JPH02202219A - 温度検出回路 - Google Patents

温度検出回路

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JPH02202219A
JPH02202219A JP2168989A JP2168989A JPH02202219A JP H02202219 A JPH02202219 A JP H02202219A JP 2168989 A JP2168989 A JP 2168989A JP 2168989 A JP2168989 A JP 2168989A JP H02202219 A JPH02202219 A JP H02202219A
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JP
Japan
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voltage
transistor
temperature
temperature detection
ambient temperature
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Application number
JP2168989A
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English (en)
Inventor
Toshihiko Ishii
石井 敏彦
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、たとえば電力用半導体集積回路の発熱による
昇温を検出して、半導体集積回路の熱破壊を防止する温
度検出1c11路に関する。
〔従来の技術〕
たとえば電源回路などの電力用集積回路では、発熱によ
り回路が熱破壊される場合があり、これを防止するため
に、集積回路の温度を検出して、昇温時にはたとえば電
流を遮断して発熱を抑制する技術が用いられている。第
5図はこのような従来例の温度検出回路1の電気的構成
を示すブロック図であり、第6図はその具体例を示す電
気回路図である。第5図および第6図を参照して、温度
検出回路1について説明する。
温度検出回路1は、予め定める周囲温度に対応し9、周
囲温度の変化に依存することなく基準電圧vREGを発
生する基準電圧発生回路2と、基準電圧発生回路2内で
基準電圧V  と接地間に直列EG に接続された抵抗R1,R2間にベースが接続され、コ
レクタには定電流源3が接続され、エミッタは接地され
たトランジスタQ7と、トランジスタQ7のコレクタに
ベースが接続され、エミッタは接地され、コレクタから
温度検出出力TSDが取出されるトランジスタQ8とを
含んで構成される。
基準電圧発生回路2には電源電圧V。0が入力される。
電源電圧■。0はトランジスタQ3のコレクタに接続さ
れ、トランジスタQ3のエミッタは抵抗R1と基準電圧
V  との接続点に接続される。
REG トランジスタQ3のコレクタは、定電流除4を介してコ
レクタ接地のトランジスタQ1のエミッタに接続される
。トランジスタQ3のベースは抵抗R3、およびトラン
ジスタQ1のベースを介してエミッタ接地のトランジス
タQ2のコレクタに接続される。
トランジスタQ3のエミッタは抵抗R7を介して、ベー
スとコレクタとが導通されたトランジスタQ6のコレク
タに接続され、トランジスタQ6のエミッタは、並列抵
抗R4,R5を介してカレントミラー回路5を構成する
トランシタQ4.Q5のコレクタにそれぞれ接続される
。トランジスタQ4.Q5のエミッタはそれぞれ、抵抗
R6を介しておよび直接に接地される。トランジスタQ
4のコレクタはコンデンサC1を介しておよび直接に、
トランジスタQ2のコレクタおよびベースにそれぞれ接
続される。
この従来技術では、基準電圧V REGが抵抗R1゜R
2で分圧されたトランジスタ07Φベース電圧と、トラ
ンジスタQ7のベース・エミッタ間電圧V  とを比較
し、周囲温度に依存する前記べ一E7 ス・エミッタ間電圧VBE7の大きさを計測するように
している。
以下、従来の技術の動作について説明する。トランジス
タQ4はトランジスタQ5に対してNmのエミッタ面積
を有していると想定すると、抵抗R6の両端に発生ずる
電圧V1は、 k:ボルツマン定数 q:電子の電荷 T:絶対温度 でホされる。したがって抵抗R4,R5の接続点6の電
圧v2は、トランジスタQ2を流れる電流を12とすれ
ば、 R6q      q   lS ・・・(2) I、:逆方向飽和電流 となる。上記第(2)式の右辺第1項は抵抗R4での電
圧降下、第2項はトランジスタQ2のベース・エミッタ
間電圧を表す。上記第(2)式の右辺第1項は温度に比
例し、また第2項は1.が温度に比例することにより、
温度に反比例するので、第(2)式右辺仝体の値は周知
のバンドギ1!ツブ定電圧(約1.25V)どなる。ま
た抵抗R7およびトランジスタQ6による電圧降下もほ
ぼ161様の(直となる。したがって、基準゛電圧■1
,6は温度変化によっては値の変化することのない約2
.5vの定電圧となる。
成る設定温度tでトランジスタQ7が導通したときのト
ランジスタQ7のベース・エミッタ間電圧VB[7は、 ’J      Is で定められる。このときトランジスタQ8は遮断状態と
なり、温度検出信号TSDはハイレベルまたはハイイン
ピーダンス状態となり、この意味で温度検出信号TSD
が取出されることになる。このとぎ、前記トランジスタ
Q7のベース電圧は基準電圧VRE。が抵抗R1,[で
2で分F〔された値であって第(2)式より回路毎のば
らつぎはほとんどなく一定であるが、第(3)式の逆方
向飽和電流I、は拡散されるキャリア濃度と少数キレリ
アの濃度に依存し集積回路の製造条件で決まるものであ
り、これにより基準電圧VREGの精度をいくら上げて
も温度検出回路1の温度設定はトランジスタQ7のベー
ス・エミッタ間電圧V8[7に依存することになる。
(発明が解決しようとする課題〕 従来の温度検出回路1は以上のように構成されているの
で、上記第(3)式に示される逆方向飽和電流I8が製
造条件によりばらついてしまい、温度検出回路1が検出
する温度にばらつきを生じ、このような温度検出回路1
が説けられる集積回路の熱破壊を防止する作用を実現で
きない場合がある。
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
たものであり、検出する温度にばらつきが生じるIs!
を防ぎ、かつ回路構成を複雑にする必要を解消した温度
検出回路を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る温度検出回路は、予め定める周囲温度に
対応しかつ周囲温度の変化に関係なく一定な第1の電圧
を発生する第1の電圧発生手段と、周囲温度に対応した
第2の電圧を発生する第2の電圧発生手段と、第1の電
圧発生手段からの第1の電圧と第2の電圧発生手段から
の第2の電圧とを比較し、予め定める大小関係が成立し
たときに温度検出信号を導出する比較器とを設けたもの
である。
〔作用〕
この発明における比較器は、予め定める周囲温度に対応
しかつ周囲温度に関係なく一定な第1の電圧と、周囲温
度に対応した第2の電圧とを比較し、予め定める大小関
係が成立したときに温度検出信号を導出する。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例の温度検出回路11の基本的
構成を示すブロック図tあり、第2図はその具体例を示
す電気回路図である。第1図および第2図を参照して、
本実施例について説明する。
温度検出回路11は、たとえば電源回路などの電力用集
積回路に設けられ、集積回路素子の発熱などによる熱破
壊を防止するために周囲温度を検出するようにしている
温度検出回路11は、予め定める周囲温度に対応し、か
つ周llO温度の変化に関わりのない基準電圧vREG
を発生する基準電圧発生回路12と、基準電圧vREG
と接地間に直列に接続される抵抗R11、R12と、温
度依存電圧V1゜と抵抗R11、R12の接続点17の
電圧とを比較する比較器A1とを含む。
基準電圧発生回路12には電源電圧V。0が入力される
。電源電圧■CCはトランジスタQ13のコレクタに接
続され、トランジスタQ13のエミッタは抵抗R11と
IQ!電圧V  との接続点に接IG 続される。トランジスタQ13のコレクタは、定電流源
14を介してコレクタ接地のトランジスタQ11のエミ
ッタに接続される。トランジスタQ13のベースは抵抗
R13、およびトランジスタQ11のベースを介してエ
ミッタ接地のトランジスタQ12のコレクタに接続され
る。
トランジスタQ13のエミッタは抵抗R17を介して、
ベースとコレクタが導通されたトランジスタQ16のコ
レクタに接続され、トランジスタQ16のエミッタは、
並列抵抗R14,R15を介してカレントミラー回路1
5を構成するトランジスタQ14.Q15のコレクタに
それぞれ接続される。トランジスタQ14.Q15のエ
ミッタはそれぞれ、抵抗R16を介しておよび直接に接
地される。トランジスタQ14のコレクタはコンデンサ
C11を介しておよび直接に、トランジスタQ12のコ
レクタおよびベースにそれぞれ接続される。
トランジスタQ14.Q15のベースはトランジスタQ
21のベースにも接続され、トランジスタQ21のエミ
ッタは抵抗R20を介して接地され、コレクタは抵抗1
8を介して基準電圧■RE6に接続される。
比較器A1には、トランジスタQ21のコレクタと抵抗
R18との間の接続点16にベースが接続されたトラン
ジスタQ19と、抵抗R11とR12との間の接続点1
7にベースが接続されたトランジスタQ20と、抵抗R
19を介して接地されるトランジスタQ20のコレクタ
がベースに接続されるトランジスタQ18とが含まれる
。前記トランジスタQ19.Q20のエミッタには定電
流源13が接続される。
以下、温度検出回路11の動作について説明する。接続
点16の電圧を、ある温度tでの基準電圧vREGから
の電圧降下分V3として表すと、上記第(1)式より、 k(T+t)       R18 a          R20 となる。また接続点17の電圧は、上記第2式から、温
度に無関係に一定値となる。この一定値は抵抗R11,
R12の分圧比により自在に設定できる。いま、接続点
17の電圧が、上記のある温度tとして予め定める設定
温度t。を採用した場合の上記第(4)式の電圧3と等
しくなるように抵抗R11,R12の分圧比を設定して
おく。
検出温度tが設定温度t。未満では、トランジスタQ1
9.Q20のベース電位は接地電位側から見て、トラン
ジスタQ19の方が高く、したがって定電流源13の電
流【4はトランジスタQ20を介して流れ、トランジス
タ018は導通状態となり、温度検出信号TSDが出力
される。また検出温度tが設定温度t。以上であれば、
電流I4はトランジスタQ19を通って接地側に流れト
ランジスタ018は遮断状態になる。このようにして、
温度検出回路11の基本的動作が実現される。
一方、このような温度検出回路11には、素子毎にばら
つきがある。従来例では、−第(3)式に示すように逆
方向飽和電流ISのばらつきが、温度検出動作のMi差
を発生させているが、本実施例では抵抗R18の両端に
表われる電圧は、第(4)式に示すように上記逆方向飽
和電流I、と関わりなく決定される。したがって上記ば
らつきが存在する場合でも、温度検出動作上の誤差とな
る事態が防がれる。
第3図は本発明の他の実施例の温度検出回路21の基本
的構成を示すブロック図であり、第4図は温度検出回路
2]の具体例を示″rj電気回路図である。第3図およ
び第4図を参照して本実施例について説明する。本実施
例は前述の実施例に類似し、対応する部分には同一の参
照符を付す。本実施例の注目すべき点は比較器A1にヒ
ステリシスを設定して、温度検出動作に安定性を与える
ようにしたことである。
比較器A1のトランジスタQ19のコレクタは抵抗R2
1を介して接地される。抵抗R11と基準電圧V  と
の間に抵抗R24が接続されるとEG ともに、この抵抗R24の両端にエミッタおよびコレク
タが接続されたトランジスタQ23が設けられる。また
トランジスタQ19のコレクタにベースが接続されたト
ランジスタQ22のコレクタには、抵抗R22,R23
をこの順に介して基準電圧vREoが接続される。前記
トランジスタQ23のベースは抵抗R22とR23間に
接続される。
前記トランジスタQ22のエミッタは接地される。
このような温度検出回路21において、検出温度tが設
定温度t。以上となると、前述したようにトランジスタ
Q18は導通状態から遮断状態に切換ねるが、このとき
電流14はトランジスタQ19および抵抗R21を経て
流れ、トランジスタQ22は導通状態になる。これによ
り、トランジスタQ23のベース電位は降下し、トラン
ジスタ023は導通状態になる。このとき、接続点17
の電圧の変化分ΔVは、トランジスタQ23の飽和電圧
をV  とすれば、 C[23 ・・・(4) と表される。また、抵抗R18の両端に発生する電圧の
温度係数には、 ・・・(5) となる。ここで変数t。は前述した設定温度である。し
たがって第4式および第5式から、ΔV/Kが本実施例
の温度検出回路21の温度換算でのヒステリシス幅とな
る。
本実施例では、前述の実施例で述べた効果と同様の効果
を実現できると共に、検出動作に関してヒステリシスを
設定したので温度検出出力1〜SDがむやみに変化する
事態を防ぐことができ温度検出動作が安定する。
上記各実施例では温度に比例して変化するトランジスタ
Q19のベース電圧を、温度に影響されない一定の電圧
と比較するようにしたが、他の実施例として比較器A1
の位相を反転し、温度と反比例するトランジスタQ12
のベース・エミッタ間電圧を、前記温度にve響されな
い一定の電圧と比較して温度検出動作を行うようにして
もよい。
この場合、基準電圧V  は第(2)式で示されるEG ように第2項目にトランジスタQ12のベース・エミッ
タ間電圧より成る項を含み、トランジスタQ12のベー
ス・エミッタ閤電圧がばらつくときは基準電圧VREG
もばらついてそのばらつきは相殺され、温度検出出力T
SDは一定となる。
〔発明の効果〕
以−り説明したように、この発明によれば、予め定める
周囲温度に対応しかつ周囲温度の変化に関係なく一定な
第1の電圧と、周囲温度に対応した第2の電圧とを比較
器を用いて直接比較するようにしたので、温度検出信号
が導出される周囲温度の設定にばらつきを生じる事態が
防がれ、本発明が実施されるたとえば半導体集積回路な
どが熱破壊される危険を確実に回避できるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の温度検出回路の基本的構成
を示すブロック図、第2図はその温度検出回路の具体例
を示す電気回路図、第3図は本発明の他の実施例の温度
検出回路の基本的構成を示すブロック図、第4図はその
温度検出回路の具体例を示す電気回路図、第5図は従来
の温度検出回路の基本的構成を示すブロック図、第6図
はその温度検出回路の具体例を示す電気回路図である。 図において、11.21は温度検出回路、12は基準電
圧発生回路、A1は比較器、■  は基EG 準電圧である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)予め定める周囲温度に対応し、かつ周囲温度の変
    化に関係なく一定な第1の電圧を発生する第1の電圧発
    生手段と、 周囲温度に対応した第2の電圧を発生する第2の電圧発
    生手段と、 前記第1の電圧発生手段からの第1の電圧と、前記第2
    の電圧発生手段からの第2の電圧とを比較し、予め定め
    る大小関係が成立したときに温度検出信号を導出する比
    較器とを備える温度検出回路。
JP2168989A 1989-01-31 1989-01-31 温度検出回路 Pending JPH02202219A (ja)

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