TWI642916B - 過熱檢測電路及半導體裝置 - Google Patents

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Abstract

提供即使於高溫中也可正確地檢測出半導體裝置的溫度，不會輸出錯誤的檢測結果的過熱檢測電路。
作為具備身為溫度感應元件的第一PN接合元件、對第一PN接合元件供給偏壓電流的定電流電路、比較第一PN接合元件發生的電壓與基準電壓的比較器、於高溫中對基準電壓電路流通漏電流的第二PN接合元件、及於高溫中使定電流電路的漏電流旁路的第三PN接合元件的構造。

Description

過熱檢測電路及半導體裝置
本發明係關於可檢測出半導體裝置之異常溫度的過熱檢測電路。
先前的過熱檢測電路，係公知有先前技術文獻所示的電路。
圖3係先前之過熱檢測電路的電路圖。先前的過熱檢測電路係具備基準電壓部10、溫度感應部20、及比較器30。先前的過熱檢測電路，係藉由比較器30比較判定身為溫度感應元件的PN接合元件21所發生的電壓，與基準電壓電路11輸出的基準電壓Vref，檢測出過熱狀態。PN接合元件21所發生的電壓，係只要PN接合元件21以定電流電路22的定電流偏壓，基本上表示負的溫度特性。周圍的溫度變高，PN接合元件21所發生的電壓低於基準電壓Vref的話，比較器30會輸出表示過熱狀態的訊號。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開平6-242176號公報
然而，上述的過熱檢測電路，係例如在定電流電路22以PMOS電晶體的電流鏡電路構成之狀況等，因為成為高溫時其PMOS電晶體的汲極端子與基板之間的漏電流增加，使PN接合元件21偏壓的定電流也會增加。所以，因為PN接合元件21的電壓上升，有無法正確檢測出溫度的問題。
又例如，具備有基準電壓電路11被飽和連接的NMOS電晶體之狀況等，因為成為高溫時其NMOS電晶體的汲極端子與基板之間的漏電流會增加，基準電壓電路11的基準電壓Vref會減少，所以，比較器30的基準變動，有無法正確檢測出溫度的問題。
又例如，構成比較器30的電晶體的漏電流增加，在內部動作處發生不正常，有無法正確檢測出溫度及無法正確輸出結果的問題。
本發明係為了解決以上的課題所發明者，提供即使於高溫中也可正確地檢測出半導體裝置的溫度，不會輸出錯誤的檢測結果的過熱檢測電路。
為了解決先前的課題，本發明的過熱檢測電路如以下構成。
作為具備身為溫度感應元件的第一PN接合元件、對第一PN接合元件供給偏壓電流的定電流電路、比較第一PN接合元件發生的電壓與基準電壓的比較器、於高溫中對基準電壓電路流通漏電流的第二PN接合元件、及於高溫中使定電流電路的漏電流旁路的第三PN接合元件的構造。
依據本發明的過熱檢測電路，即使於高溫中也可正確地檢測出半導體裝置的溫度，可輸出正確的檢測結果。
10‧‧‧基準電壓部
11‧‧‧基準電壓電路
12‧‧‧第二PN接合元件
20‧‧‧溫度感應部
21‧‧‧第一PN接合元件
22‧‧‧定電流電路
23‧‧‧第三PN接合元件
30‧‧‧比較器
31‧‧‧PMOS電晶體
32‧‧‧PMOS電晶體
33‧‧‧NMOS電晶體
34‧‧‧NMOS電晶體
35‧‧‧定電流電路
36‧‧‧定電流電路
37‧‧‧NMOS電晶體
38‧‧‧第四PN接合元件
OUT‧‧‧輸出端子
〔圖1〕本實施形態之過熱檢測電路的電路圖。
〔圖2〕本實施形態之過熱檢測電路的比較器的電路圖。
〔圖3〕先前之過熱檢測電路的電路圖。
以下，針對本實施形態，參照圖面來進行說 明。
圖1係本實施形態之過熱檢測電路的電路圖。
本實施形態的過熱檢測電路係具備基準電壓部10、溫度感應部20、及比較器30。基準電壓部10係具備基準電壓電路11，與第二PN接合元件12。溫度感應部20係具備第一PN接合元件21、定電流電路22、及第三PN接合元件23。第一PN接合元件21係作為溫度感應元件。第二PN接合元件12與第三PN接合元件23係在高溫時用以調整漏電流的元件。
第二PN接合元件12與基準電壓電路11係串聯連接於電源端子與接地端子之間，從連接點輸出基準電壓Vref。定電流電路22與第一PN接合元件21係串聯連接於電源端子與接地端子之間，從連接點輸出因應溫度的電壓Vpn。第一PN接合元件21係以定電流電路22的定電流偏壓。第三PN接合元件23係連接於其連接點與接地端子之間。
圖2係本實施形態之過熱檢測電路的比較器30的電路圖。
比較器30係具備PMOS電晶體31、32、NMOS電晶體33、34、37、定電流電路35、36、第四PN接合元件38。PMOS電晶體31、32與NMOS電晶體33、34與定電流電路35係構成初段放大器。NMOS電晶體37與定電流電路36係構成第2段的放大器。第四PN接合元件38係在高溫時流通漏電流，用以下拉(pull down)比較器30 之輸出端子的元件。
初段放大器係差動輸入連接於比較器的輸入端子，輸出端子連接於NMOS電晶體37的閘極。定電流電路36與NMOS電晶體37係串聯連接於電源端子與接地端子之間，連接點連接於比較器30的輸出端子。第四PN接合元件38係連接於定電流電路36與NMOS電晶體37的連接點與接地端子之間。
比較器30係輸入基準電壓Vref與電壓Vpn，並將其比較結果從輸出端子輸出至過熱檢測電路的輸出端子OUT。
接著，針對本實施形態之過熱檢測電路的動作進行說明。
身為溫度感應元件的第一PN接合元件21係發生因應溫度的電壓Vpn。比較器30係藉由比較判定基準電壓電路11輸出的基準電壓Vref與電壓Vpn，檢測出過熱狀態。
第一PN接合元件21係因為以定電流電路22的定電流偏壓，所以，電壓Vpn會表示負的溫度特性。所以，周圍的溫度變高的話，電壓Vpn會變低。然後，電壓Vpn低於基準電壓Vref的話，比較器30會輸出表示過熱狀態的訊號L。
定電流電路22係在具備以PMOS電晶體構成之電流鏡電路之狀況等，在成為高溫時，在PMOS電晶體的汲極端子與基板之間發生漏電流，電流會增加。所以， 因為第一PN接合元件21的偏壓電流增加，所以，電壓Vpn變得比所希望之電壓還高。亦即，過熱檢測電路變成無法於所定溫度中檢測出過熱。
在此，本實施形態的過熱檢測電路係於定電流電路22與第一PN接合元件21的連接點，連接第三PN接合元件23。第三PN接合元件23係以在成為高溫時漏電流增加，將定電流電路22的漏電流流通至接地端子之方式連接。所以，成為高溫時，因為可防止第一PN接合元件21的偏壓電流增加，所以，電壓Vpn可成為所希望之電壓。亦即，過熱檢測電路可於所定溫度中檢測出過熱。
又，因為基準電壓電路11的被飽和連接之NMOS電晶體的汲極端子與基板之間的漏電流增加，基準電壓Vref變得比所希望之電壓還低。亦即，過熱檢測電路變成無法於所定溫度中檢測出過熱。
在此，本實施形態的過熱檢測電路係於電源端子與基準電壓電路11之間連接第二PN接合元件12。第二PN接合元件12係以在成為高溫時漏電流增加，對基準電壓電路11流通其漏電流之方式連接。
例如，基準電壓Vref藉由被飽和連接NMOS電晶體以一定電流偏壓所產生之狀況中，因為第二PN接合元件12的漏電流會流入至被飽和連接的NMOS電晶體，所以，基準電壓Vref在高溫中成為所希望之電壓。亦即，過熱檢測電路可於所定溫度中檢測出過熱。
又，構成比較器30的電晶體的漏電流增加，在內部動作處發生不正常，變得無法正確檢測出溫度及無法正確輸出結果。
在此，本實施形態的過熱檢測電路係於比較器30之內部的輸出端子與接地端子之間連接第四PN接合元件38。第四PN接合元件38係以在成為高溫時漏電流增加，定電流電路36的電流變更多之方式設計。
例如，在應進行過熱檢測的溫度附近，第四PN接合元件38的漏電流變得比定電流電路36的電流還多時，無關於NMOS電晶體37的ONOFF，比較器30的輸出端子會輸出訊號L。亦即，過熱檢測電路於應進行過熱檢測的溫度附近，可輸出檢測出過熱的訊號。藉由如此設計，過熱檢測電路不會輸出錯誤的檢測結果。
如以上所說明般，本實施形態的過熱檢測電路係即使於高溫中也可正確地檢測出半導體裝置的溫度，不會輸出錯誤的檢測結果。

Claims (3)

  1. 一種過熱檢測電路，係具備：第一PN接合元件，係作為溫度感應元件；定電流電路，係對前述第一PN接合元件供給偏壓電流；基準電壓電路，係輸出基準電壓；及比較器，係比較前述第一PN接合元件發生的電壓與前述基準電壓；其特徵為具備：第二PN接合元件，係於高溫中對前述基準電壓電路流通漏電流；及第三PN接合元件，係於高溫中使前述定電流電路的漏電流旁路；前述比較器，係具備於高溫中流通漏電流的第四PN元件。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之過熱檢測電路，其中，前述比較器係具備：差動放大電路，係輸入前述PN接合元件發生的電壓與前述基準電壓；MOS電晶體，係前述差動放大電路的輸出被輸入至閘極；及第二定電流電路，係連接於前述MOS電晶體的汲極； 前述第四PN接合元件，係連接於前述第二定電流電路；前述MOS電晶體與前述第二定電流電路的連接點是前述比較器的輸出端子。
  3. 一種半導體裝置，其特徵為具備申請專利範圍第1項或第2項所記載之過熱檢測電路。
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