JPH0267767A - Semiconductor device and its circuit - Google Patents
Semiconductor device and its circuitInfo
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、温度を測定する端子を有する半導体装置に係
り、特に、主電流が流れる領域の温度を精度よく測定す
ることを可能とした端子を有する半導体装置及び半導体
回路に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor device having a terminal for measuring temperature, and in particular, to a terminal that makes it possible to accurately measure the temperature in a region where a main current flows. The present invention relates to a semiconductor device and a semiconductor circuit.
[従来の技術]
半導体装置、特に、IA以上の大電流を流す半導体装置
は、導通時のジュール熱による発熱が過大となった場合
に、半導体装置自身が破壊されてしまうという問題があ
る。このような問題点を解決する従来技術として、回路
上または回路を構成しているIC等に温度を検出する素
子を設け、この素子が、−室以上に半導体装置の温度が
上昇したことを検出した場合、大電流を流す半導体装置
の電流を制限する技術が知られている。[Prior Art] Semiconductor devices, especially semiconductor devices that flow a large current of IA or more, have a problem in that the semiconductor device itself is destroyed if the amount of heat generated by Joule heat during conduction becomes excessive. As a conventional technique to solve such problems, a temperature detecting element is provided on the circuit or in an IC, etc. constituting the circuit, and this element detects when the temperature of the semiconductor device rises above the -chamber. In such a case, there is a known technique for limiting the current of a semiconductor device through which a large current flows.
第8図はこの種従来技術による半導体回路の構成を示す
回路図である。第8図において、100は半導体装置、
101は温度測定用のダイオード、102は差動アンプ
、103はAND回路である。FIG. 8 is a circuit diagram showing the configuration of a semiconductor circuit according to this kind of conventional technology. In FIG. 8, 100 is a semiconductor device;
101 is a diode for temperature measurement, 102 is a differential amplifier, and 103 is an AND circuit.
第8図に示す従来技術は、大電流を流す半導体装置の温
度を検出し、温度の検出信号に基づいて半導体装置の電
流を遮断するものである。The conventional technique shown in FIG. 8 detects the temperature of a semiconductor device through which a large current flows, and cuts off the current of the semiconductor device based on a temperature detection signal.
この従来技術において、半導体装置100が定常状態で
動作している場合、差動アンプ102は、AND回路1
03の端子SにHigh信号を与えている。この結果、
半導体装置100は、AND回路103の端子Gに与え
られるゲート信号と同レベルの信号がそのゲートに入力
されて、その動作が制御される。In this prior art, when the semiconductor device 100 is operating in a steady state, the differential amplifier 102 is connected to the AND circuit 1
A high signal is given to the terminal S of 03. As a result,
The operation of the semiconductor device 100 is controlled by a signal having the same level as the gate signal applied to the terminal G of the AND circuit 103 being input to its gate.
半導体装置100は、前述の動作を行っている場合に、
そのオン抵抗と電流とにより発熱する。When the semiconductor device 100 performs the above-described operation,
Heat is generated due to the on-resistance and current.
その熱は、ダイオード101に伝わり、定電流が流れて
いるダイオード101の両端の電圧を低下させる。いま
、半導体装置10oの発熱が何らかの理由により過大と
なると、ダイオード101の両端の降下電圧が所定値以
下となり、差動アンプ101は、リファランス用の電圧
を生成している抵抗Rrefとの関係で、その出力をH
i g hからLowに変化させる。The heat is transferred to the diode 101 and lowers the voltage across the diode 101 through which a constant current flows. Now, if the heat generation of the semiconductor device 10o becomes excessive for some reason, the voltage drop across the diode 101 becomes less than a predetermined value, and the differential amplifier 101, in relation to the resistor Rref that generates the reference voltage, Its output is H
i g Change from h to Low.
この場合、ゲート信号として端子GにHighの信号が
入力されても、AND回路103により。In this case, even if a High signal is input to the terminal G as a gate signal, the AND circuit 103
半導体装置100に入力される信号は、Lowとされて
しまうので、半導体装1100は、その電流が遮断され
ることになり、熱的な破壊から保護されることになる。Since the signal input to the semiconductor device 100 is set to Low, the current to the semiconductor device 1100 is cut off, and the semiconductor device 1100 is protected from thermal destruction.
なお、この種従来技術として、例えば、シュシー外2名
著、「ア ニュー チップ アンドア ニュー パッケ
ージ フォー バイアー パワー」、アイ イー イー
イー トランザクション オン コンシュマー エレ
クトロニクス。Examples of this type of prior art include, for example, "A New Chip and a New Package for Buyer Power" by Shussy et al., and IE Transactions on Consumer Electronics.
ポル、シー イー26.第54頁〜第72頁。Pol, C.E.26. Pages 54 to 72.
1980年2月(CINl、C外2名著、 rANe
w Chip and A New Package
for HigherPowerJ I E E E
Transaction on Consume
rEelectronics、Vol、CE −26、
p p 54−72゜1980Feb)等に記載された
技術が知られている。February 1980 (CINl, 2 famous authors other than C, rANe
w Chip and A New Package
for HigherPower
Transaction on Consume
rE electronics, Vol, CE-26,
A technique described in, for example, pp. 54-72 (Feb. 1980) is known.
[発明が解決しようとする課題]
しかし、前記従来技術は、大電流を流す半導体装置と温
度を検出する素子との距離が大きく、その間の熱抵抗の
存在によって、半導体装置そのものの温度を検出するこ
とが困難であり、また、熱が温度検出素子に伝わるのに
時間がかかるため、温度検出に時間的な遅れが生じると
いう問題点を有し、そのため、半導体装置の瞬時の温度
上昇による半導体装置の熱的破壊を防止することが困難
であった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional technology, the distance between the semiconductor device through which a large current flows and the element that detects temperature is large, and the temperature of the semiconductor device itself is detected due to the existence of thermal resistance between them. In addition, since it takes time for heat to be transmitted to the temperature detection element, there is a problem that there is a time delay in temperature detection. It was difficult to prevent thermal destruction of the
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、半導
体装置そのものの温度を瞬時に検出することを可能とし
た半導体装置及び半導体回路を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems of the prior art and to provide a semiconductor device and a semiconductor circuit that make it possible to instantly detect the temperature of the semiconductor device itself.
[課題を解決するための手段]
本発明によれば、前記目的は、半導体装置の温度を、半
導体装置の特性に基づいて検出することにより達成され
る。すなわち、前記目的は、導通時に接合の拡散電位に
より電圧降下する半導体装置に、主電流が流れる出力端
子の他に、もう1つの温度測定用の端子を設け、この端
子に負荷を直列に接続しておき、この負荷を接続した端
子を用いて半導体装置の電圧降下を測定することにより
達成される。[Means for Solving the Problems] According to the present invention, the above object is achieved by detecting the temperature of a semiconductor device based on the characteristics of the semiconductor device. In other words, the above object is to provide a semiconductor device, in which the voltage drops due to the diffusion potential of the junction when conductive, in addition to the output terminal through which the main current flows, another terminal for temperature measurement, and to connect a load in series to this terminal. This is achieved by measuring the voltage drop of the semiconductor device using a terminal connected to this load.
[作用コ
半導体装置の接合の拡散電位による電圧降下は、接合の
温度によって変化する。従って、この電圧降下を測定す
ることにより、半導体装置そのものの温度を検出するこ
とができ、検出精度が向上し、検出の時間的遅れもなく
なる。[Operations] The voltage drop due to the diffusion potential of a junction in a semiconductor device changes depending on the temperature of the junction. Therefore, by measuring this voltage drop, the temperature of the semiconductor device itself can be detected, the detection accuracy is improved, and there is no time delay in detection.
[実施例]
以下、本発明による半導体装置及び半導体回路の実施例
を図面により詳細に説明する。[Embodiments] Hereinafter, embodiments of a semiconductor device and a semiconductor circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の第1の実施例の半導体装置の構成を示
す断面図、第2図は半導体装置の導通時の電流−電圧特
性を説明する図、第3図は半導体装置の温度と測定電圧
との関係を説明する図である。第1図において、1は半
導体装置、10はn層、11はp暦、21はカソード電
極、22は第1のアノード電極、23は第2の7ノード
電極。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating current-voltage characteristics when the semiconductor device is conductive, and FIG. 3 is a diagram showing temperature and voltage characteristics of the semiconductor device. It is a figure explaining the relationship with a measurement voltage. In FIG. 1, 1 is a semiconductor device, 10 is an n layer, 11 is a p-type, 21 is a cathode electrode, 22 is a first anode electrode, and 23 is a second 7-node electrode.
50は負荷抵抗、110はpn接合である。50 is a load resistor, and 110 is a pn junction.
第1図に示す本発明の第1の実施例は、0層10とpf
rsllとによるpn接合ダイオードに本発明を適用し
たものであり、0層10にはカソード電極が、2層11
には第1アノード電極22及び第2のアノード電極23
が形成されて構成されている。そして、第2のアノード
電極23には、負荷抵抗R50が接続され、さらに、第
1のアノード電極22と短絡されている。A first embodiment of the invention, shown in FIG.
The present invention is applied to a pn junction diode made of
includes a first anode electrode 22 and a second anode electrode 23
is formed and configured. A load resistor R50 is connected to the second anode electrode 23, and is further short-circuited to the first anode electrode 22.
このpn接合ダイオードである半導体装置1は、その導
通時にpn接合110の拡散電位により電圧降下を生じ
る。この電圧降下は、第2図に示すような電流−電圧特
性を示す。ダイオードに対する負荷抵抗が小さく、電流
が多く流れる場合には、その電圧降下は、電流の大きさ
に依存するが、負荷抵抗が大きく、電流が小さい場合の
電圧降下分すなわち、出力電流立上り部の電圧降下7丁
は、pn接合110の拡散電位による電圧降下分となる
。この拡散電位による電圧降下分は、一般に、後述する
ように、pn接合110の温度に依存して変化する。本
発明においては、この拡散電位による電圧降下分を検出
することによって、pn接合110の温度を検出しよう
とするものである。The semiconductor device 1, which is a pn junction diode, causes a voltage drop due to the diffusion potential of the pn junction 110 when it is conductive. This voltage drop exhibits current-voltage characteristics as shown in FIG. If the load resistance to the diode is small and a large current flows, the voltage drop will depend on the magnitude of the current, but if the load resistance is large and the current is small, the voltage drop will be the voltage at the rising edge of the output current. The drop 7 is a voltage drop due to the diffusion potential of the pn junction 110. The voltage drop due to this diffusion potential generally changes depending on the temperature of the pn junction 110, as described later. The present invention attempts to detect the temperature of the pn junction 110 by detecting the voltage drop due to this diffusion potential.
従って、第1図に示す実施例において、第2のアノード
電極23に接続される負荷抵抗R50の値は、第1のア
ノード電極22へ流れる電流密度に比較して、第2のア
ノード電極23に流れる電流密度が1/1o以下となる
ように選定される。Therefore, in the embodiment shown in FIG. It is selected so that the flowing current density is 1/1o or less.
前述のpn接合110の拡散電位による電圧降下は、第
1図に示す実施例において、半導体装置1に入力電圧V
、−V。の電圧を印加した場合、シ2−voの電圧を測
定することによって得ることができる。この拡散電位に
よる電圧降下は、第3図に示すような温度特性を持ち、
半導体装置1のρn接合の温度に従って変化する。すな
わち、いま、アノード電極23に流れる電流を抵抗R5
0で一定に制限しておき、そのときに測定される拡散電
位による電圧降下V、 −V、を測定すると、その電圧
は、例えば、25℃の室温では0.7v、半導体装置1
の温度が150℃では0.4Vとなる。この電圧を増幅
回路を介して検出することにより。The voltage drop due to the diffusion potential of the pn junction 110 described above is caused by the input voltage V
, -V. When a voltage of 2-vo is applied, it can be obtained by measuring the voltage of 2-vo. The voltage drop due to this diffusion potential has temperature characteristics as shown in Figure 3.
It changes according to the temperature of the ρn junction of the semiconductor device 1. That is, the current flowing through the anode electrode 23 is now connected to the resistor R5.
When the voltage drop V, -V, due to the diffusion potential measured at that time is limited to a constant value of 0, the voltage is, for example, 0.7 V at a room temperature of 25°C, and the semiconductor device 1
When the temperature is 150°C, it becomes 0.4V. By detecting this voltage through an amplifier circuit.
5mV程度のV、 −Voの検出電圧の変化を検出する
ことができ、第1図に示す実施例は、これにより、半導
体装置1の温度変化を2℃程度の誤差で高精度に検出す
ることが可能である。It is possible to detect changes in the detection voltages of V and -Vo of about 5 mV, and the embodiment shown in FIG. is possible.
このように、第1図に示す本発明の第1の実施例によれ
ば、半導体装置1の出力端子を分割し、その1つに負荷
を接続し、pn接合の拡散電位による電圧降下を測定す
ることによって、主電流の流れる極近傍で、半導体装置
1そのものの温度を測定することができるので、温度検
出の精度を向上させ、温度検出の時間的なずれも少なく
することができる。また、この実施例によれば、半導体
装置1が局所的に発熱した場合にも、その部分での電圧
降下を、V2− V、として検出することができるので
、このような局所的な発熱をも検出することができる。As described above, according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the output terminal of the semiconductor device 1 is divided, a load is connected to one of them, and the voltage drop due to the diffusion potential of the pn junction is measured. By doing so, the temperature of the semiconductor device 1 itself can be measured very close to where the main current flows, so the accuracy of temperature detection can be improved and the time lag in temperature detection can be reduced. Furthermore, according to this embodiment, even if the semiconductor device 1 generates heat locally, the voltage drop at that part can be detected as V2 - V, so such local heat generation can be detected. can also be detected.
第4図は本発明の第2の実施例の半導体装置の構成を示
す断面図、第5図はその等価回路を示す図である。第4
図において、12はp+層、13はn−層、14はpF
Il、15はn層層、24は第1のエミッタ電極、25
は第2のエミッタ電極、30は絶縁ゲートであり、他の
符号は第1図の場合と同一である。FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing its equivalent circuit. Fourth
In the figure, 12 is a p+ layer, 13 is an n- layer, and 14 is a pF layer.
Il, 15 is an n layer, 24 is a first emitter electrode, 25
3 is a second emitter electrode, 30 is an insulated gate, and other symbols are the same as in FIG. 1.
第4図に示す本発明の第2の実施例は、本発明をI G
B T (I n5ulated Gate Bip
olar Tran−sistor)に適用したもので
ある。IGBTとしての半導体装置1は、p+暦12.
n−暦13.p層14.n+層15及び絶縁ゲート30
(G)を備えており、p+!12にはコレクタ電極26
が、該コレクタ電極26が形成される主表面と対向する
もう一方の主表面には、n+層15とp J習14とを
短絡する第1のエミッタ電極24 (E、)と第2のエ
ミッタ電極25(E工)とが形成されて構成されている
。そして、第2のエミッタ電極25には、負抵抗R50
が接続されている。A second embodiment of the invention, shown in FIG.
B T (In5lated Gate Bip
This is applied to the optical trans-sister. The semiconductor device 1 as an IGBT has a p+ calendar 12.
n-calendar 13. p layer 14. n+ layer 15 and insulated gate 30
(G) and p+! 12 has a collector electrode 26
However, on the other main surface opposite to the main surface on which the collector electrode 26 is formed, a first emitter electrode 24 (E,) that short-circuits the n+ layer 15 and the pJ layer 14 and a second emitter electrode 24 are formed. An electrode 25 (E type) is formed and configured. The second emitter electrode 25 has a negative resistance R50.
is connected.
この第4図に示す本発明の第2の実施例においても、第
1図により説明したと同様に半導体装置1の温度を検出
することができる。すなわち、第4図、第5図において
、絶縁ゲートG30に電圧Vaを印加し、半導体装置1
としてのIGBTを導通状態として、V2−V、の電圧
を測定することにより、p+層12とn−層13とから
成るpn接合110の拡散電位による電圧降下を測定す
ることができる。この実施例においても、第1図に示し
たpnダイオードの場合と同様に、前述したpn接合の
拡散電位の測定により、半導体装置1の温度を直接検出
することが可能である。Also in the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4, the temperature of the semiconductor device 1 can be detected in the same manner as described with reference to FIG. That is, in FIGS. 4 and 5, voltage Va is applied to the insulated gate G30, and the semiconductor device 1
The voltage drop due to the diffusion potential of the pn junction 110 consisting of the p+ layer 12 and the n- layer 13 can be measured by measuring the voltage V2-V with the IGBT as conductive. In this embodiment as well, as in the case of the pn diode shown in FIG. 1, it is possible to directly detect the temperature of the semiconductor device 1 by measuring the diffusion potential of the pn junction described above.
前述したV2−Voの電圧測定は、ゲートGに制御信号
電圧■6が印加されたときにのみ行われるよう測定回路
を工夫して行うことが望ましい。これは、半導体装置1
がオフ状態である場合に、voVoの電圧が高電圧とな
ることによる検出精度の低下を防止するために必要なこ
とである。It is desirable to devise a measuring circuit so that the above-mentioned voltage measurement of V2-Vo is performed only when the control signal voltage 6 is applied to the gate G. This is the semiconductor device 1
This is necessary in order to prevent the detection accuracy from decreasing due to the voltage of voVo becoming high when the voltage is off.
第6図は本発明の第3の実施例の構成を示す等価回路図
である。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram showing the configuration of a third embodiment of the present invention.
この第6図の実施例における半導体装置は、第4図によ
り説明したと同様なIGBTであり、第2のエミッタ電
極E1には、大小の抵抗値を持つ2つの抵抗RBとRA
及び、ゲートG2.Glを有するスイッチング素子SW
2.SWIの直列回路が接続されている。The semiconductor device in the embodiment of FIG. 6 is an IGBT similar to that explained in FIG. 4, and the second emitter electrode E1 has two resistors RB and RA having different resistance values.
and gate G2. Switching element SW having Gl
2. A series circuit of SWI is connected.
第6図に示す実施例において、IGBTのゲートGに制
御電圧vaを与え、IGBTを導通状態にしておき、ス
イッチング素子SW2のゲートG2にのみ信号を加え、
スイッチング素子SW2のみをONとして、V2−Vo
の電圧を測定することにより、IGETの温度を検出す
ることができることは、第4図及び第5図により説明し
た場合と全く同様である。In the embodiment shown in FIG. 6, a control voltage va is applied to the gate G of the IGBT to keep the IGBT in a conductive state, and a signal is applied only to the gate G2 of the switching element SW2.
When only switching element SW2 is turned on, V2-Vo
The fact that the temperature of the IGET can be detected by measuring the voltage is exactly the same as in the case explained with reference to FIGS. 4 and 5.
この第6図に示す実施例は、さらに、IGBT自体に流
れる電流を検出できるようにしている。The embodiment shown in FIG. 6 further allows the current flowing through the IGBT itself to be detected.
この場合、前述と同様にIGBTを導通状態にしておき
、スイッチング素子SWIのゲートG1にのみ信号を加
え、スイッチング素子SWIのみをONとして、V2−
V、の電圧を測定することにより、第2のエミッタE工
に流れる電流を検出し、この検出値より第1のエミッタ
E2に流れる電流を知ることができる。In this case, the IGBT is kept conductive as described above, a signal is applied only to the gate G1 of the switching element SWI, only the switching element SWI is turned on, and V2-
By measuring the voltage of V, the current flowing through the second emitter E can be detected, and the current flowing through the first emitter E2 can be determined from this detected value.
すなわち、この場合、スイッチ素子SWIと第2のエミ
ッタE□との間に接続される抵抗RAの値は、第2のエ
ミッタE1及び第1のエミッタE2の電流密度がほぼ同
一となるような小さな値、通常、数10Ω〜数100Ω
の値に設定される。これにより、半導体装置の第1のエ
ミッタE2に流れる電流は、第2のエミッタE工に流れ
る検出された電流と、第1及び第2のエミッタE2.E
、の導通面積比とによって求めることができる。That is, in this case, the value of the resistor RA connected between the switch element SWI and the second emitter E□ is set to a small value such that the current densities of the second emitter E1 and the first emitter E2 are almost the same. Value, usually several 10 Ω to several 100 Ω
is set to the value of As a result, the current flowing through the first emitter E2 of the semiconductor device is combined with the detected current flowing through the second emitter E2 and the first and second emitters E2. E
It can be determined by the conduction area ratio of .
一方、温度検出のために、スイッチング素子2と第2の
エミッタE工との間に接続される抵抗RBの値は、第2
図によって説明したように、出力電流が立上がる低出力
での電圧降下を測定するためのものであるので、比較的
大きな、数にΩ〜数百にΩの値に設定される。この値は
、第4図及び第5図の実施例の場合も同様である。On the other hand, the value of the resistor RB connected between the switching element 2 and the second emitter E for temperature detection is
As explained with the figure, since the purpose is to measure the voltage drop at low output where the output current rises, it is set to a relatively large value, from several ohms to several hundred ohms. This value is the same for the embodiments of FIGS. 4 and 5.
前述したように、第6図に示す本発明の第3の実施例は
、1つの第2のエミッタE□に、異なる抵抗値を有する
2つの負荷を接続し、これらをスイッチング素子で制御
することにより、半導体装置の温度と電流とを1つの測
定端子を用いて検出することができる。As mentioned above, in the third embodiment of the present invention shown in FIG. 6, two loads having different resistance values are connected to one second emitter E□, and these are controlled by a switching element. Accordingly, the temperature and current of the semiconductor device can be detected using one measurement terminal.
第7図は本発明の第4の実施例を示す回路図であり、図
の符号は第8図の場合と同一である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention, and the reference numerals in the figure are the same as those in FIG. 8.
この第7図に示す実施例は、半導体装置100の温度が
一定以上となったことを検出し、この検出結果により半
導体装置のゲートを制御し、発熱をおさえるようにした
本発明の応用例を示すものである。The embodiment shown in FIG. 7 is an application example of the present invention in which the temperature of the semiconductor device 100 is detected to be above a certain level, and the gate of the semiconductor device is controlled based on the detection result to suppress heat generation. It shows.
第7図において、半導体装置100は、正常時に、Hi
g hレベル信号を出力している差動アンプ102の
出力が端子Sに印加されているAND回路103の端子
Gに与えられるゲート信号により、AND回路103を
介して制御されている。In FIG. 7, the semiconductor device 100 is in Hi state during normal operation.
The output of the differential amplifier 102 outputting the g h level signal is controlled via the AND circuit 103 by the gate signal applied to the terminal G of the AND circuit 103, which is applied to the terminal S.
半導体装置100の温度は、半導体装置100の第2の
エミッタE1に接続されている抵抗R50の電圧が抵抗
Rrefを介して与えられている差動アンプ102によ
り検出される。すなわち、差動アンプ102は、半導体
装置100の温度が所定値以上となったとき、すなわち
、抵抗R50の出力電圧が所定値以下となったとき、そ
の出力信号を、Hi ghからLowに変化させ、半導
体装置100に与えられているグー1〜電圧をOFF状
態とするように動作する。これにより、第7図に示す回
路は、半導体装置100の過大な発熱を防止することが
でき、半導体装il ]、 OOを熱的な破壊から防止
することができる。The temperature of the semiconductor device 100 is detected by the differential amplifier 102 to which the voltage of a resistor R50 connected to the second emitter E1 of the semiconductor device 100 is applied via a resistor Rref. That is, the differential amplifier 102 changes its output signal from High to Low when the temperature of the semiconductor device 100 exceeds a predetermined value, that is, when the output voltage of the resistor R50 becomes below a predetermined value. , operates to turn off the voltage applied to the semiconductor device 100. As a result, the circuit shown in FIG. 7 can prevent excessive heat generation in the semiconductor device 100, and can prevent the semiconductor devices il and OO from being thermally destroyed.
前述の実施例では、半導体装置100の発熱が過大と判
定された場合、・半導体装置100のゲート電圧をOF
Fとして、半導体装置100を保護するとしたが、本発
明は、ゲート電圧を減少させて、半導体装置に流れる電
流を減少させるような変形も可能である。In the above embodiment, when it is determined that the heat generation of the semiconductor device 100 is excessive, the gate voltage of the semiconductor device 100 is turned off.
Although the semiconductor device 100 is protected as F, the present invention can also be modified to reduce the gate voltage and the current flowing through the semiconductor device.
前述した本発明の実施例は、pn接合を有する半導体装
置に本発明を適用したものであるが、本発明は、ショッ
トキー接合を有するもの等接合の拡散電位によって電圧
降下を生じるどのような半導体装置にも適用することが
できる。The embodiment of the present invention described above applies the present invention to a semiconductor device having a pn junction, but the present invention is applicable to any semiconductor device that causes a voltage drop due to the diffusion potential of the junction, such as a semiconductor device having a Schottky junction. It can also be applied to devices.
[発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、半導体装置その
ものの温度を検出することができるので、高精度で時間
遅れなく、半導体装置の出力電流を制御することができ
、熱による半導体装置の破壊を防止することができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the temperature of the semiconductor device itself can be detected, so the output current of the semiconductor device can be controlled with high precision and without time delay, and the temperature It is possible to prevent damage to the semiconductor device due to
第1図は本発明の第1の実施例の半導体装置の構成を示
す断面図、第2図は半導体装置の導通時の電流−電圧特
性を説明する図、第3図は半導体装置の温度と測定電圧
(pn接合の拡散電位による電圧降下)との関係を示す
図、第4図は本発明の第2の実施例の半導体装置の構成
を示す断面図。
第5図はその等価回路を示す図、第6図は本発明の第3
の実施例の構成を示す等価回路図、第7図は本発明の第
4の実施例を示す回路図、第8図は従来技術による半導
体回路の一例を示す回路図である。
1.100・・・・・・半導体装置、10・・・・・・
0層、11.14・ ・・p暦、12・・・・・p+層
、13・・・・・n−層、15・・・・・n+層、21
・・・・・カソード電極、22・・・・・・第1のアノ
ード電極、23・・・・・・第2のアノード電極、24
・・・・・・第1のエミッタ電極、25・・・・・・第
2のエミッタ電極、26・・・・・コレクタ電極、30
・・・・・・絶縁抵抗、50・・・・・負荷抵抗、10
1・・・・・ダイオード、102・・・・・・差動アン
プ、103・・AND回路、110・・・・・・pn接
合。
第1図
T V
X IX
第
図
第
図
第
図
第
図FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating current-voltage characteristics when the semiconductor device is conductive, and FIG. 3 is a diagram showing temperature and voltage characteristics of the semiconductor device. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the equivalent circuit, and FIG. 6 is a diagram showing the third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of a semiconductor circuit according to the prior art. 1.100... Semiconductor device, 10...
0 layer, 11.14...p calendar, 12...p+ layer, 13...n- layer, 15...n+ layer, 21
... Cathode electrode, 22 ... First anode electrode, 23 ... Second anode electrode, 24
...First emitter electrode, 25...Second emitter electrode, 26...Collector electrode, 30
...Insulation resistance, 50 ...Load resistance, 10
1...Diode, 102...Differential amplifier, 103...AND circuit, 110...PN junction. Figure 1 T V X IX Figure Figure Figure Figure
Claims (1)
半導体装置において、該半導体装置に設けられた少なく
とも2つの出力端子と、該出力端子の1つに直列に接続
した負荷とを備え、この負荷が接続された出力端子を用
い、前記半導体装置の電圧降下の測定を可能としたこと
を特徴とする半導体装置。 2、前記半導体装置の接合が、pn接合またはショット
キー接合であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の半導体装置。 3、前記半導体装置は、pn接合ダイオード、ショット
キーダイオードまたは小数キャリアの注入が生じる半導
体装置であることを特徴とする特許請求の範囲第1項ま
たは第2項記載の半導体装置。 4、導通時に接合の拡散電位によつて電圧降下を生じる
半導体装置において、導通時の大部分の電流が流れる第
1の領域と、一部分の電流が流れる第2の領域とを備え
、該第2の領域の電流密度を前記第1の領域の電流密度
より小さく設定し、前記第2の領域の導通時の電圧降下
を測定可能としたことを特徴とする半導体装置。 5、前記特許請求の範囲第1項ないし第4項のうち1項
記載の半導体装置と、電圧降下の測定手段とを備え、測
定した電圧降下が予じめ設定した電圧以下となつた場合
、導通状態にある半導体装置の電流を制限または遮断す
ることを特徴とする半導体回路。[Claims] 1. In a semiconductor device that causes a voltage drop due to the diffusion potential of a junction when conducting, at least two output terminals provided on the semiconductor device and a semiconductor device connected in series to one of the output terminals. 1. A semiconductor device comprising: a load; the voltage drop of the semiconductor device can be measured using an output terminal connected to the load; 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the junction of the semiconductor device is a pn junction or a Schottky junction. 3. The semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the semiconductor device is a pn junction diode, a Schottky diode, or a semiconductor device in which minority carrier injection occurs. 4. A semiconductor device in which a voltage drop occurs due to the diffusion potential of a junction when conductive, comprising a first region through which most of the current flows during conduction, and a second region through which a portion of the current flows; A semiconductor device characterized in that a current density in the region is set to be lower than a current density in the first region, and a voltage drop when the second region is conductive can be measured. 5. A semiconductor device comprising the semiconductor device according to one of claims 1 to 4 and a voltage drop measuring means, and when the measured voltage drop is equal to or lower than a preset voltage, A semiconductor circuit characterized by limiting or cutting off the current of a semiconductor device in a conductive state.
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| JPH0267767A true JPH0267767A (en) | 1990-03-07 |
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- 1988-09-02 JP JP63218383A patent/JP2519304B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JP2519304B2 (en) | 1996-07-31 |
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