JP2618950B2 - Thermal shutdown circuit in semiconductor integrated circuit - Google Patents
Thermal shutdown circuit in semiconductor integrated circuitInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、周囲温度の変化に伴って動作，非動作状
態となる半導体集積回路における熱遮断回路に関するも
のである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat shut-off circuit in a semiconductor integrated circuit which is activated and deactivated according to a change in ambient temperature.
第２図は従来の半導体集積回路における熱遮断回路を
示す図であり、図において、１は定電圧回路、2,3は基
準電圧をつくり出すための抵抗列、４は温度ヒステリシ
スをかけるための抵抗、５は温度検知のためのトランジ
スタ、6,7,8,9は温度検知のためのトランジスタ５の信
号により出力信号を出力する出力回路のトランジスタ及
び抵抗群、またトランジスタ７は抵抗４へ温度ヒステリ
シスをかけるための電流を流す帰還回路をかねている。
10,11は定電流源である。FIG. 2 is a diagram showing a thermal cutoff circuit in a conventional semiconductor integrated circuit, in which 1 is a constant voltage circuit, 2 and 3 are resistor strings for creating a reference voltage, and 4 are resistors for applying temperature hysteresis. 5 is a transistor for detecting temperature, 6, 7, 8, and 9 are transistors and resistors of an output circuit that outputs an output signal according to a signal of the transistor 5 for detecting temperature, and transistor 7 is a temperature hysteresis to the resistor 4. It also acts as a feedback circuit that allows current to flow.
10 and 11 are constant current sources.
次に動作について説明する。定電圧回路１で出力され
た電圧を抵抗2,3で分割して基準電圧をつくる。この基
準電圧は常温でのトランジスタのベース・エミッタ間電
圧（以下VBEと略記する）より小さく設定する。なぜな
ら、トランジスタのVBEは温度が上がればその値は小さ
くなるため、熱遮断回路の温度検知用の基準電圧として
は、常温での値より小さく設定する必要があるからであ
る。この基準電圧は、抵抗４を介して温度検知用トラン
ジスタ５のベースに接続される。Next, the operation will be described. The voltage output from the constant voltage circuit 1 is divided by the resistors 2 and 3 to create a reference voltage. The reference voltage is set to be smaller than the base-emitter voltage of the transistor at normal temperature (hereinafter abbreviated as V BE). This is because the value of V BE of the transistor decreases as the temperature rises, and therefore, it is necessary to set the reference voltage for detecting the temperature of the thermal cutoff circuit to be smaller than the value at room temperature. This reference voltage is connected to the base of the temperature detecting transistor 5 via the resistor 4.
ここで、この回路の周囲温度が上がった場合を考えて
みる。温度検知用トランジスタ５は、常温では基準電圧
の方がVBE(5)よりも低いのでオフ状態にある。周囲温度
が上がってくると、トランジスタのVBEは徐々に下がっ
てくるので、ある温度で温度検知用トランジスタ５はオ
ン状態となる。するとトランジスタ６はオフとなり、ト
ランジスタ7,8はオンとなるので、トランジスタ８は電
流吸込みの状態になる。またこの時、トランジスタ７
は、温度検知用トランジスタ５のベースに接続されてい
る抵抗４へ電流を流し込み、温度検出用基準電圧を引き
上げる。Here, consider the case where the ambient temperature of this circuit has risen. At normal temperature, the reference voltage is lower than V BE (5) , so that the temperature detecting transistor 5 is off. When the ambient temperature increases, the V BE of the transistor gradually decreases, so that the temperature detecting transistor 5 is turned on at a certain temperature. Then, the transistor 6 is turned off and the transistors 7 and 8 are turned on, so that the transistor 8 is in a current sink state. At this time, the transistor 7
Flows a current into the resistor 4 connected to the base of the temperature detecting transistor 5, and raises the temperature detecting reference voltage.
このため、周囲温度が下がってきた場合、VBE(5)は徐
々に上昇してゆくが、第２図の回路がオン状態になった
温度まで周囲温度が下がっても回路のオン状態は解除さ
れない。なぜなら、温度検知用トランジスタ５のベース
電位は、前述のとおりトランジスタ７からの帰還電流に
より抵抗４の電圧降下分持ち上げられているからであ
る。このようにして、より低い温度になった時回路はオ
フ状態になり、いわゆる温度ヒステリシスがかかるので
ある。For this reason, when the ambient temperature decreases, V BE (5) gradually increases, but even if the ambient temperature decreases to the temperature at which the circuit in FIG. Not done. This is because the base potential of the temperature detecting transistor 5 is raised by the feedback current from the transistor 7 by the voltage drop of the resistor 4 as described above. In this way, when the temperature becomes lower, the circuit is turned off, and so-called temperature hysteresis is applied.
従来の半導体集積回路における熱遮断回路は以上のよ
うな構成になっているので、基準電圧を高目に設定する
必要がある場合、ウェハプロセスによっては温度検知用
のトランジスタ５の寄生トランジスタが働き、抵抗４へ
流れ込むべき電流をぬかれるので、温度検知用トランジ
スタ５のベース電圧が持ち上がらず、温度ヒステリシス
がかからなくなるという問題点があった。Since the thermal cutoff circuit in the conventional semiconductor integrated circuit has the above-described configuration, when the reference voltage needs to be set higher, a parasitic transistor of the transistor 5 for temperature detection works depending on the wafer process, Since the current to flow into the resistor 4 is removed, the base voltage of the temperature detecting transistor 5 does not rise, and there is a problem that the temperature hysteresis is not applied.
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、安定して温度ヒステリシスのかかる半導体
集積回路における熱遮断回路を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to obtain a heat shut-off circuit in a semiconductor integrated circuit that has a stable temperature hysteresis.
この発明に係る半導体集積回路における熱遮断回路
は、定電圧回路と、該定電圧回路から基準電圧を作るた
めの抵抗列と、そのベース端子に上記基準電圧を受ける
温度検知用トランジスタと、該温度検知用トランジスタ
の信号により出力信号を出力する出力回路と、上記温度
検知用トランジスタの信号により上記基準電圧を作るた
めの抵抗列のうちの一つの抵抗を短絡することにより、
上記基準電圧を変動させて温度ヒステリシスをかける帰
還回路とを備え、上記温度検知用トランジスタのエミッ
タ面積を、上記定電圧回路、出力回路及び帰還回路を含
む半導体集積回路における標準トランジスタのエミッタ
面積のＮ倍（Ｎは１より大きい値）にしたものである。A thermal cutoff circuit in a semiconductor integrated circuit according to the present invention includes a constant voltage circuit, a resistor string for generating a reference voltage from the constant voltage circuit, a temperature detection transistor receiving the reference voltage at a base terminal thereof, An output circuit that outputs an output signal according to the signal of the detection transistor, and by short-circuiting one of the resistors in the resistor string for generating the reference voltage by the signal of the temperature detection transistor,
A feedback circuit that varies the reference voltage to apply temperature hysteresis, and determines the emitter area of the temperature detection transistor by N of the emitter area of a standard transistor in a semiconductor integrated circuit including the constant voltage circuit, the output circuit, and the feedback circuit. (N is greater than 1).
この発明においては、上述のように、温度検知用トラ
ンジスタのエミッタ面積を半導体集積回路における標準
トランジスタのエミッタ面積より大きくしたことによ
り、基準電圧の設定値を小さくとれるようになり、寄生
トランジスタがはたらきにくくなる。また、基準電圧設
定用抵抗列のひとつの抵抗をショートして基準電圧を持
ち上げることにより、温度検知用トランジスタのベース
への電流流し込みをすることなく、温度ヒステリシスを
かけることができる。In the present invention, as described above, by setting the emitter area of the temperature detecting transistor to be larger than the emitter area of the standard transistor in the semiconductor integrated circuit, the set value of the reference voltage can be reduced, and the parasitic transistor does not work easily. Become. In addition, by raising the reference voltage by short-circuiting one of the resistors of the reference voltage setting resistor string, it is possible to apply temperature hysteresis without flowing current into the base of the temperature detecting transistor.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図において、１は定電圧回路、2,3,40は基準電圧をつ
くり出すための抵抗列、５は温度検知のためのトランジ
スタ、6,7,8,9は温度検知のためのトランジスタ５の信
号により出力信号を出力する出力回路のトランジスタ及
び抵抗群、また、7,12,13,14,15,16は温度ヒステリシス
をかけるため基準電圧をつくり出す抵抗群2,3,40のひと
つの抵抗を短絡する帰還回路、10,11は定電流源であ
る。また、温度検知用トランジスタ５のNSはこれら定電
圧回路１、出力回路及び帰還回路を含む半導体集積回路
における標準のトランジスタのＮ倍のエミッタ面積を持
つことを意味している。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, 1 is a constant voltage circuit, 2, 3, and 40 are resistor strings for generating a reference voltage, 5 is a transistor for detecting temperature, and 6, 7, 8, and 9 are transistors 5 for detecting temperature. The transistor and resistor group of the output circuit that outputs an output signal according to the signal of, and 7,12,13,14,15,16 are one resistor of the resistor group 2,3,40 that creates the reference voltage to apply the temperature hysteresis. , And 11 and 11 are constant current sources. The NS of the temperature detecting transistor 5 means that the emitter area is N times larger than that of a standard transistor in a semiconductor integrated circuit including the constant voltage circuit 1, the output circuit, and the feedback circuit.
次に動作について説明する。定電圧回路１で出力され
た電圧を抵抗2,3,40で分割してイの点に基準電圧を設定
する。この基準電圧は常温でのトランジスタのVBEより
小さく設定され、そして、温度検知用トランジスタ５の
ベース電圧となっている。また、温度検知用トランジス
タ５はエミッタ面積を標準のトランジスタのＮ倍として
いるが、これは、イに設定する基準電圧の値を小さくし
て温度検知用トランジスタ５が動作時飽和状態になった
場合、第３図に示すような寄生トランジスタが働かない
ようにすることを目的としている。Next, the operation will be described. The voltage output from the constant voltage circuit 1 is divided by the resistors 2, 3, and 40, and a reference voltage is set at the point A. This reference voltage is set smaller than the V BE of the transistor at normal temperature, and is the base voltage of the temperature detecting transistor 5. The temperature detecting transistor 5 has an emitter area N times larger than that of a standard transistor. This is because the temperature detecting transistor 5 becomes saturated during operation by reducing the value of the reference voltage set at a. The purpose is to prevent a parasitic transistor as shown in FIG. 3 from operating.
回路の周囲温度が上がってくると、温度検知用トラン
ジスタ５のVBEが徐々に下がって、イの基準電圧をよぎ
ると温度検知用トランジスタ５はオン状態となり、トラ
ンジスタ６をオフし、トランジスタ7,8をオンさせる。
このためトランジスタ８は電流吸込みの状態となる。ま
たこの時、トランジスタ７はトランジスタ14へもベース
電流を供給し、オン状態にさせる。トランジスタ14がオ
ンすると、トランジスタ12をオンさせる。このトランジ
スタ12は基準電圧を設定する抵抗列2,3,40のうちのひと
つの抵抗２を短絡する、いわゆるスイッチとして働く。
トランジスタ12によってひとつの抵抗２を短絡された抵
抗列3,40はイの基準電圧を持ち上げる。すると、温度検
知用トランジスタ５は動作開始時のVBEよりも高いVBEが
加わるため周囲温度が下がらない限り常にオン状態とな
り、回路全体を動作状態に保つ。When the ambient temperature of the circuit rises, the V BE of the temperature detecting transistor 5 gradually decreases. When the temperature crosses the reference voltage A, the temperature detecting transistor 5 is turned on, the transistor 6 is turned off, and the transistors 7 and Turn on 8.
As a result, the transistor 8 is in a current sink state. At this time, the transistor 7 also supplies a base current to the transistor 14 to turn it on. When the transistor 14 is turned on, the transistor 12 is turned on. This transistor 12 functions as a so-called switch that short-circuits one resistor 2 of the resistor strings 2, 3, and 40 that set the reference voltage.
The resistor strings 3, 40 in which one resistor 2 is short-circuited by the transistor 12 raises the reference voltage of A. Then, the temperature detecting transistor 5 is turned always on as long as the ambient temperature does not drop to join high V BE than V BE at the start operation, keeping the entire circuit into operation.
次に周囲温度が下がってくると、温度検知用トランジ
スタ５のVBEは徐々に上がってきて、前述のヒステリシ
スのかかった基準電圧イを越えると、温度検知用トラン
ジスタ５はオフ状態となる。温度検知用トランジスタ５
がオフするとトランジスタ６をオン、トランジスタ7,8
をオフし、また、トランジスタ7,12,14、抵抗13,15,16
からなる帰還回路もオフし、抵抗２が短絡状態から解除
され基準電圧イは最初の低い設定値にもどり、温度検知
用トランジスタ５はオフ状態を保つ。Next, when the ambient temperature decreases, the V BE of the temperature detecting transistor 5 gradually increases, and when the temperature exceeds the hysteresis reference voltage A, the temperature detecting transistor 5 is turned off. Transistor for temperature detection 5
Is turned off, transistor 6 is turned on, transistors 7 and 8
Off, and also the transistors 7, 12, 14 and the resistors 13, 15, 16
Is also turned off, the resistor 2 is released from the short-circuit state, the reference voltage A returns to the initial low set value, and the temperature detecting transistor 5 remains off.
以上のように、この発明に係る半導体集積回路におけ
る熱遮断回路によれば、定電圧回路と、該定電圧回路か
ら基準電圧を作るための抵抗列と、そのベース端子に上
記基準電圧を受ける温度検知用トランジスタと、該温度
検知用トランジスタの信号により出力信号を出力する出
力回路と、上記温度検知用トランジスタの信号により上
記基準電圧を作るための抵抗列のうちの一つの抵抗を短
絡することにより、上記基準電圧を変動させて温度ヒス
テリシスをかける帰還回路とを備えるとともに、上記温
度検知用トランジスタのエミッタ面積を、上記定電圧回
路、出力回路及び帰還回路を含む半導体集積回路におけ
る標準トランジスタのエミッタ面積のＮ倍（Ｎは１より
大きい値）となるようにしたので、基準電圧を小さく設
定でき、高温時での寄生トランジスタの働きをおさえる
ことができ、安定して温度ヒステリシスがかかる効果が
ある。As described above, according to the thermal cutoff circuit in the semiconductor integrated circuit according to the present invention, the constant voltage circuit, the resistor string for generating the reference voltage from the constant voltage circuit, and the temperature at which the base terminal receives the reference voltage are provided. A detection transistor, an output circuit that outputs an output signal in accordance with the signal of the temperature detection transistor, and short-circuiting one of the resistors in the resistor string for generating the reference voltage in accordance with the signal of the temperature detection transistor. A feedback circuit that varies the reference voltage to apply temperature hysteresis, and adjusts the emitter area of the temperature detecting transistor to the emitter area of a standard transistor in a semiconductor integrated circuit including the constant voltage circuit, the output circuit, and the feedback circuit. (N is a value greater than 1), so that the reference voltage can be set small, It is possible to suppress the work of raw transistor, there is a stable temperature hysteresis takes effect.
第１図はこの発明の一実施例による半導体集積回路にお
ける熱遮断回路を示す回路図、第２図は従来の半導体集
積回路における熱遮断回路を示す回路図、第３図はNPN
トランジスタの寄生トランジスタの様子を示す図であ
る。 １は定電圧回路、2,3,40は基準電圧をつくるための抵抗
列、５は温度検知用トランジスタ、6,8は出力回路のト
ランジスタ、７は出力回路と帰還回路とをかねたトラン
ジスタ、９は出力回路の抵抗、12,14は帰還回路のトラ
ンジスタ、13,15,16は帰還回路の抵抗。 なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示す。FIG. 1 is a circuit diagram showing a heat cutoff circuit in a semiconductor integrated circuit according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a heat cutoff circuit in a conventional semiconductor integrated circuit, and FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a state of a parasitic transistor of the transistor. 1 is a constant voltage circuit, 2, 3 and 40 are resistor strings for generating a reference voltage, 5 is a transistor for detecting temperature, 6 and 8 are transistors of an output circuit, 7 is a transistor which also serves as an output circuit and a feedback circuit, 9 is a resistance of the output circuit, 12 and 14 are transistors of the feedback circuit, and 13, 15, and 16 are resistances of the feedback circuit. The same reference numerals in the drawings denote the same or corresponding parts.
Claims (1)
ンジスタと、 該温度検知用トランジスタの信号により出力信号を出力
する出力回路と、 上記温度検出用トランジスタの信号により上記基準電圧
を作るための抵抗列のうちの一つの抵抗を短絡すること
により、上記基準電圧を変動させて温度ヒステリシスを
かける帰還回路とを備え、 上記温度検知用トランジスタのエミッタ面積を、上記定
電圧回路、出力回路及び帰還回路を含む半導体集積回路
における標準トランジスタのエミッタ面積のＮ倍（Ｎは
１より大きい値）にしたことを特徴とする上記半導体集
積回路における熱遮断回路。1. A constant voltage circuit, a resistor string for producing a reference voltage from the constant voltage circuit, a temperature detection transistor receiving the reference voltage at a base terminal thereof, and an output signal based on a signal of the temperature detection transistor An output circuit that outputs a reference voltage, and a feedback circuit that fluctuates the reference voltage to perform temperature hysteresis by short-circuiting one of the resistors in the resistor string for generating the reference voltage by the signal of the temperature detection transistor. Wherein the emitter area of the temperature detecting transistor is set to N times (N is larger than 1) the emitter area of a standard transistor in a semiconductor integrated circuit including the constant voltage circuit, the output circuit and the feedback circuit. A heat cutoff circuit in the semiconductor integrated circuit.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63025898A JP2618950B2 (en) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | Thermal shutdown circuit in semiconductor integrated circuit |
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01200808A JPH01200808A (en) | 1989-08-14 |
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ID=12178609
Family Applications (1)
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| JP (1) | JP2618950B2 (en) |
Families Citing this family (1)
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Family Cites Families (3)
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1988
- 1988-02-05 JP JP63025898A patent/JP2618950B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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