段（コンパレータ） ４ａ 出力信号 ５ デプリーション形電界効果トランジスタ（ｎＤＭ
ＯＳ） ５Ａ デプリーション形電界効果トランジスタ（ｎＤＭ
ＯＳ） ５Ｂ デプリーション形電界効果トランジスタ（ｎＤＭ
ＯＳ） ６Ａ 第一の直列回路 ６Ｂ 第二の直列回路 ７ 半導体基板 ８ ダイオード ８１ 電気絶縁膜（ＳｉＯ2 ） ９，９Ａ，９Ｂ 半導体素子用温度検出回路装置
（温度検出回路） ９Ｃ，９Ｇ，９Ｈ 半導体素子用温度検出回路装置
（温度検出回路） ９Ｊ，９Ｋ，９Ｌ 半導体素子用温度検出回路装置
（温度検出回路） １０，１０Ａ，１０Ｂ ダイオード接続体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】温度検出対象である半導体素子に対して一
   体に形成されたダイオードを備えた半導体素子用温度検
   出回路装置において、 前記ダイオードに直列に接続されて，ダイオードに順方
   向電流を供給する定電流発生手段と、基準電圧発生手段
   と、この基準電圧発生手段の発生する電圧値と前記ダイ
   オードの順方向電圧降下値とを比較する電圧比較手段を
   備えたことを特徴とする半導体素子用温度検出回路装
   置。
2. 【請求項２】温度検出対象である半導体素子に対して一
   体に形成されたダイオードを備えた半導体素子用温度検
   出回路装置において、 温度検出対象である半導体素子に対して一体に形成され
   たデプリーション形電界効果トランジスタと、基準電圧
   発生手段と、この基準電圧発生手段の発生する電圧値と
   前記ダイオードの順方向電圧降下値とを比較する電圧比
   較手段を備え、前記デプリーション形電界効果トランジ
   スタは，前記ダイオードに直列に接続されてダイオード
   に順方向電流を供給するものであることを特徴とする半
   導体素子用温度検出回路装置。
3. 【請求項３】温度検出対象である半導体素子に対して一
   体に形成されたダイオードを備えた半導体素子用温度検
   出回路装置において、 前記ダイオードとして第一のダイオードと第二のダイオ
   ードを備えるとともに、第一のダイオードと，この第一
   のダイオードのアノード側に直列に接続された第一の定
   電流発生手段を有する第一の直列回路と、第二のダイオ
   ードと，この第二のダイオードのカソード側に直列に接
   続された第二の定電流発生手段と，基準電圧発生手段を
   有する第二の直列回路と、電圧比較手段を備え、この電
   圧比較手段は，第一のダイオードのアノード側電位と，
   第二のダイオードのカソード側電位とを比較するもので
   あり、前記第一の定電流発生手段は，前記第一のダイオ
   ードに順方向電流を供給するものであり、前記第二の定
   電流発生手段は，前記第二のダイオードに順方向電流を
   供給するものであることを特徴とする半導体素子用温度
   検出回路装置。
4. 【請求項４】温度検出対象である半導体素子に対して一
   体に形成されたダイオードを備えた半導体素子用温度検
   出回路装置において、 前記ダイオードとして第一のダイオードと第二のダイオ
   ードを備えるとともに、第一のダイオードと，この第一
   のダイオードのアノード側に直列に接続された第一のデ
   プリーション形電界効果トランジスタを有する第一の直
   列回路と、第二のダイオードと，この第二のダイオード
   のカソード側に直列に接続された第二のデプリーション
   形電界効果トランジスタと，基準電圧発生手段を有する
   第二の直列回路と、電圧比較手段を備え、この電圧比較
   手段は、第一のダイオードのアノード側電位と，第二の
   ダイオードのカソード側電位とを比較するものであり、
   前記第一のデプリーション形電界効果トランジスタは，
   温度検出対象である半導体素子に対して一体に形成され
   て，前記第一のダイオードに順方向電流を供給するもの
   であり、前記第二のデプリーション形電界効果トランジ
   スタは，温度検出対象である半導体素子に対して一体に
   形成されて，前記第二のダイオードに順方向電流を供給
   するものであることを特徴とする半導体素子用温度検出
   回路装置。
5. 【請求項５】請求項１から４までのいずれかに記載の半
   導体素子用温度検出回路装置において、 ダイオードは、１個であるか，または２個以上が互いに
   直列に接続されたものであることを特徴とする半導体素
   子用温度検出回路装置。
6. 【請求項６】請求項１から５までのいずれかに記載の半
   導体素子用温度検出回路装置において、 ダイオードは、温度検出対象である半導体素子が形成さ
   れている半導体基板上に、電気絶縁膜を介して形成され
   たものであることを特徴とする半導体素子用温度検出回
   路装置。