JP4836693B2

JP4836693B2 - 温度検出回路、温度検出回路を有する半導体装置及び温度検出方法

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Publication number: JP4836693B2
Application number: JP2006186280A
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Inventors: 益敏平野
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Filing date: 2006-07-06
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Description

本発明は、電源装置等の半導体装置の温度検出を行う温度検出回路及び温度検出方法に関し、特に、複数の電源回路を１チップに集積した半導体装置の温度検出を行う温度検出回路及び温度検出方法に関する。

定電圧回路、モータ駆動回路及び照明コントロール回路等に用いられているパワートランジスタを内蔵した半導体装置では、該パワートランジスタに大電流が流れるために発熱する。該発熱を抑えるために、従来は、電流制限回路が広く使用されていた。しかし、半導体装置の温度は消費される電力と周囲温度によって決まることから、例えば周囲温度が低い場合や、パワートランジスタに印加されている電圧が小さい場合は、電流制限回路で制限される電流値以上の電流を流すことができる場合もある。逆に、周囲温度が高い場合は、電流制限回路が作動する前に半導体装置の温度が最大定格値を超えてしまう可能性もあった。このように、電流制限回路だけでは半導体装置の保護は不十分であるため、従来、パワートランジスタ等のような発熱する素子の近傍に温度感知素子を配置し、該温度感知素子によって所定の温度に達したことが検出されると、パワートランジスタに流れる電流を制限する等の過熱保護を行っていた。

また、近年、電子機器の多機能化に伴って１つの電子機器に多くの機能が搭載され、更に省電力化を図るために各機能ごとに電源のオン／オフ制御を行い、使用していない機能には電源を供給しないようにしていた。このため、１チップのＩＣからなる半導体装置内に複数の電源回路が搭載されることが多くなった。また、電子機器内の機能の中には、電子機器全体を制御するために常時電源供給されて作動している回路と、使用時のみ電源が供給される回路が混在しており、電源回路の制御も次第に複雑化してきた。

そこで、従来は、電源回路ごとに温度センサが設けられ、異常温度上昇している電源回路には電源の供給を停止するようにしていた（例えば、特許文献１参照。）。また、あらかじめ定められている重要度ランク区分に従って電源制御信号を出力することで、ある１個の温度センサに対応する回路部分に異常温度上昇が検出された場合、必要に応じて他の回路部分に対応する電源制御信号をも出力するようにしていた。
特開平６−１９６６４５号公報

しかし、従来の温度検出回路では、温度センサの数だけ、該温度センサの出力値と基準値を比較するためのコンパレータが必要になり、温度センサの数が増加するに従って回路規模が増大するという問題があった。また、複数の電源制御信号を、あらかじめ定められている重要度ランク区分に従って出力するようにすると、特定用途に用いる場合は問題ないが、汎用性が失われるという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、汎用性を損なうことなく回路規模の増加を抑制してチップ面積を縮小させることができる温度検出回路、温度検出回路を有する半導体装置及び温度検出方法を得ることを目的とする。

この発明に係る温度検出回路は、複数の箇所の温度検出を行う温度検出回路において、
温度に応じた電圧の信号を生成してそれぞれ出力する複数の温度センサと、
入力された制御信号に応じて、入力された信号の信号レベルを記憶して出力する、前記各温度センサに対応してそれぞれ設けられた各記憶回路部と、
前記各温度センサからの出力信号を順次繰り返し排他的に１つ選択して所定の基準電圧との電圧比較を行い、該比較結果を対応する前記記憶回路部に順次更新して記憶させる電圧比較制御回路部と、
前記各記憶回路部の出力信号から、外部から設定された少なくとも１つの前記温度センサで異常温度が検出されたと判定すると、所定の異常温度検出信号を生成して出力する信号生成回路部と、
を備えるものである。

具体的には、前記電圧比較制御回路部は、
所定の基準電圧を生成して出力する基準電圧発生回路部と、
入力された制御信号に応じて、前記各温度センサから出力された信号のいずれか１つを排他的に選択して出力する選択回路部と、
該選択回路部からの出力信号と前記基準電圧との電圧比較を行い、該比較結果を示す２値の信号を生成して出力する電圧比較回路部と、
前記選択回路部に対して、前記各温度センサからの出力信号を順次繰り返し排他的に１つ選択して前記電圧比較回路部に出力させると共に、該電圧比較回路部からの出力信号を該選択した温度センサに対応する前記記憶回路部に順次更新して記憶させる、前記選択回路部及び各記憶回路部の動作制御をそれぞれ行う時分割制御回路部と、
を備えるようにした。

また、前記信号生成回路部は、外部から指定された温度センサを示すデータを記憶する書き換え可能な記憶手段を有するようにした。

また、前記各温度センサ、各記憶回路部、電圧比較制御回路部及び信号生成回路部は、１つのＩＣに集積されるようにしてもよい。

また、この発明に係る半導体装置は、所定の機能を有する複数の内部回路と、
該各内部回路の温度検出を行う温度検出回路と、
を備え、
前記温度検出回路は、
温度に応じた電圧の信号を生成してそれぞれ出力する複数の温度センサと、
入力された制御信号に応じて、入力された信号の信号レベルを記憶して出力する、前記各温度センサに対応してそれぞれ設けられた各記憶回路部と、
前記各温度センサからの出力信号を順次繰り返し排他的に１つ選択して所定の基準電圧との電圧比較を行い、該比較結果を対応する前記記憶回路部に順次更新して記憶させる電圧比較制御回路部と、
前記各記憶回路部の出力信号から、外部から設定された少なくとも１つの前記温度センサで異常温度が検出されたと判定すると、所定の異常温度検出信号を生成して前記各内部回路にそれぞれ出力する信号生成回路部と、
を備えるものである。

また、前記各記憶回路部は、記憶している内容を対応する前記内部回路にそれぞれ出力するようにした。

この場合、前記各内部回路は、対応する記憶回路部から異常温度を検出したことを示す信号が入力されると動作を停止するようにした。

この場合、前記各内部回路は、前記所定の異常温度検出信号が入力されると動作を停止するようにした。

具体的には、前記内部回路は、接続された負荷に電源を供給する電源回路である。

また、前記各内部回路及び温度検出回路は、１つのＩＣに集積されるようにしてもよい。

また、この発明に係る温度検出方法は、温度に応じた電圧の信号を生成してそれぞれ出力する複数の温度センサを有する、複数の箇所の温度検出を行う温度検出回路の温度検出方法において、
前記各温度に応じた電圧の信号が前記各温度センサからそれぞれ出力され、
該各温度センサからの信号を順次繰り返し排他的に１つ選択して所定の基準電圧と電圧比較を行い、
該比較結果を前記温度センサごとにそれぞれ順次更新して記憶し出力し、
該記憶した各比較結果から、外部から設定された少なくとも１つの前記温度センサで異常温度が検出されたと判定すると所定の異常温度検出信号を生成して出力するようにした。

本発明の温度検出回路、温度検出回路を有する半導体装置及び温度検出方法によれば、各温度センサからの出力信号を順次繰り返し排他的に１つ選択して所定の基準電圧と電圧比較を行い、該比較結果を前記温度センサごとにそれぞれ順次更新して記憶し出力するようにしたことから、基準電圧を発生させる回路及び電圧比較を行う回路をそれぞれ１つにすることができるため、汎用性を損なうことなく回路規模の増加を抑制してチップ面積を大幅に縮小させることができる。

また、記憶した各比較結果を出力するか、又は記憶した各比較結果から、あらかじめ設定された少なくとも１つの前記温度センサで異常温度が検出されたと判定すると所定の異常温度検出信号を生成して出力するようにしたことから、異常温度が発生した場合の迅速な対処を行うことができる。

次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態における温度検出回路の構成例を示した図である。
図１において、温度検出回路１は、温度センサＭＴＤ１，ＭＴＤ２，ＳＴＤ１，ＳＴＤ２、所定の基準電圧Ｖｒｅｆを生成して出力する基準電圧発生回路２、コンパレータ３、アナログマルチプレクサ（以下、マルチプレクサと呼ぶ）４、ラッチ回路ＬＴ１〜ＬＴ４及び時分割制御回路５を備えている。

温度センサＭＴＤ１，ＭＴＤ２，ＳＴＤ１，ＳＴＤ２は、一般的なＰＮ接合電圧の温度特性を利用したもの等であり、検出した温度に応じた電圧の信号をそれぞれ出力する。温度センサＭＴＤ１，ＭＴＤ２，ＳＴＤ１，ＳＴＤ２から出力された各出力信号Ｓｔ１〜Ｓｔ４は、マルチプレクサ４の対応する入力端にそれぞれ入力され、マルチプレクサ４の出力端はコンパレータ３の非反転入力端に接続されている。基準電圧発生回路２は、温度依存性を持たない基準電圧Ｖｒｅｆを生成する、例えばバンドギャップリファレンスを用いた回路をなしている。

マルチプレクサ４は、時分割制御回路５から入力された制御信号Ｓｃ１に応じて、出力信号Ｓｔ１〜Ｓｔ４の１つを排他的にコンパレータ３の非反転入力端に出力する。コンパレータ３は、反転入力端に基準電圧Ｖｒｅｆが入力されており、マルチプレクサ４から入力された信号と基準電圧Ｖｒｅｆとの電圧比較を行い、該比較結果を示す２値の信号を出力する。該２値の信号は、ラッチ回路ＬＴ１〜ＬＴ４にそれぞれ入力され、ラッチ回路ＬＴ１〜ＬＴ４は、時分割制御回路５から入力された制御信号Ｓｃ２に応じて入力された信号の信号レベルを保持する。ラッチ回路ＬＴ１〜ＬＴ４は、保持した信号レベルの検出信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４をそれぞれ対応して出力する。

なお、基準電圧発生回路２、コンパレータ３、マルチプレクサ４及び時分割制御回路５は電圧比較制御回路部をなし、ラッチ回路ＬＴ１〜ＬＴ４はそれぞれ記憶回路部をそれぞれなす。また、基準電圧発生回路２は基準電圧発生回路部を、コンパレータ３は電圧比較回路部を、マルチプレクサ４は選択回路部を、時分割制御回路５は時分割制御回路部をそれぞれなす。

このような構成において、図２は、時分割制御回路５の動作例を示した図であり、制御信号Ｓｃ１及びＳｃ２を示しており、図２を参照しながら時分割制御回路５の動作について説明する。
マルチプレクサ４は、温度センサＭＴＤ１，ＭＴＤ２，ＳＴＤ１，ＳＴＤ２から、検出した温度を示す電圧の信号Ｓｔ１〜Ｓｔ４がそれぞれ常時入力されており、時分割制御回路５は、マルチプレクサ４に対し、制御信号Ｓｃ１を用いて、入力された信号Ｓｔ１〜Ｓｔ４を所定の周期で順次切り換えて繰り返し出力させる。例えば、図２では、時分割制御回路５は、信号Ｓｔ１、Ｓｔ２、Ｓｔ３及びＳｔ４の順に出力させた後、再び続けて信号Ｓｔ１から順に出力させる。

例えば、温度センサＭＴＤ１，ＭＴＤ２，ＳＴＤ１，ＳＴＤ２が負の温度特性を有している場合、コンパレータ３は、マルチプレクサ４から出力された信号の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ以上である場合、時分割制御回路５によって選択された温度センサが検出した温度が正常であることを示すハイ（Ｈｉｇｈ）レベルの信号を出力する。また、コンパレータ３は、マルチプレクサ４から出力された信号の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ未満である場合、時分割制御回路５によって選択された温度センサが検出した温度が異常であることを示すロー（Ｌｏｗ）レベルの信号を出力する。

一方、温度センサＭＴＤ１，ＭＴＤ２，ＳＴＤ１，ＳＴＤ２が正の温度特性を有している場合、コンパレータ３は、マルチプレクサ４から出力された信号の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ未満である場合、時分割制御回路５によって選択された温度センサが検出した温度が正常であることを示すローレベルの信号を出力する。また、コンパレータ３は、マルチプレクサ４から出力された信号の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ以上である場合、時分割制御回路５によって選択された温度センサが検出した温度が異常であることを示すハイレベルの信号を出力する。
以下、温度センサＭＴＤ１，ＭＴＤ２，ＳＴＤ１，ＳＴＤ２が正の温度特性を有している場合を例にして説明する。

時分割制御回路５は、マルチプレクサ４から出力させる信号として信号Ｓｔ１を選択している場合は、信号Ｓｔ１を選択する制御信号Ｓｃ１を出力している期間の後半に制御信号Ｓｃ２を用いて、ラッチ回路ＬＴ１にコンパレータ３から入力された信号の信号レベルを保持させる。このように、時分割制御回路５は、信号Ｓｔ１の電圧比較結果をラッチ回路ＬＴ１に、信号Ｓｔ２の電圧比較結果をラッチ回路ＬＴ２に、信号Ｓｔ３の電圧比較結果をラッチ回路ＬＴ３に、信号Ｓｔ４の電圧比較結果をラッチ回路ＬＴ４にそれぞれ保持させるように、制御信号Ｓｃ１及びＳｃ２を用いてマルチプレクサ４及びラッチ回路ＬＴ１〜ＬＴ４の動作制御を行う。ラッチ回路ＬＴ１〜ＬＴ４は、保持したデータの信号を検出信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４としてそれぞれ出力する。

図３は、図１の温度検出回路を使用した電子機器の構成例を示した図である。
図３において、電子機器は、電子機器のシステム全体を制御し電子機器が作動中は常に作動している制御回路１１と、必要に応じて制御回路１１からの指示で動作を行う周辺デバイス１２，１３と、制御回路１１及び周辺デバイス１２，１３への電源供給制御を行う半導体装置１４とを備えている。
半導体装置１４は、制御回路１１にそれぞれ電力を供給するメインの電源回路２１，２２と、周辺デバイス１２に電力を供給するサブの電源回路２３と、周辺デバイス１３に電力を供給するサブの電源回路２４と、温度検出回路１とを備えている。半導体装置１４は、端子Ａ〜Ｄを有する１つのＩＣに集積されており、温度検出回路１の各温度センサＭＴＤ１，ＭＴＤ２，ＳＴＤ１，ＳＴＤ２は、図４で示すように、電源回路２１〜２４の近傍に対応して配置されている。なお、図４は、各温度センサＭＴＤ１，ＭＴＤ２，ＳＴＤ１，ＳＴＤ２が、電源回路２１〜２４の近傍に対応して配置されていることを示すものであることから、図４では温度検出回路１の他の構成を省略して示している。

ラッチ回路ＬＴ１〜ＬＴ４から出力された各検出信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４は、電源回路２１〜２４に対応して出力され、電源回路２１〜２４は、入力された検出信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４に応じて電源供給制御を行う。例えば、検出信号Ｓｄ１が異常温度を検出していないことを示していると、電源回路２１は、制御回路１１への電力供給を行い、検出信号Ｓｄ１が異常温度を検出したことを示すと、電源回路２１は、動作を停止して制御回路１１への電力供給を停止する。電源回路２２〜２４においても同様である。

前記説明では、温度検出回路１は、検出信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４をそのまま出力するようにし、異常を示した検出信号が入力された電源回路のみが動作を停止するようにしたが、特定の検出信号が異常を示した場合、すべての出力信号が異常を検出したことを示すようにしてもよい。例えば、温度検出回路は、メインの電源回路２１及び／又は２２で異常温度が検出される、すべての電源回路２１〜２４に異常温度を検出したことを示す信号を出力して電源回路２１〜２４の動作を停止させるようにしてもよい。このようにした場合、図１の温度検出回路１は、図５のようになる。なお、図５では、図１又は図３と同じもの又は同様のものは同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に図３との相違点のみ説明する。また、図５では、図１と同じ部分は省略している。

図５における図３との相違点は、ＯＲ回路３１〜３４を追加したことにある。
図５において、温度検出回路１は、温度センサＭＴＤ１，ＭＴＤ２，ＳＴＤ１，ＳＴＤ２、基準電圧発生回路２、コンパレータ３、マルチプレクサ４、ラッチ回路ＬＴ１〜ＬＴ４、時分割制御回路５及びＯＲ回路３１〜３４を備えている。ＯＲ回路３１及び３２は２入力のＯＲ回路であり、ＯＲ回路３３及び３４は３入力のＯＲ回路であり、ＯＲ回路３１〜３４は信号生成回路部をなす。
検出信号Ｓｄ１は、各ＯＲ回路３１〜３４の対応する入力端にそれぞれ入力され、同様に、検出信号Ｓｄ２は、各ＯＲ回路３１〜３４の対応する入力端にそれぞれ入力されている。検出信号Ｓｄ３は、ＯＲ回路３３の対応する入力端に入力され、検出信号Ｓｄ４は、ＯＲ回路３４の対応する入力端に入力されている。ＯＲ回路３１〜３４の各出力信号は、対応する電源回路２１〜２４にそれぞれ出力される。

このようにすることにより、電源回路２１及び／又は２２に異常温度が検出されると、すべての電源回路２１〜２４の動作を停止させることができる。また、電源回路２３に異常温度が検出されると、電源回路２３のみ動作を停止させ、電源回路２４に異常温度が検出されると、電源回路２４のみ動作を停止させることができる。
すなわち、制御回路１１に電力を供給する電源回路２１及び／又は２２が異常高温になった場合は、制御回路１１自身に異常が発生した可能性が高いため、制御回路１１で動作制御されている周辺デバイス１２及び１３も含めて電源供給を停止させるようにして、異常が他のデバイスまで拡大しないようにすることができる。また、電源回路２３及び／又は２４が異常高温になった場合は、異常高温になった電源回路だけ動作を停止させることで異常の拡がりを防止することができ、制御回路１１は動作を継続しているため、動作を停止した周辺デバイス以外の機能は使用することができ、異常による被害を最小限にすることができる。

図１及び図３では、温度検出回路１は、検出信号Ｓｄ１〜Ｓｄ４をそのまま出力するようにし、異常を示した検出信号が入力された電源回路のみが動作を停止するようにしたが、レジスタの設定に応じて、特定の検出信号が異常を示した場合すべての出力信号を異常検出したことを示すようにしてもよい。このようにした場合、図１の温度検出回路１は、図６のようになる。なお、図６では、図１又は図３と同じもの又は同様のものは同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に図３との相違点のみ説明する。また、図６では、図１と同じ部分は省略している。

図６における図３との相違点は、ＯＲ回路４１〜４４、ＡＮＤ回路４５〜５０及びレジスタ５１を追加し、半導体装置１４が、端子Ａ〜Ｆを有する１つのＩＣに集積されていることにある。
図６において、温度検出回路１は、温度センサＭＴＤ１，ＭＴＤ２，ＳＴＤ１，ＳＴＤ２、基準電圧発生回路２、コンパレータ３、マルチプレクサ４、ラッチ回路ＬＴ１〜ＬＴ４、時分割制御回路５、ＯＲ回路４１〜４４、ＡＮＤ回路４５〜５０及びレジスタ５１を備えている。レジスタ５１は、制御回路１１によってデータの書き込みが行われる。ＯＲ回路４１〜４４は４入力のＯＲ回路であり、ＡＮＤ回路４５〜５０は２入力のＡＮＤ回路であり、ＯＲ回路４１〜４４、ＡＮＤ回路４５〜５０及びレジスタ５１は信号生成回路部をなす。

検出信号Ｓｄ１は、各ＯＲ回路４１〜４４の対応する入力端にそれぞれ入力され、同様に、検出信号Ｓｄ２は、各ＯＲ回路４１〜４４の対応する入力端にそれぞれ入力されている。検出信号Ｓｄ３は、ＯＲ回路４３の対応する入力端に入力されると共にＡＮＤ回路４５，４７，５０の対応する入力端にそれぞれ入力されている。検出信号Ｓｄ４は、ＯＲ回路４４の対応する入力端に入力されると共にＡＮＤ回路４６，４８，４９の対応する入力端にそれぞれ入力されている。また、ＡＮＤ回路４５，４７，５０の対応する入力端には、レジスタ５１のビット５１ａに書き込まれたデータ信号がそれぞれ入力され、ＡＮＤ回路４６，４８，４９の対応する入力端には、レジスタ５１のビット５１ｂに書き込まれたデータ信号がそれぞれ入力されている。

ＡＮＤ回路４５及び４６の各出力端は、ＯＲ回路４１の対応する入力端にそれぞれ接続され、ＡＮＤ回路４７及び４８の各出力端は、ＯＲ回路４２の対応する入力端にそれぞれ接続されている。また、ＡＮＤ回路４９の出力端は、ＯＲ回路４３の対応する入力端に接続され、ＡＮＤ回路５０の出力端は、ＯＲ回路４４の対応する入力端に接続されている。

このような構成において、レジスタ５１のビット５１ａに０（ローレベル）が書き込まれている場合は、ＡＮＤ回路４５、４７及び５０はそれぞれゲートを閉じている。このため、検出信号Ｓｄ３がハイレベルになると、ＯＲ回路４３だけがハイレベルの信号を出力し、電源回路２３だけ動作を停止する。
次に、レジスタ５１のビット５１ａに１（ハイレベル）が書き込まれている場合は、ＡＮＤ回路４５、４７及び５０はそれぞれゲートを開く。このため、検出信号Ｓｄ３がＡＮＤ回路４５、４７及び５０をそれぞれ通過することができるようになり、検出信号Ｓｄ３がハイレベルになると、各ＯＲ回路４１〜４４がそれぞれハイレベルの信号を出力し、電源回路２１〜２４が動作を停止する。

また、レジスタ５１のビット５１ｂに０（ローレベル）が書き込まれている場合は、ＡＮＤ回路４６、４８及び４９はそれぞれゲートを閉じている。このため、検出信号Ｓｄ４がハイレベルになると、ＯＲ回路４４だけがハイレベルの信号を出力し、電源回路２４だけ動作を停止する。
次に、レジスタ５１のビット５１ｂに１（ハイレベル）が書き込まれている場合は、ＡＮＤ回路４６、４８及び４９はそれぞれゲートを開く。このため、検出信号Ｓｄ４がＡＮＤ回路４６、４８及び４９をそれぞれ通過することができるようになり、検出信号Ｓｄ４がハイレベルになると、各ＯＲ回路４１〜４４がそれぞれハイレベルの信号を出力し、電源回路２１〜２４が動作を停止する。

なお、図６では、レジスタ５１として２ビットのものを使用して、検出信号Ｓｄ３及びＳｄ４のみに対して切り換え制御するようにしたが、レジスタ５１のビット数を増やすことで、すべての検出信号に対して、切り換え制御することが可能になることはいうまでもない。
このように、レジスタ５１を備えることによって、固定されていた検出信号と電源回路の動作との関係を、制御回路１１により柔軟に変えることができるようになる。この結果、半導体装置１４内の電源回路と、負荷をなす各種回路との接続の組み合わせの自由度が大きくなり、汎用性を持たせることができる。

また、図３、図５及び図６において、半導体装置１４内に、図７で示すような検出信号Ｓｄ３及びＳｄ４の状態を記憶させるレジスタ５５を備えるようにしてもよい。なお、図７におけるＧ、Ｈは、半導体装置１４の端子を示しており、半導体装置１４は、レジスタ５５を含めて１つのＩＣに集積されている。図７において、レジスタ５５のビット５５ａに検出信号Ｓｄ３の信号レベルが記憶され、レジスタ５５のビット５５ｂに検出信号Ｓｄ４の信号レベルが記憶される。制御回路１１は、レジスタ５５に記憶されたデータを定期的に読み取ることにより、検出信号Ｓｄ３及び／又はＳｄ４が異常温度を検出したことを示していないか否か調べることができる。このようにすることにより、制御回路１１は、検出信号Ｓｄ３及び／又はＳｄ４が異常温度を検出したことを示した場合、異常の起きた電源回路が電力を供給している周辺デバイスに応じた処置を行うことができる。

また、図３、図５及び図６において、半導体装置１４内に、図８で示すような検出信号Ｓｄ３及びＳｄ４の状態を記憶させるレジスタ５５と、検出信号Ｓｄ３及び／又はＳｄ４が異常温度を検出したことを示していることを制御回路１１に通知するためのＯＲ回路５６とを備えるようにしてもよい。なお、図８におけるＪは半導体装置１４の端子を示しており、半導体装置１４は、レジスタ５５及びＯＲ回路５６を含めて１つのＩＣに集積されている。図８において、レジスタ５５のビット５５ａ及び５５ｂに記憶された検出信号Ｓｄ３及びＳｄ４の各信号レベルがＯＲ回路５６の各入力端に対応して入力されており、ＯＲ回路５６の出力端は制御回路１１の割り込み入力端ＩＲＱに接続されている。検出信号Ｓｄ３及び／又はＳｄ４が異常温度を検出してハイレベルになると、ＯＲ回路５６の出力信号はハイレベルになり、制御回路１１は、異常温度が検出されたことを直ちに知ることができ、該異常温度に対する処置を高速に行うことができる。

また、図９で示すように、図８において、ＯＲ回路５６の出力信号を制御回路１１に出力すると共に、レジスタ５５のビット５５ａ及び５５ｂに記憶された検出信号Ｓｄ３及びＳｄ４の各信号レベルを制御回路１１に出力するようにしてもよい。なお、図９では、半導体装置１４は端子Ｊ，Ｇ，Ｈをも有し、レジスタ５５及びＯＲ回路５６を含めて１つのＩＣに集積されている。このようにすることにより、制御回路１１は、ＯＲ回路５６の出力信号がハイレベルになると、直ちにレジスタ５５に記憶されたデータを読み取り、どの検出信号が異常温度を検出したことを示しているかを調べることができ、異常温度を検出したことを示している検出信号に応じた処置を早急に実行することができる。

このように、本第１の実施の形態における温度検出回路は、マルチプレクサ４とラッチ回路ＬＴ１〜ＬＴ４を追加するだけの簡単な回路で、半導体チップ上では大きな面積を必要とするコンパレータと基準電圧発生回路が共に１つで済むようになり、チップ面積を大幅に縮小させることができる。なお、前記説明では、温度センサが４つである場合を例にして示したが、これは一例であり、本発明はこれに限定するものではなく、複数の温度センサを有する場合に適用するものであり、温度センサの数が多くなればなるほどチップ面積を大幅に縮小させることができる。近年では、温度センサの数が１０以上になる場合も珍しくなく、この場合の効果はより大きいものになる。また、前記説明では、温度検出回路を有する半導体装置が、内部回路として電源回路を有している場合を例にして説明したが、これは一例であり、本発明はこれに限定するものではなく、所定の機能を有する内部回路を有する半導体装置に適用するものである。

本発明の第１の実施の形態における温度検出回路の構成例を示した図である。図１の時分割制御回路５の動作例を示した図である。図１の温度検出回路を使用した電子機器の構成例を示した図である。図１の温度センサＭＴＤ１，ＭＴＤ２，ＳＴＤ１，ＳＴＤ２の配置例を示した図である。本発明の第１の実施の形態における温度検出回路の他の例を示した図である。本発明の第１の実施の形態における温度検出回路の他の例を示した図である。本発明の第１の実施の形態における温度検出回路の他の例を示した図である。本発明の第１の実施の形態における温度検出回路の他の例を示した図である。本発明の第１の実施の形態における温度検出回路の他の例を示した図である。

符号の説明

１温度検出回路
２基準電圧発生回路
３コンパレータ
４マルチプレクサ
５時分割制御回路
１１制御回路
１２，１３周辺デバイス
１４半導体装置
２１〜２４電源回路
３１〜３４，４１〜４４，５６ＯＲ回路
４５〜５０ＡＮＤ回路
５１，５５レジスタ
ＭＴＤ１，ＭＴＤ２，ＳＴＤ１，ＳＴＤ２温度センサ
ＬＴ１〜ＬＴ４ラッチ回路

Claims

複数の箇所の温度検出を行う温度検出回路において、
温度に応じた電圧の信号を生成してそれぞれ出力する複数の温度センサと、
入力された制御信号に応じて、入力された信号の信号レベルを記憶して出力する、前記各温度センサに対応してそれぞれ設けられた各記憶回路部と、
前記各温度センサからの出力信号を順次繰り返し排他的に１つ選択して所定の基準電圧との電圧比較を行い、該比較結果を対応する前記記憶回路部に順次更新して記憶させる電圧比較制御回路部と、
前記各記憶回路部の出力信号から、外部から設定された少なくとも１つの前記温度センサで異常温度が検出されたと判定すると、所定の異常温度検出信号を生成して出力する信号生成回路部と、
を備えることを特徴とする温度検出回路。
前記電圧比較制御回路部は、
所定の基準電圧を生成して出力する基準電圧発生回路部と、
入力された制御信号に応じて、前記各温度センサから出力された信号のいずれか１つを排他的に選択して出力する選択回路部と、
該選択回路部からの出力信号と前記基準電圧との電圧比較を行い、該比較結果を示す２値の信号を生成して出力する電圧比較回路部と、
前記選択回路部に対して、前記各温度センサからの出力信号を順次繰り返し排他的に１つ選択して前記電圧比較回路部に出力させると共に、該電圧比較回路部からの出力信号を該選択した温度センサに対応する前記記憶回路部に順次更新して記憶させる、前記選択回路部及び各記憶回路部の動作制御をそれぞれ行う時分割制御回路部と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の温度検出回路。
前記信号生成回路部は、外部から指定された温度センサを示すデータを記憶する書き換え可能な記憶手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の温度検出回路。
前記各温度センサ、各記憶回路部、電圧比較制御回路部及び信号生成回路部は、１つのＩＣに集積されることを特徴とする請求項１、２又は３記載の温度検出回路。
所定の機能を有する複数の内部回路と、
該各内部回路の温度検出を行う温度検出回路と、
を備え、
前記温度検出回路は、
温度に応じた電圧の信号を生成してそれぞれ出力する複数の温度センサと、
入力された制御信号に応じて、入力された信号の信号レベルを記憶して出力する、前記各温度センサに対応してそれぞれ設けられた各記憶回路部と、
前記各温度センサからの出力信号を順次繰り返し排他的に１つ選択して所定の基準電圧との電圧比較を行い、該比較結果を対応する前記記憶回路部に順次更新して記憶させる電圧比較制御回路部と、
前記各記憶回路部の出力信号から、外部から設定された少なくとも１つの前記温度センサで異常温度が検出されたと判定すると、所定の異常温度検出信号を生成して前記各内部回路にそれぞれ出力する信号生成回路部と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
前記電圧比較制御回路部は、
所定の基準電圧を生成して出力する基準電圧発生回路部と、
入力された制御信号に応じて、前記各温度センサから出力された信号のいずれか１つを排他的に選択して出力する選択回路部と、
該選択回路部からの出力信号と前記基準電圧との電圧比較を行い、該比較結果を示す２値の信号を生成して出力する電圧比較回路部と、
前記選択回路部に対して、前記各温度センサからの出力信号を順次繰り返し排他的に１つ選択して前記電圧比較回路部に出力させると共に、該電圧比較回路部からの出力信号を該選択した温度センサに対応する前記記憶回路部に順次更新して記憶させる、前記選択回路部及び各記憶回路部の動作制御をそれぞれ行う時分割制御回路部と、
を備えることを特徴とする請求項５記載の半導体装置。
前記各記憶回路部は、記憶している内容を対応する前記内部回路にそれぞれ出力することを特徴とする請求項５又は６記載の半導体装置。
前記各内部回路は、対応する記憶回路部から異常温度を検出したことを示す信号が入力されると動作を停止することを特徴とする請求項７記載の半導体装置。
前記信号生成回路部は、外部から指定された温度センサを示すデータを記憶する書き換え可能な記憶手段を有することを特徴とする請求項５、６、７又は８記載の半導体装置。
前記各内部回路は、前記所定の異常温度検出信号が入力されると動作を停止することを特徴とする請求項５又は６記載の半導体装置。
前記内部回路は、接続された負荷に電源を供給する電源回路であることを特徴とする請求項５、６、７、８、９又は１０記載の半導体装置。
前記各内部回路及び温度検出回路は、１つのＩＣに集積されることを特徴とする請求項５、６、７、８、９、１０又は１１記載の半導体装置。
温度に応じた電圧の信号を生成してそれぞれ出力する複数の温度センサを有する、複数の箇所の温度検出を行う温度検出回路の温度検出方法において、
前記各温度に応じた電圧の信号が前記各温度センサからそれぞれ出力され、
該各温度センサからの信号を順次繰り返し排他的に１つ選択して所定の基準電圧と電圧比較を行い、
該比較結果を前記温度センサごとにそれぞれ順次更新して記憶し出力し、
該記憶した各比較結果から、外部から設定された少なくとも１つの前記温度センサで異常温度が検出されたと判定すると所定の異常温度検出信号を生成して出力することを特徴とする温度検出方法。