JPH0659012B2 - 電力増幅器 - Google Patents
電力増幅器Info
- Publication number
- JPH0659012B2 JPH0659012B2 JP60204857A JP20485785A JPH0659012B2 JP H0659012 B2 JPH0659012 B2 JP H0659012B2 JP 60204857 A JP60204857 A JP 60204857A JP 20485785 A JP20485785 A JP 20485785A JP H0659012 B2 JPH0659012 B2 JP H0659012B2
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- JP
- Japan
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- semiconductor element
- output
- chip
- protective
- transistor
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Description
【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は出力半導体素子の保護を目的とした電力増幅器
に関するものである。
に関するものである。
(ロ) 従来の技術 一般に出力半導体素子は動作時の発熱が大きく放熱装置
が必要である。ところで、負荷ショート状態等の異常動
作時には大量の熱を発生し、通常の放熱装置では放熱が
完全に行なわれず、素子は破壊する。そのために保護回
路が必要となる。
が必要である。ところで、負荷ショート状態等の異常動
作時には大量の熱を発生し、通常の放熱装置では放熱が
完全に行なわれず、素子は破壊する。そのために保護回
路が必要となる。
例えば負荷ショートの時、素子の保護回路は第５図の如
くパワートランジスタ(41)に流れる電流をパワートラン
ジスタ(41)のエミッタ側に接続された抵抗(42)に発生す
る電圧で検出し、ベースコントロール部(43)に信号を送
りパワートランジスタ(41)のベース電流をカットする様
な方法をとっていた。しかしこの様な方法では抵抗(42)
によるパワー損失が大きい。一方電流がそれほど流れな
くともＶCEが大きくなり電力損失が大きくなる場合があ
り、この時は過電流状態として電流検出部(44)で検出で
きないためパワートランジスタ(41)は異常発熱し遂には
破壊してしまう。
くパワートランジスタ(41)に流れる電流をパワートラン
ジスタ(41)のエミッタ側に接続された抵抗(42)に発生す
る電圧で検出し、ベースコントロール部(43)に信号を送
りパワートランジスタ(41)のベース電流をカットする様
な方法をとっていた。しかしこの様な方法では抵抗(42)
によるパワー損失が大きい。一方電流がそれほど流れな
くともＶCEが大きくなり電力損失が大きくなる場合があ
り、この時は過電流状態として電流検出部(44)で検出で
きないためパワートランジスタ(41)は異常発熱し遂には
破壊してしまう。
この破壊を防止するため第６図の如くパワートランジス
タ(51)と保護半導体装置(52)を放熱板(53)上に取付け、
放熱板(53)の温度上昇を前記保護半導体素子(52)にて検
出する方法がある。しかしこの方法では樹脂モールド等
によりパワートランジスタ(51)と保護半導体装置(52)の
熱的結合が小さくパワートランジスタ(51)の急激な発熱
には効果がない。
タ(51)と保護半導体装置(52)を放熱板(53)上に取付け、
放熱板(53)の温度上昇を前記保護半導体素子(52)にて検
出する方法がある。しかしこの方法では樹脂モールド等
によりパワートランジスタ(51)と保護半導体装置(52)の
熱的結合が小さくパワートランジスタ(51)の急激な発熱
には効果がない。
従って特開昭５９−８４１１号公報（第７図）の如く、
放熱板(65)上に出力トランジスタチップ(62)と保護用半
導体素子チップ(64)を載置し、更に有効に動作させるた
めに互いのコレクタを電気的に絶縁させていた。
放熱板(65)上に出力トランジスタチップ(62)と保護用半
導体素子チップ(64)を載置し、更に有効に動作させるた
めに互いのコレクタを電気的に絶縁させていた。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点 ところが前述の如く互いのコレクタを電気的に絶縁させ
るためには第７図に示す様に保護用半導体素子が形成さ
れたチップ(64)の下に絶縁層(66)を介在させて放熱板(6
5)に取付ける必要があり、この絶縁層(66)は一般的に金
属より熱伝導性が悪い欠点を有していた。従って出力ト
ランジスタ(61)が形成されたチップ(62)の温度上昇を保
護用半導体素子(63)で精度良く検出した破壊を防止する
ことができない問題点を有していた。
るためには第７図に示す様に保護用半導体素子が形成さ
れたチップ(64)の下に絶縁層(66)を介在させて放熱板(6
5)に取付ける必要があり、この絶縁層(66)は一般的に金
属より熱伝導性が悪い欠点を有していた。従って出力ト
ランジスタ(61)が形成されたチップ(62)の温度上昇を保
護用半導体素子(63)で精度良く検出した破壊を防止する
ことができない問題点を有していた。
(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は斯上の問題点に鑑みてなされ、少なくとも出力
半導体素子(1)と、該出力半導体素子(1)の破壊を防止す
る保護用半導体素子(3)と、前記出力半導体素子(1)およ
び保護半導体素子(3)が電気的に接合された金属放熱板
(5)とを備え、該金属放熱板(5)を前記出力半導体素子
(1)および保護用半導体素子(3)の共通電極とし、前記保
護用半導体素子(3)が前記出力半導体素子(1)に発生する
熱を検知し前記出力半導体素子(1)保護するものであ
る。
半導体素子(1)と、該出力半導体素子(1)の破壊を防止す
る保護用半導体素子(3)と、前記出力半導体素子(1)およ
び保護半導体素子(3)が電気的に接合された金属放熱板
(5)とを備え、該金属放熱板(5)を前記出力半導体素子
(1)および保護用半導体素子(3)の共通電極とし、前記保
護用半導体素子(3)が前記出力半導体素子(1)に発生する
熱を検知し前記出力半導体素子(1)保護するものであ
る。
(ホ) 作用 一般に絶縁層は金属に比較し熱伝導率が悪いため出力ト
ランジスタ(1)の形成されたチップ(2)に発生する熱が保
護用半導体素子(3)の形成されたチップ(4)に伝わるため
には放熱板(4)より絶縁層を通して伝熱する必要があり
破壊の防止が難しい。そのためこの絶縁層を除けばより
速く熱は伝わり出力トランジスタ(1)の破壊をより速く
防止することができる。
ランジスタ(1)の形成されたチップ(2)に発生する熱が保
護用半導体素子(3)の形成されたチップ(4)に伝わるため
には放熱板(4)より絶縁層を通して伝熱する必要があり
破壊の防止が難しい。そのためこの絶縁層を除けばより
速く熱は伝わり出力トランジスタ(1)の破壊をより速く
防止することができる。
(ヘ) 実施例 以下に本発明の実施例を第１図乃至第３図を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
第１図は本発明の電力増幅器（概略図）を示す斜視図で
あり、少なくとも出力半導体素子(1)が形成されたチッ
プ(2)と（ここで第１のチップ(2)は拡散法等でシリコン
基板内にトランジスタを形成しチップ状にしたものであ
る）、該出力半導体素子(1)の破壊を防止する保護用半
導体素子(3)が形成されたチップ(4)と（ここで保護用半
導体素子(3)は出力半導体素子(1)と同様に拡散法等でシ
リコン基板内に形成されたトランジスタやダイオード等
をチップ状にしたものである）、前記出力半導体素子
(1)が形成されたチップ(2)前記保護用半導体素子(3)が
形成されたチップ(4)とを載置する放熱板(5)とを具備す
る電力増幅器であり、前記出力半導体素子(1)の一電極
と保護用半導体素子(3)の一電極とを前記放熱板(5)を共
通電極として電気的に接続し、ここで例えば第２図の如
き電力増幅器(11)の実施例で考えると出力半導体素子
(1)はトランジスタ(12)で形成されこのトランジスタ(1
2)のコレクタ電極と保護用半導体素子(3)であるトラン
ジスタ(13)のコレクタ電極とが前記放熱板(5)に電気的
に接続されており、前記出力半導体素子(1)に発生する
熱に応じて前記保護用半導体素子(3)に流れる電流を検
知し前記出力半導体素子(12)を保護している。
あり、少なくとも出力半導体素子(1)が形成されたチッ
プ(2)と（ここで第１のチップ(2)は拡散法等でシリコン
基板内にトランジスタを形成しチップ状にしたものであ
る）、該出力半導体素子(1)の破壊を防止する保護用半
導体素子(3)が形成されたチップ(4)と（ここで保護用半
導体素子(3)は出力半導体素子(1)と同様に拡散法等でシ
リコン基板内に形成されたトランジスタやダイオード等
をチップ状にしたものである）、前記出力半導体素子
(1)が形成されたチップ(2)前記保護用半導体素子(3)が
形成されたチップ(4)とを載置する放熱板(5)とを具備す
る電力増幅器であり、前記出力半導体素子(1)の一電極
と保護用半導体素子(3)の一電極とを前記放熱板(5)を共
通電極として電気的に接続し、ここで例えば第２図の如
き電力増幅器(11)の実施例で考えると出力半導体素子
(1)はトランジスタ(12)で形成されこのトランジスタ(1
2)のコレクタ電極と保護用半導体素子(3)であるトラン
ジスタ(13)のコレクタ電極とが前記放熱板(5)に電気的
に接続されており、前記出力半導体素子(1)に発生する
熱に応じて前記保護用半導体素子(3)に流れる電流を検
知し前記出力半導体素子(12)を保護している。
本発明の特徴とするところは前記出力半導体素子(12)の
一電極と保護用半導体素子(3)の一電極とを前記放熱板
(5)を共通電極として電気的に接続するところにある。
この放熱板(5)を介した保護用半導体素子(3)で温度を検
出すれば絶縁層が形成されてないため前記出力半導体素
子(1)に近い温度を検出できる。従って出力半導体素子
(1)の発熱の保護や急激な温度上昇の時でも保護が可能
となる。
一電極と保護用半導体素子(3)の一電極とを前記放熱板
(5)を共通電極として電気的に接続するところにある。
この放熱板(5)を介した保護用半導体素子(3)で温度を検
出すれば絶縁層が形成されてないため前記出力半導体素
子(1)に近い温度を検出できる。従って出力半導体素子
(1)の発熱の保護や急激な温度上昇の時でも保護が可能
となる。
第２図は本発明による電力増幅器の回路図の一実施例で
出力半導体素子として出力ＰＮＰトランジスタ(12)が形
成され、前記出力ＰＮＰトランジスタ(12)のエミッタ・
コレクタ間に検出用抵抗(14)と保護用半導体素子(13)
（ここでは保護用のＰＮＰトランジスタ(13)が形成され
ている）が直列に接続され、前記ＰＮＰトランジスタ(1
3)のエミッタ側より電圧比較回路(15)と接続されてい
る。また電圧比較回路(15)の出力はベースドライバー(1
6)に帰還され、前記ベースドライバー(16)より出力ＰＮ
Ｐトランジスタ(12)のベースに接続され出力トランジス
タ(12)の破壊を防止している。
出力半導体素子として出力ＰＮＰトランジスタ(12)が形
成され、前記出力ＰＮＰトランジスタ(12)のエミッタ・
コレクタ間に検出用抵抗(14)と保護用半導体素子(13)
（ここでは保護用のＰＮＰトランジスタ(13)が形成され
ている）が直列に接続され、前記ＰＮＰトランジスタ(1
3)のエミッタ側より電圧比較回路(15)と接続されてい
る。また電圧比較回路(15)の出力はベースドライバー(1
6)に帰還され、前記ベースドライバー(16)より出力ＰＮ
Ｐトランジスタ(12)のベースに接続され出力トランジス
タ(12)の破壊を防止している。
ここでは検出用抵抗(14)の両端に発生する電圧が出力ト
ランジスタのＶCE(SAT)以下になるように検出用抵抗(1
4)を設定するので、出力トランジスタ(12)のＶCEがＶCE
(SAT)〜Ｖ０まで変化しても安定して温度検出ができ
る。そして保護用トランジスタ(13)のＶBE(ON)は負の温
度係数を持つことから、出力トランジスタ(12)より発生
した熱を放熱板(5)を介して検知しＶBE(ON) は変化す
る。出力トランジスタ(12)はＶＲ−ＶBE(ON) とＶＣが
比較回路で比較されベースドライバー(16)へ信号がもど
されることでオフする。
ランジスタのＶCE(SAT)以下になるように検出用抵抗(1
4)を設定するので、出力トランジスタ(12)のＶCEがＶCE
(SAT)〜Ｖ０まで変化しても安定して温度検出ができ
る。そして保護用トランジスタ(13)のＶBE(ON)は負の温
度係数を持つことから、出力トランジスタ(12)より発生
した熱を放熱板(5)を介して検知しＶBE(ON) は変化す
る。出力トランジスタ(12)はＶＲ−ＶBE(ON) とＶＣが
比較回路で比較されベースドライバー(16)へ信号がもど
されることでオフする。
第３図は本発明による電力増幅器の回路図を示す一実施
例であり保護用半導体素子としてダイオード(23)を用い
たものである。第４図は保護用半導体素子としてダイオ
ード(33)を用い、更に基準温度検出用としての別のダイ
オード(34)を用いる。従って基準温度と放熱板の温度と
を比較し温度が所定値以上になると保護するように作動
する。従って出力トランジスタが所定の電力損失以上を
消費したとき保護動作に入る。
例であり保護用半導体素子としてダイオード(23)を用い
たものである。第４図は保護用半導体素子としてダイオ
ード(33)を用い、更に基準温度検出用としての別のダイ
オード(34)を用いる。従って基準温度と放熱板の温度と
を比較し温度が所定値以上になると保護するように作動
する。従って出力トランジスタが所定の電力損失以上を
消費したとき保護動作に入る。
以上の方法はパワートランジスタ近傍の放熱板温度を検
出するものであるが、上記のような保護用半導体素子を
パワートランジスタチップ内に作成し放熱板をシリコン
基板（図面は略す。）とすることでより速く検出が可能
となる。
出するものであるが、上記のような保護用半導体素子を
パワートランジスタチップ内に作成し放熱板をシリコン
基板（図面は略す。）とすることでより速く検出が可能
となる。
(ト) 発明の効果 本発明は斯上の説明からも明らかな如く、前記出力半導
体素子(1)と保護用半導体素子(3)とを前記放熱板(5)を
共通電極として電気的に接続し、絶縁物が形成されない
ため出力半導体素子(1)より発生した熱が放熱板(5)を介
して保護用半導体素子(3)へ良好に伝わるので出力半導
体素子(1)の異常発熱や放熱条件をわずかに越えた時ま
た出力半導体素子(1)の雰囲気が異常な時等に出力半導
体素子(1)を良好に保護できる。
体素子(1)と保護用半導体素子(3)とを前記放熱板(5)を
共通電極として電気的に接続し、絶縁物が形成されない
ため出力半導体素子(1)より発生した熱が放熱板(5)を介
して保護用半導体素子(3)へ良好に伝わるので出力半導
体素子(1)の異常発熱や放熱条件をわずかに越えた時ま
た出力半導体素子(1)の雰囲気が異常な時等に出力半導
体素子(1)を良好に保護できる。
更に温度という１つのパラメータを保護用半導体素子
(4)で検出するので簡単な方法で正確に保護することが
できる。
(4)で検出するので簡単な方法で正確に保護することが
できる。
第１図は本発明の一実施例を示す電力増幅器において放
熱板に出力半導体素子の形成されたチップと保護用半導
体素子の形成されたチップを載置した斜視図、第２図乃
至第４図は本発明の電力増幅器の回路を示す図、第５図
は従来の電力増幅器の回路を示す図、第６図は従来の電
力増幅器において放熱板に出力半導体装置と保護用半導
体装置を載置した斜視図、第７図は従来の電力増幅器に
おいて放熱板に出力半導体素子の形成されたチップと保
護用半導体素子の形成されたチップを載置した斜視図で
ある。 主な図番の説明 (1)は出力半導体素子、(2)は出力半導体素子の形成され
たチップ、(3)は保護用半導体素子、 (4)は保護用半導体素子の形成されたチップ、 (5)は放熱板である。
熱板に出力半導体素子の形成されたチップと保護用半導
体素子の形成されたチップを載置した斜視図、第２図乃
至第４図は本発明の電力増幅器の回路を示す図、第５図
は従来の電力増幅器の回路を示す図、第６図は従来の電
力増幅器において放熱板に出力半導体装置と保護用半導
体装置を載置した斜視図、第７図は従来の電力増幅器に
おいて放熱板に出力半導体素子の形成されたチップと保
護用半導体素子の形成されたチップを載置した斜視図で
ある。 主な図番の説明 (1)は出力半導体素子、(2)は出力半導体素子の形成され
たチップ、(3)は保護用半導体素子、 (4)は保護用半導体素子の形成されたチップ、 (5)は放熱板である。
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも出力半導体素子と、その出力半
導体素子の破壊を防止するために電気的に接続された保
護用半導体素子とを備えた電力増幅機器であって、前記
出力半導体素子と前記保護用半導体素子は個別チップで
構成され、且つ、前記出力半導体素子が作り込まれたチ
ップと前記保護用半導体素子が作り込まれたチップは、
金属放熱板上に隣接して配置され、この金属放熱板を介
して、前記出力半導体素子が作り込まれたチップ裏面の
電極手段と前記保護用半導体素子が作り込まれたチップ
裏面の電極手段が電気的に接続され、前記保護用半導体
素子が前記出力半導体素子に発生する熱を検知し前記出
力半導体素子を保護することを特徴とした電力増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60204857A JPH0659012B2 (ja) | 1985-09-17 | 1985-09-17 | 電力増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60204857A JPH0659012B2 (ja) | 1985-09-17 | 1985-09-17 | 電力増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6265504A JPS6265504A (ja) | 1987-03-24 |
| JPH0659012B2 true JPH0659012B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=16497546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60204857A Expired - Lifetime JPH0659012B2 (ja) | 1985-09-17 | 1985-09-17 | 電力増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0659012B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013099077A1 (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | パナソニック株式会社 | 電力増幅装置、ｒｆモジュール及び抵抗器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54157086A (en) * | 1978-05-31 | 1979-12-11 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
| JPS58213511A (ja) * | 1982-06-07 | 1983-12-12 | Nippon Denso Co Ltd | 半導体装置の過熱防止回路 |
| JPS598411A (ja) * | 1982-07-06 | 1984-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電力増幅器 |
-
1985
- 1985-09-17 JP JP60204857A patent/JPH0659012B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6265504A (ja) | 1987-03-24 |
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