JPH0726734Y2 - 熱暴走保護回路 - Google Patents

熱暴走保護回路

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JPH0726734Y2
JPH0726734Y2 JP1990011666U JP1166690U JPH0726734Y2 JP H0726734 Y2 JPH0726734 Y2 JP H0726734Y2 JP 1990011666 U JP1990011666 U JP 1990011666U JP 1166690 U JP1166690 U JP 1166690U JP H0726734 Y2 JPH0726734 Y2 JP H0726734Y2
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transistor
thermal runaway
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倫也 細野
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Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の産業上の利用分野〕 本考案は、半導体集積回路を集積した半導体基板の異常
発熱によって発生する熱暴走から半導体集積回路を保護
する熱暴走保護回路に関するものであって、減電圧時で
あったとしても熱暴走から半導体集積回路の保護を行う
ことのできる熱暴走保護回路に係るものである。
〔従来の技術〕
第3図は、従来の熱暴走保護回路の一例を示す回路図で
ある。
図に於いて、従来の熱暴走保護回路は、主に定電流源11
に接続されて順バイアスされている直列接続されたダイ
オードD1乃至D5から構成された温度センサー10と基準電
圧源12と比較器3から構成されている。温度センサー10
をバイアス電圧源とするトランジスタQ20を介して定電
流が基準電圧源12に供給され、温度変化の少ない安定性
の良好な基準電圧源12を形成している。温度センサー10
の出力端子13は、比較器3の反転入力端子に接続されて
センサー電圧V1が供給されている。基準電圧源12の出力
端子は、比較器3の正転入力端子に接続されている。例
えば、センサー電圧V1は、約1.4ボルトに設定され、基
準電圧V2は、センサー電圧V1より低い1.25ボルト程度に
設定されている。
斯かる熱暴走保護回路は、半導体集積回路に組み込まれ
ており、異常に温度が上昇して半導体基板に組み込まれ
たトランジスタが破壊されるおそれがある場合に電源を
遮断して半導体集積回路を熱暴走から保護しようとする
ものである。即ち、半導体集積回路基板の温度が異常に
上昇して温度センサー10の出力端子13から出力されるセ
ンサー電圧V1が基準電圧V2(約1.25ボルト)以下に低下
したとすると、比較器3の出力は、反転して出力端子6
から制御信号が出力される。この比較器3から得られる
制御信号を半導体集積回路に印加されている電源を遮断
する信号として用いることによって、半導体素子の異常
発熱による熱暴走から半導体集積回路が破壊されるのを
防止するものである。
〔考案が解決しようとする課題〕
第3図に示した従来の熱暴走保護回路にあっては、電源
電圧Bが低下した際に、充分な熱暴走保護機能を果たさ
ない場合が生じる。その例が第4図に図示されている。
第4図には、センサー電圧V1と基準電圧V2の減電圧時の
特性が夫々特性曲線a,bが示されている。電源電圧Bが
約3.5ボルト以上の場合は、センサー電圧V1と基準電圧V
2が適当な電位差を保つており、この状態にあるとき
は、異常な温度の上昇を検出することが可能である。し
かし、第3図の例のように直列接続されたダイオードが
5個接続され、ダイオードD3とD4との接続点13からセン
サー電圧V1(約1.4ボルト)を得るものにあっては、電
源電圧Bが約3.5ボルト以下に低下すると、第4図に図
示されているように基準電圧V2が所定の電位を保持して
いるのに対してセンサー電圧V1(特性曲線a)は、急激
に低下する。更に、電源電圧Bが低下して約2.5ボルト
に達したP点のところでは、センサー電圧V1と基準電圧
V2の電位が等しくなり、更に電源電圧Bが低下すると、
センサー電圧V1と基準電圧V2の電位の関係が反転して異
常温度の検出が不能な状態となる欠点がある。
本考案は、上述の如き問題点を解消する為になされたも
ので、その主な目的は、トランジスタ回路の動作限界ま
で電源電圧が低下したとしても、センサー電圧V1と基準
電圧V2の電位差を保てるようになされた熱暴走保護回路
を提供するものである。
又、本考案の他の目的は、比較的低い電源電圧源であっ
ても安定した作動を保持し得る熱暴走保護回路を提供す
るものである。
〔課題を解決する為の手段〕
本考案の熱暴走保護回路は、順バイアスされている直列
接続されたダイオードの接続点から所定のセンサー電圧
を得るものであって、該直列接続されたダイオードの前
記接続点から得られる電圧と等しいか、或いはその接続
点から得られる電圧より高い電圧を出力し得る接続点に
順バイアス電流を供給する電流源回路が接続されている
ものである。
〔作用〕
本考案の熱暴走保護回路は、電源電圧の低下時であって
も、温度センサーを形成する直列接続されたダイオード
に、温度センサーの出力端子か、或いはそれより電位の
高い接続点から順バイアス電流を供給して温度センサー
機能を保持させるものである。
〔実施例〕
本考案の熱暴走保護回路について第1図及び第2図に基
づき説明する。
第1図に図示されるように熱暴走保護回路の主な回路と
しては、温度センサー1、バンドギャップ基準電圧源
2、比較器3及び電流源回路8で構成されており、4は
接地端子、5は電源端子、6は出力端子である。電流源
回路8は、ダイオード接続されたトランジスタQ1とベー
スを共通とするトランジスタQ2乃至Q4とトランジスタQ1
のベース・コレクタに接続された電流源7から構成され
ている。温度センサー1は、電流源回路8から順バイア
ス電流が供給されている直列接続されたダイオードD1
至D5から構成され、トランジスタQ3のコレクタにダイオ
ードD1のアノードが接続され、ダイオードD1のカソード
と接地端子間に直列にダイオードD2乃至D5が夫々順方向
に接続されている。ダイオードD3とD4との接続点P1から
センサー電圧V1が出力される。バンドギャップ基準電圧
源2は、トランジスタQ7,Q9,Q10及び抵抗R3,R4で形
成されている。トランジスタQ3のコレクタとダイオード
D1のカソードとの接続点にベースが接続されたトランジ
スタQ5のエミッタは、ダイオード接続されたトランジス
タQ7のエミッタに接続されている。トランジスタQ5はバ
ンドギャップ基準電圧源2のバイアス電圧として適当な
2.8V程度の電圧を得る役割を有し、そのエミッタとトラ
ンジスタQ7のエミッタの接続点に得られるその電圧はト
ランジスタQ7のエミッタが直接電源端子5に接続される
場合に比較して電源電圧Bの変化に対してはるかに安定
する。トランジスタQ7のベース・コレクタは、トランジ
スタQ8,Q9のコレクタに接続され、共通接続されたエミ
ッタは、抵抗R3の一端に接続され、その他端が抵抗R4
接続され、R4の他端が接地されている。トランジスタQ7
の第2のコレクタは、トランジスタQ9とベースを共通と
しダイオード接続されたトランジスタQ10のベース・コ
レクタに接続され、トランジスタQ10のエミッタが抵抗R
3,R4の接続点に接続されてバンドギャップ基準電圧源
2を形成している。トランジスタQ8のベースは、ダイオ
ードD4とD5との接続点P2に接続されている。なお、トラ
ンジスタQ8はバンドギャップ基準電圧源2の起動用のト
ランジスタである。比較器3は、差動対トランジスタQ
11,Q12と抵抗R6及びトランジスタQ13とで構成されてお
り、トランジスタQ11のベースが抵抗R5を介してバンド
ギャップ基準電圧源2のトランジスタQ10のベース・コ
レクタに接続され、トランジスタQ12のベースは、温度
センサー1のダイオードD3とD4との接続点P1に接続され
ている。トランジスタQ12のコレクタは、抵抗R6とトラ
ンジスタQ13のベースに接続され、抵抗R6の他端とトラ
ンジスタQ13のエミッタは接地され、トランジスタQ13
コレクタが出力端子6に接続されている。
電流源回路8のトランジスタQ2のエミッタが抵抗R1に接
続され、その他端が電源端子5に接続されているトラン
ジスタQ2のコレクタは、温度センサー1のダイオードD2
とD3との接続点P3に接続されており、ダイオードD3乃至
D5にバイパス電流が順バイアス電流として供給されるよ
うになされている。
第1図の熱暴走保護回路は、比較器3の入力端子にバン
ドギャップ基準電圧源2からの基準電圧V2と、温度セン
サー1からのセンサー電圧V1が夫々供給されており、半
導体基板の温度が異常に上昇すると、ダイオードD3とD4
との接続点P1の電位は降下する。そのセンサー電圧V1
バンドギャップ基準電圧源2の電位より低下すると、比
較器3を形成する差動対トランジスタQ12がオンとなっ
て抵抗R6に動作電流が供給され、トランジスタQ13がバ
イアスされて出力が反転して、出力端子6から制御信号
を得る。このように異常に温度が上昇した場合に、この
制御信号に基づき電源回路を遮断して半導体集積回路を
熱暴走から保護するものである。
因に、バンドギャップ基準電圧源2は、電源が投入され
ると、トランジスタQ5及びQ7から電流を引き込み、トラ
ンジスタQ8はオンとなり、トランジスタQ7を介してダイ
オード接続されたトランジスタQ10に電流が供給され
る。同時にトランジスタQ9がオンとなり、トランジスタ
Q8はオフとなる。バンドギャップ基準電圧V2は、抵抗R5
を介して比較器3の差動対トランジスタQ11のベースに
供給される。
本考案の熱暴走保護回路は、電源電圧Bが約3.5ボルト
以上の場合には、無論安定した動作を行う。更に、電源
電圧Bが3.5ボルト以下に低下した場合であっても、ト
ランジスタQ3を介してトランジスタQ5のベースに電流I1
が供給され、トランジスタQ5のコレクタ電流がバンドギ
ャップ基準電圧源2に供給されて基準電圧源の機能を保
持し、安定したバンドギャップ基準電圧V2が比較器3に
供給される。一方、温度センサー1は、トランジスタQ2
からバイパス電流I2が順バイアス電流として接続点P3
介してダイオードD3乃至D5に供給されて生き続ける。従
って、電源電圧Bが約1.4Vに低下したとしても安定した
動作をし、異常な温度の上昇を検出することがで可能で
ある。
第1図の実施例の電源電圧Bの低下に伴うセンサー電圧
V1とバンドギャップ基準電圧V2との関係が第4図に図示
されており、点線の特性曲線cが、センサー電圧V1の減
電圧特性を示すものである。図示のように電源電圧Bが
約3.5ボルト以下の減電圧時であってもセンサー電圧V1
と特性曲線bで示した基準電圧V2との電位差が保たれて
おり、異常な温度の上昇を検出できるようになされてい
る。
第2図は、本考案の熱暴走保護回路の他の実施例を示す
もので第1図の実施例と温度センサー部の構成が異なる
のみで他の回路構成は、第1図の実施例と同じである。
温度センサー11は、順バイアスされたダイオードD1乃至
D5が直列接続されており、ダイオードD3に並列に微調整
用の可変抵抗R0が接続され、その中間タップよりセンサ
ー電圧V1を得るようになされている。又、トランジスタ
Q2のコレクタがダイオードD2とD3との接続点P3に接続さ
れている。バイパス電流を供給する位置は、P1点より高
い電位であって、而も、ダイオードD1のカソードの電圧
より低い位置の接続点であればよい。
〔効果〕
本考案の熱暴走保護回路は、温度センサーが直列接続さ
れたダイオードによって構成され、これを温度センサー
として用いると共に、バンドギャップ基準電圧源に定電
圧を供給するためのバイアス電圧源として兼用するもの
であって極めて安定な基準電圧を比較器に供給し得る利
点がある。
本考案の熱暴走保護回路は、直列接続されたダイオード
のセンサー電圧が出力される接続点の電位より高い電位
が出力される接続点に、順バイアス電流をバイパスして
供給するように構成することで、電源電圧が低下したと
しても、比較器に供給されるセンサー電圧と基準電圧の
電位差が略一定に保たれるので、減電圧時であっても異
常な温度の上昇を検出することが可能な利点を有する。
なお、順バイアス電流はセンサー電圧が出力される接続
点に供給してもよい。而も、2乃至3ボルトの低い電源
電圧で使用される半導体集積回路の熱暴走保護回路とし
て極めて効果的である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本考案に係る熱暴走保護回路の一実施例を示
す回路図、第2図は、本考案に係る熱暴走保護回路の他
の実施例を示す回路図、第3図は、従来の熱暴走保護回
路の一例を説明する回路図、第4図は、熱暴走保護回路
の減電特性を示す図である。 1:温度センサー,2:バンドギャップ基準電圧源,3:比較
器,4:接地端子,5:電源端子,6:出力端子,7:電流源,8:電
流源回路,

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】順バイアスされている直列接続されたダイ
    オードを温度センサーとし、該ダイオード同士の第1の
    接続点から得られるセンサー電圧をバンドギャップ基準
    電圧源から得られる基準電圧と比較する比較器に入力し
    て異常な温度上昇を検出する熱暴走保護回路に於いて、
    センサー電圧の得られる該第1の接続点か、或いは該セ
    ンサー電圧より高い電圧を出力し得る第2の接続点に接
    続された電流源回路を具え、さらに第2の接続点よりも
    高い電圧を出力し得る第3の接続点からはバンドギャッ
    プ基準電圧源のバイアス電圧となる電圧が供給されるこ
    とを特徴とする熱暴走保護回路。
JP1990011666U 1990-02-08 1990-02-08 熱暴走保護回路 Expired - Lifetime JPH0726734Y2 (ja)

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JPH03104211U JPH03104211U (ja) 1991-10-29
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