JPH07218347A - 温度検出用回路装置 - Google Patents
温度検出用回路装置Info
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- JPH07218347A JPH07218347A JP1474394A JP1474394A JPH07218347A JP H07218347 A JPH07218347 A JP H07218347A JP 1474394 A JP1474394 A JP 1474394A JP 1474394 A JP1474394 A JP 1474394A JP H07218347 A JPH07218347 A JP H07218347A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】バンドギャップに基づくpn接合の順方向電圧の
温度係数を利用する温度検出用回路装置の検出特性のば
らつきを減少させる。 【構成】共通ベース接続されたバイポーラ形の一対のト
ランジスタ１および２と，トランジスタ１の方に直接接
続されたエミッタ抵抗Reと, 両トランジスタ１と２のエ
ミッタ側に接続された共通エミッタ抵抗Rcとを設け、両
トランジスタ１と２のベース・エミッタ間接合の面積を
異ならせて同じ電流i1とi2をそれらに供給した状態で共
通ベースから温度依存性がごく少ない基準電圧Vrを取り
出し、かつ共通エミッタ抵抗Rcの電圧降下から正の温度
係数をもつ検出用電圧Vdを取り出した上で、コンパレー
タ30に基準電圧Vrと検出用電圧Vdを比較させてこれから
半導体装置の異常温度上昇等を示す検出信号Sdを取り出
す。
温度係数を利用する温度検出用回路装置の検出特性のば
らつきを減少させる。 【構成】共通ベース接続されたバイポーラ形の一対のト
ランジスタ１および２と，トランジスタ１の方に直接接
続されたエミッタ抵抗Reと, 両トランジスタ１と２のエ
ミッタ側に接続された共通エミッタ抵抗Rcとを設け、両
トランジスタ１と２のベース・エミッタ間接合の面積を
異ならせて同じ電流i1とi2をそれらに供給した状態で共
通ベースから温度依存性がごく少ない基準電圧Vrを取り
出し、かつ共通エミッタ抵抗Rcの電圧降下から正の温度
係数をもつ検出用電圧Vdを取り出した上で、コンパレー
タ30に基準電圧Vrと検出用電圧Vdを比較させてこれから
半導体装置の異常温度上昇等を示す検出信号Sdを取り出
す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置を過熱による
劣化や破壊から保護する目的等のためにその温度を検出
するための回路装置に関する。
劣化や破壊から保護する目的等のためにその温度を検出
するための回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路装置等の半導体装置ではその保
護用に温度検出器を組み込んでおいて異常な温度上昇が
検出された時に例えばその動作を停止させるのが望まし
いが、そのために専用の温度検出器をわざわざ組み込む
のにはかなりの手間とコストが掛かるため、その製造プ
ロセス中に形成されるpn接合の順方向電圧がシリコンに
固有なバンドギャップに基づく−２mV／℃の負の温度係
数をもつことを利用して温度を検出するのが通例であ
る。すなわち、従来技術では温度検出用のpn接合をもつ
ダイオードを半導体装置に作り込み、例えばその順方向
電圧の増幅信号から温度を検出し、あるいはそれをコン
パレータを用いて所定の基準電圧と比較して異常温度上
昇を検出するのがふつうである。
護用に温度検出器を組み込んでおいて異常な温度上昇が
検出された時に例えばその動作を停止させるのが望まし
いが、そのために専用の温度検出器をわざわざ組み込む
のにはかなりの手間とコストが掛かるため、その製造プ
ロセス中に形成されるpn接合の順方向電圧がシリコンに
固有なバンドギャップに基づく−２mV／℃の負の温度係
数をもつことを利用して温度を検出するのが通例であ
る。すなわち、従来技術では温度検出用のpn接合をもつ
ダイオードを半導体装置に作り込み、例えばその順方向
電圧の増幅信号から温度を検出し、あるいはそれをコン
パレータを用いて所定の基準電圧と比較して異常温度上
昇を検出するのがふつうである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のダイオード等の
pn接合の順方向電圧がもつ−２mV／℃の温度係数は常に
ほぼ正確に一定であるが、順方向電圧の絶対値の方は不
純物拡散濃度等の半導体装置の製造プロセス条件の影響
を受けて±30mV程度の範囲内でばらつきやすく、このた
め順方向電圧を利用した従来の温度検出回路では最大で
±15℃程度の検出誤差の発生が避けられないのが実情で
ある。
pn接合の順方向電圧がもつ−２mV／℃の温度係数は常に
ほぼ正確に一定であるが、順方向電圧の絶対値の方は不
純物拡散濃度等の半導体装置の製造プロセス条件の影響
を受けて±30mV程度の範囲内でばらつきやすく、このた
め順方向電圧を利用した従来の温度検出回路では最大で
±15℃程度の検出誤差の発生が避けられないのが実情で
ある。
【０００４】また、順方向電圧はダイオードに流れる電
流値によっても若干変化し、従って電源電圧が変動する
と温度検出値が異なって来る問題がある。順方向電圧な
いしその増幅電圧をコンパレータにより基準電圧と比較
する場合は、基準電圧の方を電源電圧に応じて変化させ
れば温度検出誤差を若干とも減少させることは可能であ
るが、かかる誤差補償は実際には必ずしも容易でなくか
つ容易にわかるように完全な補償は期し難い。
流値によっても若干変化し、従って電源電圧が変動する
と温度検出値が異なって来る問題がある。順方向電圧な
いしその増幅電圧をコンパレータにより基準電圧と比較
する場合は、基準電圧の方を電源電圧に応じて変化させ
れば温度検出誤差を若干とも減少させることは可能であ
るが、かかる誤差補償は実際には必ずしも容易でなくか
つ容易にわかるように完全な補償は期し難い。
【０００５】かかる従来技術における問題点に鑑みて、
本発明はpn接合の順方向電圧がもつバンドギャップに基
づく温度係数を利用しながら温度検出に生じ得るばらつ
きを減少させることを目的とする。
本発明はpn接合の順方向電圧がもつバンドギャップに基
づく温度係数を利用しながら温度検出に生じ得るばらつ
きを減少させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明の回路
装置によれば、共通ベース接続されベース・エミッタ間
にバンドギャップ電圧をもつ一対のバイポーラ形のトラ
ンジスタと, 両トランジスタの一方のエミッタに直接に
接続されたエミッタ抵抗と, 両トランジスタのエミッタ
側に接続された共通エミッタ抵抗とを用い、両トランジ
スタのベース・エミッタ間接合に流す電流密度を互いに
異ならせた状態で両トランジスタの共通接続ベースから
基準電圧を取り出し、半導体装置内のバンドギャップ電
圧をもつpn接合に直列接続された抵抗内の電圧降下を検
出用電圧とし、これを基準電圧と比較して温度を検出す
ることによって達成される。
装置によれば、共通ベース接続されベース・エミッタ間
にバンドギャップ電圧をもつ一対のバイポーラ形のトラ
ンジスタと, 両トランジスタの一方のエミッタに直接に
接続されたエミッタ抵抗と, 両トランジスタのエミッタ
側に接続された共通エミッタ抵抗とを用い、両トランジ
スタのベース・エミッタ間接合に流す電流密度を互いに
異ならせた状態で両トランジスタの共通接続ベースから
基準電圧を取り出し、半導体装置内のバンドギャップ電
圧をもつpn接合に直列接続された抵抗内の電圧降下を検
出用電圧とし、これを基準電圧と比較して温度を検出す
ることによって達成される。
【０００７】上記構成にいうように一対のトランジスタ
のベース・エミッタ間接合に流れる電流密度を互いに異
ならせるには、両トランジスタのベース・エミッタ間接
合の面積を互いに異ならせ, かつそれらに対して同じ電
流を供給するのが回路構成上最も簡単でかつ回路動作上
も有利である。また、これらトランジスタのベース・エ
ミッタ間接合に流す電流密度の比を一定に保持するた
め、電流ミラー回路からそれらに同じないしは互いに比
例する電流を供給するのが望ましい。
のベース・エミッタ間接合に流れる電流密度を互いに異
ならせるには、両トランジスタのベース・エミッタ間接
合の面積を互いに異ならせ, かつそれらに対して同じ電
流を供給するのが回路構成上最も簡単でかつ回路動作上
も有利である。また、これらトランジスタのベース・エ
ミッタ間接合に流す電流密度の比を一定に保持するた
め、電流ミラー回路からそれらに同じないしは互いに比
例する電流を供給するのが望ましい。
【０００８】また、上記構成にいう半導体装置内のpn接
合としては、一対のトランジスタのベース・エミッタ間
接合を利用するのが有利であり、この場合には共通エミ
ッタ抵抗の電圧降下を検出用電圧として基準電圧と比較
するのがよい。または、基準電圧を受けるダイオードと
抵抗の直列回路を設けてこの抵抗の電圧降下を検出用電
圧として用いることができ、さらに上述の電流ミラー回
路を利用してそれから従動電流を抵抗に流してその電圧
降下を検出用電圧としてもよい。半導体装置を保護する
際はかかる検出用電圧をコンパレータに与えて基準電圧
との大小を比較させ、異常温度上昇の検出信号をそれか
ら取り出すことでよい。
合としては、一対のトランジスタのベース・エミッタ間
接合を利用するのが有利であり、この場合には共通エミ
ッタ抵抗の電圧降下を検出用電圧として基準電圧と比較
するのがよい。または、基準電圧を受けるダイオードと
抵抗の直列回路を設けてこの抵抗の電圧降下を検出用電
圧として用いることができ、さらに上述の電流ミラー回
路を利用してそれから従動電流を抵抗に流してその電圧
降下を検出用電圧としてもよい。半導体装置を保護する
際はかかる検出用電圧をコンパレータに与えて基準電圧
との大小を比較させ、異常温度上昇の検出信号をそれか
ら取り出すことでよい。
【０００９】
【作用】本発明は前項にいう一対のトランジスタとエミ
ッタ抵抗と共通エミッタ抵抗により両トランジスタのベ
ース・エミッタ間接合にもたせる電流密度比を利用して
温度依存性がごく小さい基準電圧を作り、さらにそれに
関連させて温度の検出用電圧を作って両電圧を比較する
ことにより、製造プロセスや使用時の電源電圧の変動の
影響を減じて温度検出のばらつきを減少させるものであ
る。
ッタ抵抗と共通エミッタ抵抗により両トランジスタのベ
ース・エミッタ間接合にもたせる電流密度比を利用して
温度依存性がごく小さい基準電圧を作り、さらにそれに
関連させて温度の検出用電圧を作って両電圧を比較する
ことにより、製造プロセスや使用時の電源電圧の変動の
影響を減じて温度検出のばらつきを減少させるものであ
る。
【００１０】
【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例を説明
し、併せて本発明がもつ上記作用をより具体的に説明す
る。図１に本発明による温度検出用回路装置の最良実施
例，図２と図３にその互いに異なる実施例をそれぞれ回
路図によって示す。これらの実施例では温度の検出用電
圧の基準電圧との比較にコンパレータを用いて半導体装
置の異常な温度上昇等を示すディジタルな検出信号を取
り出すものとするが、もちろんこれに限らず両電圧を比
較して温度値の検出等に適するアナログな検出信号を作
ることも可能である。
し、併せて本発明がもつ上記作用をより具体的に説明す
る。図１に本発明による温度検出用回路装置の最良実施
例，図２と図３にその互いに異なる実施例をそれぞれ回
路図によって示す。これらの実施例では温度の検出用電
圧の基準電圧との比較にコンパレータを用いて半導体装
置の異常な温度上昇等を示すディジタルな検出信号を取
り出すものとするが、もちろんこれに限らず両電圧を比
較して温度値の検出等に適するアナログな検出信号を作
ることも可能である。
【００１１】図１の中央部に示すように本発明ではバイ
ポーラ形の, 図示の例では npn形のトランジスタ１と２
を一対設けて、それらのベースを共通接続してこれらの
内の一方に対し, 図１の例ではトランジスタ１の方にエ
ミッタ抵抗Reを図示のように直接に接続し、かつ両者の
エミッタ側に共通エミッタ抵抗Rcを接続する。さらに本
発明では両トランジスタ１と２のベース・エミッタ間接
合に流す電流の密度を互いに異ならせて、例えばエミッ
タ抵抗Rcを接続したトランジスタ１の方の電流密度がト
ランジスタ２より低くなるようにする。このためには、
両トランジスタ１と２のベース・エミッタ間接合の面積
を互いに異ならせるのがよく、この接合面積比を一般に
はｍ倍に設定する。この面積比ｍの値はふつうは数倍
に, 例えば４程度に設定するのが好適である。
ポーラ形の, 図示の例では npn形のトランジスタ１と２
を一対設けて、それらのベースを共通接続してこれらの
内の一方に対し, 図１の例ではトランジスタ１の方にエ
ミッタ抵抗Reを図示のように直接に接続し、かつ両者の
エミッタ側に共通エミッタ抵抗Rcを接続する。さらに本
発明では両トランジスタ１と２のベース・エミッタ間接
合に流す電流の密度を互いに異ならせて、例えばエミッ
タ抵抗Rcを接続したトランジスタ１の方の電流密度がト
ランジスタ２より低くなるようにする。このためには、
両トランジスタ１と２のベース・エミッタ間接合の面積
を互いに異ならせるのがよく、この接合面積比を一般に
はｍ倍に設定する。この面積比ｍの値はふつうは数倍
に, 例えば４程度に設定するのが好適である。
【００１２】図１の実施例では両トランジスタ１と２に
電流を供給するため電源電圧Ｖ側に電流ミラー回路10を
設けて、その基準側のトランジスタ11からトランジスタ
１に電流ilを, 従動側のトランジスタ12からトランジス
タ２に電流i2をそれぞれ供給する。一般にはこれら電流
i1とi2は互いに比例させることでよいが、実用的には同
じ電流値にしておくのが便利なのでこの実施例では同じ
電流i1＝i2が両トランジスタ１と２に供給されるものと
する。なお、この電流ミラー回路10に付属するトランジ
スタ13は基準側のトランジスタ11のベース電流の補償用
であり、トランジスタ14はトランジスタ２に供給する電
流i2を正確に電流i1と同じ値に制御するためのものであ
る。また、共通エミッタ抵抗Rcは両トランジスタ１と２
から電流i1とi2の和であるi1＋i2を受けるが、この実施
例ではi1＝i2なのでこれに２i1の電流が流れることにな
る。
電流を供給するため電源電圧Ｖ側に電流ミラー回路10を
設けて、その基準側のトランジスタ11からトランジスタ
１に電流ilを, 従動側のトランジスタ12からトランジス
タ２に電流i2をそれぞれ供給する。一般にはこれら電流
i1とi2は互いに比例させることでよいが、実用的には同
じ電流値にしておくのが便利なのでこの実施例では同じ
電流i1＝i2が両トランジスタ１と２に供給されるものと
する。なお、この電流ミラー回路10に付属するトランジ
スタ13は基準側のトランジスタ11のベース電流の補償用
であり、トランジスタ14はトランジスタ２に供給する電
流i2を正確に電流i1と同じ値に制御するためのものであ
る。また、共通エミッタ抵抗Rcは両トランジスタ１と２
から電流i1とi2の和であるi1＋i2を受けるが、この実施
例ではi1＝i2なのでこれに２i1の電流が流れることにな
る。
【００１３】以上のように構成された図１の回路におい
て、トランジスタ１と２はいずれもベース・エミッタ間
にバンドギャップ電圧があるので、その順方向電圧とし
てのベース・エミッタ間電圧Ｖbeは前述のように−２mV
／℃の負の温度係数をもっているが、ベース・エミッタ
間の接合に流れる電流の密度が異なるのでこの順方向電
圧Ｖbeはトランジスタ１と２で異なり、電流密度が高い
トランジスタ２の方が高くなる。いまトランジスタ１と
２の順方向電圧の差をΔＶbeとすると、周知のpn接合の
順方向電圧に対する式から、 ΔＶbe＝(kＴ／q)・Ln(m) が得られる。ただし、ｋはボルツマン定数, Ｔは絶対温
度, ｑは電子素量, Lnは自然対数, ｍは前述のベース・
エミッタ間接合の電流密度比である。
て、トランジスタ１と２はいずれもベース・エミッタ間
にバンドギャップ電圧があるので、その順方向電圧とし
てのベース・エミッタ間電圧Ｖbeは前述のように−２mV
／℃の負の温度係数をもっているが、ベース・エミッタ
間の接合に流れる電流の密度が異なるのでこの順方向電
圧Ｖbeはトランジスタ１と２で異なり、電流密度が高い
トランジスタ２の方が高くなる。いまトランジスタ１と
２の順方向電圧の差をΔＶbeとすると、周知のpn接合の
順方向電圧に対する式から、 ΔＶbe＝(kＴ／q)・Ln(m) が得られる。ただし、ｋはボルツマン定数, Ｔは絶対温
度, ｑは電子素量, Lnは自然対数, ｍは前述のベース・
エミッタ間接合の電流密度比である。
【００１４】さて、トランジスタ１のエミッタ抵抗Reは
図から容易にわかるようこの順方向電圧差ΔＶbeを受け
ており、その抵抗値をReとするとΔＶbe＝Re・i1が成立
するので、この抵抗値Reによりトランジスタ１に流れる
電流i1が設定され、かつこの実施例ではそれと同じ電流
i2が電流ミラー回路10からトランジスタ２に対し供給さ
れる。温度が上昇すると電流ilは前述の順方向電圧Ｖbe
がもつ負の温度係数によって増加するから、エミッタ抵
抗Reに掛かるこの電圧ΔＶbeは正の温度係数をもってい
ることになる。さらに、共通エミッタ抵抗Rcには電流il
の２倍が流れるからその抵抗値をRcとするとその電圧降
下Vcは、 Vc＝Rc・２i1＝２Rc・ΔＶbe／Re となるから、α＝２Rc／Reと置くと、 Vc＝α・ΔＶbe＝α・(kＴ／q)・Ln(m) となり、容易にわかるようにこの電圧Vcも正の温度係数
をもつ。
図から容易にわかるようこの順方向電圧差ΔＶbeを受け
ており、その抵抗値をReとするとΔＶbe＝Re・i1が成立
するので、この抵抗値Reによりトランジスタ１に流れる
電流i1が設定され、かつこの実施例ではそれと同じ電流
i2が電流ミラー回路10からトランジスタ２に対し供給さ
れる。温度が上昇すると電流ilは前述の順方向電圧Ｖbe
がもつ負の温度係数によって増加するから、エミッタ抵
抗Reに掛かるこの電圧ΔＶbeは正の温度係数をもってい
ることになる。さらに、共通エミッタ抵抗Rcには電流il
の２倍が流れるからその抵抗値をRcとするとその電圧降
下Vcは、 Vc＝Rc・２i1＝２Rc・ΔＶbe／Re となるから、α＝２Rc／Reと置くと、 Vc＝α・ΔＶbe＝α・(kＴ／q)・Ln(m) となり、容易にわかるようにこの電圧Vcも正の温度係数
をもつ。
【００１５】本発明ではこの共通エミッタ抵抗Rcの電圧
Vcがもっている正の温度係数によりトランジスタ２のベ
ース・エミッタ間電圧Ｖbeの負の温度係数を打ち消すよ
うにその抵抗値Rcを選定して、両トランジスタ１と２の
共通ベースから温度依存性をもたない基準電圧Vrを取り
出す。このような温度係数の相殺は、例えばエミッタ抵
抗Reを２ｋΩ程度, 電流i1を数十μＡにそれぞれ設定し
た場合、実験の結果によれば共通エミッタ抵抗Rcをエミ
ッタ抵抗Reの６〜10倍の範囲に設定すればよいことがわ
かっている。
Vcがもっている正の温度係数によりトランジスタ２のベ
ース・エミッタ間電圧Ｖbeの負の温度係数を打ち消すよ
うにその抵抗値Rcを選定して、両トランジスタ１と２の
共通ベースから温度依存性をもたない基準電圧Vrを取り
出す。このような温度係数の相殺は、例えばエミッタ抵
抗Reを２ｋΩ程度, 電流i1を数十μＡにそれぞれ設定し
た場合、実験の結果によれば共通エミッタ抵抗Rcをエミ
ッタ抵抗Reの６〜10倍の範囲に設定すればよいことがわ
かっている。
【００１６】さらに、この図１の実施例では上述のよう
な正の温度係数をもつ共通エミッタ抵抗Rcの電圧Vcを温
度の検出用電圧Vdとして利用する。上式からわかるよう
に、この電圧Vcは温度係数の正負は異なるもののトラン
ジスタ１と２の前述の順方向電圧差ΔＶbeをα＝２Rc／
Re倍に増幅したものに相当するので、検出用電圧Vdとし
て利用するに適する。例えば、共通エミッタ抵抗Rcをエ
ミッタ抵抗Reの上述の範囲内の８倍に設定するとα＝16
倍もの電圧増幅率が得られる。
な正の温度係数をもつ共通エミッタ抵抗Rcの電圧Vcを温
度の検出用電圧Vdとして利用する。上式からわかるよう
に、この電圧Vcは温度係数の正負は異なるもののトラン
ジスタ１と２の前述の順方向電圧差ΔＶbeをα＝２Rc／
Re倍に増幅したものに相当するので、検出用電圧Vdとし
て利用するに適する。例えば、共通エミッタ抵抗Rcをエ
ミッタ抵抗Reの上述の範囲内の８倍に設定するとα＝16
倍もの電圧増幅率が得られる。
【００１７】本発明ではこの検出用電圧Vdと基準電圧Vr
の比較結果から温度を検出するが、この図１の実施例で
は基準電圧Vrを２個の高抵抗r1とr2からなる分圧回路に
より適宜な電圧値に調整した上でコンパレータ30により
検出用電圧Vdと比較し、論理状態が半導体装置の温度に
応じて変化するディジタルな検出信号Sdを例えば過熱保
護用に取り出すように構成されている。
の比較結果から温度を検出するが、この図１の実施例で
は基準電圧Vrを２個の高抵抗r1とr2からなる分圧回路に
より適宜な電圧値に調整した上でコンパレータ30により
検出用電圧Vdと比較し、論理状態が半導体装置の温度に
応じて変化するディジタルな検出信号Sdを例えば過熱保
護用に取り出すように構成されている。
【００１８】以上説明したように、本発明では一対のト
ランジスタ１と２, エミッタ抵抗Reおよび共通エミッタ
抵抗Rcを用いて温度依存性がごく小さい基準電圧Vdを作
り、この図１の実施例では共通エミッタ抵抗Rcの正の温
度係数をもつ電圧Vcを検出用電圧Vdに利用するが、両電
圧VrとVdともトランジスタ１と２のベース・エミッタ間
接合の電流密度比により設定されるので、不純物濃度等
の製造プロセス条件や使用時の電源電圧Ｖの変動の影響
を受けるおそれがほとんどなく、温度検出値のばらつき
を従来より格段に減少させることができる。
ランジスタ１と２, エミッタ抵抗Reおよび共通エミッタ
抵抗Rcを用いて温度依存性がごく小さい基準電圧Vdを作
り、この図１の実施例では共通エミッタ抵抗Rcの正の温
度係数をもつ電圧Vcを検出用電圧Vdに利用するが、両電
圧VrとVdともトランジスタ１と２のベース・エミッタ間
接合の電流密度比により設定されるので、不純物濃度等
の製造プロセス条件や使用時の電源電圧Ｖの変動の影響
を受けるおそれがほとんどなく、温度検出値のばらつき
を従来より格段に減少させることができる。
【００１９】次の図２に示す実施例では、図示のように
基準電圧Vrを受けるダイオード21と抵抗23の直列回路を
設けて、抵抗23の電圧降下を検出用電圧Vdとして用いる
点が前実施例と異なり、それ以外の回路部分は図１と同
じ構成である。前述のように温度依存性のない基準電圧
Vdを作るために共通エミッタ抵抗Rcの抵抗値をトランジ
スタ１や２の順方向電圧がもつ負の温度係数を補償する
ように設定する必要があるので、前の実施例ではその電
圧降下としての検出用電圧Vdのレベルをあまり自由に選
択できないが、この図２の実施例は例えばダイオード21
の個数の増減により検出用電圧Vdのレベルを基準電圧Vr
に対して自由に選択できる利点がある。なお、ダイオー
ド21の順方向電圧はもちろん負の温度係数をもつので、
それから電流を受ける直列抵抗23の電圧降下としての検
出用電圧Vdはこの実施例でも正の温度係数をもってい
る。
基準電圧Vrを受けるダイオード21と抵抗23の直列回路を
設けて、抵抗23の電圧降下を検出用電圧Vdとして用いる
点が前実施例と異なり、それ以外の回路部分は図１と同
じ構成である。前述のように温度依存性のない基準電圧
Vdを作るために共通エミッタ抵抗Rcの抵抗値をトランジ
スタ１や２の順方向電圧がもつ負の温度係数を補償する
ように設定する必要があるので、前の実施例ではその電
圧降下としての検出用電圧Vdのレベルをあまり自由に選
択できないが、この図２の実施例は例えばダイオード21
の個数の増減により検出用電圧Vdのレベルを基準電圧Vr
に対して自由に選択できる利点がある。なお、ダイオー
ド21の順方向電圧はもちろん負の温度係数をもつので、
それから電流を受ける直列抵抗23の電圧降下としての検
出用電圧Vdはこの実施例でも正の温度係数をもってい
る。
【００２０】なお、この図２の実施例ではダイオード21
と抵抗23に流す電流をトランジスタ１や２に流れる電流
i1やi2と同程度に設定するのが望ましく、これにより図
１の実施例と同等な温度検出特性が得られる。以上から
わかるようにこの実施例でも前実施例がもつ検出特性が
製造プロセス条件や電源電圧の変動の影響を受けない前
述とほぼ同じ効果が得られる。
と抵抗23に流す電流をトランジスタ１や２に流れる電流
i1やi2と同程度に設定するのが望ましく、これにより図
１の実施例と同等な温度検出特性が得られる。以上から
わかるようにこの実施例でも前実施例がもつ検出特性が
製造プロセス条件や電源電圧の変動の影響を受けない前
述とほぼ同じ効果が得られる。
【００２１】図３に示す実施例では、電流ミラー回路10
を利用して従動側トランジスタ22をこれに追加して抵抗
23に従動電流を供給し、抵抗23の電圧降下を検出用電圧
Vdとして利用する点が図１の実施例と異なる。トランジ
スタ22と抵抗23に流す電流はトランジスタ１の電流i1で
ある電流ミラー回路10の基準電流と同程度に設定するの
が望ましく、これにより図１の実施例と同等な温度検出
特性が得られる。この図３の実施例は図１の実施例より
検出用電圧Vdを若干とも高く選定できる利点を有する。
なお、図３の回路例では図１の基準電圧Vr用の抵抗r1と
r2からなる分圧回路が省略されている。検出特性が製造
プロセス条件や電源電圧の変動の影響を受けない前述の
効果はこの実施例でも得られる。さらに、図２と図３の
いずれの実施例も、pn接合の温度依存性をもつ順方向電
圧を抵抗23の電圧降下に増幅した上で検出用電圧Vdとし
て取り出せる図１の実施例と同等の効果をもつ。
を利用して従動側トランジスタ22をこれに追加して抵抗
23に従動電流を供給し、抵抗23の電圧降下を検出用電圧
Vdとして利用する点が図１の実施例と異なる。トランジ
スタ22と抵抗23に流す電流はトランジスタ１の電流i1で
ある電流ミラー回路10の基準電流と同程度に設定するの
が望ましく、これにより図１の実施例と同等な温度検出
特性が得られる。この図３の実施例は図１の実施例より
検出用電圧Vdを若干とも高く選定できる利点を有する。
なお、図３の回路例では図１の基準電圧Vr用の抵抗r1と
r2からなる分圧回路が省略されている。検出特性が製造
プロセス条件や電源電圧の変動の影響を受けない前述の
効果はこの実施例でも得られる。さらに、図２と図３の
いずれの実施例も、pn接合の温度依存性をもつ順方向電
圧を抵抗23の電圧降下に増幅した上で検出用電圧Vdとし
て取り出せる図１の実施例と同等の効果をもつ。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明では、一対のトラン
ジスタとエミッタ抵抗と共通エミッタ抵抗を用い、両ト
ランジスタのベース・エミッタ間接合に電流密度差をも
たせて共通ベースから温度依存性がごく小さい基準電圧
を取り出し、それに関連させて半導体装置内のpn接合が
もつバンドギャップ電圧を増幅した温度の検出用電圧を
作ってこの基準電圧と比較することにより、温度検出が
製造プロセスや使用中の電源電圧の変動の影響をほぼ排
除して温度検出値のばらつきを従来の半分以下に減少さ
せ、かつ温度検出の感度を従来の数倍以上に高めること
ができる。
ジスタとエミッタ抵抗と共通エミッタ抵抗を用い、両ト
ランジスタのベース・エミッタ間接合に電流密度差をも
たせて共通ベースから温度依存性がごく小さい基準電圧
を取り出し、それに関連させて半導体装置内のpn接合が
もつバンドギャップ電圧を増幅した温度の検出用電圧を
作ってこの基準電圧と比較することにより、温度検出が
製造プロセスや使用中の電源電圧の変動の影響をほぼ排
除して温度検出値のばらつきを従来の半分以下に減少さ
せ、かつ温度検出の感度を従来の数倍以上に高めること
ができる。
【図１】本発明による温度検出用回路装置の実施例を示
す回路図である。
す回路図である。
【図２】本発明の温度係数用回路装置の異なる実施例を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図３】本発明の温度係数用回路装置のさらに異なる実
施例を示す回路図である。
施例を示す回路図である。
１ バイポーラ形のトランジスタ ２ バイポーラ形のトランジスタ 10 トランジスタに電流を供給する電流ミラー回路 21 ダイオード 22 電流ミラー回路の従動側トランジスタ 23 検出用電圧を作る抵抗 30 コンパレータ i1 トランジスタ１の電流 i2 トランジスタ２の電流 Re エミッタ抵抗 Rc 共通エミッタ抵抗 Sd 検出信号 Vd 温度の検出用電圧 Vr 基準電圧
Claims (7)
- 【請求項１】半導体装置の温度を検出する回路装置であ
って、ベースが共通接続されベース・エミッタ間にバン
ドギャップ電圧をもつ一対のバイポーラ形のトランジス
タと、両トランジスタの一方のエミッタに直接に接続さ
れたエミッタ抵抗と、両トランジスタのエミッタ側に共
通に接続された共通エミッタ抵抗とを含み、両トランジ
スタのベース・エミッタ間接合に流す電流密度を互いに
異ならせて両トランジスタのベースから基準電圧を取り
出し、半導体装置内のpn接合と直列接続された抵抗の電
圧降下を基準電圧と比較して温度を検出するようにした
ことを特徴とする温度検出用回路装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の回路において、温度の検
出用電圧として共通エミッタ抵抗の電圧降下を基準電圧
と比較するようにしたことを特徴とする温度検出用回路
装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の回路において、温度検出
のために基準電圧を受けるダイオードと抵抗の直列回路
を設け、抵抗の電圧降下を検出用電圧として基準電圧と
比較するようにしたことを特徴とする温度検出用回路装
置。 - 【請求項４】請求項１に記載の回路において、バンドギ
ャップ電圧を備える一対のトランジスタに対して電流ミ
ラー回路から互いに比例する電流を供給するようにした
ことを特徴とする温度検出用回路装置。 - 【請求項５】請求項４に記載の回路において、電流ミラ
ー回路の従動電流を受ける抵抗の電圧降下を温度の検出
用電圧として基準電圧と比較するようにしたことを特徴
とする温度用検出回路装置。 - 【請求項６】請求項２，３または５に記載の回路におい
て、コンパレータにより基準電圧に対する検出用電圧の
大小を比較して、温度の検出信号を取り出すようにした
ことを特徴とする温度検出用回路装置。 - 【請求項７】請求項１に記載の回路において、バンドギ
ャップ電圧を備える一対のトランジスタのベース・エミ
ッタ間接合の面積を互いに異ならせて、同じ電流を供給
するようにしたことを特徴とする温度検出用回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1474394A JPH07218347A (ja) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | 温度検出用回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1474394A JPH07218347A (ja) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | 温度検出用回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07218347A true JPH07218347A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=11869603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1474394A Pending JPH07218347A (ja) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | 温度検出用回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07218347A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006286678A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Renesas Technology Corp | 半導体集積回路装置 |
| WO2020153162A1 (ja) * | 2019-01-23 | 2020-07-30 | 株式会社デンソー | 温度検出装置 |
-
1994
- 1994-02-09 JP JP1474394A patent/JPH07218347A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006286678A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Renesas Technology Corp | 半導体集積回路装置 |
| US7205755B2 (en) | 2005-03-31 | 2007-04-17 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor integrated circuit |
| US7372245B2 (en) | 2005-03-31 | 2008-05-13 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor integrated circuit |
| WO2020153162A1 (ja) * | 2019-01-23 | 2020-07-30 | 株式会社デンソー | 温度検出装置 |
| JP2020118548A (ja) * | 2019-01-23 | 2020-08-06 | 株式会社デンソー | 温度検出装置 |
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