JPH11211574A - 半導体装置の直接的温度検知 - Google Patents

半導体装置の直接的温度検知

Info

Publication number
JPH11211574A
JPH11211574A JP10258879A JP25887998A JPH11211574A JP H11211574 A JPH11211574 A JP H11211574A JP 10258879 A JP10258879 A JP 10258879A JP 25887998 A JP25887998 A JP 25887998A JP H11211574 A JPH11211574 A JP H11211574A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
junction
noise
substrate
diode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10258879A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3054404B2 (ja
Inventor
Mehmet Aslan
アスラン ミーメット
Suemer Can
キャン スーマー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Semiconductor Corp
Original Assignee
National Semiconductor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Semiconductor Corp filed Critical National Semiconductor Corp
Publication of JPH11211574A publication Critical patent/JPH11211574A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3054404B2 publication Critical patent/JP3054404B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/01—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using semiconducting elements having PN junctions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置の動作温度を直接的に測定する改
良した装置及び方法を提供する。 【解決手段】 その温度が興味のある装置を包含する基
板の上に温度センサーを直接的に配置させる。センサー
信号を処理するために使用される回路が別の基板上にあ
る。該センサーは興味のある装置と同一の基板上にある
ので、該装置により基板内に注入される電子の結果とし
てセンサー信号内にノイズが発生する。本発明は、該装
置の動作温度の非常に正確な決定を行なうために、温度
測定値におけるノイズ及びエラーを相殺する技術を提供
している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の温度
を検知する装置及び方法に関するものであって、更に詳
細には、チップの上に温度センサーを直接的に配置する
ことによって集積回路チップの温度をより正確に検知す
る装置及び方法に関するものである。センサーの信号を
処理し且つチップ温度を決定するのに必要な回路が別の
基板上に位置されている。装置温度を決定するために受
取った信号を処理するのに使用するノイズモデリング及
びエラー相殺方法も本発明の一部として記載する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路チップ上に形成した装置の動作
温度をモニタするために半導体業界においては温度セン
サーが使用されている。典型的に、実際のセンサー及び
関連する検知回路はその温度をモニタする装置を包含す
るものとは別のチップ上に形成される。従って、センサ
ーチップは興味のある装置を包含するチップに近接して
配置される。このことは、実際には、温度センサーが該
装置の局所的環境の温度を測定するものであって、その
実際の温度を測定するものでないことを意味している。
【０００３】半導体接合ダイオードは、しばしば、集積
回路装置用の温度センサーとして使用される。このよう
なダイオードセンサーを図１に示してある。このような
ダイオードが与えられた電流でバイアスされており且つ
接合温度が変化する場合には、該ダイオードを横断して
の電圧は温度に関しほぼ直線的な変化を示す。ダイオー
ド電圧対温度曲線は負の係数を有しており、ダイオード
電圧はゼロの絶対温度（０°Ｋ）においてシリコンのバ
ンドギャップ電圧に等しい。基準温度におけるダイオー
ド電圧Ｖd （Ｔｒ）と温度Ｔにおけるダイオード電圧Ｖ
d （Ｔ）との間の関係は以下のようにしてモデル化させ
ることが可能である。
【０００４】 Ｖd （Ｔ）≒Ｖbg−［Ｖbg−Ｖd （Ｔｒ）］（Ｔ／Ｔｒ） （１） これはＶd とＴとの関係を表わす線形化させたダイオー
ド方程式である。該方程式において、Ｖbgは該ダイオー
ドのシリコンバンドギャップ電圧である。明らかなよう
に、ダイオード電圧の測定値は温度検知用に直接的に使
用することが可能である。然しながら、Ｖd とＴとの関
係は通常のシリコン動作温度範囲にわたって数％の程度
である温度対順方向電圧伝達関数の曲率（非線形性）を
有している。このようなセンサーは、処理毎に且つシリ
コンウエハにわたって（即ち、センサー毎に）変動を示
す。従って、接合ダイオードはキャリブレイション（較
正）を必要とし且つ温度センサーとして使用される場合
にエラーを導入する。
【０００５】温度の関数としてのダイオード順方向電圧
は、電流源（ＩF ）及び逆飽和電流（ＩS ）によって表
わすことも可能である。この場合には、ダイオード電圧
（ＶF ）は次式の如くに表わされる。
【０００６】 ＶF ＝（ｋＴ／ｑ）ｌｎ（ＩF ／ＩS ） （２） 尚、ｋはボルツマン定数であり且つｑは電子電荷であ
る。
【０００７】理解されるように、温度センサーとして単
一のダイオードを使用することは、測定値が処理変動及
び非線形性問題によって影響を受けるという欠点を有し
ている。そのために、差動型の２センサー測定技術が時
折使用される。
【０００８】差動技術は、異なる電流密度において動作
する２つの接合の順方向電圧における差を測定すること
に基づいている。図２は差温度測定技術の一部としてど
のようにして２接合ダイオード温度センサーを使用する
ことが可能であるかを示した概略図である。ダイオード
面積及び電流の種々の組合わせで異なる電流密度を得る
ことが可能である。典型的なアプローチは、ダイオード
Ｄ１及びＤ２に対して等しいコレクタ電流であるが異な
る面積を与える場合がある（例えば、Ｄ２はＤ１の寸法
の１０倍とする場合がある）。従って、それらの順方向
電圧の間の差異は、電流密度比の対数及び絶対温度に比
例し、次式の如く表わすことが可能である。
【０００９】 ＶF1−ＶF2＝（ｋＴ／ｑ）ｌｎ（Ｊ1 ／Ｊ2 ） （３） この式において、Ｊ1 及びＪ2 はＤ１及びＤ２における
電流密度（単位面積当たりの電流）である。
【００１０】差動出力電圧はかなり小さな電圧であり
（典型的に、１ｍＶ／Ｋ未満に過ぎない）、従って、そ
れは処理回路出力端においてより便利な温度係数（例え
ば、１０ｍＶ／Ｋ）を発生すべく増幅される。この技術
は、絶対温度に比例する出力電圧又は電流を有するシリ
コン温度センサーを形成するために使用される。
【００１１】図３は集積回路の温度を検知するために使
用することが可能である接合ダイオード１０２から形成
した温度センサー１００を示した概略図である。接合ダ
イオード１０２はその接合温度Ｔj によって特性付けら
れる。接合はＮ型基板内に導入されるＰ型領域から形成
される。ダイオード１０２は、典型的に、金属フレーム
１０４上に装着され、該フレーム１０４は、封止物質１
０６と共に、センサー１００に対するケースとして作用
する。このケースはケース温度ＴC によって特性付けら
れる。理解されるように、装置の温度を測定する場合
に、センサー１００は、周囲温度ＴA によって特性付け
られる領域によって離隔され、興味のある装置に近接し
て配置される。
【００１２】図３のセンサー１００の場合には、Ｔj と
ＴA とは次式の如くに関連付けられている。
【００１３】Ｔj −ＴA ＝θjA×Ｐj 尚、θjAはダイオードの接合と大気環境との間の熱抵抗
であり、且つＰj は該接合において散逸されるパワー即
ち電力である。該接合において散逸されるパワーが小さ
い場合には、次式が成立する。
【００１４】Ｔj −ＴA ≒０、従ってＴj ≒ＴA 。
【００１５】従って、この場合には、大気温度即ち周囲
温度は接合温度に非常に近い。このことは、接合温度を
大気温度に対する妥当に良好な近似として使用すること
が可能であることを意味している。従って、非常に小さ
な電力散逸を有する接合ダイオードは、大気（周囲）環
境の温度を正確に検知するために使用することが可能で
ある。注意すべきことであるが、このことは、大気温度
が大気（周囲）領域内にある半導体装置の温度を正確に
表わすものであるか否かの問題を解決するものではな
い。
【００１６】本発明の発明者等によって認識されたよう
に、図１−３を参照して説明した従来の温度検知方法は
最近の集積回路に対しては満足いくものでない場合があ
る。より速いクロック速度を有する装置が開発されるに
従い、装置の温度を決定することの可能な精度がより重
要なものとなる。何故ならば、このような装置は、典型
的に、より低いクロック速度の装置よりもより多くの熱
を発生するからである。装置の破壊を防止するために
は、発生される熱、従ってその温度を密接にモニタする
ことが重要である。従って、動作期間中に実際の装置温
度を知ることは、装置の信頼性及び性能を評価する上で
の助けを与える。
【００１７】図４は集積回路チップの温度又は該チップ
上に形成されている装置の温度を検知するためにどのよ
うにして図３の温度センサーを典型的に使用されるかを
示した概略図である。図４において、ＩＣ1 は温度を測
定すべき集積回路である。集積回路ＩＣ1 はプリント回
路基板上に装着されている。このような回路の１例はマ
イクロプロセサである。ＩＣ2 は図３の集積回路温度セ
ンサー１００であり、それはＩＣ1 下側の空間の大気即
ち周囲温度を測定するために使用される。
【００１８】Ｔj2−ＴA ＝θj2A Ｐj2 であり且つＰj2は非常に小さいので、Ｔj2≒ＴA であ
る。然しながら、Ｐj1（ＩＣ1 のパワー散逸）は必ずし
も小さいものではない。更に、その値も時間従属性であ
る。以下の関係が与えられると、 Ｔj1−ＴA ＝θj1A Ｐj1 ＩＣ1 の温度（即ち、Ｔj1）を決定するためにＴA の値
のみを測定することは不充分であることが明らかであ
る。更に、θj1A 及びＰj1の値を知ることが必要であ
る。θj1A はＩＣ1 を包含する特定のパッケージに対し
て別個に測定し且つ決定することが可能である。然しな
がら、Ｐj1は定数ではなく且つＩＣ1 の動作状態に依存
する。
【００１９】現在入手可能な高速集積回路の動作期間中
に、Ｐj1は非常に小さな値（例えば、アイドルモード）
から全速動作における非常に大きな値へ変化する場合が
ある。このことは、数百ＭＨｚのクロック速度で稼動し
ているマイクロプロセサの場合に特に言えることであ
る。集積回路における電力散逸はクロック速度に直接的
に比例するので、Ｐj1の値は信頼性をもって推定したり
又は見過ごしたりすることができないものである。この
ことは、従来の遠隔的な温度検知方法は、多くの場合に
おいて、高速装置の温度を正確に決定するために使用す
ることが可能なものではないことを意味している。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、半導体装置の実際の動作温度を正確に決定
する装置及び方法を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明は半導体装置の動
作温度を直接的に測定する装置及び方法に関するもので
ある。その温度が興味のある装置を包含する基板の上に
温度センサーを直接的に配置させる。センサー信号を処
理するために使用される回路が別の基板上に設けられて
いる。該センサーは興味のある装置と同一の基板上に存
在しているので、該装置によって該基板内へ注入される
電子の結果としてセンサー信号内にノイズが発生する。
本発明は、装置の動作温度を非常に正確に決定するため
に温度測定におけるノイズ及びエラーを相殺する方法を
提供している。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明者等は、興味のある装置の
動作温度をより正確に測定することは該装置を包含する
基板の上に直接的に温度センサーを配置することにより
得られるものであることを知得した。センサー信号を発
生し且つ処理するための関連する回路は第二基板上に位
置されている。このことは、その温度が興味のある装置
に対して該センサーを近接して配置させ、該温度のより
正確な測定値を与える。本発明者等は、更に、このセン
サーの配置は、該センサー及び装置の共通の基板内へ該
興味のある装置によって注入される電子に起因して、セ
ンサー信号のノイズ成分を増加させる場合があることを
認識した。このノイズ問題は、該ノイズをモデル化し且
つ相殺するための本発明技術によって解消されている。
【００２３】本発明の実施例において使用されている温
度センサーは、典型的に、バイポーラ接合トランジスタ
又はＣＭＯＳ装置のＰＮ接合である。該接合を介して流
れる電流（Ｉ）と、該接合を横断しての電圧（ＶD ）
と、該接合の温度（Ｔ）との間の関係は次式によって与
えられる。
【００２４】 ＶD ＝ＶT ｌｎ（Ｉ／ＩS ） （４） 尚、ＶT ＝ｋＴ／ｑであり、且つｋはボルツマン定数で
あり、ｑは電子電荷であり、且つＩS は接合面積に比例
する処理に関係したパラメータである。
【００２５】図５は別体の本体の温度を直接的に測定す
るための本発明の第一実施例を示した概略ブロック図で
ある。図５に示した実施例は「シングルエンド」型検知
モードと呼ばれる。何故ならば、興味のある装置（図中
基板「Ｂ」で示してある）を包含する基板上に単一の検
知用接合（図中要素１５０として示してある）が配置さ
れている。
【００２６】時間ｔ1 において接合Ｊ1 １５０を介して
第一電流Ｉ1 を流し、次いで時間ｔ2 において接合Ｊ1
１５０を介して第二電流Ｉ2 を流すことにより図５の装
置を使用して温度測定が行なわれる。時間ｔ1 及びｔ2
における接合電圧における差異が決定され且つ接合温度
を推定するために使用される。
【００２７】図６は別体の本体の温度を直接的に測定す
るための本発明の第二実施例を示した概略ブロック図で
ある。図６に示した実施例は「差動型」検知モードと呼
ばれる。何故ならば、２つの検知用接合（図中要素１６
０及び１６２）が興味のある装置（図中基板「Ｂ」とし
て示してある）を包含する基板上に配置されており、且
つこれらの接合電圧の間の差異を使用して該温度を表わ
す。接合Ｊ1 １６０を介して第一電流Ｉ1 を流し、且つ
同時に、接合Ｊ2 １６２を介して第二電流Ｉ2を流すこ
とにより図６の装置を使用して温度測定が行なわれる。
【００２８】基板Ｂ上及び、好適には、その温度を測定
すべき装置内部に検知用接合（それは単にダイオードと
することが可能である）を配置させることにより、検知
用装置ＩＣ2 （図中「Ａ」として示した基板上に含まれ
ている）がＩＣ1 （図中「Ｂ」として示した基板上に含
まれている）の接合温度を直接的に測定することが可能
である。ＩＣ2 によって処理された検知データは、デー
タがデジタル的に一連のパルスとして送信されるシリア
ルバスとすることが可能な「データ通信リンク」を介し
てＩＣ1 へ送り戻すことが可能である。この情報は、次
いで、その動作を制御するか又は何らかのタイプのエラ
ー信号を開始させるためにＩＣ1 上の装置によって使用
することが可能である。
【００２９】上述した温度測定技術においては、解決す
ることが必要な２つの主要な問題点が存在している。
【００３０】（１）ＩＣ2 は充分高速に温度センサー情
報を処理し且つＩＣ1 における温度が臨界的なレベルに
増加する前に時を得た態様でそれをＩＣ1 へ送信すべき
であり、且つ、（２）ＩＣ2 はＩＣ1 の温度を正確に検
知すべきである。通常はダイオード電圧であるセンサー
情報がノイズによって影響される場合には、温度検知動
作が不正確なものとなる。検知用ダイオードは高速ＶＬ
ＳＩ（ＣＭＯＳ技術を使用して製造）内に位置されてい
るので、ダイオード電圧は基板注入ノイズによって影響
される蓋然性が非常に高い。
【００３１】更に、シングルエンド型及び差動型検知技
術は所要のデータを与えることが可能なものであるが、
以下の理由により差動型技術が好適である。
【００３２】（１）シングルエンド型技術はデータの採
取を完了するために２つのクロックサイクルを必要とす
る。差動型技術を使用する場合には１つのクロックサイ
クルで充分である。
【００３３】（２）シングルエンド型技術はデータ格納
能力を必要とする。
【００３４】（３）差動型技術を使用する場合には、コ
ンデンサを使用して電圧差を直接的にサンプルすること
が可能である。このことは検知された信号を接地ノイズ
に対してより免疫性の強いものとさせる。
【００３５】（４）差動型技術を使用する場合には、接
合面積が等しいものである必要はない。ことのことは同
一の電流比に対しシングルエンド型の場合と比較してよ
り正確な読みを与える。
【００３６】ノイズ問題の重要性のために、本発明者等
は基板注入型ノイズに対するモデルを開発した。更に、
本発明温度検知技術を使用してノイズを除去するか又は
減少させるための方法を開発した。従って、本発明者等
は、基板ノイズをモデル化する態様を提案しており且つ
温度測定からのノイズの貢献分を取除く幾つかの形態を
提案している。本発明者等は単一ダイオード及び２ダイ
オードの両方の検知技術に対するノイズ問題について検
討した。
【００３７】ノイズ問題に加えて、測定を行なうことが
可能な速度は重要な性能基準である。ある適用例におい
ては、装置温度が非常に迅速に増加する場合がある。本
発明測定技術のユーザは、妥当な程度に高速且つ正確に
温度に関する情報を検知し且つ処理することが可能であ
ることが必要である。
【００３８】温度検知に対する単一ダイオードアプロー
チにおいては、２つの異なる電流密度に対し２つのシー
ケンシャルな時間間隔においてダイオード電圧を測定す
る。従って、温度対デジタルシリアルデータ変換は、各
ダイオードが２つの異なる電流密度で動作され且つダイ
オード電圧差が単一の時間間隔期間中に測定される２ダ
イオードアプローチよりも２倍程度速度が遅い。
【００３９】２ダイオードアプローチの別の利点は、各
ダイオードピンへのノイズ注入を、差動型測定技術を使
用してかなり相殺させることが可能であるということで
ある。本明細書においては、本発明者等は、より広い範
囲の適用場面をカバーするために単一ダイオード及び二
重ダイオードの両方のアプローチに対しての形態を提案
している。
【００４０】基板注入型ノイズのモデル化 本発明者等は、同一の基板上のその他の装置によって温
度検知用接合が形成されている基板内へ注入されるノイ
ズのモデルを開発した。これは本発明の構成にとって特
定的な問題であり、温度センサーがその温度を検知する
装置と異なる基板上に配置させる場合には発生するもの
ではない。
【００４１】温度検知用接合に対する基板注入型ノイズ
モデル化の以下の説明において、ＮウエルＣＭＯＳ技術
のみを考慮する。当業者によって理解されるように、同
一の概念はＰウエルＣＭＯＳ及びバイポーラ技術に対し
ても適用可能である。
【００４２】ＮウエルＣＭＯＳ技術において自然に形成
される基板ＰＮＰトランジスタを温度検知用装置として
使用する。基板ＰＮＰ構造は、温度検知用装置として使
用する基板トランジスタの構造を示した側面図である図
７に示したように、軽度にドープしたＮウエル内側の高
度にドープしたＰ＋拡散部及び軽度にドープしたＰ基板
によって形成されている。その図に示したように、Ｐ＋
拡散領域及びＮウエルがエミッタ・ベース接合を形成し
ており且つＰ基板対Ｎウエル基板がＰＮＰトランジスタ
のコレクタ・ベース接合を形成している。Ｎウエル及び
Ｐ基板は、Ｐチャンネル及びＮチャンネルＭＯＳトラン
ジスタをＮウエルＣＭＯＳ技術を使用して構成する箇所
である。このような構造がデジタルＣＭＯＳＶＬＳＩと
同一のＰ基板を共用する場合には、Ｐ基板はスイッチン
グＭＯＳトランジスタから基板へ注入される電荷に起因
して非常にノイズが多いものとなる。該ノイズ電荷はＰ
基板対Ｎウエル接合空乏容量によってＮウエル内に注入
させることが可能である。これらの電荷のうちの幾らか
は、Ｎウエル（ベース）が接地されていたとしても、Ｎ
ウエル・Ｐ＋接合を介してエミッタによって回収され
る。然しながら、このノイズ電荷注入の供給源は小さい
ものと予測される。典型的に、ノイズ電荷注入のより顕
著な供給源は、検知接合のエミッタ端子におけるＥＳＤ
（静電放電）保護構造に起因する該検知接合のエミッタ
端子への直接的なアクセスである。ノイズ電荷注入は、
２つの最も一般的なＥＳＤ構造、即ちＮＭＯＳクランプ
型又はダイオードクランプ型のいずれかが使用される場
合に顕著なものとなることが予測される。
【００４３】前述した基板ノイズ注入の議論に基づい
て、検知信号に対するノイズ貢献分をモデル化すること
が可能である。図８−１０は温度検知用接合を包含する
基板に対する基板注入ノイズのモデルの概略図である。
図８において、温度検知用ＰＮＰ装置はＱによって表わ
されており、デジタル基板内のランダムノイズは電圧源
Ｖsnによって提供され、且つ検知ピンへノイズを注入す
る接合容量はＣj によって表わされており、尚Ｃj は電
圧依存性接合コンデンサである。
【００４４】検知ピンへ注入されるノイズ電荷（Ｑn ）
は次式で与えられる。
【００４５】Ｑn ＝Ｃj ×Ｖsn 上式から、検知ピンにおけるノイズ電流は次式の如くに
表わすことが可能である。
【００４６】ｉn ＝ｄＱn ／ｄｔ ＝Ｃj （ｄＶsn／ｄｔ）＋Ｖsn（∂Ｑn ／∂Ｖsn）×ｄ
Ｖsn／ｄｔ Ｃj がＶsnに弱く依存するものと仮定すると、上式は以
下の如くに書き直すことが可能である。
【００４７】 ｉn ＝Ｃj （ｄＶsn／ｄｔ）＋Ｃ* j（ｄＶsn／ｄｔ） 尚、Ｃj 及びＣ* jは、通常、非線形（電圧依存性）容量
である。この式は小信号モデル化の目的のために線形化
させることが可能である。大信号モデル化の場合には、
使用することの可能な汎用式は次式である。
【００４８】
【数１】
【００４９】図８に示した回路の基板注入型ノイズモデ
ル表示は、簡単化させ且つ図９に示したように描き直す
ことが可能である。図９から、等価な基板注入型電圧ノ
イズを派生させることが可能である。該ダイオードを介
して流れる電流（Ｉd ）は次式で与えられる。
【００５０】Ｉd ＝Ｉ＋ｉn Ｉd を公知のダイオード方程式内に代入すると、次式が
得られる。
【００５１】 ｖs ＝ｖT ｌｎ［（Ｉ＋ｉn ）／Ｉs ）］ 尚、ｖT ＝ｋＴ／ｑは熱電圧である（ｋはボルツマン定
数であり、ｑは電子電荷であり、且つＴは絶対温度であ
る）。Ｉn （上の式においてはｉn として示してある）
は基板注入型ノイズ電流であり、Ｉs はダイオード飽和
電流であり且つＩはバイアス電流である。ｖs に対する
方程式は以下に与えるように操作し且つ書き直すことが
可能である。
【００５２】 ｖs ＝ｖT ｌｎ［Ｉ／Ｉs （１＋ｉn ／Ｉs ）］ ＝ｖT ｌｎ（Ｉ／Ｉs ）＋ｖT ｌｎ（１＋ｉn ／Ｉs ） 尚、ｉn ／ｉ＜＜１であり（充分大きなバイアス電流を
選択することにより）且つｌｎ（１＋ｉn ／Ｉ）≒ｉn
／Ｉであるから、上式を以下の如くに書き直すことが可
能である。
【００５３】 ｖs ≒ｖT ｌｎ（Ｉ／Ｉs ）＋ｖT （Ｉn ／Ｉ） 最初の項は、ノイズのないダイオード電圧ｖd に対する
項と置換させることが可能であり、且つ２番目の項はｅ
n として命名することが可能であり、それにより次式が
得られる。
【００５４】ｖs ＝ｖd ＋ｅn 尚、ｅn は検知ピンにおける等価基板注入型ノイズ電圧
である。新たな等価ノイズ回路を図１０に示してある。
【００５５】本発明の具体化 本明細書の冒頭において、別体の半導体本体の温度を検
知する一般的な技術について説明した。その次に、基板
注入型ノイズの温度検知用接合に与える影響及びメカニ
ズムについて説明した。基板注入型ノイズに対するモデ
ルについても説明した。
【００５６】以下の部分においては、一般的な温度検知
問題について戻り且つ基板注入型ノイズの影響を取除く
４つの温度検知用形態について説明する。その場合に、
ノイズが発生するＶＬＳＩ回路における温度検知用の２
つの技術について検討する。第一の方法は異なる電流密
度を得るために２つの異なるバイアス電流において動作
する単一接合ダイオードを使用する。第二の方法は２つ
の接合ダイオードを使用し、その場合に、２つの異なる
電流密度が、異なる寸法のダイオード対又は異なる大き
さのバイアス電流を有することのいずれかによって達成
される。
【００５７】ノイズのあるＶＬＳＩチップ用の単一接合
ダイオード温度センサー 図１１は本発明の直接的温度測定方法を実現するために
使用された場合の単一接合ダイオード２００及びそれと
関連する電流ノイズ２０２を示した概略図である。２つ
の異なるレベルのバイアス電流（図中Ｉ1 及びＩ2 とし
て示してある）がスイッチＳ1 及びＳ2 を使用してシー
ケンシャルに即ち逐次的に印加される。注意すべきこと
であるが、Ｉ2 はＩ1 の整数倍である。
【００５８】時間間隔Δｔ1 の期間中に、スイッチＳ1
が閉成され且つスイッチＳ2 が開成される。出力ノード
（Ｏｕｔ）における電圧は次式で表わされる。
【００５９】 Ｖo1＝ＶT ｌｎ｛（Ｉ1 ＋ｉn ）／ＩS ｝ （５） 尚、ＶT は熱電圧であり且つＩS はダイオード２００の
飽和電流である。持続の時間間隔Δｔ2 の期間中、スイ
ッチＳ1 は開成され且つスイッチＳ2 は閉成される。こ
のインターバル即ち時間間隔に対する出力電圧は次式に
よって与えられる。
【００６０】 Ｖo2＝ＶT ｌｎ｛（ＮＩ1 ＋ｉn ）／ＩS ｝ （６） 尚、Ｎは定数（即ち、Ｉ1 に対するＩ2 の比）である。
【００６１】電圧Ｖo1及びＶo2が時間間隔Δｔ1 及びΔ
ｔ2 において格納され且つ適宜の信号処理回路によって
互いに減算されると、電圧差ΔＶo が得られ且つ次式で
与えられる。
【００６２】 ΔＶo ＝Ｖo2−Ｖo1＝ＶT ｌｎ｛（ＮＩ1 ＋ｉn ）／（Ｉ1 ＋ｉn ）｝ （７） ある操作を行ない且つｉn ＜＜Ｉ1 であるという事実に
より、次式が得られる。 ΔＶo ≒ＶT （ｌｎＮ＋（ｉn ／Ｉ））＝ＶT ｌｎＮ＋ｅｎ （８） 式（８）における熱電圧ＶT は次式で与えられる。
【００６３】 ＶT ＝（ｋＴ0 ／ｑ）（Ｔ／Ｔo ） （９） 尚、ｋはボルツマン定数であり、ｑは電子電荷であり、
Ｔo は基準温度（３００°Ｋ）であり且つＴは測定すべ
き温度である。
【００６４】式（９）を式（８）内に代入すると、正規
化した温度Ｔ／Ｔo に対する式を得ることが可能であ
る。式（１０）において、ΔＶo は電子的に計算された
（２つの逐次的な測定値によって）電圧差であり、ＶTo
は基準温度Ｔo における熱電圧であり、且つエラー項
（ｅｎ）は温度検知エラーとして表われる等価のノイズ
電圧である。
【００６５】 Ｔ／Ｔo ＝ΔＶo ／（ＶToｌｎＮ＋ｅｎ） （１０） 従って、２つの逐次的な測定を行なうことによって、温
度をエラー係数（ｅｎ）内において測定することが可能
である。このエラーは、更なる測定を行なった場合には
除去することが可能である。
【００６６】該エラー項を取除くために、２つの別個の
測定シーケンスを使用し、ノイズ電圧の値を決定するこ
とが可能である（これは実効的にはキャリブレイション
シーケンスである）。エラー項ｅｎがこの測定シーケン
ス期間中に決定されると、それを取除くことが可能であ
る。従って、Ｔ／Ｔo の比は次式によって与えられる。
【００６７】 Ｔ／Ｔo ＝１＋（ΔＶo −ΔＶoinitial）／ＶToｌｎＮ （１１） 注意すべきことであるが、この方法はより長い格納（変
換時間）を必要とし且つ処理回路内に付加的な複雑性を
導入する。
【００６８】ノイズが発生するＶＬＳＩチップ用の２接
合ダイオード温度センサー 図１２は本発明の直接温度測定方法を実現するために使
用した場合の関連する電流ノイズ項を具備する２接合ダ
イオードを示した概略図である。面積ｘ及びＮｘを夫々
有する２つの接合ダイオード（図中要素２１０及び２１
２）が、それらの関連する等価電圧エラーｅｎ及びｅｎ
２と共に示されている。各ダイオードを介して流れるバ
イアス電流は、両方とも、Ｉに等しい。出力電圧Ｖo1及
びＶo2は同時的に測定することが可能であり且つ信号処
理回路によって互いに減算することが可能である。電圧
Ｖo1及びＶo2は次式によって与えられる。
【００６９】 Ｖo1＝ＶT ｌｎ（Ｉ／ＩS ）＋ｅｎ1 （１２） Ｖo2＝ＶT ｌｎ（Ｉ／ＮＩS ）＋ｅｎ2 （１３） 式（１２）及び（１３）から、次式が得られる。
【００７０】 ΔＶo ＝Ｖo1−Ｖo2＝ＶT ｌｎＮ＋ｅｎ1 −ｅｎ2 （１４） これら２つのダイオードの面積は異なっており且つダイ
オードＤ１の面積はダイオードＤ２の面積よりもＮ倍大
きいので、大略ｅｎ1 ＞ｅｎ2 である。ところで、次の
式を定義する。
【００７１】 ｅｎ1 −ｅｎ2 ＝Δｅｎ （１５） 式（１５）を式（１４）内に代入すると、次式が得られ
る。
【００７２】 Ｔ／Ｔo ＝（ΔＶo ＋Δｅｎ）／ＶToｌｎＮ （１６） 式（１６）から理解されるように、検知温度項は、基板
注入型ノイズによって導入されるエラーΔｅｎを包含し
ている。
【００７３】ノイズが発生するＶＬＳＩ回路の温度検知
技術 この部分においては、ノイズが発生するＶＬＳＩ回路の
環境における温度検知用の４つの技術について説明す
る。図１３乃至１６はノイズが発生する回路の環境にお
いて本発明の温度検知方法を実現する４つの方法に対す
る測定装置を示した概略図である。これらの温度検知技
術において、異なるダイオード面積を使用することによ
り又は異なる電流の大きさを使用することによって２つ
の異なる電流密度が得られる。ノイズの相殺は、交差接
続した形態及びシーケンシャルな測定技術によって行な
われる。
【００７４】（１）レシオ型面積／レシオ型バイアス形
態 レシオ型面積／レシオ型バイアス形態を図１３に示して
ある。注意すべきことであるが、ダイオードＤ１ ２２
０はダイオードＤ２ ２２２の面積のＮ倍に等しい面積
を有している。時間インターバルΔｔ1 において、スイ
ッチＳ1 が閉じられ且つスイッチＳ2 が開かれる。この
場合に、Ｖo1及びＶo2は次のように表わすことが可能で
ある。
【００７５】 Ｖo1＝ＶT ｌｎ（Ｉ1 ／ＩS1）＋ｅｎ1 ＝ＶT ｌｎ（ＮＩ2 ／ＮＩS2）＋ｅｎ1 （１７） Ｖo2＝ＶT ｌｎ（Ｉ2 ／ＩS2）＋ｅｎ2 （１８） Ｖo1をＶo2から減算すると、次式が得られる。
【００７６】 ΔＶo1＝Ｖo2−Ｖo1 ＝ＶT ｌｎ（Ｉ2 ／ＮＩ2 ）（ＮＩS2／ＩS2）＋ｅｎ2 −ｅｎ1 （１９） ΔＶo1＝ｅｎ2 −ｅｎ1 ＝Δｅn 次に、インターバルΔｔ2 期間中に、スイッチＳ1 が開
かれ且つスイッチＳ2が閉じられる。この状態において
は、次式が成立する。
【００７７】 ΔＶo2＝Ｖo2−Ｖo1 ＝ＶT ｌｎ（Ｉ1 ／ＩS2）−ＶT ｌｎ（Ｉ2 ／ＩS1）＋Δｅｎ （２０） ΔＶo2＝ＶT ｌｎ（ＩI ／Ｉ2 ）（ＩS2／ＩS1）＋Δｅｎ Ｉ1 ＝ＮＩ2 及びＩS1＝ＮＩS2であるから、式（２０）
は以下のように書き直すことが可能である。
【００７８】 ΔＶo2＝ＶT ｌｎＮ2 ＋Δｅｎ （２１） ΔＶo1をΔＶo2から減算すると、次式が得られる。
【００７９】 ΔＶo ＝２ＶT ｌｎＮ （２２） 従って、 Ｔ／Ｔo ＝ΔＶ0 ／２ＶToｌｎＮ （２３） である。式（２３）から理解されるように、この方法は
ノイズ項ｅｎを除去している。
【００８０】（２）レシオ型面積／付加的バイアス形態
この形態においては、スイッチングバイアス電流源のう
ちの１つが非スイッチング（連続的）バイアスとされ
る。付加的な補助電流源バイアスがスイッチ動作によっ
て入られたり出されたりする。図１４に示したように、
バイアス電流Ｉ1及びＩ2 が等しく、且つ付加的なバイ
アス電圧はＩ1 及びＩ2 の電流のＮ倍に等しい。ダイオ
ードＤ２ ２３２の面積はダイオードＤ１ ２３０の面
積のＮ倍である。
【００８１】時間間隔Δｔ1 において、スイッチＳ1 が
閉じられ且つスイッチＳ2 が開かれる。Ｖo1及びＶo2は
次式の如くに表わされる。
【００８２】 Ｖo1＝ＶT ｌｎ（Ｉ／ＩS ）＋ｅｎ1 （２４） Ｖo2＝ＶT ｌｎ（ＮＩ／ＮＩS ）＋ｅｎ2 （２５） Ｖo2をＶo1から減算すると、次式が得られる。
【００８３】 ΔＶo1＝Ｖo1−Ｖo2 ＝ＶT ｌｎ（Ｉ／ＩS ）（ＮＩS ／ＮＩ）＋ｅｎ1 −ｅｎ2 （２６） ΔＶo1＝Δｅn 時間間隔Δｔ2 において、スイッチＳ2 が閉じられ且つ
スイッチＳ1 が開かれる。これは次式を与える。
【００８４】 ΔＶo2＝ＶT ｌｎ（Ｉ／ＩS ）＋ｅｎ1 −ＶT ｌｎ（Ｉ／ＮＩS ） −ｅｎ2 （２７） ΔＶo2＝ＶT ｌｎＮ＋Δｅｎ 式（２６）及び（２７）から、項Δｅｎを取除くことが
可能である。
【００８５】 ΔＶo2−ΔＶo1＝ＶT ｌｎＮ （２８） 式（２８）は以下の如くに書き直すことが可能である。
【００８６】 Ｔ／Ｔo ＝（ΔＶo2−ΔＶo1）／ＶToｌｎＮ （２９） （３）レシオ型バイアス／二重レシオ型面積形態 この形態においては、バイアス電流はレシオ型である
（Ｉ2 はＩ1 のＮ倍に等しい）。直列接続した２つのダ
イオードの結合（図中「Ｄ1a２４０」及び「Ｄ1b２４
２」、「Ｄ2a２４４」、「Ｄ2b２４６」として示してあ
る）は、単一ダイオードＤ１ 及びＤ２の各々を置換す
るために使用されている。一般的な回路図を図１５に示
してある。
【００８７】時間間隔Δｔ1 において、スイッチＳ1 及
びＳ3 が閉じられ、且つスイッチＳ2 及びＳ4 が開かれ
る。項ΔＶo1は次式の如くに表わすことが可能である。
【００８８】 ΔＶo1＝Ｖo1−Ｖo2＝ＶT ｌｎ（Ｎ1 Ｎ2 ／Ｎ2 ）＋Δｅｎ （３０） 時間間隔Δｔ2 において、スイッチＳ2 及びＳ4 が閉じ
られ且つスイッチＳ1 及びＳ3 が開かれる。項ΔＶo2は
次式の如くに表わすことが可能である。
【００８９】 ΔＶo2＝ＶT ｌｎ（Ｎ2 Ｎ1 Ｎ2 ）＋Δｅｎ （３１） 式（３０）及び（３１）から次式が得られる。
【００９０】 ΔＶo2−ΔＶo1＝ＶT ｌｎＮ4 （３２） 式（３２）は次式の如くに書き直すことが可能である。
【００９１】 Ｔ／Ｔo ＝（ΔＶo2−ΔＶo1）／４ＶTo ｌｎＮ （３３） 一方、スイッチＳ4 を介しての信号を取除くことが可能
である。この場合には、時間間隔Δｔ1 において、スイ
ッチＳ1 及びＳ3 が閉じられ且つスイッチＳ2 が開かれ
る。従って、ΔＶo1は次式の如くに表わされる。
【００９２】 ΔＶo1＝Ｖo1−Ｖo2＝ＶT ｌｎ（Ｎ1 Ｎ2 ／Ｎ2 ）＋Δｅｎ （３４） 時間間隔Δｔ2 においてスイッチＳ1 及びＳ2 が閉じら
れ且つスイッチＳ3 が開かれる。従って、ΔＶo2は次式
の如くに表わされる。
【００９３】 ΔＶo2＝Ｖo1−Ｖo2＝ＶT ｌｎＮ1 Ｎ2 ＋Δｅｎ （３５） 式（３５）及び（３４）から、Δｅｎを取除くことが可
能である。
【００９４】 ΔＶo2−Ｖo1＝ＶT ｌｎＮ2 （３６） 式（３６）は次式の如く所望のフォーマットで書き直す
ことが可能である。
【００９５】 Ｔ／Ｔo ＝（ΔＶo2−ΔＶo1）／２ＶToｌｎＮ （３７） （４）レシオ型バイアス／同一面積形態レシオ型バイア
ス／同一面積形態を図１６に示してある。バイアス電流
Ｉ1 はバイアス電流Ｉ2 のＮ倍に等しい。２つの温度検
知ダイオードＤ１ ２５０及びＤ２ ２５２は等しい面積
を有している。
【００９６】時間間隔Δｔ1 において、スイッチＳ1 が
閉じられ且つＳ2 が開かれる。出力電圧は次式の如くに
表わされる。
【００９７】 Ｖo1＝ＶT ｌｎ（ＮＩ2 ／ＩS ）＋ｅｎ1 （３８） Ｖo2＝ＶT ｌｎ（Ｉ2 ／ＩS ）＋ｅｎ2 （３９） 式（３９）及び（３８）から、差ΔＶo1は次式の如くに
表わされる。
【００９８】 ΔＶo1＝ＶT ｌｎ（ＮＩ2 ／ＩS ）（ＩS ／Ｉ2 ）＋ｅｎ1 −ｅｎ2 （４０） ΔＶo1＝ＶT ｌｎＮ＋Δｅｎ 時間間隔Δｔ2 において、スイッチＳ1 が開かれ且つＳ
2 が閉じられる。Ｖo1及びＶo2の差は同様に次式の如く
に表わされる。
【００９９】 ΔＶo2＝ＶT ｌｎ（Ｉ2 ／ＩS ）＋ｅｎ1 −ＶT ｌｎ（ＮＩ2 ／ＩS ）−ｅｎ2 （４１） ΔＶo2＝−ＶT ｌｎＮ＋Δｅｎ 式（４１）及び（４０）から、次式が得られる。
【０１００】 ΔＶo1＝ΔＶo2＝２ＶT ｌｎＮ （４２） 式（４２）から理解されるように、ノイズ項Δｅｎが相
殺される。式（４２）は次式の如くに書き直すことが可
能である。
【０１０１】 Ｔ／Ｔo ＝（ΔＶo1−ΔＶo2）／２ＶToｌｎＮ （４３） 以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明し
たが、本発明は、これら具体例にのみ制限されるべきも
のではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに
種々の変形が可能であることは勿論である。例えば、本
明細書において使用した項及び式は、限定することを意
図して使用したものではなく、本明細書及び図面に記載
したものの均等物を排除する意図をもってなされたもの
ではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 温度センサーとして使用した接合ダイオード
を示した概略図。
【図２】 差動温度測定技術の一部としてどのようにし
て２個の接合ダイオード温度センサーを使用するかを示
した概略図。
【図３】 集積回路の温度を検知するために使用するこ
とが可能な接合ダイオードから形成した温度センサーを
示した概略図。
【図４】 集積回路チップの温度を検知するために典型
的に図３のセンサーがどのように使用されるかを示した
概略図。
【図５】 別体の本体の温度を直接的に測定する本発明
の第一実施例を示した概略ブロック図。
【図６】 別体の本体の温度を直接的に測定する本発明
の第二実施例を示した概略ブロック図。
【図７】 温度検知用装置として使用される基板トラン
ジスタの構造を示した概略側面図。
【図８】 温度検知用接合を包含する基板用の温度注入
型ノイズモデルを示した概略図。
【図９】 温度検知用接合を包含する基板用の温度注入
型ノイズモデルを示した概略図。
【図１０】 温度検知用接合を包含する基板用の温度注
入型ノイズモデルを示した概略図。
【図１１】 本発明の直接温度測定方法を実現するため
に使用した場合の単一接合ダイオードとそれと関連する
電流ノイズ項を示した概略図。
【図１２】 本発明の直接温度測定方法を実現するため
に使用した場合の２個の接合ダイオードとそれと関連す
る電流ノイズ項を示した概略図。
【図１３】 ノイズが発生する回路の環境において本発
明の温度検知方法を実現する１つの方法に対する測定装
置を示した概略図。
【図１４】 ノイズが発生する回路の環境において本発
明の温度検知方法を実現する１つの方法に対する測定装
置を示した概略図。
【図１５】 ノイズが発生する回路の環境において本発
明の温度検知方法を実現する１つの方法に対する測定装
置を示した概略図。
【図１６】 ノイズが発生する回路の環境において本発
明の温度検知方法を実現する１つの方法に対する測定装
置を示した概略図。
【符号の説明】
１５０，１６０，１６２ 検知用接合 Ｉ1 第一電流 Ｉ2 第二電流 ＩＣ 検知装置 Ｊ1 ，Ｊ2 接合
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スーマー キャン アメリカ合衆国， カリフォルニア 95014， クパチーノ， ベイウッド ド ライブ 19844

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 興味のある装置の温度を測定する装置に
    おいて、 前記興味のある装置が形成されている第一基板、 前記第一基板上に形成されている温度センサー、 第二基板上に形成されており且つ前記温度センサーによ
    って与えられる信号を入力として持つような形態とされ
    ている温度センサー信号処理回路、を有しており、前記
    温度センサー信号処理回路が、前記温度センサーへ第一
    電流レベルを与え且つ前記温度センサーの出力ノードに
    おいて第一出力電圧を測定し、且つ前記温度センサーへ
    第二電流レベルを与え且つ前記温度センサーの出力ノー
    ドにおける第二出力電圧を測定すべく動作可能な回路を
    有することを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記温度センサー信
    号処理回路が、更に、前記温度センサーの出力ノードの
    第一及び第二出力電圧を入力として持ち且つこれら２つ
    の入力の間の差を出力として供給すべく動作可能な差動
    回路を有することを特徴とする装置。
  3. 【請求項３】 請求項１において、前記温度センサーが
    接合ダイオードであることを特徴とする装置。
  4. 【請求項４】 請求項１において、前記温度センサー
    が、更に、第一接合ダイオードと、第二接合ダイオード
    とを有しており、更に、前記第一出力電圧が前記第一接
    合ダイオードの出力ノードにおいて測定され且つ前記第
    二出力電圧が前記第二接合ダイオードの出力ノードにお
    いて測定されることを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】 請求項１において、前記第二電流レベル
    が前記第一電流レベルの整数倍であることを特徴とする
    装置。
JP10258879A 1997-12-11 1998-09-11 半導体装置の直接的温度検知 Expired - Fee Related JP3054404B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/988,874 US6149299A (en) 1997-12-11 1997-12-11 Direct temperature sensing of a semiconductor device semiconductor device
US08/988874 1997-12-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11211574A true JPH11211574A (ja) 1999-08-06
JP3054404B2 JP3054404B2 (ja) 2000-06-19

Family

ID=25534569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10258879A Expired - Fee Related JP3054404B2 (ja) 1997-12-11 1998-09-11 半導体装置の直接的温度検知

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6149299A (ja)
JP (1) JP3054404B2 (ja)
KR (1) KR100294135B1 (ja)
DE (1) DE19839979A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011207220A (ja) * 2010-03-09 2011-10-20 Canon Inc 記録装置、および、補正方法
JP2015190799A (ja) * 2014-03-27 2015-11-02 株式会社ソシオネクスト 温度測定装置、集積回路および温度測定方法
WO2018211554A1 (ja) * 2017-05-15 2018-11-22 株式会社ソシオネクスト 温度測定装置及び温度測定方法

Families Citing this family (87)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10011179B4 (de) * 2000-03-08 2005-06-30 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Ermittlung der Temperatur eines Halbleiter-Chips und Halbleiter-Chip mit Temperaturmessanordnung
JP2002048651A (ja) * 2000-08-04 2002-02-15 Nippon Precision Circuits Inc 半導体温度検出方法およびその回路
US6724220B1 (en) 2000-10-26 2004-04-20 Cyress Semiconductor Corporation Programmable microcontroller architecture (mixed analog/digital)
US8103496B1 (en) 2000-10-26 2012-01-24 Cypress Semicondutor Corporation Breakpoint control in an in-circuit emulation system
US8176296B2 (en) 2000-10-26 2012-05-08 Cypress Semiconductor Corporation Programmable microcontroller architecture
US7765095B1 (en) 2000-10-26 2010-07-27 Cypress Semiconductor Corporation Conditional branching in an in-circuit emulation system
US8149048B1 (en) 2000-10-26 2012-04-03 Cypress Semiconductor Corporation Apparatus and method for programmable power management in a programmable analog circuit block
US6554470B2 (en) * 2000-11-07 2003-04-29 Maxim Integrated Products, Inc. M-level diode junction temperature measurement method cancelling series and parallel parasitic influences
GB2369437A (en) * 2000-11-28 2002-05-29 Graviner Ltd Kidde An LED based temperature sensor
DE10133736A1 (de) * 2001-07-11 2003-01-23 Philips Corp Intellectual Pty Anordnung zum Messen der Temperatur einer elektronischen Schaltung
US6480127B1 (en) 2001-09-27 2002-11-12 National Semiconductor Corporation Input sub-ranging converter system for sampling semiconductor temperature sensors
US6808307B1 (en) 2001-09-27 2004-10-26 National Semiconductor Corporation Time-interleaved sampling of voltages for improving accuracy of temperature remote sensors
US6637934B1 (en) 2001-09-27 2003-10-28 National Semiconductor Corporation Constant offset buffer for reducing sampling time in a semiconductor temperature sensor
US7406674B1 (en) 2001-10-24 2008-07-29 Cypress Semiconductor Corporation Method and apparatus for generating microcontroller configuration information
US8078970B1 (en) 2001-11-09 2011-12-13 Cypress Semiconductor Corporation Graphical user interface with user-selectable list-box
US8042093B1 (en) 2001-11-15 2011-10-18 Cypress Semiconductor Corporation System providing automatic source code generation for personalization and parameterization of user modules
US7770113B1 (en) 2001-11-19 2010-08-03 Cypress Semiconductor Corporation System and method for dynamically generating a configuration datasheet
US6971004B1 (en) 2001-11-19 2005-11-29 Cypress Semiconductor Corp. System and method of dynamically reconfiguring a programmable integrated circuit
US7844437B1 (en) 2001-11-19 2010-11-30 Cypress Semiconductor Corporation System and method for performing next placements and pruning of disallowed placements for programming an integrated circuit
US8069405B1 (en) 2001-11-19 2011-11-29 Cypress Semiconductor Corporation User interface for efficiently browsing an electronic document using data-driven tabs
US7774190B1 (en) 2001-11-19 2010-08-10 Cypress Semiconductor Corporation Sleep and stall in an in-circuit emulation system
US7052180B2 (en) * 2002-01-04 2006-05-30 Kelvin Shih LED junction temperature tester
US8103497B1 (en) 2002-03-28 2012-01-24 Cypress Semiconductor Corporation External interface for event architecture
US7015826B1 (en) * 2002-04-02 2006-03-21 Digital Angel Corporation Method and apparatus for sensing and transmitting a body characteristic of a host
US7308608B1 (en) 2002-05-01 2007-12-11 Cypress Semiconductor Corporation Reconfigurable testing system and method
US7761845B1 (en) 2002-09-09 2010-07-20 Cypress Semiconductor Corporation Method for parameterizing a user module
JP4086613B2 (ja) * 2002-10-09 2008-05-14 Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 半導体装置および内部温度測定方法
US6806772B2 (en) * 2002-11-06 2004-10-19 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Power transistor array temperature control system
US6870357B1 (en) * 2002-11-21 2005-03-22 National Semiconductor Corporation Method and apparatus for determining the temperature of a junction using voltage responses of the junction and a correction factor
US6736540B1 (en) * 2003-02-26 2004-05-18 National Semiconductor Corporation Method for synchronized delta-VBE measurement for calculating die temperature
US7828479B1 (en) * 2003-04-08 2010-11-09 National Semiconductor Corporation Three-terminal dual-diode system for fully differential remote temperature sensors
US7118273B1 (en) 2003-04-10 2006-10-10 Transmeta Corporation System for on-chip temperature measurement in integrated circuits
KR100549666B1 (ko) * 2003-05-23 2006-02-08 엘지전자 주식회사 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치
US6934645B2 (en) * 2003-09-25 2005-08-23 Infineon Technologies Ag Temperature sensor scheme
US7508671B2 (en) * 2003-10-10 2009-03-24 Intel Corporation Computer system having controlled cooling
US7857510B2 (en) * 2003-11-08 2010-12-28 Carl F Liepold Temperature sensing circuit
US20050099163A1 (en) * 2003-11-08 2005-05-12 Andigilog, Inc. Temperature manager
US6957910B1 (en) 2004-01-05 2005-10-25 National Semiconductor Corporation Synchronized delta-VBE measurement system
US7248988B2 (en) * 2004-03-01 2007-07-24 Transmeta Corporation System and method for reducing temperature variation during burn in
US7082377B1 (en) 2004-03-03 2006-07-25 National Semiconductor Corporation Apparatus for error cancellation for dual diode remote temperature sensors
US7295049B1 (en) * 2004-03-25 2007-11-13 Cypress Semiconductor Corporation Method and circuit for rapid alignment of signals
US7648270B2 (en) * 2004-04-02 2010-01-19 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Temperature measurement of an integrated circuit
US7118274B2 (en) * 2004-05-20 2006-10-10 International Business Machines Corporation Method and reference circuit for bias current switching for implementing an integrated temperature sensor
US7304905B2 (en) * 2004-05-24 2007-12-04 Intel Corporation Throttling memory in response to an internal temperature of a memory device
EP1751511B1 (en) * 2004-06-04 2016-03-09 Infineon Technologies AG Pn-junction temperature sensing apparatus
US20070237207A1 (en) 2004-06-09 2007-10-11 National Semiconductor Corporation Beta variation cancellation in temperature sensors
US7083328B2 (en) * 2004-08-05 2006-08-01 Texas Instruments Incorporated Remote diode temperature sense method with parasitic resistance cancellation
US7150561B1 (en) * 2004-09-16 2006-12-19 National Semiconductor Corporation Zero temperature coefficient (TC) current source for diode measurement
US7089146B1 (en) 2004-09-28 2006-08-08 National Semiconductor Corporation Apparatus and method for sub-ranging conversion for temperature sensing
US7309157B1 (en) 2004-09-28 2007-12-18 National Semiconductor Corporation Apparatus and method for calibration of a temperature sensor
US7252432B1 (en) * 2004-10-27 2007-08-07 National Semiconductor Corporation Efficient method of sharing diode pins on multi-channel remote diode temperature sensors
US7826998B1 (en) * 2004-11-19 2010-11-02 Cypress Semiconductor Corporation System and method for measuring the temperature of a device
US7332976B1 (en) 2005-02-04 2008-02-19 Cypress Semiconductor Corporation Poly-phase frequency synthesis oscillator
JP5028748B2 (ja) * 2005-04-15 2012-09-19 富士電機株式会社 パワー半導体デバイスの温度計測装置
US7400183B1 (en) 2005-05-05 2008-07-15 Cypress Semiconductor Corporation Voltage controlled oscillator delay cell and method
US8089461B2 (en) 2005-06-23 2012-01-03 Cypress Semiconductor Corporation Touch wake for electronic devices
JP4153513B2 (ja) * 2005-09-28 2008-09-24 関西電力株式会社 半導体装置の温度測定方法および半導体装置の温度測定装置
US7519498B2 (en) * 2005-10-04 2009-04-14 International Business Machines Corporation Thermal sensing method and apparatus using existing ESD devices
US8085067B1 (en) 2005-12-21 2011-12-27 Cypress Semiconductor Corporation Differential-to-single ended signal converter circuit and method
US20100066767A1 (en) * 2005-12-27 2010-03-18 Himax Display, Inc. Lcos integrated circuit and electronic device using the same
US8067948B2 (en) 2006-03-27 2011-11-29 Cypress Semiconductor Corporation Input/output multiplexer bus
TWI314986B (en) * 2007-01-05 2009-09-21 Ite Tech Inc Transistor circuit with eliminating effect of parameter and temperature sensing apparatus using the same
US7737724B2 (en) * 2007-04-17 2010-06-15 Cypress Semiconductor Corporation Universal digital block interconnection and channel routing
US8092083B2 (en) * 2007-04-17 2012-01-10 Cypress Semiconductor Corporation Temperature sensor with digital bandgap
US8130025B2 (en) 2007-04-17 2012-03-06 Cypress Semiconductor Corporation Numerical band gap
US9564902B2 (en) 2007-04-17 2017-02-07 Cypress Semiconductor Corporation Dynamically configurable and re-configurable data path
US8026739B2 (en) 2007-04-17 2011-09-27 Cypress Semiconductor Corporation System level interconnect with programmable switching
US8516025B2 (en) 2007-04-17 2013-08-20 Cypress Semiconductor Corporation Clock driven dynamic datapath chaining
US8040266B2 (en) 2007-04-17 2011-10-18 Cypress Semiconductor Corporation Programmable sigma-delta analog-to-digital converter
US8065653B1 (en) 2007-04-25 2011-11-22 Cypress Semiconductor Corporation Configuration of programmable IC design elements
US9720805B1 (en) 2007-04-25 2017-08-01 Cypress Semiconductor Corporation System and method for controlling a target device
US8266575B1 (en) 2007-04-25 2012-09-11 Cypress Semiconductor Corporation Systems and methods for dynamically reconfiguring a programmable system on a chip
JP4357546B2 (ja) * 2007-06-07 2009-11-04 株式会社東芝 半導体装置
US8049569B1 (en) 2007-09-05 2011-11-01 Cypress Semiconductor Corporation Circuit and method for improving the accuracy of a crystal-less oscillator having dual-frequency modes
DE102008042553A1 (de) 2008-10-02 2010-04-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Temperatur einer integrierten Schaltung mittels einer auf einem gemeinsamen Substrat untergebrachten kalibrierbaren Temperaturerfassungseinrichtung
FR2944876B1 (fr) * 2009-04-27 2012-12-28 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede et systeme pour quantifier une temperature de jonction de composant.
US9448964B2 (en) 2009-05-04 2016-09-20 Cypress Semiconductor Corporation Autonomous control in a programmable system
EP2336741B1 (en) * 2009-12-18 2016-09-07 Nxp B.V. Self-calibration circuit and method for junction temperature estimation
CN101865730A (zh) * 2010-04-27 2010-10-20 清华大学 一种双pn结线形温度传感器
US8549462B2 (en) 2011-08-23 2013-10-01 International Business Machines Corporation Thermal coupling determination and representation
US9347836B2 (en) * 2011-11-15 2016-05-24 Ati Technologies Ulc Dynamic voltage reference for sampling delta based temperature sensor
US20140241400A1 (en) * 2013-02-27 2014-08-28 Linear Technology Corporation Rotating 3-wire resistance temperature detection excitation current sources and method
JP6070635B2 (ja) * 2014-06-02 2017-02-01 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
US9970826B2 (en) * 2015-03-04 2018-05-15 Qualcomm Incorporated Bipolar junction transistor voltage-drop-based temperature sensors
US10578497B2 (en) * 2017-09-17 2020-03-03 Qualcomm Incorporated Diode-based temperature sensor
US11287329B2 (en) 2018-09-26 2022-03-29 Microchip Technology Incorporated Fractional mirror ratio technique for digital remote temperature sensors, and related systems, methods, and devices
US20230332960A1 (en) * 2022-04-19 2023-10-19 Apple Inc. Temperature sensing using optical sensors

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0283436A (ja) * 1988-09-21 1990-03-23 Kubota Ltd 穀粒選別装置用の穀粒分布検出装置
US5100829A (en) * 1989-08-22 1992-03-31 Motorola, Inc. Process for forming a semiconductor structure with closely coupled substrate temperature sense element
US5349336A (en) * 1990-07-17 1994-09-20 Fuji Electric Co., Ltd. Overheating detection circuit for detecting overheating of a power device
US5195827A (en) * 1992-02-04 1993-03-23 Analog Devices, Inc. Multiple sequential excitation temperature sensing method and apparatus
WO1993016489A1 (fr) * 1992-02-10 1993-08-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Procede pour mesurer la temperature d'une jonction de semi-conducteurs
JPH09229778A (ja) * 1996-02-26 1997-09-05 Hitachi Ltd Ｉｃ化温度センサ

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011207220A (ja) * 2010-03-09 2011-10-20 Canon Inc 記録装置、および、補正方法
JP2015190799A (ja) * 2014-03-27 2015-11-02 株式会社ソシオネクスト 温度測定装置、集積回路および温度測定方法
US9897490B2 (en) 2014-03-27 2018-02-20 Socionext Inc. Temperature measurement device, integrated circuit, and temperature measurement method
WO2018211554A1 (ja) * 2017-05-15 2018-11-22 株式会社ソシオネクスト 温度測定装置及び温度測定方法
JPWO2018211554A1 (ja) * 2017-05-15 2020-05-14 株式会社ソシオネクスト 温度測定装置及び温度測定方法
US11268865B2 (en) 2017-05-15 2022-03-08 Socionext Inc. Temperature measuring device and method for measuring temperature

Also Published As

Publication number Publication date
KR100294135B1 (ko) 2001-08-07
DE19839979A1 (de) 1999-07-08
KR19990062498A (ko) 1999-07-26
US6149299A (en) 2000-11-21
JP3054404B2 (ja) 2000-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3054404B2 (ja) 半導体装置の直接的温度検知
US7780347B2 (en) On chip temperature measuring and monitoring circuit and method
US6332710B1 (en) Multi-channel remote diode temperature sensor
US7828479B1 (en) Three-terminal dual-diode system for fully differential remote temperature sensors
Szekely et al. CMOS sensors for on-line thermal monitoring of VLSI circuits
KR0147368B1 (ko) 온도 임계 감지 회로 및 그를 포함한 집적 회로
US7235997B2 (en) CMOS leakage current meter
US7841770B2 (en) Temperature measuring system and measuring method using the same
Rius et al. Proportional BIC sensor for current testing
Meterelliyoz et al. Characterization of random process variations using ultralow-power, high-sensitivity, bias-free sub-threshold process sensor
WO2002008708A1 (en) A thermal sensor circuit
US4528505A (en) On chip voltage monitor and method for using same
Patnaik et al. On-chip sensors to measure level of transient events
Assaderaghi et al. Transient pass-transistor leakage current in SOI MOSFET's
US20220131538A1 (en) Threshold detector of a power on reset circuit with improved accuracy for switching levels over temperature variations
CN110095703B (zh) 一种自热效应测试结构及方法
Sharma et al. Characterization of Online Junction Temperature of the SiC power MOSFET by Combination of Four TSEPs using Neural Network
CN110346702B (zh) 自热效应测试结构及方法
Boyle et al. A CMOS circuit for real-time chip temperature measurement
Brahma et al. Seebeck effect detection on biased device without OBIRCH distortion using FET readout
Gutierrez-D et al. Experimental determination of self-heating in submicrometer MOS transistors operated in a liquid-helium ambient
Yellampalli et al. Built-in current sensor for high speed transient current testing in analog CMOS circuits
JPH05283620A (ja) 半導体装置及び半導体装置の試験方法
Siskos et al. A simple built-in current sensor for current monitoring in mixed-signal circuits
JPS5815743B2 (ja) 半導体素子の電圧−電流特性測定方法

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090407

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090407

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100407

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110407

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120407

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130407

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140407

Year of fee payment: 14

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees