DE3424003A1

DE3424003A1 - Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE3424003A1
Application number: DE19843424003
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. 7410 Reutlingen Kalkhof; Karl 7413 Gomaringen Nagel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-06-29
Filing date: 1984-06-29
Publication date: 1986-01-02

Description

Schaltungsanordnung
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer monolitisch integrierten Schaltungsanordnung nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Aus der DE-OS 32 38 880 ist bereits eine Schaltungsanordnung mit einer Leistungsstufe und einer zugehörigen Strombegrenzungsstufe bekannt, bei der schaltungstechnische Maßnahmen vorgesehen sind, die eine Strombegrenzung der Leistungsstufe bewirken. Dazu wird der Strom durch die Leistungsstufe erfaßt und durch Rückkopplungsmaßnahmen auf die Steuer seite der Leistungsendstufe begrenzt, wodurch sich eine Leistungsbegrenzung der Leistungsstufe ergibt.
Allein aus der Leistungsbelastung der Leistungsstufe kann jedoch nicht auf die tatsächliche Haibleitertemperatur des Endstufentransistors geschlossen werden, da diese neben der momentanen verbrauchten elektrischen Leistung durch die Wärmekapazität des Halbleiterkristalls, auf den die Schaltungsanordnung monolitisch integriert ist, von vergangenen Betriebszuständen abhängig ist. So kann es trotz einer Strombegrenzung bei Dauerbetrieb der Leistungsstufe zu einer unzulässig hohen Halbleitererwärmung kommen.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße monolitisch integrierte Schaltungsanordnung nach der Gattung des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die räumliche Anordnung der Strombegrenzungsstufe in der Nähe der Leistungsstufe der Temperaturgradient der Leistungsstufe mit erfaßt wird, und damit auch die Temperatur. Das kann dazu ausgenutzt werden, die tatsächliche Halbleitertemperatur zu begrenzen, aber auch um eine leistungsabhängige Regelung des Betriebes der durch die Leistungsstufe angesteuerten Last zu ermöglichen.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt Figur 1 ein elektrisches Schaltbild des Ausführungsbeispieles, Figur 2 eine vereinfachte Darstellung des Endstufentransistors mit Isothermen.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels In Figur 1 ist eine Darlington-Leistungsstufe T7, T8 dargestellt, die den Strom durch eine Last L schaltet Der Strom durch den Endstufentransistor T8 wird über einen Widerstand R1 gemessen, und einer Strombegr-enzungsschaltung T1, T2, T3, T4, T5, T6 zugeführt. Uber eine Klemme 20 kann die Leistungsstufe geschaltet werden; der Widerstand R4 und die Transistoren T10, T11 dienen zum Anlauf der Schaltung. Diese Schaltungsanordnung ist bereits in der DE-OS 32 38 880 beschrieben und zur Vereinfachung der Darstellung hier nicht weiter erläutert.
In Figur 2 ist der Endstufentransistor T8 dargestellt, wie er in Zellstruktur auf einem Silizium-Kristall. als monolitisch integrierte Anordnung zu sehen ist. Jede der drei dargestellten Zellen stellt einen vollständigen Transistor dar, die zur Bildung eines Endstufentransistors T8 parallelgeschaltet sind. Bei Betrieb des Endstufentransistors T8 entsteht in ihm eine Temperatur #1.
Im umgebenden Halbleiterkristall entsteht gemäß der Wärmeleitungsgleichung ein Temperaturgradient, wozu in Figur 2 Isothermen e 2, o>3, #3, #4, h, eingezeichnet sind.
Die Strombegrenzerstufe ist geometrisch viel kleiner als die Leistungsstufe, so daß sie bequem um die Leistungsstufe herum integriert werden kann. Hierfür ist der Transistor T2 der Strombegrenzungsstufe auf der Isotherme i»2 angeordnet, der Transistor T1 auf der Isotherme as h. Dadurch geht der Temperaturgradient mit in die Strombegrenzung ein, d.h. der durch den Endstufentransistor T8 fließende Strom wird proportional zur Differenz der Temperaturen i>2 und < h verringert. Dadurch wird eine Begrenzung der Halbleitertemperatur #1 1 des Endstufentransistors T8 durch die Strombegrenzung der Strombegrenzungsstufe erreicht.

Claims

Ansprüche ç Monolitisch integrierte Schaltungsanordnung mit einer Leistungsstufe und einer zugehörigen Strombegrenzungsstufe, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfa.ssung der Temperatur der Leistungsstufe die Strombegrenzungsstufe monolitisch auf verschiedenen Isothermen der Leistungsstufe integriert ist.
2. Monolitisch integrierte Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungsstufe eine Temperaturbegrenzung der Leistungsstufe durchführt.
3. Monolitisch integrierte Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsstufe wenigstens einen Leistungstransistor, vorzugsweise einen Darlington-Transistor (T7, T8) umfaßt und daß die Strombegrenzungsstufe wenigstens einen Stromspiegel (T1, T2) mit temperaturabhängiger Flußspannung der Eingangsdiode (T2) umfaßt.