TWI676013B - 過熱偵測電路以及半導體裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種過熱偵測電路，不會有因瞬間的電源電壓變動等干擾雜訊所引起的意外的誤輸出，且在過熱狀態下，能夠迅速地輸出過熱狀態偵測信號。過熱偵測電路構成為包括感溫部、比較部、及對輸出部在規定的延遲時間後輸出過熱狀態偵測信號的干擾雜訊去除部，且延遲時間與溫度成比例地縮短。

Description

過熱偵測電路以及半導體裝置

本發明是有關於一種對半導體裝置的異常溫度進行偵測的過熱偵測電路。

圖2表示習知的過熱偵測電路。習知的過熱偵測電路包含基準電壓部210、感溫部211、比較部212。感溫部211具備電流源202及用於感溫的PN接合元件203，比較部212具備比較器（comparator）204。比較器204的輸出連接於過熱偵測電路的輸出端子Vout。

習知的過熱偵測電路中，比較器204對PN接合元件203中產生的電壓與基準電壓部210輸出的基準電壓Vref進行比較判定，而輸出過熱狀態偵測信號。

PN接合元件203中產生的電壓因通常顯示負的溫度特性，故若周圍的溫度增高，而PN接合元件203中產生的電壓低於基準電壓Vref，則比較器204將過熱狀態偵測信號輸出至過熱偵測電路的輸出端子Vout。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2009-192507號公報

[發明所欲解決之課題]

然而，所述過熱偵測電路若產生瞬間電源變動等干擾雜訊，則存在如下問題，即，比較器204有可能誤輸出過熱狀態偵測信號。 本發明為了解決以上問題而提出，提供避免了因干擾雜訊引起的誤輸出的過熱偵測電路。 [解決課題之手段]

為了解決習知的問題，本發明的過熱偵測電路設為以下的構成。 過熱偵測電路構成為包括感溫部、比較部、及對輸出部在規定的延遲時間後輸出過熱狀態偵測信號的干擾雜訊去除部，且延遲時間與溫度成比例地縮短。 [發明的效果]

根據本發明的過熱偵測電路，可提供如下的過熱偵測電路，不會有因瞬間的電源變動等干擾雜訊所引起的意外的誤輸出，且在過熱狀態下，能夠迅速地輸出過熱狀態偵測信號。

圖1是本實施形態的過熱偵測電路的電路圖。 本實施形態的過熱偵測電路包括基準電壓部210、感溫部211、比較部212、及干擾雜訊去除部110。感溫部211包括電流源202、及用於感溫的PN接合元件203。比較部212包括比較器204。干擾雜訊去除部110包括N通道電晶體101、電流源102、電容103、及反相器104。

電流源202與PN接合元件203串聯連接於電源端子與接地端子之間。比較器204的反相輸入端子上連接著基準電壓部210的輸出端子，非反相輸入端子上連接著電流源202與PN接合元件203的連接點。N通道電晶體101的控制端子上連接著比較器204的輸出端子，源極連接著接地端子。電流源102與電容103連接於電源端子與接地端子之間。反相器104的輸入端子上連接著電流源102與電容103的連接點，輸出端子連接於過熱偵測電路的輸出端子Vout。

接下來，對本實施形態的過熱偵測電路的動作進行說明。 PN接合元件203中產生的電壓通常顯示負的溫度特性。若周圍的溫度增高，而PN接合元件203中產生的電壓低於基準電壓Vref，則比較器204將過熱狀態偵測信號（低位準）輸入至N通道電晶體101的控制端子。因N通道電晶體101斷開，故電容103以電流源102的電流充電。若電容103中產生的電壓增高，而達到反相器104的臨限值電壓，則過熱狀態偵測信號（低位準）輸出至過熱偵測電路的輸出端子Vout。

此處，例如，考慮因瞬間的電源電壓變動等外來雜訊，而比較器204誤輸出過熱狀態偵測信號的情況。此時，是藉由過熱狀態偵測信號對電容103充電，但若超過電容103的電壓達到反相器104的臨限值電壓所需的時間而未繼續充電，則過熱狀態偵測信號不會被輸出至過熱偵測電路的輸出端子Vout。即，可提供如下過熱偵測電路：藉由將對電容103進行充電所需的時間，作為可去除干擾雜訊的影響的時間而提供，則能夠避免因干擾雜訊引起的誤輸出。

另一方面，在過熱狀態下，需要迅速地輸出表示過熱狀態的信號。因此，本實施形態的過熱偵測電路將可去除外來雜訊的影響的時間與溫度成比例地縮短。

具體而言，電流源102的電流與溫度成比例地增多。藉此，溫度越高，越高速地對電容103充電，因而可在過熱狀態下迅速地輸出過熱狀態偵測信號。

圖3（A）、圖3（B）是基於電阻值與溫度成比例地縮小的電阻，而輸出電流與溫度成比例地增多的電流源102的電路圖。 圖3（A）中，將P通道電晶體303與電阻301串聯連接，利用放大器302將該連接點的電壓與基準電壓Vref2的差分予以放大，並將其輸出輸入至P通道電晶體303的閘極。P通道電晶體304與P通道電晶體303進行電流鏡連接，流經P通道電晶體304的電流為電流源102的輸出電流。

此處，P通道電晶體303中流動與電阻301的電阻值成反比例的電流。因此，與P通道電晶體303處於電流鏡的關係的P通道電晶體304中流動的電流，即電流源102的電流與溫度成比例地增多。

圖3（B）相對於圖3（A），在P通道電晶體303與電阻301之間設置N通道電晶體305，利用放大器302將N通道電晶體305與電阻301的連接點的電壓、和基準電壓Vref2的差分予以放大，並將其輸出輸入至N通道電晶體305的閘極。P通道電晶體303的閘極與汲極連接。

此處，P通道電晶體303中流動與電阻301的電阻值成反比例的電流。因此，與P通道電晶體303處於電流鏡關係的P通道電晶體304中流動的電流，即電流源102的電流與溫度成比例地增多。 另外，圖3（A）、圖3（B）是基於電阻值與溫度成比例地減小的電阻而電流源102的電流與溫度成比例地增多的一例，但不必限定於該形態。

圖4是基於熱電壓而輸出電流與溫度成比例地增多的電流源102的電路圖。 P通道電晶體402與PN接合元件407串聯連接於電源端子與接地端子之間。P通道電晶體403、電阻405、PN接合元件408串聯連接於電源端子與接地端子之間。放大器401將P通道電晶體402與PN接合元件407的接點的電壓VA、和P通道電晶體403與電阻405的接點的電壓VB的差分予以放大，並將其輸出電壓輸入至P通道電晶體402、P通道電晶體403、P通道電晶體404的閘極。

P通道電晶體402及P通道電晶體403中流動著與熱電壓成比例的電流。熱電壓與溫度成比例，因而P通道電晶體402、P通道電晶體403的電流顯示正的溫度特性。將與P通道電晶體402、P通道電晶體403處於電流鏡的關係的P通道電晶體404用作電流源102，藉此電流源102的電流可顯示正的溫度特性。 另外，圖4為能夠基於熱電壓而電流源102的電流顯示正的溫度特性的一例，但不必限定於該形態。

如以上說明，根據本實施形態的過熱偵測電路，能夠提供如下的過熱偵測電路，避免了因干擾雜訊引起的誤輸出，並且迅速地輸出過熱狀態偵測信號的功能中不會出現不良情況。

以上的說明中，說明了本實施形態的過熱偵測電路中電流源102的電流與溫度成比例地增多，但反相器104的臨限值電壓亦可與溫度成比例地降低。例如，藉由增大形成反相器104的N通道電晶體的長寬比，且提高驅動力，反相器104的臨限值電壓大致由N通道電晶體的臨限值電壓決定即可。即，N通道電晶體的臨限值電壓通常與溫度成比例地降低，因而可構成為反相器104的臨限值電壓與溫度成比例地降低。以上說明的電路為一例，不必限定為該形態。

101、305‧‧‧N通道電晶體

102、202‧‧‧電流源

103‧‧‧電容

104‧‧‧反相器

110‧‧‧干擾雜訊去除部

203、407、408‧‧‧PN接合元件

204‧‧‧比較器

210‧‧‧基準電壓部

211‧‧‧感溫部

212‧‧‧比較部

301、405‧‧‧電阻

302、401‧‧‧放大器

303、304、402、403、404‧‧‧P通道電晶體

VA、VB‧‧‧電壓

Vout‧‧‧輸出端子

Vref、Vref2‧‧‧基準電壓

圖1是本實施形態的過熱偵測電路的電路圖。 圖2是習知的過熱偵測電路的電路圖。 圖3（A）、圖3（B）是表示本實施形態的過熱偵測電路的電流源的電路圖。 圖4是表示本實施形態的過熱偵測電路的電流源的另一例的電路圖。

Claims (4)

1. 一種過熱偵測電路，其特徵在於包括：感溫部；輸出部；比較部，耦接所述感溫部；以及干擾雜訊去除部，耦接所述比較部及所述輸出部，對所述輸出部在規定的延遲時間後輸出過熱狀態偵測信號，所述延遲時間與溫度成比例地縮短。
2. 如申請專利範圍第1項所述的過熱偵測電路，其中所述干擾雜訊去除部包括串聯連接的電流源與電容，所述過熱偵測電路基於儲存於所述電容的電荷輸出所述過熱狀態偵測信號，所述電流源的電流與溫度成比例地增多。
3. 如申請專利範圍第1項所述的過熱偵測電路，其中所述干擾雜訊去除部包括：串聯連接的電流源與電容；以及反相器，其輸入端子連接所述電流源與所述電容的連接點，所述過熱偵測電路基於儲存於所述電容的電荷輸出所述過熱狀態偵測信號，所述反相器的臨限值電壓與溫度成比例地降低。
4. 一種半導體裝置，包括如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的過熱偵測電路。