KR20050123151A - 집적 회로, 이를 포함하는 증폭기, 집적 회로 제조 방법,집적 회로 보호 방법 및 장치 - Google Patents

집적 회로, 이를 포함하는 증폭기, 집적 회로 제조 방법,집적 회로 보호 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20050123151A
KR20050123151A KR1020057019238A KR20057019238A KR20050123151A KR 20050123151 A KR20050123151 A KR 20050123151A KR 1020057019238 A KR1020057019238 A KR 1020057019238A KR 20057019238 A KR20057019238 A KR 20057019238A KR 20050123151 A KR20050123151 A KR 20050123151A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
integrated circuit
transistors
transistor
measuring
Prior art date
Application number
KR1020057019238A
Other languages
English (en)
Inventor
베르나르두스 에이치 크랍벤보르그
Original Assignee
코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. filed Critical 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Publication of KR20050123151A publication Critical patent/KR20050123151A/ko

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0826Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in bipolar transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/04Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature
    • H02H5/044Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature using a semiconductor device to sense the temperature
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K2017/0806Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage against excessive temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

본 발명은, 초과 온도에 의해 야기되는 손상에 대해 복수의 전력 트랜지스터(208a, 208b, …, 208n)을 포함하는 집적 회로를 보호하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 각각의 전력 트랜지스터(208)에는 각각의 온도 특정 회로(200a, 200b, …, 200n)가 제공된다. 온도 측정은, 역 바이어스된 pn 접합부를 통과하는 전류를 기초로 한다. 모든 온도 측정 회로(200)는 풀 다운 라인(202)인, 타이머(204)의 트리거 입력에 연결된다. 임의의 하나의 전력 트랜지스터(208)에서의 온도가 어떤 사전결정된 국부적 임계 온도를 초과하는 것으로 판정되면, 타이머(204)는 기부를 에미터로 끌고, 모든 그 구동기 트랜지스터를 디스에이블함으로써, 모든 전력 트랜지스터(208)를 스위치 오프하는 셧 다운 회로(206)에 입력되는 펄스를 고정된 기간 동안 발생시킨다. 또한, 집적 회로의 작은 신호 부분의 온도를 측정하고, 이러한 온도가 어떤 사전결정된 전역적 임계 온도를 초과하는 것으로 판정되면 그 회로를 스위치 오프하기 위한 전역형 온도 감지기(210)가 제공된다.

Description

집적 회로, 이를 포함하는 증폭기, 집적 회로 제조 방법, 집적 회로 보호 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR INTEGRATED CIRCUIT PROTECTION}
본 발명은 집적 회로 보호 방법 및 장치에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 초과 온도로 인한 손상에 대해 음성 집적 회로 등을 보호하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
초과 온도로 인해 집적 회로 장치가 영구적으로 손상될 수 있다. 고 출력 전력을 전달하도록 고안된 집적 회로, 예컨대, 음성 전력 집적 회로는 이러한 임계 온도에 도달하기까지 충분히 자기 발열할 수 있다. 이는 단락, 저 저항 부하, 열 싱크 부재 등으로 인해 발생할 수 있다. 이러한 조건 하에서 손상을 방지하기 위해, 보호 회로가 필요한데, 이는 통상, 최고 온도에 도달되면 집적 회로를 셧 다운하도록 구성되는 내부 회로를 포함한다.
종래의 전체 온도 보호 회로는 실리콘 다이 상의 어떤 위치에서 측정되는 하나의 온도에 응답하는 경향이 있다. 예를 들어, 이러한 전역형 보호 회로의 일 예는 미국 특허 제 4,667,265호에 개시되어 있는데, 이러한 전역형 보호 회로에서의 온도 측정은 역 바이어스된 pn 접합부의 누설 전류를 기초로 한다. 그러나, 고 출력 전력을 위한 집적 회로는 복수 개의 대형 출력 트랜지스터를 포함하고, 각각의 트랜지스터로부터 온도가 측정되는 지점까지의 (변하는) 거리에 의해 야기되는 지연 및 측정 결과의 오류로 인해, 이러한 방법은 통상, 집적 회로를 영구적으로 손상시킬 수 있는 전력 트랜지스터에서의 초과 온도에 대해 집적 회로를 보호하기에는 충분히 고속이거나 충분히 정확한 방법이 아니다.
전력 트랜지스터에서의 이러한 손상을 방지하기 위해, 트랜지스터 온도가 임계 레벨보다 훨씬 낮음에도 불구하고 트랜지스터에서의 방산이 측정되어, 최대치에 제한되는 경향이 있다. 이는, 제품의 출력 전력이 인위적으로 불필요하게 제한되고, 보다 높은 출력 전력 사양에 도달하기 위해서는 보다 큰 전력 트랜지스터를 필요로 한다는 것을 의미한다.
이 대신에, 다른 상업적으로 입수할 수 있는 집적 회로는 감지 에미터에 의해 각 전력 트랜지스터에서의 국부형 온도 측정을 한다(예를 들면, 미국 특허 제 4,669,026호). 이러한 국부형 온도 측정은 전력 트랜지스터가 어떤 임계 온도를 초과하면 전력 트랜지스터의 전류 이득을 감소시키기 위해 사용된다. 기초 전류에서의 추가 증가는, 전류 이득을 감소시켜, 출력 전류(및 전력 방산)가 더 이상 구동 전류에 응답하지 않고 그 온도가 임계치 주위에 유지되도록 함으로써 보상된다.
이러한 방법의 주요 이점은, 위에서 언급한 불필요한 출력 전력 제한을 방지한다는 것이다. 감지 에미터는, 온도 측정에서 가장 낮은 에러 및 지연을 제공하도록 전력 발생 영역에 가능한 한 가까이(바람직하게는 전력 트랜지스터의 중간에) 배치된다. 트랜지스터는 동적의 안전한 동작 영역 전체를 활용한다. 그러나, 이러한 방법의 한가지 중요한 불리한 점은, 감지 에미터에 연결되는 전류 소스가 적절한 동작을 위해 어떤 전압을 필요로 한다는 것이다. 낮은 측면 전력 트랜지스터에서, 이는, 전력 에미터가 그라운드에 직접 연결될 수 없고, 이 대신에 에미터와 그라운드 사이에 저항 제공이 필요하다는 것을 의미한다. 이로써, 최대 출력 전력이 원하지 않게 감소되고, 특히 저 공급 전압이 원하지 않게 감소된다.
이러한 방법의 또 다른 불리한 점은, 각각의 전력 트랜지스터에서 온도 제어 루프에 대해 안정성을 제공하는 것이 필요하다는 것이다. 미국 특허 제 4, 669, 026호에서 참조하는 20pF 캐패시터는 전력 트랜지스터 면적 자체의 상당한 부분(20%)에 해당된다. 이러한 방법의 또 다른 불리한 점은, 피드백 루프가, 전력 트랜지스터에 대한 구동 전류를 증가시킴으로써 집적 회로 밖으로 어떤 출력 전류가 나오도록 하면, 국부형 피드백 루프는 구동 전류 부분을 없애서 전력 트랜지스터의 전류 이득을 감소시켜 이를 방해하려는 경향이 있으므로, 전역형 피드백 루프에서의 트랜지스터를 사용함으로써 발생된다. 이 결과는, 구동 단이 그 최대 구동 전류에 고정될 것이라는 것이다.
여기서, 개선된 장치를 고안했다.
이제 단지 예로서, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 및 트리거 회로 각각의 회로도,
도 2 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 트랜지스터 구조로서, 측면형 PNP 트랜지스터를 중간에 포함하는 고립형 아일랜드를 구비하고 있는 전력 트랜지스터 구조의 평면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 좌측(2개의 트랜지스터 핑거)으로부터 우측(PNP-트랜지스터)까지의 전력 트랜지스터 구조의 개략적 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 보호 방법의 개략도.
본 발명에 따라, 집적 회로를 초과 온도로 인한 손상에 대해 보호하기 위한 방법이 제공되는데, 집적 회로는 2개 이상의 트랜지스터를 포함하며, 본 방법은,
i) 각각의 상기 트랜지스터에서의 온도를 측정하는 단계와,
ii) 임의의 상기 트랜지스터가 제 1 사전결정된 임계 온도를 초과하면 사전결정된 시간 동안 상기 트랜지스터 중 적어도 하나를 디스에이블하는 단계를 포함하며, 각각의 상기 트랜지스터에 대해 제공되는 역 바이어스된 다이오드를 통과하는 전류를 측정함으로써 온도 측정이 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따라, 2개 이상의 트랜지스터를 포함하는 집적 회로를 초과 온도로 인한 손상에 대해 보호하기 위한 장치로서,
i) 각각의 상기 트랜지스터에서의 온도를 측정하기 위한 수단과,
ii) 임의의 상기 트랜지스터에서의 측정된 온도가 사전결정된 임계 온도를 초과하면 사전결정된 시간 동안 상기 트랜지스터 중 적어도 하나를 디스에이블하기 위한 수단을 포함하며, 각각의 상기 트랜지스터에 대해 제공되는 역 바이어스된 다이오드를 통과하는 전류를 측정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치가 제공된다.
본 발명은 복수의 전력 트랜지스터와, 집적 회로를 초과 온도로 인한 손상에 대해 보호하기 위한 위에서 정의한 장치를 포함하는 집적 회로에 더 확장된다.
본 발명은 또한 2개 이상의 트랜지스터를 포함하는 집적 회로를 제조하는 방법으로서, 각각의 상기 트랜지스터에 대해서, 각각의 트랜지스터의 온도를 판정하기 위해 각각의 상기 역 바이어스된 다이오드를 통과하는 전류를 모니터링하기 위한 수단을 제공하는 단계와, 임의의 상기 트랜지스터가 사전결정된 임계 온도를 초과하는 것으로 판정되면 하나 이상의 상기 트랜지스터를 디스에이블하기 위한 수단을 제공하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 초과 온도로 인한 손상에 대해 집적 회로를 보호하기 위한 방법 및 장치로서, 전력 트랜지스터에서의 온도 측정만을 기초로 하는 방법 및 장치를 제공한다. 방산은 제한되지 않는다(본 발명의 일 실시예에 따라 최대 피크는 채널 당 250 Watts). 집적 회로는, 허용 불가능한 온도에 도달하는 경우에만 (사전결정된 시간, 즉, 3.5ms 동안) 셧 다운된다. 이로써, 집적 회로의 출력 전력이 최대화되고, 다음에 대해 보호된다. 즉,
외부 열 싱크의 부재,
공급 전압 핀으로의 출력의 단락,
그라운드 핀으로의 출력의 단락,
부하(SE 또는 BTL) 양단의 단락,
매우 낮은 옴 부하.
본 발명에 따라 사용되는 방법은, 전력 트랜지스터, 타이머 회로 및 전력 트랜지스터를 스위치 오프하기 위한 셧 다운 회로 내부에서 고속 국부형 온도 측정으로 보호 회로의 설계를 감소시킨다.
유익하게, 각각의 트랜지스터 각각에서 실행되는 국부형 온도 측정에 더하여 집적 회로의 작은 신호 부분에서의 전역적 온도 측정을 실행하기 위한 수단이 제공된다. 이러한 방법 측정도 바람직하게, 역 바이어스된 pn 접합부를 통과하여 집적 회로의 작은 신호 부분에 제공되는 전류를 기초로 한다. 이러한 시스템은, 임의의 트랜지스터에서의 온도 또는 집적 회로의 작은 신호 부분이 어떤 사전결정된 임계 온도, 예컨대, 전력 트랜지스터에서는 185℃ 그리고 집적 회로의 작은 신호 부분에서는 150℃보다 큰 것으로 판정되면 모든 트랜지스터를 스위치 오프하도록 이롭게 구성된다. 타이머는, 이들 트랜지스터가 스위치 오프된 후에 사전결정된 시간, 즉, 3.5ms가 경과된 후에 이들 트랜지스터를 다시 스위치 온하게 하도록 이롭게 구성된다.
바람직한 실시예에서, 모든 온도 측성 수단에 대해서 단일의 타이머 및 셧 다운 회로가 제공되어, 이로써, 집적 회로 면적이 상당히 감소된다.
본 발명의 방법 및 장치는 특히, 음성 증폭기 등에 사용되기에 특히 적합하나, 이에 국한되는 것은 아니다.
따라서, 요약하면, 본 발명은 예컨대 전력 또는 음성 증폭기에서 발견되는 것과 같은 전력 트랜지스터의 보호를 위한 신규의 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 역 바이어스된 다이오드의 누설 전류에 의해 전력 트랜지스터(들)의 온도를 다수의 서로 다른 위치에서 간접적으로 측정함으로써 보호가 이루어진다. 예시적인 바이폴라 프로세스에서, 측면형 PNP 트랜지스터가 이루어지는 터브의 P-유형 기판과 N-유형 에피택셜층 사이의 접합부는 이러한 다이오드를 형성한다. 이러한 누설 전류는, PNP 트랜지스터를 위한 기초 전류로서 동작할 수 있고, 일 실시예에서 PNP 트랜지스터에 의해 직접 증폭된다. 증폭된 누설 전류는 임계전류와 비교된다. 이 결과는, 전력 트랜지스터를 "타이머 아웃"하기 위해 사용되는 타이머 회로를 활성화하는 NPN 트랜지스터를 구동하기 위해 사용된다. 임계 전류 및 전류 미러는, "트리거" 온도도 조정될 수 있도록 조정될 수 있다. 바람직하게, 온도 감지기 및 "신호", 즉, 전력 증폭기는 단일의 증폭기 내에 통합된다.
본 발명의 유리한 점에는 다음이 포함된다. 즉,
전력 출력 향상,
불필요한 음성 홀 부재.
동작 원리는 다음에 의존하지 않는다. 즉,
공급 전압,
부하 임피던스,
열 싱크 크기,
전력 방산,
전력 트랜지스터 크기,
다이 부착 품질,
패키지 유형,
주위 온도,
출력 전류.
본 발명의 이러한 및 다른 측면들은 후술하는 실시예를 참조하면 보다 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에서, 집적 회로의 다이 표면 상에서 9회의 온도 측정을 기초로 하는 보호 방법이 제공된다. 8회의 국부적 측정은 실질적으로 각각의 8개의 전력 트랜지스터의 중간에서 실시되고, 1회의 전체 온도 측정은 집적 회로의 작은 신호 부분에서 실시된다. 이러한 온도들 중 하나가 최대값(즉, 전력 트랜지스터에서는 185℃ 그리고 집적 회로의 작은 신호 부분에서는 150℃)을 초과하는 것으로 판정되면, 사전 결정된 시간, 본 예에서는 3.5ms 동안 전력 트랜지스터들 전체를 스위치 오프하도록 타이머가 활성화된다. 이러한 시간 동안, 제품은 냉각된다. 사전결정된 시간이 경과된 후에, 전력 트랜지스터는 다시 인에이블된다. 고 방산 상태가 지속되면, 온도는, 임계 레벨에 도달되어 전력 트랜지스터가 다시 스위치 오프될 때까지 다시 증가될 것이다.
도면 중 도 1을 참조하면, 온도 측정은, 애노드가 P-유형 기판에 연결되고, 캐소드가, 공급 전압(Vs)에 에미터가 연결된 측면형 PNP 트랜지스터의 기부에 연결되는, 역 바이어스된 pn 접합부(10)를 통과하는 전류에 의존하는 온도를 기초로 한다. 측면형 PNP 트랜지스터를 이루는 터브의 P-유형 기판과 N-유형 에피택셜층 사이의 접합부는 다이오드(10)를 형성한다. 누설 전류(I 누설)는 PNP(2)를 위한 기초 전류로서 작용하고, 이러한 PNP의 수집기에 직접 증폭된다. 단일의 구성요소 내에 온도 감지기 및 신호 증폭기 모두가 통합되는 이러한 방식은 매우 면적 효율적이다. 전류 미러(14)에 의해 비 1:N으로 증폭된 누설 전류는 임계 전류와 비교된다. 그 결과는, 타이머의 활성화를 위해 활성화 노드를 풀 다운하는 NPN 트랜지스터(16)를 구동하기 위해 사용된다. 임계 전류 및 전류 미러 비 N으로 트리거 온도가 조정될 수 있다. 측면형 PNP(12)의 온도와 실제 전력 트랜지스터 온도 사이의 최소 차만을 보장하기 위해, 전력 트랜지스터 내부에 PNP(12)가 내장된다.
국부적 온도 측정에서 지연 및 에러를 최소화하기 위해, 역 바이어스된 다이오드(10)는 가능한 한 열 발생 영역 가까이에 위치해야 한다. 제 1 요구사항은, 전력 트랜지스터의 중간에서 최고 온도가 발생되도록 균등한 전류 분산과, 고 전력 방산 레벨을 확보하는 것이다. 역 바이어스된 pn 접합부가 이상적으로 배치된다. 본 발명의 일 실시에에서, 전력 트랜지스터의 중간에 측면형 PNP 트랜지스터를 포함하는 접합부 고립형 아일랜드로 구현된다. 전력 트랜지스터는 각종 에미터 및 수집기 핑거로 형성된다. 고립형 아일랜드는, 활성 에미터 영역에서 손실이 최소가 되도록 수집기 핑거의 중간에 배치된다. 또한, 이로써, 아일랜드가 활성의 발열 트랜지스터 영역으로 둘러싸이게 된다. 도면 중 도 5를 참조하면, 전력 트랜지스터(100)는, 기부로서 얕은 P 확산부(SP)와, 에미터로서 얕은 N 확산부(SN)와, BN(Buried N layer)이 있는 수집기로서 N 에피택셜층과, 저 옴 수집기 콘택트에 대한 DN(Deep N) 및 SN과의 플러그를 구비하는 바이폴라 프로세스로 이루어질 수 있다. P 기판에 대해 깊은 P 확산(DP)으로 분리가 이루어진다. 에미터 영역에서는, 균일한 전류 분산을 위해 분산형 에미터 저항을 형성하도록 H형 홀이 형성된다. 트랜지스터 레이아웃의 평면도는 도면 중 도 2, 3 및 4에 도시되어 있다.
도면 중 도 6에서, 보호 방법이 개략적으로 도시되어 있다. 모든 온도 측정 회로(200a, 200b 등)는 풀 다운 라인(202)인, 타이머(204)의 트리거 입력에 연결된다. 이러한 타이머는, (기부를 에미터로 끌어) 모든 전력 트랜지스터(208a, 208b 등)를 스위치 오프하는 셧 다운 회로(206)에 입력되는 고정된 주기 동안 펄스를 발생시킨다. 전역형 온도 감지기(210)는 국부형 감지기와 거의 동일하고, 임계 전류 Ithreshold.global(및 결과적으로 임계 온도)만 더 낮다.
회로의 작은 신호 부분에서, 그 온도가 정규 동작 조건 하에서의 열 싱크 온도와 거의 가깝게 하는 거리에 온도 감지기가 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서, 회로의 작은 신호 부분에 대한 최대 접합부 온도는 GQS(General Quality Specifications)에 따라 150℃이다.
따라서, 요약하면, 종래의 보호 방법은 고온, 예를 들면, 단락, 저 옴 부하, 열 싱크의 부재 등이 될 수 있는 모든 가능한 이벤트들을 방지하려는 것이다. 그러나, 실제 온도는, 모든 이러한 조건으로 인한 실제 온도 상승이 다수의 파라미터(주위 온도, 방산 펄스의 길이, 전력 트랜지스터 크기, 다이 부착 품질, 외부 열 싱크 크기, 공급 전압 등)에 의존한다. 이러한 파라미터의 범위로 인해, 본 제품의 출력 전력은 정의에 의해, 본 제품이 처리할 수 있는 것보다 훨씬 낮은 값으로 인위적으로 제한된다. 예를 들어, 보호가 10ms 동안 50W의 최대 전력 방산을 기초로 하면, 이는, 보호가 1ms의 50W 펄스 동안(이러한 짧은 펄스 동안에도 온도 상승이 허용 가능할 수 있지만)에는 불필요하게 활성화된다는 것을 의미한다. 또 다른 방법은 온도 이력 현상을 사용할 수 있다. 그러나, 감지기와 전력 트랜지스터간의 우수한 열 결합 때문에, 허용 불가능한 것으로 고려되는 (수백 kHz의 크기의) 비교적 높은 스위칭 주파수가 가능하게 된다.
이와 대조적으로, 본 발명의 보호 방법은 전력 트랜지스터를 실제의 고장 원인, 즉, 결정적으로 높은 온도로부터 보호한다. 그러므로, 본 제품에서는 동작 조건이 너무 나쁘면 자동으로 보호되기 대문에, 최소 부하 임피던스, 열 싱크 크기 등을 규정하는 것이 불필요하다. 즉, 본 발명의 보호 회로의 활성화에서는, 높은 (국부적 또는 전역적) 온도의 원인이 적절하지 않다. 이는 다음 때문일 수 있다. 즉,
외부 열 싱크의 부재,
공급 전압으로의 출력의 단락,
그라운드로의 출력의 단락,
부하 양단의 단락,
매우 낮은 옴 저항으로의 고 출력 전류 레벨,
(실제 확성기에서와 같이)출력 전류와 출력 전압간의 큰 상 편이로 인한 고 방산 피크.
모든 이러한 조건들에 의해 전력 트랜지스터는 고온이 되고, 보호 메카니즘이 트리거될 수 있다. 보호 회로는 필요하면 활성화되어서, 단락 상태 동안에도, 임계 온도 레벨을 초과하지 않으며 전력 트랜지스터가 처리할 수 있는 만큼 어떤 양의 펄스형 전류가 단락 회로를 통해 흐를 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예는 본 명세서에서 단지 예로서 설명되었으며, 당업자라면, 청구의 범위에 의해 정의되는 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 수정 및 변경이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용하는 "포함하는"이란 다른 구성요소 또는 단계들의 존재를 배제하지 않으며, 단수 표현은, 청구의 범위에서 언급하는 각종 수단들의 기능을 수행할 수 있는 단일 프로세서 등의 장치가 복수 개 존재할 수 있음을 배제하지 않는다.
복수의 온도 측정치 중 임의의 하나에 의해 트리거되는 단일의 타이머 및 셧 다운 회로를 사용함으로써, 대형 캐패시터, 안정성 위험 및 고정 구동기 단을 이용하는 국부적 제어 루프에 대한 필요성이 없어진다. 이로써, 칩 면적 및 복잡도가 상당히 감소되고, 특히, 상당 개수의 전력 트랜지스터를 구비하는 집적 회로의 경우에 칩 면적 및 복잡도가 상당히 감소된다.

Claims (18)

  1. 초과 온도로 인한 손상에 대해 집적 회로를 보호하기 위한 방법으로서,
    상기 집적 회로는 2개 이상의 트랜지스터(208)를 포함하며,
    상기 방법은,
    i) 각각의 상기 트랜지스터(208)의 내부 또는 상부에 온도 측정 수단(200)을 제공하는 단계와,
    ii) 임의의 상기 트랜지스터(208)에서의 측정된 온도가 제 1 사전 결정된 임계 온도를 초과하면, 사전결정된 시간 동안 상기 트랜지스터(208) 중 적어도 하나를 디스에이블하는 단계를 포함하며,
    상기 온도 측정 수단(200)은, 각각의 상기 트랜지스터(208)에 대해 제공되는 역 바이어스된 다이오드(10)를 통과하는 전류를 측정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는
    집적 회로 보호 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랜지스터(208)는 전력 트랜지스터인 집적 회로 보호 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 역 바이어스된 다이오드(10)는 상기 집적 회로 내에서 역 바이어스된 pn 접합부를 포함하는 집적 회로 보호 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 집적 회로의 작은 신호 부분에 대해서 온도 측정 수단(210)을 제공하고, 상기 집적 회로의 상기 작은 신호 부분의 측정된 온도가 제 2 사전결정된 임계 온도를 초과하면, 사전결정된 시간 동안 상기 트랜지스터(208)를 디스에이블하는 단계를 포함하는
    집적 회로 보호 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 집적 회로의 상기 작은 신호 부분에 대해서 제공되는 상기 온도 측정 수단(210)은 역 바이어스된 다이오드를 통과하는 전류를 측정하기 위한 수단을 포함하는 집적 회로 보호 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 사전결정된 임계 온도는 상기 제 2 사전결정된 임계 온도보다 큰 집적 회로 보호 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 사전결정된 온도는 130℃ 내지 200℃ 범위 내인 집적 회로 보호 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사전결정된 시간은 2 내지 5 ms 범위 내이고,
    상기 집적 회로 보호 방법은, 상기 사전결정된 시간이 경과되면 상기 트랜지스터(208)를 자동으로 인에이블하는 단계를 포함하는
    집적 회로 보호 방법.
  9. 초과 온도로 인한 손상에 대해 집적 회로를 보호하기 위한 장치로서,
    상기 집적 회로는 2개 이상의 트랜지스터(208)를 포함하며,
    상기 장치는,
    i) 각각의 상기 트랜지스터(208)에서의 온도를 측정하기 위한 수단(200)과,
    ii) 임의의 상기 트랜지스터(208)가 사전결정된 임계 온도를 초과하면 사전결정된 시간 동안 상기 트랜지스터(208) 중 적어도 하나를 디스에이블하기 위한 수단(204, 206)을 포함하며,
    상기 온도 측정 수단(200)은, 각각의 상기 트랜지스터(208)에 대해 제공되는 역 바이어스된 다이오드(10)를 통과하는 전류를 측정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는
    집적 회로 보호 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 집적 회로의 작은 신호 부분에서의 온도를 측정하기 위한 수단(210)을 포함하는 집적 회로 보호 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 집적 회로의 작은 신호 부분에서 온도를 측정하기 위한 상기 수단(210)은 역 바이어스된 다이오드를 통과하는 전류를 측정하기 위한 수단을 포함하는 집적 회로 보호 장치.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트랜지스터(208)는 전력 트랜지스터인 집적 회로 보호 장치.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    임의의 상기 트랜지스터에서의 온도가 상기 사전결정된 임계 온도를 초과한다고 판정되면 상기 트랜지스터 모두를 디스에이블하기 위한 셧 오프 수단(shut-off means)(206)을 포함하는 집적 회로 보호 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 사전결정된 시간이 경과되면 상기 트랜지스터(208)가 인에이블되게 하는 타이머 수단(204)을 포함하는 집적 회로 보호 장치.
  15. 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 역 바이어스된 다이오드(10)는 상기 집적 회로 내에 제공되는 역 바이어스된 pn 접합부를 포함하는 집적 회로 보호 장치.
  16. 복수의 전력 트랜지스터(208)와,
    제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른, 초과 온도로 인한 손상에 대해 집적 회로를 보호하기 위한 장치
    를 포함하는 집적 회로로서,
    상기 집적 회로 보호 장치는 각각의 상기 트랜지스터(208)에서의 온도를 측정하기 위한 수단(200)과, 임의의 상기 트랜지스터(208)가 사전결정된 임계 온도를 초과하는 것으로 판정되면 상기 트랜지스터(208) 모두를 디스에이블하고, 상기 사전결정된 시간이 경과되면 상기 트랜지스터를 다시 인에이블하기 위한 공통의 셧 오프(206) 및 타이머 수단(204)을 포함하는
    집적 회로.
  17. 제 16 항에 따른 집적 회로를 포함하는 증폭기.
  18. 2개 이상의 트랜지스터(208)를 포함하는 집적 회로를 제조하는 방법으로서,
    각각의 상기 트랜지스터(208)에 대해,
    역 바이어스된 다이오드(10)와, 각각의 트랜지스터(208)의 온도를 판정하기 위해 각각의 상기 다이오드(10)를 통과하는 전류를 모니터링하기 위한 수단을 제공하는 단계와,
    임의의 상기 트랜지스터(208)의 온도가 사전결정된 임계 온도를 초과하는 것으로 판정되면 하나 이상의 상기 트랜지스터(208)를 사전결정된 시간 동안 디스에이블하기 위한 수단(204, 206)을 제공하는 단계를 포함하는
    집적 회로 제조 방법.
KR1020057019238A 2003-04-11 2004-04-07 집적 회로, 이를 포함하는 증폭기, 집적 회로 제조 방법,집적 회로 보호 방법 및 장치 KR20050123151A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP03100987A EP1467459A1 (en) 2003-04-11 2003-04-11 Method and apparatus for integrated circuit protection
EP03100987.1 2003-04-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050123151A true KR20050123151A (ko) 2005-12-29

Family

ID=32865059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057019238A KR20050123151A (ko) 2003-04-11 2004-04-07 집적 회로, 이를 포함하는 증폭기, 집적 회로 제조 방법,집적 회로 보호 방법 및 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20060232903A1 (ko)
EP (2) EP1467459A1 (ko)
JP (1) JP2006523023A (ko)
KR (1) KR20050123151A (ko)
CN (1) CN1774848A (ko)
TW (1) TW200509495A (ko)
WO (1) WO2004091067A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7521985B2 (en) 2005-07-01 2009-04-21 Semiconductor Components Industries, L.L.C. Method for regulating temperature and circuit therefor
US8436638B2 (en) * 2010-12-10 2013-05-07 International Business Machines Corporation Switch to perform non-destructive and secure disablement of IC functionality utilizing MEMS and method thereof
US8442712B2 (en) * 2011-08-31 2013-05-14 Caterpillar Inc. System and method to thermally protect a transistor in an electric drive vehicle
US10144292B2 (en) * 2016-10-25 2018-12-04 Nio Usa, Inc. Sanity monitor for power module
EP3663959B1 (en) * 2018-12-06 2021-08-11 Mastercard International Incorporated An integrated circuit, method and computer program

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3182201A (en) * 1960-12-01 1965-05-04 Sklar Bernard Apparatus for detecting localized high temperatures in electronic components
US4667265A (en) * 1985-12-20 1987-05-19 National Semiconductor Corporation Adaptive thermal shutdown circuit
US5008736A (en) * 1989-11-20 1991-04-16 Motorola, Inc. Thermal protection method for a power device
EP0488088B1 (en) * 1990-11-26 2000-08-02 Fuji Electric Co., Ltd. Overheating detection circuit for detecting overheating of a power device
US5267118A (en) * 1992-02-28 1993-11-30 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for thermally separating devices on a power integrated circuit
GB9513420D0 (en) * 1995-06-30 1995-09-06 Philips Electronics Uk Ltd Power semiconductor devices
US5675297A (en) * 1996-04-29 1997-10-07 Delco Electronics Corporation Integrated pulse-width modulation circuit with thermal shutdown circuit

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004091067A1 (en) 2004-10-21
EP1467459A1 (en) 2004-10-13
CN1774848A (zh) 2006-05-17
TW200509495A (en) 2005-03-01
EP1616380A1 (en) 2006-01-18
US20060232903A1 (en) 2006-10-19
JP2006523023A (ja) 2006-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8582261B2 (en) Apparatus and method for electronic circuit protection
EP0706265B1 (en) Current detector circuit
US9634482B2 (en) Apparatus and methods for transient overstress protection with active feedback
KR930006304B1 (ko) 온도검출회로
US6955164B2 (en) Automotive ignition system with sparkless thermal overload protection
US8422187B2 (en) Apparatus and method for electronic circuit protection
US7554399B1 (en) Protection circuit and method for protecting switching power amplifier circuits during reset
US8780517B2 (en) Semiconductor apparatus and temperature detection circuit
US20090273874A1 (en) Power switch circuit exhibiting over current and short circuit protection and method for limiting the output current thereof
JP2008502300A (ja) 電流制御型静電放電保護を提供する方法および装置
US7808762B2 (en) Semiconductor device performing overheat protection efficiently
KR20050123151A (ko) 집적 회로, 이를 포함하는 증폭기, 집적 회로 제조 방법,집적 회로 보호 방법 및 장치
US7564663B2 (en) Active limiter with integrated sensor
KR100895431B1 (ko) 정전기 방전 보호 장치
US20150116882A1 (en) Apparatus and method for time-delayed thermal overload protection
EP2092639B1 (en) True current limit
JP2002368110A (ja) 半導体集積回路装置
Krabbenborg Protection of audio amplifiers based on temperature measurements in power transistors
US7928775B2 (en) High-side switch arrangement
JP2004253936A (ja) 熱保護機能付き半導体集積回路
US5349231A (en) Apparatus and method for bidirectional current conduction
CN115995792A (zh) 一种过流保护电路、供电电路
WO2023278367A1 (en) Temperature sensors
JP2005268703A (ja) 半導体装置
JPH11211792A (ja) 半導体試験装置の保護装置

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid