JPH0220116A - 半導体デバイスの過熱検出回路装置 - Google Patents
半導体デバイスの過熱検出回路装置Info
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- JPH0220116A JPH0220116A JP1115921A JP11592189A JPH0220116A JP H0220116 A JPH0220116 A JP H0220116A JP 1115921 A JP1115921 A JP 1115921A JP 11592189 A JP11592189 A JP 11592189A JP H0220116 A JPH0220116 A JP H0220116A
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- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 3
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
- H02H5/04—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature
- H02H5/044—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature using a semiconductor device to sense the temperature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/01—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using semiconducting elements having PN junctions
-
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野〕
本発明は、半導体デバイスに熱的に結合されたバイポー
ラトランジスタと、このバイポーラトランジスタに直列
接続された電流源とを備え、半導体デバイスの温度が予
め定められた温度を超過したことを検出するための回路
装置に関する。
ラトランジスタと、このバイポーラトランジスタに直列
接続された電流源とを備え、半導体デバイスの温度が予
め定められた温度を超過したことを検出するための回路
装置に関する。
(従来の技術〕
このような回路装置は既に知られている。この公知の回
路装置を第3図に基づいて説明する。
路装置を第3図に基づいて説明する。
この回路装置は電流源2が直列接続されているバイポー
ラトランジスタ1を有している。このバイポーラトラン
ジスタ1は過熱を監視される半導体デバイス、例えばパ
ワーMO3FETまたはパワーICに熱的に結合されて
いる。を流源2としてnチャネル・デイプレッション形
トランジスタが使用されている。バイポーラトランジス
タlのコレクタ・エミッタ間電圧を制限するために、こ
のバイポーラトランジスタ1にはツェナーダイオード3
が並列接続されている。バイポーラトランジスタ1と電
流源2とから成る直列回路には、MO3FET4と、抵
抗9と、別の電2115とから成る直列回路が並列接続
されている。その場合、バイポーラトランジスタlのコ
レクタ端子CはMO3FET4のソース端子Sに接続さ
れている。
ラトランジスタ1を有している。このバイポーラトラン
ジスタ1は過熱を監視される半導体デバイス、例えばパ
ワーMO3FETまたはパワーICに熱的に結合されて
いる。を流源2としてnチャネル・デイプレッション形
トランジスタが使用されている。バイポーラトランジス
タlのコレクタ・エミッタ間電圧を制限するために、こ
のバイポーラトランジスタ1にはツェナーダイオード3
が並列接続されている。バイポーラトランジスタ1と電
流源2とから成る直列回路には、MO3FET4と、抵
抗9と、別の電2115とから成る直列回路が並列接続
されている。その場合、バイポーラトランジスタlのコ
レクタ端子CはMO3FET4のソース端子Sに接続さ
れている。
MO3FET4のゲート端子Gはバイポーラトランジス
タlのエミッタ端子上に接続されている。
タlのエミッタ端子上に接続されている。
電流源5は同様にnチャネル・デイプレッション形トラ
ンジスタによって構成することができ、この電流源5に
はツェナー−ダイオード6が並列接続されている。抵抗
9は一般にはMO3FET4の順方向抵抗である。
ンジスタによって構成することができ、この電流源5に
はツェナー−ダイオード6が並列接続されている。抵抗
9は一般にはMO3FET4の順方向抵抗である。
駆動電圧Vllが端子7とアースとの間に印加されると
、監視される半導体デバイスが冷たい状態、従ってこの
半導体デバイスに熱的に結合されているバイポーラトラ
ンジスタlが冷たい状態では僅かな電流しか流れない、
その場合、バイポーラトランジスタ、1と電流f12と
は、臨界温度以下でバイポーラトランジスタlを流れる
電流は電流源2の動作′24流よりも小さくなるように
設計される。
、監視される半導体デバイスが冷たい状態、従ってこの
半導体デバイスに熱的に結合されているバイポーラトラ
ンジスタlが冷たい状態では僅かな電流しか流れない、
その場合、バイポーラトランジスタ、1と電流f12と
は、臨界温度以下でバイポーラトランジスタlを流れる
電流は電流源2の動作′24流よりも小さくなるように
設計される。
従って、pチャネルMO3FET4のゲート端子Gは駆
動電圧VSSに対して負にバイアスされ、それによりM
O3FET4が導通する。MO3FET4のゲート・ソ
ース間電圧はツェナーダイオード3によって制限される
。導通したMO3FET4には、大きさが電流fA5の
動作電流と抵抗9とによって決められる電流が流れる。
動電圧VSSに対して負にバイアスされ、それによりM
O3FET4が導通する。MO3FET4のゲート・ソ
ース間電圧はツェナーダイオード3によって制限される
。導通したMO3FET4には、大きさが電流fA5の
動作電流と抵抗9とによって決められる電流が流れる。
監視される半導体デバイスの温度、従ってバイポーラト
ランジスタlの温度が上昇すると、バイポーラトランジ
スタ1を流れる電流が増大する。
ランジスタlの温度が上昇すると、バイポーラトランジ
スタ1を流れる電流が増大する。
臨界温度に達してバイポーラトランジスタ1を流れる電
流が電流源2の電流よりも大きくなると、その抵抗値は
飛躍的に増大し、バイポーラトランジスタ1のエミッタ
電位、従ってMO3FET4のゲート端子電位はほぼ駆
動電圧の値に増大する。
流が電流源2の電流よりも大きくなると、その抵抗値は
飛躍的に増大し、バイポーラトランジスタ1のエミッタ
電位、従ってMO3FET4のゲート端子電位はほぼ駆
動電圧の値に増大する。
それによって、MOS F ET 4はオフし、出力端
子8の電圧はほぼアース電位の値になる。この信号は過
熱信号として検出することができる。
子8の電圧はほぼアース電位の値になる。この信号は過
熱信号として検出することができる。
この回路装置の零入力端子はバイポーラトランジスタl
を通って流れる電流とMO3FET4を通って流れる電
流とによって形成される。この電流は例えば数10//
Aの大きさである。しかしながら、多くの使用目的にと
って、例えば自動車にとっては、このように大きい零入
力電流は好ましくない。
を通って流れる電流とMO3FET4を通って流れる電
流とによって形成される。この電流は例えば数10//
Aの大きさである。しかしながら、多くの使用目的にと
って、例えば自動車にとっては、このように大きい零入
力電流は好ましくない。
そこで本発明は、零入力電流が極端に小さくなるように
、上述した種類の回路装置を構成することを課題とする
。
、上述した種類の回路装置を構成することを課題とする
。
〔課題を解決するための手段]
この課題を解決するために、本発明は、a)バイポーラ
トランジスタと電ft源との間にMOSFETのソース
・ドレイン区間が接続され、b)MOSFETのソース
端子はバイポーラトランジスタのエミッタ端子に接続さ
れ、 c)MOSFETのゲート端子は第1のツェナーダイオ
ードによって第1の固定電位に保持され、d)MOSF
ETのソース端子は第2のツェナーダイオードによっ“
ζ第2の固定電位に保持され、e)前記両電位は、半導
体デバイスの温度が標準温度のときにはそれらの電位差
がMOSFETのターンオン電圧よりも小さくなるよう
に設定される、 ことを特徴とする。
トランジスタと電ft源との間にMOSFETのソース
・ドレイン区間が接続され、b)MOSFETのソース
端子はバイポーラトランジスタのエミッタ端子に接続さ
れ、 c)MOSFETのゲート端子は第1のツェナーダイオ
ードによって第1の固定電位に保持され、d)MOSF
ETのソース端子は第2のツェナーダイオードによっ“
ζ第2の固定電位に保持され、e)前記両電位は、半導
体デバイスの温度が標準温度のときにはそれらの電位差
がMOSFETのターンオン電圧よりも小さくなるよう
に設定される、 ことを特徴とする。
(実施例〕
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第1図および第2図は本発明のそれぞれ異なる実施例を
示す回路図である。これらの図において第3図と同一ま
たは機能的に同一部分には同一符号が付されている。
示す回路図である。これらの図において第3図と同一ま
たは機能的に同一部分には同一符号が付されている。
第1図の回路装置においてnpnバイポーラトランジス
タ1には、pチャネルMO3FET+、1と、抵抗9と
、電流源12とが直列接続されている。抵抗9は一般に
はMO3FETI lO順方向抵抗である。MO3FE
TIIのソース端子Sはバイポーラトランジスタlのエ
ミッタ端子E4.″、接続されている。バイポーラトラ
ンジスタ1のコレクタ端子Cには端子7を介して駆動電
圧■。。が与えられている。MO3FETIIのゲート
端子Gは第1のツェナーダイオード13によって第1の
固定電位に保持されている。MO3FETI 1のソー
ス端子Sとバイポーラトランジスタ1の工(ツタ端子E
とは第2のツェナーダイオード14によって第2の固定
電位に保持されている。ツェナーダイオード13.14
はアノード側がそれぞれ電?!fi15.16に直列接
続されている9両市列回路には駆動電圧VDDが与えら
れている。・ツェナーダイオード13.14のツェナー
電圧はFl’いに等しい。
タ1には、pチャネルMO3FET+、1と、抵抗9と
、電流源12とが直列接続されている。抵抗9は一般に
はMO3FETI lO順方向抵抗である。MO3FE
TIIのソース端子Sはバイポーラトランジスタlのエ
ミッタ端子E4.″、接続されている。バイポーラトラ
ンジスタ1のコレクタ端子Cには端子7を介して駆動電
圧■。。が与えられている。MO3FETIIのゲート
端子Gは第1のツェナーダイオード13によって第1の
固定電位に保持されている。MO3FETI 1のソー
ス端子Sとバイポーラトランジスタ1の工(ツタ端子E
とは第2のツェナーダイオード14によって第2の固定
電位に保持されている。ツェナーダイオード13.14
はアノード側がそれぞれ電?!fi15.16に直列接
続されている9両市列回路には駆動電圧VDDが与えら
れている。・ツェナーダイオード13.14のツェナー
電圧はFl’いに等しい。
標Y$温度のときにはバイポーラトランジスタ1には僅
かな電流しか流れない。そのエミンタ電位つまりMOS
FETIIのソース電位はツェナーダイオード14のツ
ェナー電圧によって定められている。MOSFET+、
1のゲート電位はツェナーダイオード13のツェナー電
圧に定められている。両ツェナー電圧が等しいと、MO
SFETIlのゲート・ソース間電圧は零になり、この
MOSFET11は遮断される。出力端子8の電位はそ
の場合にはほぼアース電位になっている。
かな電流しか流れない。そのエミンタ電位つまりMOS
FETIIのソース電位はツェナーダイオード14のツ
ェナー電圧によって定められている。MOSFET+、
1のゲート電位はツェナーダイオード13のツェナー電
圧に定められている。両ツェナー電圧が等しいと、MO
SFETIlのゲート・ソース間電圧は零になり、この
MOSFET11は遮断される。出力端子8の電位はそ
の場合にはほぼアース電位になっている。
バイポーラトランジスタlが加熱されると、バイポーラ
トランジスタ1の電流は増大し、そのエミンタ電位つま
りMO3FETIIのソース電位は駆動電圧veoの方
向へ向かって増大し、一方ゲート電位はツェナーダイオ
ード13によって一定に保持される。ゲート・ソース間
電圧U。がターンオン電圧に達すると、MOSFETI
Iが導通する。それによって、電流が端子7からアース
に向かって流れる。その電流の大きさはバイポーラトラ
ンジスタの制tllと抵抗9とによって定められる。こ
の電流がTL流tA12の動作電流に等しくなると、電
流#12、従って出力端子8.20における電圧が飛躍
的に増大する。この信号は過熱信号として検出すること
ができる。
トランジスタ1の電流は増大し、そのエミンタ電位つま
りMO3FETIIのソース電位は駆動電圧veoの方
向へ向かって増大し、一方ゲート電位はツェナーダイオ
ード13によって一定に保持される。ゲート・ソース間
電圧U。がターンオン電圧に達すると、MOSFETI
Iが導通する。それによって、電流が端子7からアース
に向かって流れる。その電流の大きさはバイポーラトラ
ンジスタの制tllと抵抗9とによって定められる。こ
の電流がTL流tA12の動作電流に等しくなると、電
流#12、従って出力端子8.20における電圧が飛躍
的に増大する。この信号は過熱信号として検出すること
ができる。
電流源15.16は、バイポーラトランジスタ1を通っ
て流れる零入力電流とツェナーダイオード13.14を
通って流れる逆方向TL/itとが1μA以下となるよ
うに設計されている。
て流れる零入力電流とツェナーダイオード13.14を
通って流れる逆方向TL/itとが1μA以下となるよ
うに設計されている。
バイポーラトランジスタ1のヘース端子I3とエミッタ
端子Eとの間には抵抗19を接続することができる。こ
の抵抗の抵抗値を適切に設定するごとにより、回路のス
イッチング温度を変えることができる。さらに、抵抗1
9にはコンデンサ21を並列接続することができ、この
コンデンサ21は供給電圧源から発せられる擾乱電圧を
充分に無害なものとする。
端子Eとの間には抵抗19を接続することができる。こ
の抵抗の抵抗値を適切に設定するごとにより、回路のス
イッチング温度を変えることができる。さらに、抵抗1
9にはコンデンサ21を並列接続することができ、この
コンデンサ21は供給電圧源から発せられる擾乱電圧を
充分に無害なものとする。
第1図においてはツェナー電流は電流tA15.16に
よって制限されている。電流源15.16の代わりに、
ツェナーダイオード13.14には7ノード側に同様に
それぞれ抵抗17.18を直列接続することができる(
第2図)、これらの抵抗は同様に、冷たいバイポーラト
ランジスタlを通って流れる電流と共に装置の零入力電
流を意味するツェナー電流が非常に小さく保持され得る
ように設定される。
よって制限されている。電流源15.16の代わりに、
ツェナーダイオード13.14には7ノード側に同様に
それぞれ抵抗17.18を直列接続することができる(
第2図)、これらの抵抗は同様に、冷たいバイポーラト
ランジスタlを通って流れる電流と共に装置の零入力電
流を意味するツェナー電流が非常に小さく保持され得る
ように設定される。
第1図および第2図に示した実施例においてはツェナー
ダイオードには駆動電圧MDIIが与えられている。こ
れらにはVllmとは異なった電位またはそれぞれにV
llとは異なった別の電位を与えることができる。それ
らのツェナー電圧は、冷たい状態ではMO3FETII
のゲート・ソース間電圧UG3がターンオン電圧よりも
小さくなるように選定される。負の供給電圧の場合には
各トランジスタはこれらとは異なった導電形のトランジ
スタと置き換えられる。
ダイオードには駆動電圧MDIIが与えられている。こ
れらにはVllmとは異なった電位またはそれぞれにV
llとは異なった別の電位を与えることができる。それ
らのツェナー電圧は、冷たい状態ではMO3FETII
のゲート・ソース間電圧UG3がターンオン電圧よりも
小さくなるように選定される。負の供給電圧の場合には
各トランジスタはこれらとは異なった導電形のトランジ
スタと置き換えられる。
第1図および第2図は本発明のそれぞれ異なる実施例を
示す回路図、第3図は従来の回路装置を示す回路図であ
る。 l・・・バイポーラトランジスタ 11・・・MOSFET 12.15.16・・・電流源 13.14・・・ツェナーダイオード 17.18、!9・・・抵抗 20・・・コンデンサ
示す回路図、第3図は従来の回路装置を示す回路図であ
る。 l・・・バイポーラトランジスタ 11・・・MOSFET 12.15.16・・・電流源 13.14・・・ツェナーダイオード 17.18、!9・・・抵抗 20・・・コンデンサ
Claims (1)
- (1)半導体デバイスに熱的に結合されたバイポーラト
ランジスタと、このバイポーラトランジスタに直列接続
された電流源とを備え、半導体デバイスの温度が予め定
められた温度を超過したことを検出するための回路装置
において、 a)バイポーラトランジスタ(1)と電流源(12)と
の間にMOSFET(11)の ソース・ドレイン区間が接続され、 b)MOSFET(11)のソース端子(S)はバイポ
ーラトランジスタ(1)のエミッ タ端子(E)に接続され、 c)MOSFET(11)のゲート端子(G)は第1の
ツェナーダイオード(13)によ って第1の固定電位に保持され、 d)MOSFET(11)のソース端子(S)は第2の
ツェナーダイオード(14)によ って第2の固定電位に保持され、 e)前記両電位は、半導体デバイスの温度が標準温度の
ときにはそれらの電位差がMO SFET(11)のターンオン電圧よりも 小さくなるように設定されている、 ことを特徴とする半導体デバイスの過熱検出回路装置。 2)ツェナーダイオード(13、14)にはアノード側
にそれぞれ抵抗(17、18)が直列接続され、この直
列回路には固定電圧が与えられることを特徴とする請求
項1記載の回路装置。 3)ツェナーダイオード(13、14)にはアノード倒
にそれぞれ別の電流源(15、16)が直列接続され、
この直列回路には固定電圧が与えられることを特徴とす
る請求項1記載の回路装置。 4)ツェナーダイオード(13、14)にはカソード側
にバイポーラトランジスタ(1)のコレクタ端子(C)
が接続され、それらのツェナー電圧は互いに等しいこと
を特徴とする請求項1記載の回路装置。 5)バイポーラトランジスタ(1)のベース・エミッタ
区間には抵抗(19)が並列接続されていることを特徴
とする請求項1ないし4の1つに記載の目路装置。 6)バイポーラトランジスタ(1)のベース・エミッタ
区間にはコンデンサ(21)が並列接続されていること
を特徴とする請求項1ないし4の1つに記載の回路装置
。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3816259.8 | 1988-05-11 | ||
DE3816259 | 1988-05-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0220116A true JPH0220116A (ja) | 1990-01-23 |
JP2696774B2 JP2696774B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=6354254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1115921A Expired - Fee Related JP2696774B2 (ja) | 1988-05-11 | 1989-05-08 | 半導体デバイスの過熱検出回路装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4875131A (ja) |
EP (1) | EP0341482B1 (ja) |
JP (1) | JP2696774B2 (ja) |
DE (1) | DE58900553D1 (ja) |
Families Citing this family (14)
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---|---|---|---|---|
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DE4239522C2 (de) * | 1992-11-25 | 1999-04-15 | Mannesmann Vdo Ag | Verfahren und Anordnung zur Erfassung der Temperatur mindestens eines Bauteils |
US5550701A (en) * | 1994-08-30 | 1996-08-27 | International Rectifier Corporation | Power MOSFET with overcurrent and over-temperature protection and control circuit decoupled from body diode |
DE4437461C2 (de) * | 1994-10-19 | 1998-08-20 | Siemens Ag | Integrierter Temperatursensor |
US5639163A (en) * | 1994-11-14 | 1997-06-17 | International Business Machines Corporation | On-chip temperature sensing system |
EP0735351B1 (de) * | 1995-03-29 | 2002-06-05 | Infineon Technologies AG | Schaltungsanordnung zum Erfassen der Temperatur eines Leistungs-Halbleiterbauelements |
DE19548060A1 (de) | 1995-12-21 | 1997-06-26 | Siemens Ag | Durch Feldeffekt steuerbares Leistungs-Halbleiterbauelement mit Temperatursensor |
US5829879A (en) * | 1996-12-23 | 1998-11-03 | Motorola, Inc. | Temperature sensor |
DE19745040C2 (de) * | 1997-02-10 | 2003-03-27 | Daimler Chrysler Ag | Anordnung und Verfahren zum Messen einer Temperatur |
DE19727229C1 (de) * | 1997-06-26 | 1998-07-23 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zum Erfassen des Überschreitens einer kritischen Temperatur eines Bauelements |
DE19904575C1 (de) | 1999-02-04 | 2000-03-30 | Siemens Ag | Temperaturgeschützter Halbleiterschalter mit Temperatursensor und zusätzlichem Ladungsträger-Detektor, der eine echte Übertemperatur von einer vermeintlichen unterscheidbar macht |
DE10205502B4 (de) * | 2002-02-09 | 2009-01-15 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterbauelement mit integriertem Temperatursensor |
US7944269B2 (en) * | 2008-09-26 | 2011-05-17 | Infineon Technologies Ag | Power transistor and method for controlling a power transistor |
CN107275394B (zh) * | 2016-04-08 | 2020-08-14 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种功率半导体模块及其自保护方法 |
Family Cites Families (5)
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---|---|---|---|---|
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IT1202895B (it) * | 1979-02-27 | 1989-02-15 | Ates Componenti Elettron | Dispositivo di protezione termica per un componente elettronico a semiconduttore |
DE3417211A1 (de) * | 1984-05-10 | 1985-11-14 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Temperatursensor |
US4667265A (en) * | 1985-12-20 | 1987-05-19 | National Semiconductor Corporation | Adaptive thermal shutdown circuit |
US4730228A (en) * | 1986-03-21 | 1988-03-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Overtemperature detection of power semiconductor components |
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1989
- 1989-04-24 DE DE8989107408T patent/DE58900553D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-24 EP EP19890107408 patent/EP0341482B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-25 US US07/342,835 patent/US4875131A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-05-08 JP JP1115921A patent/JP2696774B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
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