JPS6315528A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPS6315528A
JPS6315528A JP61161127A JP16112786A JPS6315528A JP S6315528 A JPS6315528 A JP S6315528A JP 61161127 A JP61161127 A JP 61161127A JP 16112786 A JP16112786 A JP 16112786A JP S6315528 A JPS6315528 A JP S6315528A
Authority
JP
Japan
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ecl
circuit
semiconductor device
base
gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP61161127A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Ishii
石井 利生
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS6315528A publication Critical patent/JPS6315528A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent thermal runaway of a semiconductor device in advance by providing a circuit means decreasing the base voltage of a transistor (TR) of a constant current circuit section of an ECL(emitter couple) gate when the operating temperature of the semiconductor reaches a specific temperature or over in an ECL type logic circuit. CONSTITUTION:An ECL gate 1-1 comprising TRs Q1-Q3 and resistors R1-R3, ECL gates 1-2, 1-3 of the same constitution, a bias circuit 2 and a base current bypass circuit 3 comprising a TR Q4 and resistors R4, R5 are provided. The collector-emitter of the TR Q4 is turned off at a normal operating temperature of the semiconductor device. If the operating temperature rises abnormally, the forward voltage of the base-emitter of the TR Q4 is decreased and the collector-emitter of the TR Q4 is turned on, the bias circuit 2 is clamped to the level of the negative power supply at a terminal 52, then the bias voltage applied to the base of the TR Q1 is decreased. As the bias voltage fed to the TR Q1 is decreased, the gate current of the ECL gate 1-1 is decreased to suppress the heat dissipation of the semiconductor device.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置に関し、特にECL型論理回路の論
理ケートのバイアス回路を改善する半導体装置に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device for improving a bias circuit of a logic gate of an ECL type logic circuit.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この釉の半導体装置は、ECL型論理ゲートのゲ
ート電流を設定する定電流用トランジスタを有しており
、この定電流用トランジスタの動作点を与えるために、
所定のバイアス回路が設けられているものがある。第2
図に示されるのけ従来の半導体装置の一例の回路図で、
ECLゲート】−1は、トランジスタQ*−Qaおよび
抵抗計、l〜R3によシ形成されており、トランジスタ
Q1のベースは、バイアス回路2に接続され、所定の動
作点設定用のバイアス電圧が付写されている。
Conventionally, this glazed semiconductor device has a constant current transistor that sets the gate current of an ECL type logic gate, and in order to provide the operating point of this constant current transistor,
Some devices are equipped with a predetermined bias circuit. Second
This is a circuit diagram of an example of a conventional semiconductor device shown in the figure.
The ECL gate]-1 is formed by a transistor Q*-Qa and a resistance meter, l to R3, and the base of the transistor Q1 is connected to a bias circuit 2, and a bias voltage for setting a predetermined operating point is applied. It is attached.

本従来例においては、ECLゲート1−1の外にECL
ゲート1−2および】−3も備えられており、それぞれ
ECLゲート】−1の場合と同様に、バイアス回路2か
ら動作点設定用のバイアス電圧が共j山に付与されてい
る。
In this conventional example, there is an ECL gate outside the ECL gate 1-1.
Gates 1-2 and ]-3 are also provided, and as in the case of the ECL gate ]-1, a bias voltage for setting the operating point is applied from the bias circuit 2 to both peaks.

ECLゲート1−1においては、トランジスタQ1のエ
ミッタは抵ゼ1°R1を介して1誹端子54に接←され
、ベースは戸1述のようにバイアス回路2に接続されて
おり、−万、トランジスタQ1のコレクタは、トランジ
スタQ2およびQ3のエミッタに接続され、トランジス
タQ2およびQ3のコレクタは、それぞれ抵抗R2およ
びR3を介して接地されて、ECLゲートが形成されて
いる。この場合、通常、バイアス回路2は、電源電圧の
変動および温度の変化に対して、出方振幅が一定となる
ようにトランジスタQ1のベース電圧を設定している。
In the ECL gate 1-1, the emitter of the transistor Q1 is connected to the bias terminal 54 via the resistor 1°R1, and the base is connected to the bias circuit 2 as described above. The collector of transistor Q1 is connected to the emitters of transistors Q2 and Q3, and the collectors of transistors Q2 and Q3 are grounded via resistors R2 and R3, respectively, to form an ECL gate. In this case, the bias circuit 2 normally sets the base voltage of the transistor Q1 so that the output amplitude remains constant despite fluctuations in the power supply voltage and changes in temperature.

このことは、他のECLゲート1−2および1−3につ
いても同様である。
This also applies to the other ECL gates 1-2 and 1-3.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した従来の半導体装置においては、温度変化に対応
してECLゲートの出力振幅が一定に保持されるように
作動する。このため、特にECLゲート内において用い
られている抵抗の抵抗値が大きい負の温度特性を有して
いる場合には、温度上昇とともにケート電流が増加し、
半導体装置の発熱量は増大する。通常の使用状態におい
ては、半導体装置の冷却装置の能力が大きいため半導体
装置の温度は一定レベルに保持されているが、電源1「
圧の上昇およびil記冷却装置の故障等によシ、半棉体
装肴の発熱が冷却能力を越えるような場合には、半尋体
装歯の発熱量の増力口により半導体装あの温度が上昇し
、この温度上昇にともなって更に発熱が促進され、熱暴
走状態に陥るという欠点がある。
The conventional semiconductor device described above operates so that the output amplitude of the ECL gate is held constant in response to temperature changes. Therefore, especially when the resistance value of the resistor used in the ECL gate has a large negative temperature characteristic, the gate current increases as the temperature rises.
The amount of heat generated by semiconductor devices increases. Under normal usage conditions, the temperature of the semiconductor device is maintained at a constant level due to the large capacity of the cooling device for the semiconductor device.
If the heat generated by the semiconductor device exceeds its cooling capacity due to an increase in pressure or a malfunction of the cooling device, the temperature of the semiconductor device will be increased by the heat output amplification port of the half-board device. This temperature rise further accelerates heat generation, resulting in a thermal runaway state.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の半導体装置は、論理ゲートを形成する差動増幅
器の定電流回路部にトランジスタを備え、前記トランジ
スタのベースに所定のバイアス’kEEを供給するバイ
アス回路を有するECL型論理回路を構成する半導体装
置において、動作温度が特定温度以上になると前記トラ
ンジスタのベースに供給これるバイアス電圧を低下させ
るように作用する回路手段を備えてN成される。
A semiconductor device of the present invention includes a transistor in a constant current circuit section of a differential amplifier forming a logic gate, and constitutes an ECL type logic circuit having a bias circuit that supplies a predetermined bias 'kEE to the base of the transistor. The device comprises circuit means for reducing the bias voltage supplied to the base of the transistor when the operating temperature exceeds a certain temperature.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例の要部を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a main part of an embodiment of the present invention.

第1図に示されるように、本実施例は、トランジスタQ
1〜Q3および抵抗R1〜R3により形成されるECL
ゲート1−1と、ECLゲート1−1と同一〜成のEC
Lゲート1−2および1−3と、バイアス回路2と、ト
ランジスタQ4およびR4へR5により形成されるペー
ス電流バイパス回路3と、を備えている。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the transistor Q
ECL formed by 1 to Q3 and resistors R1 to R3
Gate 1-1 and ECL gate 1-1 and the same EC
It includes L gates 1-2 and 1-3, a bias circuit 2, and a pace current bypass circuit 3 formed by transistors Q4 and R5 to R4.

第1図において、ECLゲート1−1〜3およびバイア
ス回路2の基本的動作については、前述の従来例の場合
と同様であるが、本発明においては、ベース電流バイパ
ス回路3が必須栴成要件として付加されている。ペース
電流バイパス回路3において、端子52から供給される
負の電源電圧はトランジスタQ4のエミッタに印加され
、トランジスタQ、aのコレクタH1ECLゲート1−
1のトランジスタChのベース、およびECLゲート1
−2〜3のそれぞれの定電流回路部のトランジスタのベ
ースに接続される。半導体装置の通常の動作温度におい
ては、抵抗R,の両端の電圧はトランジスタQ4のベー
ス・エミッタ間の111方向電圧に比較して低い値とな
るように抵抗R4およびR5の値が設定されている。
In FIG. 1, the basic operations of the ECL gates 1-1 to 1-3 and the bias circuit 2 are the same as in the conventional example described above, but in the present invention, the base current bypass circuit 3 is an essential requirement. It is added as. In the pace current bypass circuit 3, the negative power supply voltage supplied from the terminal 52 is applied to the emitter of the transistor Q4, the collector of the transistor Q, a, the collector H1ECL gate 1-
1 base of transistor Ch, and ECL gate 1
-2 to 3 are connected to the bases of the transistors of the respective constant current circuit sections. At normal operating temperatures of the semiconductor device, the values of resistors R4 and R5 are set so that the voltage across resistor R is lower than the 111 direction voltage between the base and emitter of transistor Q4. .

半導体装置の通常の動作温度においては、トランジスタ
Q4のベース・エミッタ間にはほとんど宵流が流れス、
コレクタ・工はツタ間は「オフ」の状態になっている。
At normal operating temperatures of semiconductor devices, almost no current flows between the base and emitter of transistor Q4.
The collector/worker is in the "off" state between the vines.

このため、トランジスタQlのベースには、バイアス回
路2によって所定のバイアス電圧がトランジスタQsの
ベースに付与すれ、ECLゲート1−1の出方振幅は一
定に保持される。しかし、半導体装置の動作温度が異常
に上昇する場合には、トランジスタQ4のベース・エミ
ッタ間の順方向電圧は低下し、トランジスタQ4のコレ
クタ・エミッタ間は「オン」の状態となり、バイアス回
路2け端子52の負電源側にクランプされて、トランジ
スタQsのベースに付与サレるバイアス−圧は低下する
。トランジスタQ1に供給されるバイアス電圧の低下に
ともない、ECLゲート】−1のゲート’s流は減少し
、半導体装置の発熱は抑制される。このことは、他の論
理ゲート1−2〜3についても同様である。なお、前記
バイアス電圧を低下させる特定の動作温度の設定は、ト
ランジスタQ4と、抵抗R,,)!、5の比率によって
任意に設定することができる。
Therefore, a predetermined bias voltage is applied to the base of the transistor Qs by the bias circuit 2 to the base of the transistor Ql, and the output amplitude of the ECL gate 1-1 is held constant. However, when the operating temperature of the semiconductor device rises abnormally, the forward voltage between the base and emitter of transistor Q4 decreases, and the collector and emitter of transistor Q4 becomes "on", and the bias circuit 2 It is clamped to the negative power supply side of the terminal 52, and the bias voltage applied to the base of the transistor Qs decreases. As the bias voltage supplied to the transistor Q1 decreases, the gate current of the ECL gate ]-1 decreases, and heat generation in the semiconductor device is suppressed. This also applies to the other logic gates 1-2 to 1-3. Note that the specific operating temperature setting for lowering the bias voltage is determined by the transistor Q4 and the resistor R,,)! , 5 can be arbitrarily set.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明は、半導体の動作温度が特
足温度以上になると、ECLゲートの定%流回路部のト
ランジスタのペース電圧を低下させる回路手段を備える
ことにより、前記半導体装置の熱暴走を未然に防止する
ことができるという効果がある。
As explained above, the present invention provides circuit means for reducing the pace voltage of the transistor of the constant % current circuit section of the ECL gate when the operating temperature of the semiconductor becomes higher than the special temperature. This has the effect of being able to prevent runaway behavior.

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

第1図は本発明の一実施例の要部を示す回路図、第2図
は、従来の半導体装置の要部を示す回路図である。 図において、1−1〜3・・・・・・ECLゲート、2
・・・・・・バイアス回路、3・・・・・・ベース電流
7477回85 b  Q l−Q a・・・・・・ト
ランジスタhR1〜R5・・・・・・抵抗。 第1 響
FIG. 1 is a circuit diagram showing a main part of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a main part of a conventional semiconductor device. In the figure, 1-1 to 3... ECL gate, 2
...Bias circuit, 3...Base current 7477 times 85 b Q l-Q a...Transistors hR1 to R5...Resistance. 1st Hibiki

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 論理ゲートを形成する差動増幅器の定電流回路部にトラ
ンジスタを備え、前記トランジスタのベースに所定のバ
イアス電圧を供給するバイアス回路を有するECL(E
mitterCoupledLogic)型論理回路を
構成する半導体装置において、使用温度が特定温度以上
になると前記トランジスタのベースに供給されるバイア
ス電圧を低下させるように作用する回路手段を備えるこ
とを特徴とする半導体装置。
An ECL (ECL) includes a transistor in a constant current circuit section of a differential amplifier forming a logic gate, and has a bias circuit that supplies a predetermined bias voltage to the base of the transistor.
1. A semiconductor device constituting a MitterCoupledLogic type logic circuit, characterized in that the semiconductor device comprises circuit means that acts to lower a bias voltage supplied to the base of the transistor when the operating temperature exceeds a specific temperature.
JP61161127A 1986-07-08 1986-07-08 Semiconductor device Pending JPS6315528A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0344715A2 (en) * 1988-05-31 1989-12-06 Fujitsu Limited Semiconductor integrated circuit device having temperature detecting means
US6692325B1 (en) 1999-10-19 2004-02-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Gas discharge panel and method for manufacturing gas discharge panel

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