JPH109967A - Reference voltage circuit and temperature detection circuit using the circuit - Google Patents

Reference voltage circuit and temperature detection circuit using the circuit

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JPH109967A
JPH109967A JP16192396A JP16192396A JPH109967A JP H109967 A JPH109967 A JP H109967A JP 16192396 A JP16192396 A JP 16192396A JP 16192396 A JP16192396 A JP 16192396A JP H109967 A JPH109967 A JP H109967A
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JP
Japan
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region
resistor
circuit
type
reference voltage
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JP16192396A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiro Karaki
俊郎 唐木
Noriyuki Abe
憲幸 阿部
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH109967A publication Critical patent/JPH109967A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reference voltage circuit suppressed in the fluctuations of reference voltage output caused by the irregularity of the leak current of the leak path generated by production irregularity. SOLUTION: In a reference voltage circuit 82 equipped with an operational amplifier 61, a plurality of resistors 62-64 and a plurality of the transistors 65-70 connected to the diode formed on one semiconductor substrate, the transistors 65-70 are formed to both ends of the resistor 78 on the earth terminal side of the series circuit of two resistors 77, 78 connected across the output voltage terminal and earth terminal of the reference voltage circuit 82 to connect a leak path 79 having the same structure as a parasitically generated leak path. By this constitution, even if irregularity is generated in the leak current of the leak path by the irregularity of impurity concn. caused by production irregularity, this effect is negated by a dummy leak path and the fluctuations of reference voltage output by the irregularity of a leak current can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板上に形
成される基準電圧回路およびそれを用いた温度検知回路
に関し、特に温度依存性の少ない回路の構成技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reference voltage circuit formed on a semiconductor substrate and a temperature detecting circuit using the same, and more particularly, to a circuit configuration technology having less temperature dependency.

【0002】[0002]

【従来の技術】基準電圧回路を備え、その温度特性が重
要となる応用例として温度検知回路が挙げられる。以
下、温度検知回路を例に説明を行う。半導体基板上に形
成される従来の基準電圧回路を用いた温度検知回路とし
ては、図6に示すようなものがある。また、図7は図6
の回路各部の電圧の温度依存性を示す図である。以下、
図6と図7に基づいて従来例の回路構成および動作につ
いて説明する。この回路はバンドギャップレファレンス
(以下BGRとする)基準電圧回路を用いた温度検知回
路である。
2. Description of the Related Art A temperature detection circuit is an application example in which a reference voltage circuit is provided, and its temperature characteristics are important. Hereinafter, the temperature detection circuit will be described as an example. FIG. 6 shows a conventional temperature detecting circuit using a reference voltage circuit formed on a semiconductor substrate. FIG. 7 shows FIG.
FIG. 6 is a diagram showing the temperature dependence of the voltage of each part of the circuit of FIG. Less than,
The circuit configuration and operation of a conventional example will be described with reference to FIGS. This circuit is a temperature detection circuit using a band gap reference (hereinafter referred to as BGR) reference voltage circuit.

【0003】まず回路構成を説明する。基準電圧回路2
1は、オペアンプ(演算増幅器)1と、抵抗2〜4と、
ダイオード接続されたエミッタ面積A1のNPNトラン
ジスタ(以下、トランジスタはTrと記す)5〜7と、
エミッタ面積A2のTr8〜10と、上記Trを構成する
ことによって寄生的に生ずるリークパス11〜16とか
ら成るBGR回路と、そのBGR出力(基準電圧出力)
を抵抗分割する抵抗17、18とによって構成される。
そして19は基準電圧出力端子、20は温度センス出力
端子である。なお、上記各Trは同一半導体基板に形成
され、かつ各抵抗は全て同じプロセスで製造されている
ものとする。上記の基準電圧回路21とコンパレータ
(比較器)22によって温度検知回路が構成されてい
る。
First, the circuit configuration will be described. Reference voltage circuit 2
1 is an operational amplifier (operational amplifier) 1, resistors 2 to 4,
NPN transistors (hereinafter, transistors are referred to as Tr) 5 to 7 having diode-connected emitter areas A 1 ,
And Tr8~10 emitter area A 2, and BGR circuit consisting resulting leakage path 11 to 16 Metropolitan parasitically by configuring the Tr, the BGR output (reference voltage output)
And resistors 17 and 18 for dividing the resistance.
Reference numeral 19 denotes a reference voltage output terminal, and reference numeral 20 denotes a temperature sense output terminal. It is assumed that the respective Trs are formed on the same semiconductor substrate and all the resistors are manufactured by the same process. The reference voltage circuit 21 and the comparator (comparator) 22 constitute a temperature detection circuit.

【0004】次に、図7を用いて動作を説明する。ここ
では取敢えずリークパス11〜16の影響は無いものと
して説明する。図7において、縦軸は回路各部の電圧と
し、横軸はこの回路を内蔵している半導体基板の温度と
する。また、VbgrはBGR出力(≒3.6[V])であ
り、半導体基板温度に対しての依存性はない。aVbgr
はBGR出力を抵抗分圧した基準電圧出力〔分圧係数a
=R5/(R4+R5)〕であり、Vbgrと同様に半導体基
板温度に対しての依存性はない。Vfbは温度センス出力
であり、ダイオード接続されたTr8〜10のベースエ
ミッタ間電圧3つ分に相当し、通常は−6[mV/℃]
程度の温度依存性を持つ。よって抵抗17、18の値を
適当に選ぶことにより、或る温度でaVbgrとVfbが交
差する点を作り出すことができる。この点を検知温度T
xとし、これをコンパレータ22で検知すれば半導体基
板の温度がTxに達したことを検知することができる。
すなわち、Vfb>aVbgrの状態からVfb<aVbgrに変
化したときコンパレータ22の出力はLowレベルから
Hiレベルに変化する。
Next, the operation will be described with reference to FIG. Here, description will be made assuming that there is no influence of the leak paths 11 to 16 for the time being. In FIG. 7, the vertical axis represents the voltage of each part of the circuit, and the horizontal axis represents the temperature of the semiconductor substrate incorporating this circuit. Vbgr is a BGR output (≒ 3.6 [V]) and has no dependency on the semiconductor substrate temperature. aVbgr
Is a reference voltage output obtained by dividing the resistance of the BGR output [division coefficient a
= A R 5 / (R 4 + R 5) ], there is no dependence of the semiconductor substrate temperature similar to the Vbgr. Vfb is a temperature sense output, which corresponds to three base-emitter voltages of diode-connected Trs 8 to 10, and is usually -6 [mV / C].
It has a degree of temperature dependence. Therefore, by appropriately selecting the values of the resistors 17 and 18, a point where aVbgr and Vfb intersect at a certain temperature can be created. This point is detected temperature T
If x is detected by the comparator 22, it can be detected that the temperature of the semiconductor substrate has reached Tx.
That is, when the state of Vfb> aVbgr changes to Vfb <aVbgr, the output of the comparator 22 changes from the Low level to the Hi level.

【0005】回路各部の電圧を数式で示すと以下のよう
になる。なお、以下の説明すべてにおいてオペアンプ1
とコンパレータ22は理想状態(すなわち入力バイアス
電流および入力オフセット電圧はゼロの状態)で動作し
ているものとする。
[0005] The voltage of each part of the circuit is expressed by the following equation. In the following description, the operational amplifier 1
And the comparator 22 are operating in an ideal state (ie, the state where the input bias current and the input offset voltage are zero).

【0006】(1)BGR出力電圧Vbgr ダイオード接続されたTrをシリーズに3段接続した点
の電位Vfa、Vfbは、下記(数1)式、(数2)式に示
すように表わされる。
(1) BGR output voltage Vbgr The potentials Vfa and Vfb at the point where diode-connected Trs are connected in three stages in series are expressed by the following equations (1) and (2).

【0007】[0007]

【数1】 (Equation 1)

【0008】 ただし、k:ボルツマン定数 q:素電荷 T:温度 A1:Tr5〜6のエミッタ面積 Iso:逆飽和電流密度 A2:Tr8〜11のエミッタ面積 また、オペアンプ1のイマジナリーショートにより、抵
抗4(R3)の両端にかかる電圧ΔVfは、下記(数3)
式に示すようになる。 ΔVf=Vfa−Vfb …(数3) 上記(数3)式に、上記(数1)式と(数2)式を代入
すると下記(数4)式が得られる。
Where k: Boltzmann's constant q: elementary charge T: temperature A 1 : emitter area of Tr 5 to 6 Iso: reverse saturation current density A 2 : emitter area of Tr 8 to 11 Also, due to the imaginary short circuit of the operational amplifier 1, The voltage ΔVf applied to both ends of the resistor 4 (R 3 ) is given by
It becomes as shown in the formula. ΔVf = Vfa−Vfb (Equation 3) By substituting the equations (1) and (2) into the equation (3), the following equation (4) is obtained.

【0009】[0009]

【数4】 (Equation 4)

【0010】また、回路に流れる電流はオペアンプのイ
マジナリーショートにより、下記(数5)式、(数6)
式に示すようになる。 I1・R1=I2・R2 …(数5) I1=I2(R2/R1) …(数6) また、I2とΔVfには下記(数7)式に示すごとき関係
がある。 I2=ΔVf/R3 …(数7) BGR回路の出力電圧は、下記(数8)式で示される。 Vbgr=Vfa+I1・R1 …(数8) 上記(数8)式に前記(数1)式、(数4)式、(数
6)式、(数7)式を代入すると、下記(数9)式が得
られる。この(数9)式がBGR出力電圧Vbgrを示す
式である。
The current flowing in the circuit is caused by the imaginary short circuit of the operational amplifier, the following equation (5), and the following equation (6).
It becomes as shown in the formula. I 1 · R 1 = I 2 · R 2 (Equation 5) I 1 = I 2 (R 2 / R 1 ) (Equation 6) Also, I 2 and ΔVf are as shown in the following equation (7). Have a relationship. I 2 = ΔVf / R 3 (Equation 7) The output voltage of the BGR circuit is expressed by the following (Equation 8). Vbgr = Vfa + I 1 · R 1 (Equation 8) By substituting the equations (1), (4), (6) and (7) into the above equation (8), the following equation is obtained. 9) is obtained. Equation (9) is an equation indicating the BGR output voltage Vbgr.

【0011】[0011]

【数9】 (Equation 9)

【0012】(2)基準電圧出力aVbgr 分圧係数aは、前記のごとくa=R5/(R4+R5)であ
るから、このaをVbgrに乗算することによって下記
(数10)式に示すように基準電圧出力aVbgrが得ら
れる。
(2) Reference voltage output aVbgr Since the voltage division coefficient a is a = R 5 / (R 4 + R 5 ) as described above, this a is multiplied by Vbgr to obtain the following equation (10). As shown, a reference voltage output aVbgr is obtained.

【0013】[0013]

【数10】 (Equation 10)

【0014】(3)温度センス出力Vfb 温度センス出力Vfbは前記(数2)式で示した通りであ
る。
(3) Temperature Sense Output Vfb The temperature sense output Vfb is as shown in the above equation (2).

【0015】次に、前述した回路を実際に半導体基板上
に構成した場合、構造的にできてしまう寄生デバイス
(リークパス)の影響について考慮しなければならな
い。以下、リークパスの影響について説明する。まず、
リークパス11〜16の構造について説明する。図8は
基準電圧回路で用いられているTrのデバイス構造の一
例を示す図である。図8において、Trは第1のP+拡散
領域30、31、32と第1のN+拡散領域33、34
とP−well領域35と第2のN+拡散領域36とN−wel
l領域37とN−埋め込み領域38とP−epi領域39と
P−sub領域40から構成され、第1のN+拡散領域33
がエミッタ領域、P−well領域35がベース領域、N−
well領域37がコレクタ領域に相当する。なお、P−su
b領域40とP−epi領域39はGND(接地)に接続さ
れている。このTrのベースとコレクタを接続すること
によってダイオードとして用いる。
Next, when the above-described circuit is actually formed on a semiconductor substrate, it is necessary to consider the influence of a parasitic device (leak path) which is structurally generated. Hereinafter, the influence of the leak path will be described. First,
The structure of the leak paths 11 to 16 will be described. FIG. 8 is a diagram showing an example of the device structure of Tr used in the reference voltage circuit. In FIG. 8, Tr represents first P + diffusion regions 30, 31, 32 and first N + diffusion regions 33, 34.
, P-well region 35, second N + diffusion region 36, and N-wel
1 region 37, an N- buried region 38, a P-epi region 39, and a P-sub region 40;
Is the emitter region, P-well region 35 is the base region, N-
The well region 37 corresponds to a collector region. In addition, P-su
The b region 40 and the P-epi region 39 are connected to GND (ground). By connecting the base and collector of this Tr, it is used as a diode.

【0016】上記のデバイス構造の場合、コレクタ領域
とGNDである基板領域との間は、逆バイアスすること
によって接合分離されている。この部分がリークパスで
あり、リーク電流が存在する。半導体基板の温度が高く
なってくるとその値は増大し、回路電流I1、I2(図6
参照)の規模によっては無視できないものとなってく
る。上記のように図6の回路構成ではリークパス11〜
16が生ずる。
In the case of the above-mentioned device structure, the junction between the collector region and the substrate region which is GND is separated by reverse bias. This portion is a leak path, and a leak current exists. As the temperature of the semiconductor substrate increases, the value increases, and the circuit currents I 1 and I 2 (FIG. 6)
Depending on the size of the project). As described above, in the circuit configuration of FIG.
16 results.

【0017】なお、図9は、従来例においてTrおよび
リークパスを形成しているN−well領域群の配置の
一例を示す平面図である。図9において、51〜53は
Tr8〜10に対応し、54〜56はTr5〜7に対応
する。また、49は基準電圧回路の形成領域、50は温
度検知回路の形成領域である。
FIG. 9 is a plan view showing an example of the arrangement of N-well region groups forming Tr and leak paths in the conventional example. In FIG. 9, 51 to 53 correspond to Tr8 to 10, and 54 to 56 correspond to Tr5 to Tr7. Reference numeral 49 denotes a reference voltage circuit forming area, and reference numeral 50 denotes a temperature detecting circuit forming area.

【0018】次に、リークパス11〜16の影響を考慮
した場合の基準電圧回路の動作について説明する。説明
を進めるに当たり、まずリークパスを考慮した場合の各
部の電圧式を示す。
Next, the operation of the reference voltage circuit in consideration of the influence of the leak paths 11 to 16 will be described. In proceeding with the description, first, the voltage equations of the respective parts when a leak path is considered will be described.

【0019】(1)BGR出力電圧Vbgr(リークパス
の影響がある場合) まず、ダイオード接続されたTrをシリーズに3段接続
した点の電位Vfa、Vfbは、下記(数11)式で示すよ
うになる。
(1) BGR output voltage Vbgr (when there is an influence of a leak path) First, the potentials Vfa and Vfb at the point where three diode-connected Trs are connected in series are expressed by the following equation (11). Become.

【0020】[0020]

【数11】 [Equation 11]

【0021】ここで、リークパス間の電圧は、検知温度
領域(例えば150〜200℃)において、リークパス
13でほぼ0.4[V]、リークパス11でほぼ1.2
[V]になり、リーク電流値としてはほぼ同じである。
よって、(数11)式でIx11=Ix12=Ix13=Ixaと
すれば、下記(数12)式に示すようになる。
Here, the voltage between the leak paths is approximately 0.4 [V] in the leak path 13 and approximately 1.2 in the leak path 11 in the detection temperature range (for example, 150 to 200 ° C.).
[V], which is almost the same as the leakage current value.
Therefore, if Ix 11 = Ix 12 = Ix 13 = Ixa in the equation (11), the following equation (12) is obtained.

【0022】[0022]

【数12】 (Equation 12)

【0023】また、Tr形成領域のN−well群のリーク
電流密度をIxとし、Tr5〜7のN−well面積をAT1
すれば、Ixa=IxAT1となる。したがってVfaは、下
記(数13)式で示すようになる。
If the leak current density of the N-well group in the Tr formation region is Ix and the N-well area of Tr5 to Tr7 is A T1 , then Ixa = IxA T1 . Therefore, Vfa is represented by the following (expression 13).

【0024】[0024]

【数13】 (Equation 13)

【0025】なお、(数13)式において、下線部分が
リークパスの影響分を示す項であり、以下の式において
も同様に示す。
In the equation (13), the underlined part is a term indicating the influence of the leak path, and is similarly shown in the following equation.

【0026】一方、Vfbについて、Tr8〜10のN−w
ell面積をAT2とし、Ix21=Ix22=Ix23=IxAT2
して、上記と同様に求めれば、下記(数14)式に示す
ようになる。
On the other hand, with respect to Vfb, Nw
Assuming that the ell area is A T2 and Ix 21 = Ix 22 = Ix 23 = IxA T2 , the following equation (14) can be obtained if it is obtained in the same manner as above.

【0027】[0027]

【数14】 [Equation 14]

【0028】オペアンプのイマジナリーショートによ
り、抵抗4(R3)の両端にかかる電圧ΔVfは、前記
(数3)式で示される。そして(数3)式に上記(数1
3)式、(数14)式を代入すると下記(数15)式が
得られる。
The voltage ΔVf applied across the resistor 4 (R 3 ) due to the imaginary short-circuit of the operational amplifier is expressed by the above equation (3). Then, (Equation 3)
By substituting the expressions (3) and (Equation 14), the following (Equation 15) is obtained.

【0029】[0029]

【数15】 (Equation 15)

【0030】上記のごとき(数6)式、(数7)式、
(数8)式、(数15)式より、リークパスの影響を考
慮したVbgrは下記(数16)式のように表される。
Equations (6), (7),
From the equations (8) and (15), Vbgr considering the influence of the leak path is expressed as the following equation (16).

【0031】[0031]

【数16】 (Equation 16)

【0032】(2)基準電圧回路出力aVbgr(リーク
パスの影響がある場合) 基準電圧回路出力aVbgrは、前記(数10)式と同じ
であるが、数式中のVbgrの内容が上記(数16)式に
なっている。
(2) Reference voltage circuit output aVbgr (when there is an influence of a leak path) The reference voltage circuit output aVbgr is the same as the above equation (10), but the content of Vbgr in the equation is the above (equation 16) It is an expression.

【0033】(3)温度センス出力Vfb(リークパスの
影響がある場合) 温度センス出力Vfbは、前記(数14)式と同じであ
る。
(3) Temperature sense output Vfb (when there is an influence of a leak path) The temperature sense output Vfb is the same as the above equation (14).

【0034】ここで、リークパスなしの式とリークパス
ありの式とを比較すると、リークパスありの式のリーク
パス影響分の項を無視すると、リークパスなしの式と全
く同じ式となる。また、ダイオード接続されたTrのエ
ミッタ面積パラメータA1とA2の関係は、BGR回路で
はI1=I2とすれば、必ずA1<A2となる。これはBG
R回路を動作させるためには(数3)式のΔVfは正の
値しか有り得ない(図6参照)ためである。したがっ
て、通常チップ面積を最小とするためTr形成領域のN
−well面積パラメータAT1とAT2の関係は、AT1<AT2
となる。ここでAT2とAT1の比をmとすれば、m=AT2
/AT1である。
Here, a comparison between the expression without the leak path and the expression with the leak path reveals that the expression with the leak path is exactly the same as the expression without the leak path, ignoring the term of the expression with the leak path. Further, the relationship between the emitter area parameters A 1 and A 2 of the diode-connected Tr is always A 1 <A 2 if I 1 = I 2 in the BGR circuit. This is BG
This is because ΔVf in the equation (3) can have only a positive value to operate the R circuit (see FIG. 6). Therefore, in order to minimize the chip area, the N
The relationship between the -well area parameters A T1 and A T2 is A T1 <A T2
Becomes Here, if the ratio between A T2 and A T1 is m, then m = A T2
/ A T1 .

【0035】次に、前記の各数式に基づいて、リーク電
流があった場合には、無い場合と比べて各部の電位がど
うなるかを以下の条件にて概算した結果を示す。 計算条件 T=175[℃] I1=I2=15[μA] Ix=160[μA/mm2] AT1=0.0025[mm2] AT2=0.0075[mm2] R2/R3=10 R4/R5=2/1 計算結果 Vbgrは135[mV]上がる aVbgrは45[mV]上がる Vfbは21[mV]下がる 上記の計算結果より、リーク電流が増えると基準電圧回
路の温度センス出力Vfbは下がり、Vbgrならびに基準
電圧回路の基準電圧出力aVbgrは上がることがわか
る。
Next, based on the above formulas, the results obtained by roughly estimating the potential of each part when there is a leak current as compared to when there is no leak current under the following conditions are shown. Calculation conditions T = 175 [° C.] I 1 = I 2 = 15 [μA] Ix = 160 [μA / mm 2 ] A T1 = 0.0025 [mm 2 ] A T2 = 0.0075 [mm 2 ] R 2 / R 3 = 10 R 4 / R 5 = 2/1 Calculation result Vbgr rises 135 [mV] aVbgr rises 45 [mV] Vfb falls 21 [mV] From the above calculation result, when the leak current increases, the reference voltage circuit It can be understood that the temperature sense output Vfb of the reference voltage falls and Vbgr and the reference voltage output aVbgr of the reference voltage circuit rise.

【0036】上記の結果に基づいて温度検知回路として
の影響を図10で説明する。図10は回路各部の電圧の
温度依存性を示した図であり、縦軸は電圧、横軸はこの
回路を内蔵している半導体基板の温度である。温度が低
い範囲ではリーク電流は極めて小さく影響はほとんどみ
られないが、検知温度が設定されている温度範囲ではリ
ーク電流の影響が出てくる。図10に上記の計算結果を
あてはめると、リーク電流の増大は温度検知回路として
見た場合、検知温度の降下につながることがわかる。
The effect of the temperature detection circuit based on the above results will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram showing the temperature dependence of the voltage of each part of the circuit, in which the vertical axis represents the voltage and the horizontal axis represents the temperature of the semiconductor substrate incorporating this circuit. In a low temperature range, the leakage current is extremely small and has little effect, but in a temperature range where the detection temperature is set, the effect of the leakage current appears. By applying the above calculation results to FIG. 10, it can be seen that an increase in the leakage current leads to a decrease in the detected temperature when viewed as a temperature detection circuit.

【0037】なお、このリーク電流は製造バラツキによ
ってバラツキを生ずる。この製造バラツキとはリークパ
スを形成している領域の不純物濃度のバラツキである。
従って基準電圧回路の基準電圧出力にはリーク電流のバ
ラツキに起因したバラツキが発生する。同様に温度検知
回路として見た場合、或るリーク電流を想定して検知温
度を設定しても製造バラツキによって実際の検知温度に
はバラツキが発生することになる。
The leakage current varies due to manufacturing variations. This manufacturing variation is a variation in the impurity concentration of the region forming the leak path.
Therefore, the reference voltage output of the reference voltage circuit varies due to the variation of the leak current. Similarly, when viewed as a temperature detection circuit, even if the detection temperature is set assuming a certain leak current, the actual detection temperature will vary due to manufacturing variations.

【0038】ここで検知温度がバラツキを持つと何故問
題かを以下に説明する。仮にこの検知温度バラツキの上
限がパッケージおよびボンディングワイヤーの限界温度
よりも高い場合には、温度検知回路の検出結果によって
半導体回路の温度が上昇したという出力を出す前にパッ
ケージやボンディングワイヤーに信頼性上の障害が発生
し、ICの機能が失われる可能性がある。また温度検知
回路を内蔵したICでは温度検知回路の出力を用いて、
本体回路の動作を停止もしくは制限することが一般的に
行われる。そのため、仮に検知温度バラツキの下限が本
体回路の動作温度範囲内であったとすると、正常動作す
べき温度にもかかわらず本体回路の動作が停止もしくは
制限されるといった事態が発生する。したがって温度検
知回路の検知温度は、パッケージやボンディングワイヤ
ーの限界温度より低く、かつ本体回路の動作温度範囲よ
り高くなければならない。すなわち検知温度のバラツキ
は極力押さえる必要があることが判る。
The reason why the detected temperature has a variation will be described below. If the upper limit of the variation in the detected temperature is higher than the limit temperature of the package and the bonding wire, the reliability of the package or the bonding wire may be increased before the temperature detection circuit outputs an output indicating that the temperature of the semiconductor circuit has risen. May occur, and the function of the IC may be lost. In an IC with a built-in temperature detection circuit, the output of the temperature detection circuit is used.
Generally, the operation of the main circuit is stopped or limited. Therefore, if the lower limit of the variation in the detected temperature is within the operating temperature range of the main circuit, a situation occurs in which the operation of the main circuit is stopped or restricted in spite of the temperature at which normal operation is to be performed. Therefore, the detection temperature of the temperature detection circuit must be lower than the limit temperature of the package or the bonding wire and higher than the operating temperature range of the main circuit. That is, it is understood that it is necessary to minimize the variation in the detected temperature.

【0039】[0039]

【発明が解決しようとする課題】このように従来の基準
電圧回路にあっては、製造バラツキによって生じるリー
クパスのリーク電流のバラツキにより基準電圧出力が変
動し、温度検知回路に用いた場合は検知温度がバラツキ
を持つという問題点があった。
As described above, in the conventional reference voltage circuit, the reference voltage output fluctuates due to the variation in the leak current of the leak path caused by the manufacturing variation, and when the reference voltage circuit is used in the temperature detection circuit, the detected temperature becomes lower. However, there was a problem that there was variation.

【0040】本発明は、上記のごとき問題を解決するた
めになされたものであり、本発明の第1の目的は製造バ
ラツキによって生じるリークパスのリーク電流のバラツ
キによる基準電圧出力の変動を抑制した基準電圧回路を
提供することであり、第2の目的は上記と同じ理由によ
る検知温度のバラツキを抑制した温度検知回路を提供す
ることである。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and a first object of the present invention is to provide a reference circuit capable of suppressing fluctuations in a reference voltage output due to variations in leak current of a leak path caused by manufacturing variations. A second object is to provide a voltage detection circuit that suppresses variations in detection temperature for the same reason as described above.

【0041】[0041]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。すなわち、請求項1においては、バン
ドギャップレファレンス型の基準電圧回路において、基
準電源電圧を抵抗分圧して基準電圧として出力する回路
であって、上記基準電圧回路の出力電圧端と接地端の間
に接続された2個の抵抗の直列回路における接地端側の
抵抗の両端に、基準電圧回路のトランジスタを形成する
ことによって寄生的に生じるリークパスと同じ構造のリ
ークパスを接続した構造を設けたものである。上記のよ
うに本発明においては、BGR出力を抵抗分圧した点に
BGR回路内のリークパスと同じ構造を有するダミーリ
ークパスを接続することにより、リークパスのリーク電
流に製造バラツキによって生じるバラツキがあっても、
ダミーリークパスがこの影響を打ち消すようにしたもの
である。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention is configured as described in the claims. That is, in the bandgap reference type reference voltage circuit, a circuit for dividing a reference power supply voltage by a resistor and outputting the divided reference voltage as a reference voltage, wherein the reference voltage circuit is connected between an output voltage terminal and a ground terminal. A structure in which a leak path having the same structure as a leak path which is parasitically generated by forming a transistor of a reference voltage circuit is provided at both ends of a ground-side resistor in a series circuit of two connected resistors. . As described above, in the present invention, by connecting a dummy leak path having the same structure as the leak path in the BGR circuit to the point where the BGR output is divided by resistance, even if there is a variation caused by manufacturing variation in the leak current of the leak path. ,
The dummy leak path cancels this effect.

【0042】また、請求項2は、請求項1の具体的な構
成例を示すものであり、請求項2に記載のようにダミー
リークパスはリークパスと半導体基板上で近接した位置
に配置する。
Further, claim 2 shows a specific configuration example of claim 1, and the dummy leak path is arranged at a position close to the leak path on the semiconductor substrate as described in claim 2.

【0043】また、請求項3は、請求項1、請求項2の
基準電圧回路を用いた温度検知回路の構成を示すもので
ある。上記請求項1〜請求項3の構成は、例えば後記図
1〜図5に示す第1の実施の形態に相当する。
Further, claim 3 shows a configuration of a temperature detection circuit using the reference voltage circuit of claim 1 or 2. The configurations of claims 1 to 3 correspond to, for example, a first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 described later.

【0044】また、請求項4は、ヒステリシス回路を備
えた温度検知回路の構成を示すものであり、ヒステリシ
ス回路を構成する2個のMOSトランジスタとして同一
導電型を用い、それらのゲートの間に反転回路を挿入し
た構成を有するものである。上記請求項4の構成は、例
えば後記図12〜図14に示す第2の実施の形態に相当
する。
The fourth aspect of the present invention is directed to a temperature detecting circuit having a hysteresis circuit, wherein two MOS transistors constituting the hysteresis circuit are of the same conductivity type, and are inverted between their gates. It has a configuration in which a circuit is inserted. The configuration of claim 4 corresponds to, for example, a second embodiment shown in FIGS.

【0045】[0045]

【発明の効果】請求項1〜請求項3の発明においては、
基準電圧回路内のBGR出力を抵抗分圧した点にBGR
回路内のリークパスと同じ構造を持ち、かつリークパス
の近傍に配置したダミーリークパスを接続した構成とす
ることにより、製造バラツキに起因した不純物濃度のバ
ラツキによってリークパスのリーク電流にバラツキが生
じてもダミーリークパスがこの影響を打ち消し、リーク
電流のバラツキによる基準電圧出力の変動を低減すると
いう効果が得られる。そのため、その基準電圧回路を用
いた温度検知回路においては検知温度の変動を低減する
という効果が得られる。
According to the first to third aspects of the present invention,
The point where the BGR output in the reference voltage circuit is divided by resistance is BGR
By having the same structure as the leak path in the circuit and connecting the dummy leak path arranged near the leak path, even if the leak current of the leak path varies due to the variation of the impurity concentration due to the manufacturing variation, the dummy leak path may be used. Has the effect of canceling this effect and reducing fluctuations in the reference voltage output due to variations in leakage current. Therefore, in the temperature detection circuit using the reference voltage circuit, the effect of reducing the fluctuation of the detected temperature can be obtained.

【0046】また、請求項4の発明においては、ヒステ
リシス回路を構成する2個のMOSトランジスタとし
て、同一導電型で、しかもそのリークパス構造がBGR
回路内のリークパス構造と同じものを用いるように構成
したことにより、ヒステリシス回路を備えた温度検知回
路においても前記請求項1〜請求項3と同様の構成で製
造ばらつきによる検知温度の変動を有効に低減すること
が出来る、という効果が得られる。
According to the fourth aspect of the present invention, the two MOS transistors constituting the hysteresis circuit are of the same conductivity type and have a leak path structure of BGR.
By using the same structure as the leak path structure in the circuit, even in a temperature detection circuit having a hysteresis circuit, the variation in the detection temperature due to manufacturing variations can be effectively reduced by the same configuration as in the first to third aspects. The effect that it can be reduced is obtained.

【0047】[0047]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施の形態)図1は、本発明の第1の実施の形
態を示す回路図である。まず回路構成を説明する。前記
図6に示した従来例に比べて、構成上の違いは基準電圧
回路内にダミーリークパス79を設けた点である。基準
電圧回路82は、オペアンプ61と、抵抗62〜64
と、ダイオード接続されたエミッタ面積A1のTr65〜
67と、エミッタ面積A2(m=A2/A1)のTr68〜
70と、Trを構成することによって生ずるリークパス
71〜76とから成るBGR回路と、そのBGR出力V
bgr(基準電圧出力)を抵抗分割する抵抗77、78と
ダミーリークパス79によって構成され、基準電圧出力
端子80と温度センス出力端子81を持つ。なお、Tr
65〜70は全て同一半導体基板に形成され、かつ抵抗
は全て同じプロセスで作製されているものとする。
(First Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. First, the circuit configuration will be described. 6 is different from the conventional example shown in FIG. 6 in that a dummy leak path 79 is provided in the reference voltage circuit. The reference voltage circuit 82 includes an operational amplifier 61 and resistors 62 to 64.
When, the emitter area A 1 that is diode-connected Tr65~
67 and Tr 68 of emitter area A 2 (m = A 2 / A 1 )
70, and a BGR circuit including leak paths 71 to 76 generated by configuring Tr, and a BGR output V
bgr (reference voltage output) is divided by resistors 77 and 78 and a dummy leak path 79, and has a reference voltage output terminal 80 and a temperature sense output terminal 81. Note that Tr
It is assumed that 65 to 70 are all formed on the same semiconductor substrate, and all the resistors are manufactured by the same process.

【0048】上記の基準電圧回路82とコンパレータ8
3とによって温度検知回路が構成される。コンパレータ
83の出力は、半導体基板の温度が予め設定した検知温
度に達すると、すなわち、Vfb>aVbgrの状態からVf
b<aVbgrになるとLowレベルからHiレベルに変化
する。なお、コンパレータ83の+入力端子と−入力端
子を入れ替えても差し支えない。そのように接続した場
合には、コンパレータ83の出力は検知温度に達すると
HiレベルからLowレベルへ変化する。
The above-described reference voltage circuit 82 and comparator 8
3 constitute a temperature detection circuit. When the temperature of the semiconductor substrate reaches a preset detection temperature, that is, when the temperature of the semiconductor substrate reaches a predetermined detection temperature, the output of the comparator 83 changes from the state of Vfb> aVbgr to Vfb.
When b <aVbgr, the level changes from low to high. Note that the + input terminal and the − input terminal of the comparator 83 may be interchanged. In such a connection, the output of the comparator 83 changes from the Hi level to the Low level when it reaches the detected temperature.

【0049】次に、図2は、N−well領域(リークパス
領域)の配置の一例を示す平面図である。各TrのN−w
ell領域91〜96は図2に示すように接近した位置に
配置されており、ダミーリークパスであるN−well領域
97はその近傍に配置されている。なお、破線で示す位
置でもよい。なお、91〜93はTr68〜70に相当
し、94〜96はTr65〜67に相当する。また、8
9は基準電圧回路の形成領域、90は温度検知回路の形
成領域である。
Next, FIG. 2 is a plan view showing an example of the arrangement of the N-well region (leak path region). N−w of each Tr
As shown in FIG. 2, the ell regions 91 to 96 are arranged close to each other, and the N-well region 97 serving as a dummy leak path is arranged in the vicinity thereof. The position indicated by the broken line may be used. Note that 91 to 93 correspond to Tr 68 to 70, and 94 to 96 correspond to Tr 65 to 67. Also, 8
Reference numeral 9 denotes a formation region of the reference voltage circuit, and reference numeral 90 denotes a formation region of the temperature detection circuit.

【0050】また、図3に示すような配置をとってもよ
い。図3においてはN−well領域100〜103がTr
68〜70に相当し、104〜106がTr65〜67
に相当する。また107がダミーリークパスとなるN−
well領域を示す。また、99は基準電圧回路の形成領
域、100は温度検知回路の形成領域である。
The arrangement shown in FIG. 3 may be adopted. In FIG. 3, N-well regions 100 to 103 are Tr.
68 to 70, and 104 to 106 correspond to Tr 65 to 67.
Is equivalent to N- 107 is a dummy leak path.
Indicates a well region. Reference numeral 99 denotes a formation region of the reference voltage circuit, and reference numeral 100 denotes a formation region of the temperature detection circuit.

【0051】また、図4は、ダミーリークパスのデバイ
ス構造を示す断面図である。構造的には前記図8に示し
たTrの構成からベース領域とエミッタ領域を除いた形
である。図4において、200(30)、201(3
2)は第1のP+拡散領域、202(34)は第1のN+
拡散領域、203(36)は第2のN+拡散領域、20
4(37)はN−well領域、205(38)はN−埋め
込み領域、206(39)はP−epi領域、207(4
0)はP−sub領域である。なお、上記括弧内の数字は
前記図8の相当する部分の符号を示す。
FIG. 4 is a sectional view showing a device structure of a dummy leak path. The structure is such that the base region and the emitter region are removed from the configuration of Tr shown in FIG. In FIG. 4, 200 (30), 201 (3
2) is a first P + diffusion region, and 202 (34) is a first N + diffusion region.
The diffusion region, 203 (36), is the second N + diffusion region, 20
4 (37) is an N-well region, 205 (38) is an N-embedded region, 206 (39) is a P-epi region, and 207 (4
0) is a P-sub region. The numbers in the parentheses indicate the corresponding parts in FIG.

【0052】次に作用を説明する。まず、リークパスの
リーク電流とダミーリークパスのリーク電流との関係に
ついて説明する。リークパスのリーク電流のバラツキは
半導体基板上のリークパス構成領域の不純物濃度のバラ
ツキによって生ずることは前述した。図11は半導体ウ
ェハ上の不純物濃度の分布の一例を示す図である。図1
1に示すように、不純物濃度の分布はウエハ表面上では
2次元的にゆるやかに分布しており、ウェハ内の分布に
対してリークパスであるN−well領域群とその近傍に配
置されたダミーリークパスのN−well領域の不純物濃度
はほぼ同じといえる。従ってリーク電流の絶対値自体は
半導体ウェハ面内でバラツキを持ったとしてもリークパ
スであるN−well領域のリーク電流値とその近傍に配置
されたダミーリークパスのN−well領域のリーク電流値
の相対関係はウェハ内のどこでも同じとなる。
Next, the operation will be described. First, the relationship between the leak current of the leak path and the leak current of the dummy leak path will be described. As described above, the variation in the leak current of the leak path is caused by the variation in the impurity concentration of the leak path forming region on the semiconductor substrate. FIG. 11 is a diagram showing an example of the distribution of the impurity concentration on the semiconductor wafer. FIG.
As shown in FIG. 1, the distribution of the impurity concentration is two-dimensionally gently distributed on the wafer surface, and the N-well region group, which is a leak path, and a dummy leak path arranged near the N-well region group with respect to the distribution in the wafer. Can be said to be substantially the same in the N-well region. Therefore, even if the absolute value of the leak current itself varies in the semiconductor wafer surface, the relative value of the leak current value in the N-well region as a leak path and the leak current value in the N-well region of the dummy leak path arranged in the vicinity thereof is present. The relationship is the same everywhere in the wafer.

【0053】次に、本実施の形態における動作を説明す
る。図5は本実施の形態における各部の電圧の温度依存
性を表わした特性図である。前記図10に示した従来例
の特性と同様にマイナスの温度特性を持つVfbはリーク
が増えると電位は下がる。ここでaVbgrのノードに注
目してみる。前記従来例で説明したように、このノード
はリークが増えると電位が上がる方向に動く。一方ダミ
ーリークパスは前記リークパスのリーク電流と相対関係
をもったリーク電流が流れ、aVbgrのノードの電位を
下げるように作用する。このダミーリークの影響度を適
切に設定すれば、リーク電流の絶対値が変動しても基準
電圧出力の変動を低減できる。したがって温度検知回路
としてみれば、検知温度の変動はダミーリークパスの無
い従来例に比べ低減できることになる。
Next, the operation of this embodiment will be described. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the temperature dependence of the voltage of each part in the present embodiment. The potential of Vfb having a negative temperature characteristic similarly to the characteristic of the conventional example shown in FIG. 10 decreases as the leak increases. Here, attention is paid to the node of aVbgr. As described in the above conventional example, this node moves in the direction of increasing the potential when the leak increases. On the other hand, in the dummy leak path, a leak current having a relative relationship with the leak current of the leak path flows, and acts to lower the potential of the aVbgr node. By appropriately setting the degree of influence of the dummy leak, the fluctuation of the reference voltage output can be reduced even if the absolute value of the leak current changes. Therefore, from the viewpoint of the temperature detecting circuit, the fluctuation of the detected temperature can be reduced as compared with the conventional example having no dummy leak path.

【0054】更に、本実施の形態における効果を数式と
シミュレーション結果に基づいて説明する。まず各部の
電圧の式を以下に示す。 (1)BGR出力電圧Vbgr 前記従来例と同じ(数16)式で示される。 (2)温度センス出力Vfb 前記従来例と同じ(数14)式で示される。 (3)基準電圧出力aVbgr Tr形成領域のN−well群のリーク電流密度をIxとし、
ダミーリークパスN−well面積をAdとすると、基準電
圧出力aVbgrは下記(数17)式で示される。
Further, effects of the present embodiment will be described based on mathematical expressions and simulation results. First, the equations for the voltage of each part are shown below. (1) BGR output voltage Vbgr This is expressed by the same (Equation 16) as in the conventional example. (2) Temperature sense output Vfb The temperature sense output is represented by the same equation (Formula 14) as that of the conventional example. (3) The leak current density of the N-well group in the reference voltage output aVbgr Tr forming region is defined as Ix,
Assuming that the area of the dummy leak path N-well is Ad, the reference voltage output aVbgr is expressed by the following equation (17).

【0055】[0055]

【数17】 [Equation 17]

【0056】上記の数式から、本実施の形態と従来例と
の違いはaVbgrである。従来例(数10)式と上記
(数17)式とを比較してみると、従来例ではリークが
増えると単にaVbgrは上昇するが、本実施の形態では
リーク補正分があり、従来例に比べてリークの影響を低
減できることは明らかである。よってリークパスとダミ
ーリークパスの面積を表わすAT1およびAT2とAdとの
比、およびBGR出力を抵抗分圧するR4とR5の値を適
切な値とすれば、従来例に比べてリークによる基準電圧
出力の変動を低減できる。したがって、温度検知回路と
して見れば検知温度Txの変動を低減することが可能で
ある。
From the above equation, the difference between this embodiment and the conventional example is aVbgr. Comparing the conventional equation (Equation 10) with the equation (Equation 17), the aVbgr simply increases when the leak increases in the conventional example. However, in the present embodiment, there is a leak correction amount. It is clear that the effect of the leak can be reduced in comparison. Therefore, if the ratios of A T1, A T2, and Ad representing the area of the leak path and the dummy leak path and Ad, and the values of R 4 and R 5 for dividing the resistance of the BGR output are set to appropriate values, the reference based on the leak is compared to the conventional example. Fluctuations in voltage output can be reduced. Therefore, when viewed as a temperature detecting circuit, it is possible to reduce the fluctuation of the detected temperature Tx.

【0057】次に、シミュレーション結果の一例を下記
(表1)に示す。なお、表1の結果は、検知温度とし
て、リーク電流が回路電流I1、I2に対して無視できな
い程度に大きくなる領域(150[℃]以上)であっ
て、かつ一般的な半導体パッケージの限界温度を考慮し
て175[℃]に設定し、またリーク電流密度が倍半分
ばらつく(中心値の50%〜200%の範囲でばらつ
く)として計算した。
Next, an example of the simulation results is shown in the following (Table 1). The results shown in Table 1 indicate that the detected temperature is a region where the leakage current is not negligible with respect to the circuit currents I 1 and I 2 (150 ° C. or more), and is a general semiconductor package. In consideration of the limit temperature, the temperature was set to 175 [° C.], and the calculation was performed assuming that the leak current density varied by a factor of two (varied from 50% to 200% of the center value).

【0058】[0058]

【表1】 [Table 1]

【0059】ただし、シミュレーション条件は下記の通
りである。 T=175[℃] R1=152.5[kΩ]、R2=152.5[kΩ]、R
3=17.5[kΩ]、R4=550[kΩ]、R5=19
0[kΩ] Ix=160[μA/mm2]、AT1=0.0025[m
2]、AT2=0.0075[mm2]、Ad=0.002
5[mm2] なお、Ixのばらつき範囲は、Ix=160[μA/mm
2]をセンター値とし、倍半分すなわち80〜320
[μA/mm2]の範囲でばらつくものとした。
However, the simulation conditions are as follows. T = 175 [° C.] R 1 = 152.5 [kΩ], R 2 = 152.5 [kΩ], R
3 = 17.5 [kΩ], R 4 = 550 [kΩ], R 5 = 19
0 [kΩ] Ix = 160 [μA / mm 2 ], A T1 = 0.0025 [m
m 2 ], A T2 = 0.0075 [mm 2 ], Ad = 0.002
5 [mm 2 ] The variation range of Ix is Ix = 160 [μA / mm]
2 ] is the center value and is doubled, that is, 80 to 320.
It was determined to vary within the range of [μA / mm 2 ].

【0060】上記シミュレーション結果から判るよう
に、本実施の形態では従来例に比べて検知温度バラツキ
が大幅に低減している。なお、本実施の形態ではダイオ
ード接続されたTrの段数を3段として説明してきた
が、他の段数でもパラメータの設定を最適にすれば同様
な効果が得られるのは言うまでもない。
As can be seen from the above simulation results, in this embodiment, the variation in the detected temperature is significantly reduced as compared with the conventional example. In the present embodiment, the number of diode-connected Trs has been described as being three. However, it is needless to say that the same effect can be obtained by optimizing the parameter setting with other numbers of stages.

【0061】(第2の実施の形態)次に、第2の実施の
形態について説明する。この実施の形態は、温度検知回
路において検知温度付近での温度検知出力を安定にする
ためにヒステリシス回路を付加した例に本発明を適用し
たものである。図15は、従来の温度検知回路にヒステ
リシス回路をつけた温度検知回路の回路図であり、図1
6は図15の回路の温度依存性を示す特性図である。以
下、図15と図16に基づいて従来例の回路構成および
動作について説明する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described. In this embodiment, the present invention is applied to an example in which a hysteresis circuit is added to stabilize a temperature detection output near a detected temperature in a temperature detection circuit. FIG. 15 is a circuit diagram of a temperature detection circuit in which a hysteresis circuit is added to a conventional temperature detection circuit.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the temperature dependence of the circuit of FIG. Hereinafter, the circuit configuration and operation of the conventional example will be described with reference to FIGS.

【0062】まず回路構成を説明する。BGR回路は、
オペアンプ1と、抵抗2〜4(R1〜R3)と、ダイオー
ド接続されたエミッタ面積AT1のTr5〜7と、エミッ
タ面積AT2のTr8〜10と、Trを構成することによっ
て生ずるリークパス11〜16から成る。温度検知回路
は、このBGR回路と、抵抗301(R41)、302
(R42)、18(R5)と、P型MOS−Tr303とN
型MOS−Tr304と、コンパレータ22と、上記M
OS−Trを構成することによって生ずるリークパス3
05〜307から構成される。
First, the circuit configuration will be described. The BGR circuit is
An operational amplifier 1, the resistor 2~4 (R 1 ~R 3), and Tr5~7 of diode-connected emitter area A T1, and Tr8~10 emitter area A T2, a leakage path 11 caused by configuring Tr ~ 16. The temperature detection circuit includes the BGR circuit and resistors 301 (R 41 ) and 302
(R 42 ), 18 (R 5 ), P-type MOS-Tr 303 and N
Type MOS-Tr 304, the comparator 22, and the M
Leak path 3 caused by configuring OS-Tr 3
05 to 307.

【0063】次に、図16を用いて動作を説明する。こ
こでは取敢えずリークパス11〜16、305〜307
の影響は無しとして説明する。図16において、縦軸は
電圧とし、横軸はこの回路を内蔵している半導体基板の
温度とする。回路の出力であるBGR出力Vbgrは、或
る一定の電圧(例えば約3.6[V])を出力し、半導
体基板温度に対しての依存性はない。なお、以下の説明
は、全てオペアンプ1とコンパレータ22は理想状態
(すなわち入力バイアス電流および入力オフセット電圧
はゼロの状態)で動作しているものとする。
Next, the operation will be described with reference to FIG. Here, leak paths 11-16, 305-307
The explanation is made assuming that there is no influence. In FIG. 16, the vertical axis represents the voltage, and the horizontal axis represents the temperature of the semiconductor substrate incorporating this circuit. The BGR output Vbgr, which is the output of the circuit, outputs a certain voltage (for example, about 3.6 [V]) and has no dependency on the semiconductor substrate temperature. In the following description, it is assumed that the operational amplifier 1 and the comparator 22 are operating in an ideal state (that is, an input bias current and an input offset voltage are zero).

【0064】半導体基板温度が低い場合(検知温度Tx
に達する前)は、温度検知出力であるコンパレータ22
の出力にはHiが出力され、P型MOS−Tr303は
オフ、N型MOS−Tr304はオンとなり、コンパレ
ータ22の−端子には図15中のaVbgr1の電位が入
力される。半導体基板の温度が上昇し、aVbgr1の電
位とダイオード3段分のVfであるVfbが交差したとこ
ろでコンパレータの出力はHiからLowへ変化し、あ
らかじめ設定された検知温度Txに達したことがわか
る。このときコンパレータ22の出力をうけてP型MO
S−Tr303はオン、N型MOS−Tr304はオフと
なり、コンパレータ22の−端子には図15中のaVbg
r2の電位が入力される。従って半導体基板の温度が下
降した際にコンパレータ22の出力が変化する点は復帰
温度Tyの点になり、温度検知出力にヒステリシス特性
がついたことになる。
When the semiconductor substrate temperature is low (detection temperature Tx
Is reached), the comparator 22 which is the temperature detection output
Is output, the P-type MOS-Tr 303 is turned off, the N-type MOS-Tr 304 is turned on, and the potential of aVbgr1 in FIG. It can be seen that the output of the comparator changes from Hi to Low when the temperature of the semiconductor substrate rises and the potential of aVbgr1 intersects with Vfb, which is Vf for three stages of diodes, to reach the preset detection temperature Tx. At this time, the output of the comparator 22 receives the P-type MO.
The S-Tr 303 is turned on, the N-type MOS-Tr 304 is turned off, and a-Vbg in FIG.
The potential of r2 is input. Therefore, the point at which the output of the comparator 22 changes when the temperature of the semiconductor substrate falls is the point of the return temperature Ty, which means that the temperature detection output has a hysteresis characteristic.

【0065】本回路を実際に半導体基板上に構成した場
合、前記第1の実施の形態で述べたように構造的にでき
てしまう寄生デバイス(リークパス)の影響について考
慮しなければならない。以下、本回路におけるリークパ
スについて説明する。BGR回路内にできるリークパス
11〜16の構造は前記第1の実施の形態と同じであ
る。一方、ヒステリシス回路においてリークパスが生じ
るところはP型MOS−Tr303とN型MOS−Tr3
04の部分である。
When the present circuit is actually formed on a semiconductor substrate, it is necessary to consider the influence of a parasitic device (leak path) which is structurally formed as described in the first embodiment. Hereinafter, the leak path in the present circuit will be described. The structure of the leak paths 11 to 16 formed in the BGR circuit is the same as that of the first embodiment. On the other hand, where a leak path occurs in the hysteresis circuit, the P-type MOS-Tr 303 and the N-type MOS-Tr 3
04.

【0066】図17は本回路のヒステリシス回路部分の
リークパスのデバイス断面構造を示す断面図である。図
17において、P型MOS−Tr303は、P−epi領域
319と、P−sub領域320と、第1のP+拡散領域3
09、310と、ゲート電極317と、第1のN+拡散
領域312と、第2のN+拡散領域315と、N−well
領域318と、N-埋め込み領域323とから構成さ
れ、第1のP+拡散領域309がドレイン、第1のP+拡
散領域310がソース、N−well領域318が基板領域
に相当する。
FIG. 17 is a sectional view showing a device sectional structure of a leak path in a hysteresis circuit portion of the present circuit. In FIG. 17, a P-type MOS-Tr 303 includes a P-epi region 319, a P-sub region 320, and a first P + diffusion region 3.
09, 310, a gate electrode 317, a first N + diffusion region 312, a second N + diffusion region 315, and an N-well.
The first P + diffusion region 309 corresponds to a drain, the first P + diffusion region 310 corresponds to a source, and the N-well region 318 corresponds to a substrate region.

【0067】また、N型MOS−Tr304は、P−epi
領域319と、P−sub領域320と、第1のN+拡散領
域313、314と、ゲート電極316とから構成さ
れ、第1のN+拡散領域314がドレイン、第1のN+拡
散領域313がソース、P−epi領域319が基板領域
に相当する。なおP−sub領域320とP−epi領域31
9はGNDに接続されている。
The N-type MOS-Tr 304 is a P-epi
A region 319, a P-sub region 320, first N + diffusion regions 313 and 314, and a gate electrode 316, the first N + diffusion region 314 is a drain, and the first N + diffusion region 313 Represents a source, and the P-epi region 319 corresponds to a substrate region. The P-sub area 320 and the P-epi area 31
9 is connected to GND.

【0068】このようなデバイス構造の場合、P型MO
S−Tr303おいてはN−well領域318(N-埋め込
み領域323も含む)とGNDであるP−epi領域31
9の間は逆バイアスすることによって接合分離されてお
り、N型MOS−Tr304おいてはドレイン313、
ソース314とGNDであるP−epi領域319の間は
同様に逆バイアスすることによって接合分離されてい
る。この部分がリークパスであり、リーク電流が存在す
る。そして半導体基板の温度が高くなってくるとリーク
電流の値は増大し、回路電流I1、I2(図15参照)の
規模によっては無視できないものとなってくる。
In the case of such a device structure, a P-type MO
In the S-Tr 303, the N-well region 318 (including the N-embedded region 323) and the P-epi region 31 which is GND
During the N-type MOS-Tr 304, the drain 313,
Similarly, the junction between the source 314 and the P-epi region 319 which is GND is separated by reverse bias. This portion is a leak path, and a leak current exists. Then, as the temperature of the semiconductor substrate increases, the value of the leak current increases, and cannot be ignored depending on the scale of the circuit currents I 1 and I 2 (see FIG. 15).

【0069】上記のように、図15の回路構成では、B
GR回路ではリークパス11〜16が生じ、P型MOS
−Tr303においてはリークパス305が生じ、N型
MOS−Tr304おいてはリークパス306、307
が生じる。
As described above, in the circuit configuration of FIG.
In the GR circuit, leak paths 11 to 16 are generated, and a P-type MOS
A leak path 305 is generated in −Tr 303, and leak paths 306 and 307 are generated in the N-type MOS-Tr 304.
Occurs.

【0070】図18は、上記の回路においてリークパス
となるBGR回路のTrのNwell領域並びにヒステリシ
ス回路のMOS−TrのN+領域のパターン配置の一例を
示す平面図である。図18において、333は温度検知
回路の形成領域、324〜326は図15のTr8〜1
0に相当し、327〜329はTr5〜7に相当し、3
30はP型MOS−Tr303に相当し、331と33
2はN型MOS−Tr304に相当する。
FIG. 18 is a plan view showing an example of the pattern arrangement of the N well region of Tr of the BGR circuit and the N + region of MOS-Tr of the hysteresis circuit which are leak paths in the above circuit. In FIG. 18, reference numeral 333 denotes an area for forming the temperature detection circuit, and reference numerals 324 to 326 denote Tr8 to Tr1 in FIG.
0, 327-329 correspond to Tr5-7, 3
30 corresponds to a P-type MOS-Tr 303, and 331 and 33
2 corresponds to the N-type MOS-Tr 304.

【0071】上記のように従来の温度検知回路にヒステ
リシス回路を付加した場合、ヒステリシス回路のMOS
−Trにリークパスができる。ここで注目すべき点はP
型MOS−Tr303のリークパスは、前記第1の実施
の形態で述べたダミーリークパスと同じ構造(N−well
とP−subの間)であるのに対し、N型MOS−Tr30
4のリークパスは別の構造(N+とP−subの間)となっ
ている点である。
When the hysteresis circuit is added to the conventional temperature detection circuit as described above, the MOS of the hysteresis circuit
-A leak path is formed at Tr. The point to note here is P
The leak path of the MOS-Tr 303 has the same structure (N-well) as the dummy leak path described in the first embodiment.
And P-sub), whereas the N-type MOS-Tr30
The leak path No. 4 has a different structure (between N + and P-sub).

【0072】第1の実施の形態の考え方はBGR回路の
リークパスと同一構造のダミーリークパスを近傍に配置
することにより、両者に相対関係を持たせ、製造ばらつ
きによってリーク電流値の絶対値がばらついてもダミー
リークパスがこれをキャンセルする回路構成にするとい
うものであった。ところが本回路にこの考え方を当ては
めようとした場合、P型MOS−Tr303のリークパ
スは上記と同様のダミーリークパスになり得るの対し、
N型MOS−Tr304のリークパス(N+とP−subの
間)は全く別構造なのでその影響について新たに考慮し
なければならない。つまり第1の実施の形態では1種類
のリークパスについて考慮していたのに対し、本回路で
は2種類のリークパスついて考慮する必要がででくる。
The idea of the first embodiment is to arrange a dummy leak path having the same structure as the leak path of the BGR circuit in the vicinity so that the two have a relative relationship, and the absolute value of the leak current value varies due to manufacturing variations. Also, a circuit configuration in which a dummy leak path cancels this is provided. However, when this concept is applied to the present circuit, the leak path of the P-type MOS-Tr 303 can be a dummy leak path similar to the above,
Since the leak path (between N + and P-sub) of the N-type MOS-Tr 304 has a completely different structure, its influence must be newly considered. That is, in the first embodiment, one type of leak path is considered, whereas in the present circuit, two types of leak paths need to be considered.

【0073】リークパスが2種類あることにおける問題
点を以下に述べる。ここでN−wellとP−sub間のリー
クパスをリークパス1とし、N+とP−sub間のリークパ
スをリークパス2とする。半導体基板上の或るポイント
に本回路を構成した場合、仮にリークパス1のリーク電
流値が設計typ値の半分だったとする。このときリー
クパス2のリーク電流値はリークパス1とは全く別構造
なので設計typ値の半分もしくは倍ということも有り
得る。つまりリークパス2の振る舞いをリークパス1と
関連づけることは困難である。すなわち本回路には2種
類のリークパスがあるので、その影響は非常に把握しに
くく、前記第1の実施の形態の考え方を用いた回路設計
は非常に困難になるという問題点があった。第2の実施
の形態は、上記の問題を解決したものである。
The problem in having two types of leak paths will be described below. Here, the leak path between N-well and P-sub is referred to as leak path 1, and the leak path between N + and P-sub is referred to as leak path 2. When the present circuit is configured at a certain point on the semiconductor substrate, it is assumed that the leak current value of leak path 1 is half the design type value. At this time, since the leak current value of the leak path 2 is completely different from that of the leak path 1, the leak current value may be half or twice the design type value. That is, it is difficult to associate the behavior of the leak path 2 with the leak path 1. That is, since there are two types of leak paths in the present circuit, the effect is very difficult to grasp, and there is a problem that it is very difficult to design a circuit using the concept of the first embodiment. The second embodiment solves the above problem.

【0074】以下、第2の実施の形態を図面に基づいて
説明する。図12は、第2の実施の形態を示す回路図で
ある。図12の回路は、前記図15の回路において、ヒ
ステリシス回路を構成するN型MOS−Tr304の代
わりに、P型MOS−Tr321を用い、コンパレータ
22の出力端子とP型MOS−Tr321のゲートとの
間にインバータ(反転回路)322を設けたものであ
る。その他の部分は図15と同じであり、図15と同符
号は同じものを示す。上記のように図12においては、
ヒステリシス回路用のMOS−TrがBGR回路のリー
クパス構造と同じリークパス構造になるように、P型M
OS−Trのみを使用している。
Hereinafter, a second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a circuit diagram showing the second embodiment. The circuit of FIG. 12 uses a P-type MOS-Tr 321 in place of the N-type MOS-Tr 304 constituting the hysteresis circuit in the circuit of FIG. 15, and connects the output terminal of the comparator 22 to the gate of the P-type MOS-Tr 321. An inverter (inverting circuit) 322 is provided between them. Other parts are the same as those in FIG. 15, and the same reference numerals as those in FIG. 15 indicate the same parts. As described above, in FIG.
The P-type M-type MOS-Tr for the hysteresis circuit has the same leak path structure as the BGR circuit.
Only OS-Tr is used.

【0075】図13は、ヒステリシス用のP型MOS−
Tr303、321のデバイス構造を示す断面図であ
る。図13において、P型MOS−Tr303は、P−e
pi領域357と、P−sub領域358と、第1のP+拡散
領域341、342と、ゲート電極351と、第1のN
+拡散領域346と、第2のN+拡散領域348と、N−
well領域353と、N-埋め込み領域355とから構成
され、第1のP+拡散領域341がソース、第1のP+拡
散領域342がドレイン、N−well領域353が基板領
域に相当する。同様に、P型MOS−Tr321は、P
−epi領域357と、P−sub領域358と、第1のP+
拡散領域343、344と、ゲート電極352と、第1
のN+拡散領域347と、第2のN+拡散領域349と、
N−well領域354と、N-埋め込み領域356とから
構成され、第1のP+拡散領域343がソース、第1の
P+拡散領域344がドレイン、N−well領域354が
基板領域に相当する。図示のごとく、P型MOS−Tr
303と321は全く同じデバイス構造としている。
FIG. 13 shows a P-type MOS for hysteresis.
It is sectional drawing which shows the device structure of Tr303,321. In FIG. 13, a P-type MOS-Tr 303 is composed of Pe-e
pi region 357, P-sub region 358, first P + diffusion regions 341 and 342, gate electrode 351, and first N
+ Diffusion region 346, a second N + diffusion region 348, and N-
The first P + diffusion region 341 corresponds to a source, the first P + diffusion region 342 corresponds to a drain, and the N-well region 353 corresponds to a substrate region. Similarly, the P-type MOS-Tr 321
-Epi region 357, P-sub region 358, and first P +
The diffusion regions 343 and 344, the gate electrode 352, and the first
N + diffusion region 347, a second N + diffusion region 349,
It is composed of an N-well region 354 and an N- buried region 356. The first P + diffusion region 343 corresponds to a source, the first P + diffusion region 344 corresponds to a drain, and the N-well region 354 corresponds to a substrate region. . As shown, the P-type MOS-Tr
303 and 321 have exactly the same device structure.

【0076】また、図14は、リークパスとなるBGR
回路内のNPN−Tr形成領域とP型MOS−Tr30
3、321の形成領域のパターン配置の一例を示す平面
図である。図14において、360〜362は図12の
Tr8〜10に相当し、363〜365はTr5〜7に相
当し、366と367はP型MOS−Tr303と32
1に相当する。また、368は温度検知回路の形成領域
である。図14に示すように、各リークパスを近接した
個所に配置すれば、前記第1の実施の形態で説明したよ
うに、各リークパスの間に相対関係が生まれる。
FIG. 14 shows a BGR which is a leak path.
NPN-Tr formation region in circuit and P-type MOS-Tr30
It is a top view which shows an example of the pattern arrangement of the formation area of 3,321. In FIG. 14, 360 to 362 correspond to Tr8 to 10 in FIG. 12, 363 to 365 correspond to Tr5 to 7, and 366 and 367 denote P-type MOS-Tr303 and 32.
Equivalent to 1. Reference numeral 368 denotes an area where the temperature detection circuit is formed. As shown in FIG. 14, when the leak paths are arranged at close positions, a relative relationship is created between the leak paths as described in the first embodiment.

【0077】次に、動作を説明する。温度が検知温度T
xに達する前は、コンパレータ22の温度検知出力はH
iが出力され、P型MOS−Tr303はオフとなる。
一方、P型MOS−Tr321はゲートの前にインバー
タ322が入っているのでオンとなる。この状態ではコ
ンパレータ22の−入力端子には、図12のaVbgr1
の電位が入力している。半導体基板の温度が上昇し、検
知温度Txに達するとコンパレータ22の出力はHiか
らLowへ変化する。これをうけてP型MOS−Tr3
03はオン、P型MOS−Tr321はオフとなり、コ
ンパレータ22の−入力端子には図12のaVbgr2の
電位が入力される。これにより半導体基板の温度が下降
した際にコンパレータ22の出力が変化する点は復帰温
度Ty(図16参照)のところになり、温度検知回路の
温度検知出力にヒステリシスがついたことになる。
Next, the operation will be described. Temperature is detected temperature T
Before reaching x, the temperature detection output of the comparator 22 is H
i is output, and the P-type MOS-Tr 303 is turned off.
On the other hand, the P-type MOS-Tr 321 is turned on because the inverter 322 is provided before the gate. In this state, the negative input terminal of the comparator 22 is connected to aVbgr1 in FIG.
Is input. When the temperature of the semiconductor substrate rises and reaches the detection temperature Tx, the output of the comparator 22 changes from Hi to Low. In response, P-type MOS-Tr3
03 is on, the P-type MOS-Tr 321 is off, and the potential of aVbgr2 in FIG. As a result, the point at which the output of the comparator 22 changes when the temperature of the semiconductor substrate falls is at the return temperature Ty (see FIG. 16), which means that the temperature detection output of the temperature detection circuit has hysteresis.

【0078】次に作用を説明する。図12の回路におい
ては、ヒステリシス用のMOS−TrをP型MOS−Tr
のみにしたので、リークパス構造は1種類となり、第1
の実施の形態の考え方を容易に導入できる。したがって
図15に示した従来例に比べて設計を容易に行うことが
可能となる。
Next, the operation will be described. In the circuit of FIG. 12, the MOS-Tr for hysteresis is replaced by a P-type MOS-Tr.
Only one type of leak path structure
Can be easily introduced. Therefore, the design can be easily performed as compared with the conventional example shown in FIG.

【0079】なお、この実施の形態においてはP型MO
S−Tr303、321のしきい値電圧の設定に注意を
払う必要がある。以下、この理由について説明する。
In this embodiment, the P-type MO
Care must be taken in setting the threshold voltages of S-Tr 303 and 321. Hereinafter, the reason will be described.

【0080】例えば、検知温度を175[℃]程度に設
定した場合(理由は前記第1の実施の形態を参照)、a
Vbgr1の電位は1.2[V]程度(図12に示すように
ダイオード3段づみのVf場合)になり、P型MOS−
Tr303のソースおよび基板電位はこれと同じにな
る。したがってP型MOS−Tr303をオンさせるた
めには、そのしきい値電圧はこの1.2[V]より低く
設定する必要がある。またP型MOS−Tr321につ
いても同様なことがいえる。
For example, when the detected temperature is set to about 175 ° C. (for the reason, see the first embodiment), a
The potential of Vbgr1 becomes about 1.2 [V] (in the case of Vf of three steps of diodes as shown in FIG. 12), and the P-type MOS-
The source and substrate potentials of Tr 303 are the same. Therefore, in order to turn on the P-type MOS-Tr 303, its threshold voltage needs to be set lower than 1.2 [V]. The same can be said for the P-type MOS-Tr 321.

【0081】以上、説明したように、第2の実施の形態
においては、ヒステリシス回路を構成する2個のMOS
−Trを同一導電型で形成するようにしたことにより、
ヒステリシス回路を有する温度検知回路においても前記
第1の実施の形態と同様の考え方でリークパスの影響を
軽減することが出来る。
As described above, in the second embodiment, two MOS transistors forming a hysteresis circuit are used.
-Tr is formed with the same conductivity type,
Even in a temperature detection circuit having a hysteresis circuit, the influence of a leak path can be reduced in the same way as in the first embodiment.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の回路図。FIG. 1 is a circuit diagram according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施の形態におけるN−well領域(リー
クパス領域)の配置の一例を示す平面図。
FIG. 2 is a plan view showing an example of an arrangement of an N-well region (leak path region) in the first embodiment.

【図3】第1の実施の形態におけるN−well領域(リー
クパス領域)の配置の他の一例を示す平面図。
FIG. 3 is a plan view showing another example of the arrangement of the N-well region (leak path region) in the first embodiment.

【図4】第1の実施の形態におけるダミーリークパスの
デバイス構造を示す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing a device structure of a dummy leak path according to the first embodiment.

【図5】第1の実施の形態における温度検知回路の各部
の電圧の温度特性図。
FIG. 5 is a temperature characteristic diagram of a voltage of each part of the temperature detection circuit according to the first embodiment.

【図6】従来装置の一例の回路図。FIG. 6 is a circuit diagram of an example of a conventional device.

【図7】従来装置における温度検知回路の各部の電圧の
温度特性図。
FIG. 7 is a temperature characteristic diagram of voltages of respective parts of a temperature detection circuit in a conventional device.

【図8】従来装置におけるトランジスタとリークパスの
デバイス構造を示す断面図。
FIG. 8 is a sectional view showing a device structure of a transistor and a leak path in a conventional device.

【図9】従来装置におけるN−well領域(リークパス領
域)の配置の一例を示す平面図。
FIG. 9 is a plan view showing an example of an arrangement of an N-well region (leak path region) in a conventional device.

【図10】従来装置における回路各部の電圧の温度依存
性を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing the temperature dependence of the voltage of each part of the circuit in the conventional device.

【図11】半導体ウェハ上の不純物濃度の分布の一例を
示す図。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a distribution of an impurity concentration on a semiconductor wafer.

【図12】本発明の第2の実施の形態の回路図。FIG. 12 is a circuit diagram according to a second embodiment of the present invention.

【図13】第2の実施の形態におけるヒステリシス回路
を構成するP型MOS−Trの構造を示す断面図。
FIG. 13 is a sectional view showing the structure of a P-type MOS-Tr forming a hysteresis circuit according to the second embodiment;

【図14】第2の実施の形態におけるN−well領域(リ
ークパス領域)の配置の一例を示す平面図。
FIG. 14 is a plan view showing an example of the arrangement of an N-well region (leak path region) in the second embodiment.

【図15】ヒステリシス回路を備えた温度検知回路の従
来例の回路図。
FIG. 15 is a circuit diagram of a conventional example of a temperature detection circuit including a hysteresis circuit.

【図16】図15の従来例における回路各部の電圧の温
度特性図。
FIG. 16 is a temperature characteristic diagram of the voltage of each part of the circuit in the conventional example of FIG.

【図17】図15の従来例におけるトランジスタとリー
クパスのデバイス構造を示す断面図。
17 is a cross-sectional view showing a device structure of a transistor and a leak path in the conventional example of FIG.

【図18】図15の従来例におけるN−well領域(リー
クパス領域)の配置の一例を示す平面図。
18 is a plan view showing an example of the arrangement of N-well regions (leak path regions) in the conventional example of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…オペアンプ 2〜4…抵抗 5〜10…NPNトランジスタ 11〜16…リーク
パス 17、18…抵抗 22…コン
パレータ 61…オペアンプ 62〜64…抵抗 65〜70…NPNトランジスタ 71〜76…リー
クパス 77、78…抵抗 79…ダミ
ーリークパス 80…基準電圧出力端子 81…温度センス
出力端子 82…基準電圧回路 83…コンパレー
タ 301、302…抵抗 303…
P型MOS−Tr 304…N型MOS−Tr 305〜307…リークパ
ス 321…P型MOS−Tr 322…インバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Op amp 2-4 ... Resistance 5-10 ... NPN transistor 11-16 ... Leak path 17, 18 ... Resistance 22 ... Comparator 61 ... Op amp 62-64 ... Resistance 65-70 ... NPN transistor 71-76 ... Leak path 77, 78 ... Resistance 79: Dummy leak path 80: Reference voltage output terminal 81: Temperature sense output terminal 82: Reference voltage circuit 83: Comparator 301, 302 ... Resistance 303 ...
P-type MOS-Tr 304 ... N-type MOS-Tr 305-307 ... Leak path 321 ... P-type MOS-Tr 322 ... Inverter

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一つの半導体基板上に基準電圧源と該基準
電圧源の出力電圧を抵抗によって分圧する分圧回路とを
有し、上記分圧回路で分圧した電圧を基準電圧として出
力する回路であって、 上記基準電圧源を形成することによって寄生的に生じる
接合分離面のリークパスと同じ構造のダミーリークパス
を上記分圧回路の分圧点と接地端との間に接続し、か
つ、上記基準電圧源のリークパスと上記ダミーリークパ
スとを上記半導体基板上で近接して配置したことを特徴
とする基準電圧回路。
1. A semiconductor device comprising: a reference voltage source on one semiconductor substrate; and a voltage dividing circuit for dividing an output voltage of the reference voltage source by a resistor, and outputting the voltage divided by the voltage dividing circuit as a reference voltage. A circuit, wherein a dummy leak path having the same structure as a leak path of a junction separation surface which is parasitically generated by forming the reference voltage source is connected between a voltage dividing point of the voltage dividing circuit and a ground terminal, and A reference voltage circuit, wherein a leak path of the reference voltage source and the dummy leak path are arranged close to each other on the semiconductor substrate.
【請求項2】一つの半導体基板上に、演算増幅器と、第
1〜第5の5個の抵抗と、n個のバイポーラトランジス
タからなる第1の素子と、n個のバイポーラトランジス
タからなり、上記第1の素子のA倍のエミッタ接合面積
を有する第2の素子と、を備え、 上記第1の素子および第2の素子の各バイポーラトラン
ジスタは、そのコレクタと上記半導体基板との間が接合
分離によって絶縁され、そのベースとコレクタが結線さ
れてダイオード接続され、一つのバイポーラトランジス
タのエミッタと次段のバイポーラトランジスタのコレク
タとが順次接続されてn段直列接続されたものであり、 上記演算増幅器の出力端子に、第1の抵抗と第2の抵抗
と第4の抵抗のそれぞれ一端を接続し、 上記第1の抵抗の他端と上記第1の素子の端部のコレク
タとを上記演算増幅器の非反転入力端子に接続し、 上記第2の抵抗の他端と第3の抵抗の一端とを上記演算
増幅器の反転入力端子に接続し、 上記第3の抵抗の他端に上記第2の素子の端部のコレク
タを接続し、 上記第4の抵抗の他端に第5の抵抗の一端と基準電圧出
力端子とを接続し、 上記第1の素子および第2の素子の端部のエミッタと上
記第5の抵抗の他端とを接地し、 上記第1の素子および第2の素子は、P型半導体基板上
に形成されたN型の第1領域と、該N型の第1領域内に
形成されたP型の第1領域と、該P型の第1領域内に形
成されたN型の第2領域とを有し、上記N型の第1領域
をコレクタ領域とし、上記P型の第1領域をベース領域
とし、上記N型の第2領域をエミッタ領域としたもので
あり、 さらに、上記第1の素子および第2の素子のコレクタと
上記半導体基板との間の接合分離部分と同じ構造を有す
る第3の素子を備え、 上記第3の素子において上記第1の素子および第2の素
子のコレクタ領域に相当する一端を上記基準電圧出力端
子に接続し、他端を接地し、 上記第1の素子と第2の素子と第3の素子のそれぞれの
形成領域を上記半導体基板上で近接して配置し、 上記第1の素子および第2の素子のコレクタと上記半導
体基板との間の接合分離構造のリーク電流の影響を、上
記第3の素子の接合分離構造のリーク電流の影響によっ
て低減するように構成したことを特徴とする基準電圧回
路。
2. A semiconductor device comprising: an operational amplifier, first to fifth five resistors, a first element composed of n bipolar transistors, and n bipolar transistors on one semiconductor substrate. A second element having an emitter junction area that is A times that of the first element. Each of the bipolar transistors of the first element and the second element has a junction separated between its collector and the semiconductor substrate. The base and collector are connected and diode-connected, and the emitter of one bipolar transistor and the collector of the next bipolar transistor are sequentially connected and connected in series in n stages. One end of each of the first resistor, the second resistor, and the fourth resistor is connected to the output terminal, and the other end of the first resistor is connected to the end of the first element. And the other end of the second resistor and one end of the third resistor are connected to the inverting input terminal of the operational amplifier, and the other end of the third resistor is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier. The other end of the second element is connected to one end of the second element, the other end of the fourth resistance is connected to one end of a fifth resistance and a reference voltage output terminal, and the first element and the second An emitter at an end of the element and the other end of the fifth resistor are grounded; the first element and the second element are an N-type first region formed on a P-type semiconductor substrate; The semiconductor device includes a P-type first region formed in the N-type first region, and an N-type second region formed in the P-type first region. A collector region; the P-type first region as a base region; and the N-type second region as an emitter region. A third element having the same structure as a junction isolation portion between the collector of the second element and the collector of the second element and the semiconductor substrate; and a collector region of the first element and the second element in the third element. Is connected to the reference voltage output terminal, the other end is grounded, and the respective formation regions of the first element, the second element, and the third element are arranged close to each other on the semiconductor substrate. The effect of the leakage current of the junction isolation structure between the collectors of the first and second elements and the semiconductor substrate is reduced by the effect of the leakage current of the junction isolation structure of the third element. A reference voltage circuit comprising:
【請求項3】請求項2に記載の基準電圧回路において、
比較器を備え、 上記第4の抵抗と上記第5の抵抗との接続点を上記比較
器の一方の入力端子に接続し、 上記第3の抵抗と上記第2の素子との接続点を上記比較
器の他方の入力端子に接続し、 上記比較器の出力の反転によって温度を検知するように
構成した温度検知回路。
3. The reference voltage circuit according to claim 2, wherein
A comparator, wherein a connection point between the fourth resistor and the fifth resistor is connected to one input terminal of the comparator, and a connection point between the third resistor and the second element is A temperature detection circuit connected to the other input terminal of the comparator and configured to detect the temperature by inverting the output of the comparator.
【請求項4】一つの半導体基板上に、演算増幅器と、第
1〜第6の6個の抵抗と、n個のバイポーラトランジス
タからなる第1の素子と、n個のバイポーラトランジス
タからなり、上記第1の素子のA倍のエミッタ接合面積
を有する第2の素子と、を備え、上記半導体基板内で接
合分離によって絶縁された基板領域に形成された第1お
よび第2の2個の同一導電形のMOSトランジスタを備
え、さらに比較器と反転回路とを備え、 上記第1の素子および第2の素子の各バイポーラトラン
ジスタは、そのコレクタと上記半導体基板との間が接合
分離によって絶縁され、そのベースとコレクタが結線さ
れてダイオード接続され、一つのバイポーラトランジス
タのエミッタと次段のバイポーラトランジスタのコレク
タとが順次接続されてn段直列接続されたものであり、 上記演算増幅器の出力端子に、第1の抵抗と第2の抵抗
と第4の抵抗のそれぞれ一端を接続し、 上記第1の抵抗の他端と上記第1の素子の端部のコレク
タとを上記演算増幅器の非反転入力端子に接続し、 上記第2の抵抗の他端と第3の抵抗の一端とを上記演算
増幅器の反転入力端子に接続し、 上記第3の抵抗の他端に上記第2の素子の端部のコレク
タを接続し、 上記第4の抵抗の他端に第5の抵抗の一端を接続し、上
記第5の抵抗の他端に第6の抵抗を接続し、 上記第1の素子および第2の素子の端部のエミッタと上
記第6の抵抗の他端とを接地し、 上記第4の抵抗と上記第5の抵抗との接続点に上記第1
のMOSトランジスタのソースと上記第1のMOSトラ
ンジスタの基板領域とを接続し、 上記第5の抵抗と上記第6の抵抗との接続点に上記第2
のMOSトランジスタのソースと上記第2のMOSトラ
ンジスタの基板領域とを接続し、 上記第1と第2のMOSトランジスタのドレインを一つ
にして上記比較器の一方の入力端子に接続し、 上記第3の抵抗と上記第2の素子との接続点を上記比較
器の他方の入力端子に接続し、 上記比較器の出力を上記第1のMOSトランジスタのゲ
ートに接続し、 上記比較器の出力を上記反転回路を介して上記第2のM
OSトランジスタのゲートに接続し、 上記第1の素子および第2の素子は、P型半導体基板上
に形成されたN型の第1領域と、該N型の第1領域内に
形成されたP型の第1領域と、該P型の第1領域内に形
成されたN型の第2領域とを有し、上記N型の第1領域
をコレクタ領域とし、上記P型の第1領域をベース領域
とし、上記N型の第2領域をエミッタ領域としたもので
あり、 上記第1および第2のMOSトランジスタは、上記P型
半導体基板上に形成されたN型の第1領域と、上記N型
の第1領域内に形成されたP型の第1領域および第2領
域とを有し、上記N型の第1領域を基板領域とし、上記
P型の第1領域をソース領域とし、上記P型の第2領域
をドレイン領域としたものであり、 上記第1および第2のMOSトランジスタを形成した基
板領域と上記半導体基板との接合分離部分は、上記第1
の素子および上記第2の素子のバイポーラトランジスタ
におけるコレクタと上記半導体基板との間の接合分離部
分と同じ構造であり、 かつ、上記第1の素子と上記第2の素子のそれぞれの形
成領域と、上記第1および第2のMOSトランジスタの
形成領域とを上記半導体基板上で近接した位置に配置
し、 上記比較器の出力の反転によって温度を検知するように
構成した温度検知回路。
4. A semiconductor device comprising: an operational amplifier, first to sixth six resistors, a first element including n bipolar transistors, and n bipolar transistors on one semiconductor substrate. A second element having an emitter junction area that is A times that of the first element, wherein the first and second two identical conductive layers are formed in a substrate region insulated by junction isolation in the semiconductor substrate. And a comparator and an inverting circuit. Each of the bipolar transistors of the first element and the second element is insulated by junction separation between its collector and the semiconductor substrate. The base and collector are connected and diode-connected, and the emitter of one bipolar transistor and the collector of the next bipolar transistor are sequentially connected to form an n-stage series connection. One end of each of a first resistor, a second resistor, and a fourth resistor is connected to an output terminal of the operational amplifier, and the other end of the first resistor and the first element The other end of the second resistor is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier. The other end of the second resistor and one end of the third resistor are connected to the inverting input terminal of the operational amplifier. The other end of the resistor is connected to the collector at the end of the second element, the other end of the fourth resistor is connected to one end of a fifth resistor, and the other end of the fifth resistor is connected to the sixth end. And the emitters at the ends of the first and second elements and the other end of the sixth resistor are grounded, and the connection point between the fourth resistor and the fifth resistor is connected. Above the first
And the substrate region of the first MOS transistor, and the second resistor is connected to the connection point of the fifth resistor and the sixth resistor.
Connecting the source of the second MOS transistor to the substrate region of the second MOS transistor, connecting the drains of the first and second MOS transistors to one input terminal of the comparator, 3 is connected to the other input terminal of the comparator, the output of the comparator is connected to the gate of the first MOS transistor, and the output of the comparator is connected to the other input terminal of the comparator. The second M
The first element and the second element are connected to a gate of an OS transistor, and the first element and the second element are an N-type first region formed on a P-type semiconductor substrate and a P-type region formed in the N-type first region. A first region of N-type, and a second region of N-type formed in the first region of P-type, wherein the first region of N-type is a collector region, and the first region of P-type is A base region; and the N-type second region as an emitter region. The first and second MOS transistors include an N-type first region formed on the P-type semiconductor substrate; A P-type first region and a second region formed in the N-type first region, wherein the N-type first region is a substrate region, the P-type first region is a source region, The P-type second region is a drain region, and the first and second MOS transistors are formed. Junction isolation portion between the substrate region and the semiconductor substrate that is the first
And the same structure as the junction separation portion between the collector and the semiconductor substrate in the bipolar transistor of the element and the second element, and forming regions of the first element and the second element, respectively. A temperature detection circuit, wherein a region where the first and second MOS transistors are formed is arranged at a position close to each other on the semiconductor substrate, and a temperature is detected by inverting an output of the comparator.
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