JPS5911666A - 集積回路装置 - Google Patents
集積回路装置Info
- Publication number
- JPS5911666A JPS5911666A JP12158682A JP12158682A JPS5911666A JP S5911666 A JPS5911666 A JP S5911666A JP 12158682 A JP12158682 A JP 12158682A JP 12158682 A JP12158682 A JP 12158682A JP S5911666 A JPS5911666 A JP S5911666A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power consumption
- temperature
- resistors
- temperature coefficient
- resistor
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/003—Modifications for increasing the reliability for protection
- H03K19/00369—Modifications for compensating variations of temperature, supply voltage or other physical parameters
- H03K19/00376—Modifications for compensating variations of temperature, supply voltage or other physical parameters in bipolar transistor circuits
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は集積回路に関するものである。
近年に於ける集積回路の発達は目ざましく、高集積化、
高性能化へ向けて更に発展しつつあり、それに伴ない、
集積回路使用分野も急激に拡大し、「産業のコメ」と言
われる程に成長している。このように使用分野が拡大す
ると、使用環境も多岐に亘るため、従来より広範囲な温
度環境で動作する集積回路が求められるようになった。
高性能化へ向けて更に発展しつつあり、それに伴ない、
集積回路使用分野も急激に拡大し、「産業のコメ」と言
われる程に成長している。このように使用分野が拡大す
ると、使用環境も多岐に亘るため、従来より広範囲な温
度環境で動作する集積回路が求められるようになった。
一方、集積回路の高集積化によシチップ消費電力が増大
し、放熱技術の制約から使用温度範囲が狭くせざるを得
ない傾向もでてきた。この傾向は、特にチップ消費電力
の温度係数が大きい場合、顕著であり、これらを解決す
る手段が望まれていた。本発明は、とれらの問題を解決
するだめのものであシ特にチップ消費電力温度係数の少
ない集積回路装置を提供せんとするものである。
し、放熱技術の制約から使用温度範囲が狭くせざるを得
ない傾向もでてきた。この傾向は、特にチップ消費電力
の温度係数が大きい場合、顕著であり、これらを解決す
る手段が望まれていた。本発明は、とれらの問題を解決
するだめのものであシ特にチップ消費電力温度係数の少
ない集積回路装置を提供せんとするものである。
本発明によれば、正の温度係数を有する抵抗体と負の温
度係数を有する抵抗体の両方を集積回路内に使用し、そ
の集積回路の消ｉｔ力温度係数を、該２種の抵抗体の一
方だけを使用した場合に比べ、小さく設定可能とするも
のである。
度係数を有する抵抗体の両方を集積回路内に使用し、そ
の集積回路の消ｉｔ力温度係数を、該２種の抵抗体の一
方だけを使用した場合に比べ、小さく設定可能とするも
のである。
次に本発明の詳細な説明する。
集積回路には種々の回路形式が使用されているが主にト
ランジスタに代表される能動素子と抵抗に代表される受
動素子が同時に組み込まれるのが一般的である。特に抵
抗は、回路の消費電力を決める素子であり、これの温度
係数がチップ消費電力の温度係数を決める太きカー囚と
なっている。
ランジスタに代表される能動素子と抵抗に代表される受
動素子が同時に組み込まれるのが一般的である。特に抵
抗は、回路の消費電力を決める素子であり、これの温度
係数がチップ消費電力の温度係数を決める太きカー囚と
なっている。
従来の集積回路は、半導体結晶内に拡散による抵抗体を
作υそれを利用するのが一般的であった。
作υそれを利用するのが一般的であった。
しかし集積度の向上により、単位回路内で消費電力を削
減するためよシ高抵抗体が求められるようになシ、最近
では、半導体基板上に成長した多結晶シリコンも抵抗体
として利用されるようになってきた。抵抗体の温度係数
は抵抗体を構成する素材、不純物濃度等によって決まυ
、例えば前述の拡散抵抗の場合は正の温度係数（１００
０１）Ｉ）ｍ／℃）、又多結晶シリコンの場合はｔの温
度係数（−３０００ＰＰＭ／’Ｃ）を持つのが一般的で
ある。このように抵抗体は、温度係数を持つため集積回
路が使用される周囲温度が変化すると、集積回路自体の
発熱による温度変化も加わって集積回路のチップ消費電
力が温度係数を持つことになる。このチップ温度係数が
大きいと、温度により消＊電力が大きく袈化し最大許容
消費電力は、チップ実装法によって決められているから
許容される使用温度範囲が狭ばまれることになる。
減するためよシ高抵抗体が求められるようになシ、最近
では、半導体基板上に成長した多結晶シリコンも抵抗体
として利用されるようになってきた。抵抗体の温度係数
は抵抗体を構成する素材、不純物濃度等によって決まυ
、例えば前述の拡散抵抗の場合は正の温度係数（１００
０１）Ｉ）ｍ／℃）、又多結晶シリコンの場合はｔの温
度係数（−３０００ＰＰＭ／’Ｃ）を持つのが一般的で
ある。このように抵抗体は、温度係数を持つため集積回
路が使用される周囲温度が変化すると、集積回路自体の
発熱による温度変化も加わって集積回路のチップ消費電
力が温度係数を持つことになる。このチップ温度係数が
大きいと、温度により消＊電力が大きく袈化し最大許容
消費電力は、チップ実装法によって決められているから
許容される使用温度範囲が狭ばまれることになる。
本発明は、この欠点を除くため、正、負の温度係数をそ
れぞれ有する抵抗体を利用し、その相反する抵抗温度係
数を組み合わせて、チップ消費電力の温度係数を小さく
ぜんとするものである。
れぞれ有する抵抗体を利用し、その相反する抵抗温度係
数を組み合わせて、チップ消費電力の温度係数を小さく
ぜんとするものである。
第１図は、高速動作を期待する場合によく使用されるＥ
ＣＬ回路であるが、回路の消費電力は、抵抗ＲＥＩ Ｒ
ＴＩＩ ＲＴｔを流れる電流によって決められる。入力
端子１，２に低論理レベルが印加され出力端子３が低論
理レベル、出力端子４が高論理レベルにあるとき該抵抗
ＲＥ＋ Ｒ７Ｈ＋ ＲＴ ２を流れる電流をそれぞれＩ
ＲＥ＋ ＩＲＴ１＋ ＩＲＴｔとすると次式で表現され
る。
ＣＬ回路であるが、回路の消費電力は、抵抗ＲＥＩ Ｒ
ＴＩＩ ＲＴｔを流れる電流によって決められる。入力
端子１，２に低論理レベルが印加され出力端子３が低論
理レベル、出力端子４が高論理レベルにあるとき該抵抗
ＲＥ＋ Ｒ７Ｈ＋ ＲＴ ２を流れる電流をそれぞれＩ
ＲＥ＋ ＩＲＴ１＋ ＩＲＴｔとすると次式で表現され
る。
ここでＶｔは論理振巾、ＶＢＥはトランジスターのペー
スエミッタ順方向電圧値である。
スエミッタ順方向電圧値である。
第１図回路の全電流をＩＯＣとすると Ｉ ＣＣ＝ Ｉ
ＲＥ±ＩＲＴ Ｈ＋ＩＲＴＩであり全消費電力（Ｐ）は
ＩＶＥＥＩ ＸＩｃｅとなる。今 抵抗ＲＥＩ ＲＴ、
、 ＲＴ、の温度係数がいずれも負の係数を持っている
とすれば、温度が上昇するに伴ない該電流ＩＲＥ、ＩＲ
ＴＩ ｒ ＩＲＴｔはいずれも増大し 結局、全消費電
力Ｐも増大するととは式（１）。
ＲＥ±ＩＲＴ Ｈ＋ＩＲＴＩであり全消費電力（Ｐ）は
ＩＶＥＥＩ ＸＩｃｅとなる。今 抵抗ＲＥＩ ＲＴ、
、 ＲＴ、の温度係数がいずれも負の係数を持っている
とすれば、温度が上昇するに伴ない該電流ＩＲＥ、ＩＲ
ＴＩ ｒ ＩＲＴｔはいずれも増大し 結局、全消費電
力Ｐも増大するととは式（１）。
（２）、 （３）及びその後の式から明瞭であん、シか
しここで終端抵抗ＲＴ、、 ＲＴｔに正の温度係数を有
する抵抗を使用すれば、ＩＲＴ’、ｒ ＩＲＴ’、は温
度上昇に伴ない前述の終端電流ＩＲＴ、Ｉ ＩＲＴｔの
値よシ小さく力ることは式（２＋、 （３１から明らか
である。即ち全電流Ｉｃｅ、全消費電力Ｐ′の温度係数
も前述のＩｃｅ＋Ｐより小さく設定でき、温度上昇によ
っても電力増大を押えることができることが判る。とれ
は温度による電力変化が従来の方式（抵抗全部に負の温
度係数を使用した場合の例）に比べ小さくなるととを意
味し、許容消費電力範囲への到達温度が広がることにな
りよシ広範囲な温度範囲で集積回路を使用できることに
力る訳である。これは標準温度状態（２５℃）より低温
度領域についても同様の理屈であシ正、負の温度係数を
組み合わせ使用することによシ、消費電力の温度係数を
小さくできるものである。
しここで終端抵抗ＲＴ、、 ＲＴｔに正の温度係数を有
する抵抗を使用すれば、ＩＲＴ’、ｒ ＩＲＴ’、は温
度上昇に伴ない前述の終端電流ＩＲＴ、Ｉ ＩＲＴｔの
値よシ小さく力ることは式（２＋、 （３１から明らか
である。即ち全電流Ｉｃｅ、全消費電力Ｐ′の温度係数
も前述のＩｃｅ＋Ｐより小さく設定でき、温度上昇によ
っても電力増大を押えることができることが判る。とれ
は温度による電力変化が従来の方式（抵抗全部に負の温
度係数を使用した場合の例）に比べ小さくなるととを意
味し、許容消費電力範囲への到達温度が広がることにな
りよシ広範囲な温度範囲で集積回路を使用できることに
力る訳である。これは標準温度状態（２５℃）より低温
度領域についても同様の理屈であシ正、負の温度係数を
組み合わせ使用することによシ、消費電力の温度係数を
小さくできるものである。
以上の説明は、ＥＣＬ回路の一例について説明したが、
集積回路で使用される各種回路についても同様な手法を
採れることは同業者には明らかなことである。
集積回路で使用される各種回路についても同様な手法を
採れることは同業者には明らかなことである。
上記説明から明らか々ように本発明は、チップの消費電
力の温度係数を小さくシ、チップの許容動作温度範囲を
広げる上で極めて有効々ものである。本発明は、第１図
に示した例に限らず、特許請求範囲に記載された全範囲
に及ぶものである。
力の温度係数を小さくシ、チップの許容動作温度範囲を
広げる上で極めて有効々ものである。本発明は、第１図
に示した例に限らず、特許請求範囲に記載された全範囲
に及ぶものである。
第１図は、高速動作を期待するときによく使用されるＥ
ＣＬ論理回路を示す図であり図中の記号は以下の通υ。
ＣＬ論理回路を示す図であり図中の記号は以下の通υ。
Claims (1)
- 正の温度係数を有する抵抗体と負の温度係数を有する抵
抗体の両方を使用し半導体チップの全消費電力の温度係
数を該２程の抵抗体の一方だけを使用したチップ全消費
電力の温度係数よシ小さくなるよう構成したことを特徴
とする集積回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12158682A JPS5911666A (ja) | 1982-07-13 | 1982-07-13 | 集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12158682A JPS5911666A (ja) | 1982-07-13 | 1982-07-13 | 集積回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5911666A true JPS5911666A (ja) | 1984-01-21 |
Family
ID=14814905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12158682A Pending JPS5911666A (ja) | 1982-07-13 | 1982-07-13 | 集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5911666A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60174527A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-07 | Nec Corp | 論理回路 |
| EP0351719A2 (en) * | 1988-07-19 | 1990-01-24 | National Semiconductor Corporation | Temperature compensated bipolar circuits |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS503793A (ja) * | 1973-05-15 | 1975-01-16 |
-
1982
- 1982-07-13 JP JP12158682A patent/JPS5911666A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS503793A (ja) * | 1973-05-15 | 1975-01-16 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60174527A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-07 | Nec Corp | 論理回路 |
| EP0351719A2 (en) * | 1988-07-19 | 1990-01-24 | National Semiconductor Corporation | Temperature compensated bipolar circuits |
| JPH0286322A (ja) * | 1988-07-19 | 1990-03-27 | Natl Semiconductor Corp <Ns> | 温度補償型バイポーラ回路 |
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