JPS6085552A - 集積回路 - Google Patents
集積回路Info
- Publication number
- JPS6085552A JPS6085552A JP58193788A JP19378883A JPS6085552A JP S6085552 A JPS6085552 A JP S6085552A JP 58193788 A JP58193788 A JP 58193788A JP 19378883 A JP19378883 A JP 19378883A JP S6085552 A JPS6085552 A JP S6085552A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- pellet
- voltage
- circuit
- heat
- 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.)
- Pending
Links
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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (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（以下、ＩＣという）に関し、特に戸
外に設置される機器の制御用ＩＣのように動作還境条件
がきびしいＩＣに関する。
外に設置される機器の制御用ＩＣのように動作還境条件
がきびしいＩＣに関する。
この種のＩＣでは、零下数十度という低温下で動作させ
る必要があるため、特に電源投入の起動一時におけるＩ
Ｃの動作不良という問題があった。
る必要があるため、特に電源投入の起動一時におけるＩ
Ｃの動作不良という問題があった。
すなわち、ＩＣ内に形成されたトランジスタの例えば電
流増幅率は温度依存性をもっていて低温であるほどそれ
は低くなり、これが原因で動作不良となる。特に、一部
にいわゆるＩＬ構成の論理回路部が構成されているＩＣ
では、ごく低温での動作不良が多々みられる。これは、
周知のように■２Ｌ構成のトランジスタの電流増幅率が
當温で小さいためでおる。ＩＬ構成のトランジスタの電
流増幅率を増大させるような製造プロセスやデバイス構
造を用いれば、ある程度の動作不良は避けれるが、この
ことは、周知のように、通常構造のトランジスタの耐圧
劣化を生じさせる。また、特別なプロセスが必要なため
、ＩＣのコストが高くなる。
流増幅率は温度依存性をもっていて低温であるほどそれ
は低くなり、これが原因で動作不良となる。特に、一部
にいわゆるＩＬ構成の論理回路部が構成されているＩＣ
では、ごく低温での動作不良が多々みられる。これは、
周知のように■２Ｌ構成のトランジスタの電流増幅率が
當温で小さいためでおる。ＩＬ構成のトランジスタの電
流増幅率を増大させるような製造プロセスやデバイス構
造を用いれば、ある程度の動作不良は避けれるが、この
ことは、周知のように、通常構造のトランジスタの耐圧
劣化を生じさせる。また、特別なプロセスが必要なため
、ＩＣのコストが高くなる。
前述したどく低温時の動作不良は、特に電源電圧投入に
よる起動時が問題である。すなわち、電源投入直後は、
ＩＣの半導体ベレットの温度（接合温度）はほぼ周囲環
境の温度と一致しており、投入してしばらくたつと、Ｉ
Ｃへの電力供給による電力消費によって、周囲温度が一
定であるとしてもＩＣの接合温度は上昇して所期の回路
動作が得られる。
よる起動時が問題である。すなわち、電源投入直後は、
ＩＣの半導体ベレットの温度（接合温度）はほぼ周囲環
境の温度と一致しており、投入してしばらくたつと、Ｉ
Ｃへの電力供給による電力消費によって、周囲温度が一
定であるとしてもＩＣの接合温度は上昇して所期の回路
動作が得られる。
本発明の目的は、前述の理由による動作不良を防止した
集積回路を提供することにある。
集積回路を提供することにある。
本発明は、電源投入に応答して半導体ベレットの温度（
接合温度）を所定温度まで上昇させるための起動回路が
設けられていることを特徴とする。
接合温度）を所定温度まで上昇させるための起動回路が
設けられていることを特徴とする。
すなわち、前述したように動作不良は電源投入による起
動時に特に問題となるので、それ棹応答して接合温度を
所定温度まで上昇させる起動回路を設けたものである。
動時に特に問題となるので、それ棹応答して接合温度を
所定温度まで上昇させる起動回路を設けたものである。
以下、本発明を図面をもとによシ詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示したものである。
半導体ペレット７は、その中にＩ”Ｌ構成の論理回路部
５を含んでいる。さらに、ごく低温の周囲環境下で動作
させた場合に生じる動作不良を防止するために起動回路
６が設けられている。起動回路６は、ベレット７の温度
（接合温度）を検出する温度検出部１、これから得られ
温度に比例した電圧を基準電源３の電圧と比較する誤差
増幅器（比較器）２、およびこの出力によりベレット７
の接合温度を上昇させるための発熱部４を有する。発熱
部４により接合温度が所定温度になるまで、Ｉ”Ｌ論理
回路部５が出力信号を発生しないように起動回路６で制
御するために、制御信号８を利用するのが好ましい。
５を含んでいる。さらに、ごく低温の周囲環境下で動作
させた場合に生じる動作不良を防止するために起動回路
６が設けられている。起動回路６は、ベレット７の温度
（接合温度）を検出する温度検出部１、これから得られ
温度に比例した電圧を基準電源３の電圧と比較する誤差
増幅器（比較器）２、およびこの出力によりベレット７
の接合温度を上昇させるための発熱部４を有する。発熱
部４により接合温度が所定温度になるまで、Ｉ”Ｌ論理
回路部５が出力信号を発生しないように起動回路６で制
御するために、制御信号８を利用するのが好ましい。
次に、動作について説明する。
Ｉ２Ｌ回路部５が内蔵された半導体ペレット７の温度は
温度検出部１によシ検出され、その検出電圧は基準電源
３からの電圧と比較される。その結果、ある設定温度よ
シベレット温度が低い場合は、検出電圧と基準電圧との
差電圧が増幅回路２によシ増幅され、その出力により発
熱部４は発熱する。
温度検出部１によシ検出され、その検出電圧は基準電源
３からの電圧と比較される。その結果、ある設定温度よ
シベレット温度が低い場合は、検出電圧と基準電圧との
差電圧が増幅回路２によシ増幅され、その出力により発
熱部４は発熱する。
これによって、ベレット７の接合温度が上昇する。
このとき、制御信号８によりＩＬ部５が出力を生じない
ようにすることが好ましい。ベレット温度が上昇しであ
る設定温度に達した場合は検出電圧と基準電圧の差電圧
は符号が逆転し、この結果、発熱部４はオフとなる。こ
のように、低温でＩ２Ｌ部５を動作させることがなくな
、ｊ９．Ｉ２Ｌ部５の低温不良は改善される。発熱部４
がオフとなっても、Ｉ２Ｌ部５での電力消費やその他の
回路部での電力消費によシ接合温度が低くなることは抑
制される。
ようにすることが好ましい。ベレット温度が上昇しであ
る設定温度に達した場合は検出電圧と基準電圧の差電圧
は符号が逆転し、この結果、発熱部４はオフとなる。こ
のように、低温でＩ２Ｌ部５を動作させることがなくな
、ｊ９．Ｉ２Ｌ部５の低温不良は改善される。発熱部４
がオフとなっても、Ｉ２Ｌ部５での電力消費やその他の
回路部での電力消費によシ接合温度が低くなることは抑
制される。
また、このＩＣがボイラー等の燃焼制御に用いられると
きは、その輻射熱によっても接合温度低下が抑制される
。
きは、その輻射熱によっても接合温度低下が抑制される
。
第２図は、第１図で示した起動回路６の具体的回路構成
図である。電源端子２９〜３０間に電源電圧を印加する
と、その時の半導体ペレットの接合温度Ｔｊは周囲温度
Ｔａとほぼ同じであり、ダイオード１０および１１には
、抵抗１２に応じた電流が流れ、その時の接合温度Ｔｊ
に応じた順方向電圧ＶＤをそれぞれ発生する。一方、抵
抗２０゜２１によシミ原電圧を分割した電圧が基準電圧
として発生される。これら基準電圧および温度検出電圧
は、トランジスタ１３，１４，１６，１７゜２４および
抵抗１５．２２．２５でなる比較器で比較される。検出
電圧が基準電圧よりも低いと、トランジスタ１３は導通
し、トランジスタ１６はカットオフとなる。したがって
、トランジスタ１４゜１７はオン状態で、トランジスタ
２４はオフとなる。
図である。電源端子２９〜３０間に電源電圧を印加する
と、その時の半導体ペレットの接合温度Ｔｊは周囲温度
Ｔａとほぼ同じであり、ダイオード１０および１１には
、抵抗１２に応じた電流が流れ、その時の接合温度Ｔｊ
に応じた順方向電圧ＶＤをそれぞれ発生する。一方、抵
抗２０゜２１によシミ原電圧を分割した電圧が基準電圧
として発生される。これら基準電圧および温度検出電圧
は、トランジスタ１３，１４，１６，１７゜２４および
抵抗１５．２２．２５でなる比較器で比較される。検出
電圧が基準電圧よりも低いと、トランジスタ１３は導通
し、トランジスタ１６はカットオフとなる。したがって
、トランジスタ１４゜１７はオン状態で、トランジスタ
２４はオフとなる。
トランジスタ２６．２８および抵抗２７は発熱部を構成
し、トランジスタ２４がオフであるから、これは導通し
てバイアス電源端３０から電力の供給を受けて発熱する
。これによっ′Ｃ１ペレットの温度が上昇する。
し、トランジスタ２４がオフであるから、これは導通し
てバイアス電源端３０から電力の供給を受けて発熱する
。これによっ′Ｃ１ペレットの温度が上昇する。
トランジスタ２８による発熱および他の回路部での電力
消費による発熱によシ、ベレット温度が上昇すると、そ
れに応じてダイオード１０，１．１の順方向電圧ＶＤも
変化して小さくなる。なぜなら、順方向電圧は負の温度
係数をもっているからである。一方、基準電圧は、二つ
の抵抗２０．２１で得ているので、その値は温度変化に
対しては変化しない。そして、接合温度がある設定温度
Ｔｓに達して検出電圧が基準電圧よりも高くなると、ト
ランジスタ１６が導通し、トランジスタ１３はカットオ
フとなる。したがって、トランジスタ２４がオンし、ト
ランジスタ２８はオフとなってこれによる発熱は停止す
る。
消費による発熱によシ、ベレット温度が上昇すると、そ
れに応じてダイオード１０，１．１の順方向電圧ＶＤも
変化して小さくなる。なぜなら、順方向電圧は負の温度
係数をもっているからである。一方、基準電圧は、二つ
の抵抗２０．２１で得ているので、その値は温度変化に
対しては変化しない。そして、接合温度がある設定温度
Ｔｓに達して検出電圧が基準電圧よりも高くなると、ト
ランジスタ１６が導通し、トランジスタ１３はカットオ
フとなる。したがって、トランジスタ２４がオンし、ト
ランジスタ２８はオフとなってこれによる発熱は停止す
る。
設定温度Ｔｓは、以上の説明かられかるように、抵抗２
０．２１による基準電圧とダイオード１０゜１１の順方
向電圧ＶＤによって決まシ、次式（１）で示される。
０．２１による基準電圧とダイオード１０゜１１の順方
向電圧ＶＤによって決まシ、次式（１）で示される。
の温度係数である。
トランジスタ１６が導通すると、トランジスタ２３も導
通し、これによって抵抗２１には、抵抗１９およびトラ
ンジスタ２３の飽和抵抗の直列回路が並列に接続さ扛た
ことにある。つまり、シーミツト回路を構成し、設定温
度Ｔｓは次式（２）で示される設定温度Ｔｓ’に下がる
。
通し、これによって抵抗２１には、抵抗１９およびトラ
ンジスタ２３の飽和抵抗の直列回路が並列に接続さ扛た
ことにある。つまり、シーミツト回路を構成し、設定温
度Ｔｓは次式（２）で示される設定温度Ｔｓ’に下がる
。
几１．：抵抗１９の抵抗値
γ５ｃｚｓ ： ）ランジスタ２３の飽和抵抗Ｔ ｓ
） Ｔ ｓ’ であるので、一度発熱トランジスタ２８
がオフすると、電源オン状態を継続する間は他の。
） Ｔ ｓ’ であるので、一度発熱トランジスタ２８
がオフすると、電源オン状態を継続する間は他の。
回路部の電力消費や前述のボイラー等の輻射熱によシト
ランジスタ２８はオンしない。ペレット上の他の回路ブ
ロックの消費電力により、接合温度はさらに上昇してそ
の値Ｔｊ／は次式となる。
ランジスタ２８はオンしない。ペレット上の他の回路ブ
ロックの消費電力により、接合温度はさらに上昇してそ
の値Ｔｊ／は次式となる。
Ｔｊ’＝Ｔａ−Ｐｄ−Ｒｔｈ
Ｔａ：周囲温度
Ｐｄ：消費電力
几ｔｈ：パッケージの熱抵抗
以上のように、電源投入時において周囲温度が設定温度
ＴＳ以外のときのみペレットのジャンクション温度Ｔｊ
を上昇させて第１図のＩ２Ｌ部５を動作させやすくして
、その後は発熱しないので省電力であシ、本発明の起動
回路を内蔵することによシ特別なプロセスを用いること
なく量産品のあるロットで発生するＩ”Ｌ低温不良は発
生しない。
ＴＳ以外のときのみペレットのジャンクション温度Ｔｊ
を上昇させて第１図のＩ２Ｌ部５を動作させやすくして
、その後は発熱しないので省電力であシ、本発明の起動
回路を内蔵することによシ特別なプロセスを用いること
なく量産品のあるロットで発生するＩ”Ｌ低温不良は発
生しない。
尚、第１図で示した制御信号８は、第２図で示したトラ
ンジスタ１３，１６．１７、又は２４等を利用して発生
できる。また、実施例はＩ２Ｌ部を有するＩＣで説明し
たが、これ以外のものにも適用され得る。また発熱部は
集積回路チップ上に設けなくとも外部で集積回路チップ
を加熱しても良いが、費用、装置の小型化等の見地から
は集積回路チップ上に設けることが望ましい。
ンジスタ１３，１６．１７、又は２４等を利用して発生
できる。また、実施例はＩ２Ｌ部を有するＩＣで説明し
たが、これ以外のものにも適用され得る。また発熱部は
集積回路チップ上に設けなくとも外部で集積回路チップ
を加熱しても良いが、費用、装置の小型化等の見地から
は集積回路チップ上に設けることが望ましい。
第１図は本発明の一実施例を示すペレット構成図、第２
図は第１図に示した一部の回路の具体的構成部である。 １・・・・・・温度検出集子、２・・・・・・増幅回路
、４・・・・・・発熱素子、３・・・・・・基準電圧、
１０，１１，１４０．。 ・・・ダイオード、１２，１５．１８〜２２．２５ 。 ２７・・・・・・抵抗、１３，１６，１７，２３，２４
゜２６．２８・・・・・・トランジスタ、５・・・・・
・Ｉ”Ｌ部、６・・・・・・起動回路、２９．３０・・
・・・・電源、３１・・・・・・ＧＮＤ。
図は第１図に示した一部の回路の具体的構成部である。 １・・・・・・温度検出集子、２・・・・・・増幅回路
、４・・・・・・発熱素子、３・・・・・・基準電圧、
１０，１１，１４０．。 ・・・ダイオード、１２，１５．１８〜２２．２５ 。 ２７・・・・・・抵抗、１３，１６，１７，２３，２４
゜２６．２８・・・・・・トランジスタ、５・・・・・
・Ｉ”Ｌ部、６・・・・・・起動回路、２９．３０・・
・・・・電源、３１・・・・・・ＧＮＤ。
Claims (1)
- 電源投入に応答して半導体ベレットの温度を設定温度ま
で上昇させる起動回路が前記半導体ベレットに内蔵され
ていることを４？徴とする集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58193788A JPS6085552A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58193788A JPS6085552A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6085552A true JPS6085552A (ja) | 1985-05-15 |
Family
ID=16313801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58193788A Pending JPS6085552A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6085552A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1174907A2 (de) * | 2000-07-14 | 2002-01-23 | Infineon Technologies AG | Halbleitervorrichtung mit Temperaturregelung |
| DE102008026135A1 (de) * | 2008-05-30 | 2009-12-03 | Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale | Steuerung für tiefe Temperaturen in einem Halbleiterbauelement |
| US9346292B2 (en) | 2012-03-30 | 2016-05-24 | Seiko Epson Corporation | Recording apparatus |
-
1983
- 1983-10-17 JP JP58193788A patent/JPS6085552A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1174907A2 (de) * | 2000-07-14 | 2002-01-23 | Infineon Technologies AG | Halbleitervorrichtung mit Temperaturregelung |
| EP1174907A3 (de) * | 2000-07-14 | 2003-12-17 | Infineon Technologies AG | Halbleitervorrichtung mit Temperaturregelung |
| US6815643B2 (en) | 2000-07-14 | 2004-11-09 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor device with temperature regulation |
| DE102008026135A1 (de) * | 2008-05-30 | 2009-12-03 | Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale | Steuerung für tiefe Temperaturen in einem Halbleiterbauelement |
| DE102008026135B4 (de) * | 2008-05-30 | 2012-02-16 | GLOBALFOUNDRIES Dresden Module One Ltd. Liability Company & Co. KG | Steuerung für tiefe Temperaturen in einem Halbleiterbauelement |
| US8212184B2 (en) | 2008-05-30 | 2012-07-03 | GlobalFoundries, Inc. | Cold temperature control in a semiconductor device |
| US9346292B2 (en) | 2012-03-30 | 2016-05-24 | Seiko Epson Corporation | Recording apparatus |
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