JPH0677409A - 半導体スイッチ及び温度感知回路 - Google Patents

半導体スイッチ及び温度感知回路

Info

Publication number
JPH0677409A
JPH0677409A JP5062119A JP6211993A JPH0677409A JP H0677409 A JPH0677409 A JP H0677409A JP 5062119 A JP5062119 A JP 5062119A JP 6211993 A JP6211993 A JP 6211993A JP H0677409 A JPH0677409 A JP H0677409A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
semiconductor device
temperature
power semiconductor
transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5062119A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3315456B2 (ja
Inventor
Brendon P Kelly
パトリック ケリー ブレンダン
Royce Lowis
ロウィス ロイス
Paul T Moody
ティモシー ムーディ ポール
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV, Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of JPH0677409A publication Critical patent/JPH0677409A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3315456B2 publication Critical patent/JP3315456B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D89/00—Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
    • H10D89/60—Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD]
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/124—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of semiconductor bodies or of junctions between the regions
    • H10D62/126—Top-view geometrical layouts of the regions or the junctions
    • H10D62/127—Top-view geometrical layouts of the regions or the junctions of cellular field-effect devices, e.g. multicellular DMOS transistors or IGBTs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/20—Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions 
    • H10D64/23—Electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. sources, drains, anodes or cathodes
    • H10D64/251—Source or drain electrodes for field-effect devices
    • H10D64/256—Source or drain electrodes for field-effect devices for lateral devices wherein the source or drain electrodes are recessed in semiconductor bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/101—Integrated devices comprising main components and built-in components, e.g. IGBT having built-in freewheel diode
    • H10D84/141—VDMOS having built-in components

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パワー半導体装置と、このパワー半導体装置
が所定の温度条件を有する際にこのパワー半導体装置を
スイッチオフする制御信号を供給する温度センサとを有
する半導体スイッチを提供せんとするものである。 【構成】 パワー半導体装置１は主面１０ａに隣接する
１導電型の第１領域１３を有する半導体本体１０と、絶
縁ゲート電界効果装置を形成する複数のデバイスセル１
１とを具える。各セルは第１領域内に設けられた反対導
電型の第２領域３２、第２領域内に設けられた１導電型
の第３領域３３および第２領域の導通チャネル領域上に
設けられこれら領域間にゲート可能な導電通路を設ける
絶縁ゲート３４を具える。前記温度センサ２は半導体本
体内に形成されデバイスセルと同一構成の多数の他のデ
バイスセル１１′を具える温度感応半導体装置１００を
具える。他のセルの絶縁ゲート３４を第３領域３３に接
続してこれらセルにより温度で変化する漏洩電流を有す
る寄生バイポーラトランジスタＰを形成し、所定温度条
件の存在時に温度センサ２により装置１を非導通とする
制御信号を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体スイッチおよびこ
のスイッチの温度感知回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】パワー半導体装置の温度をバイポーラト
ランジスタにより感知するようにした温度感知回路は米
国特許願第４，７３０，２２８号明細書に記載されてい
る。バイポーラトランジスタはデプレションモード（常
規オフ）絶縁ゲート電界効果トランジスタ（ＩＧＦＥＴ
またはＭＯＳＦＥＴ）の主導通路に直列に配置する。こ
のバイポーラトランジスタは開放ベース接続であり、パ
ワー半導体装置に熱接触されている。例えば、バイポー
ラトランジスタは同一半導体本体のパワー半導体装置の
条溝にパワー半導体装置として形成している。また、デ
プレションモードＩＧＦＥＴは同一半導体本体のパワー
半導体装置とは離間された箇所に集積化する。前記米国
特許願第４，７３０，２２８号明細書に記載されている
回路の作動に当たり、回路が室温にある際開放ベースバ
イポーラトランジスタにオフィセット即ち、漏洩電流が
流れるとともにデプレションモードＩＧＦＥＴは電流源
として作用する。パワー半導体装置、従ってバイポーラ
トランジスタの温度が増大するにつれてバイポーラトラ
ンジスタに流れる電流は、これがデプレションモードＩ
ＧＦＥＴが要求する電流に到達し、この時点でＩＧＦＥ
Ｔの内部抵抗が急激に増大してパワー半導体装置をスイ
ッチオフする制御信号が供給されるまで増大する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記米国特許願第４，
７３０，２２８号明細書に記載されている回路によって
熱応答バイポーラトランジスタをパワー半導体装置と良
好に熱接触する箇所に設置し得るようにしているが、実
際上充分な変更を行ってバイポーラトランジスタを含め
得るパワー半導体装置を製造するために用いられるマス
クセットを形成する必要がある。
【０００４】本発明の目的はパワー半導体装置と、この
パワー半導体装置が所定の温度条件を有する際にこのパ
ワー半導体装置をスイッチオフする制御信号を供給する
温度センサとを有する半導体スイッチを提供せんとする
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はパワー半導体装
置と、このパワー半導体装置が所定の温度条件を有する
際にこのパワー半導体装置をスイッチオフする制御信号
を供給する温度センサとを有する半導体スイッチにおい
て、前記パワー半導体装置は一方の主面に隣接する１導
電型の第１領域を有する半導体本体と、各々が前記第１
領域内に設けられた反対導電型の第２領域、前記第２領
域内に設けられた１導電型の第３領域および前記第２領
域の導通チャネル領域上に設けられ前記第３領域および
前記第１領域間にゲート可能な導電通路を設ける絶縁ゲ
ートを具え絶縁ゲート電界効果装置を形成する複数のデ
バイスセルとを具え、前記温度センサは前記半導体本体
内に形成され多数の他のデバイスセルを具える温度感応
半導体装置を具え、該他のデバイスセルの各々は前記第
１領域内に形成された第２領域と、この第２領域内に形
成された第３領域と、前記他のデバイスセルの第２領域
の導通チャネル領域上に設けられ第３領域に電気的に接
続された絶縁ゲートを具え、この他のデバイスセルによ
って温度とともに変化する漏洩電流を有し、温度センサ
を作動可能状態にして所定の温度条件が存在する際にパ
ワー半導体装置をスイッチオフする制御信号を供給する
寄生バイポーラトランジスタを供給するようにしたこと
を特徴とする。
【０００６】これがため、本発明半導体スイッチでは、
熱応答半導体装置はパワー半導体装置を形成するデバイ
スセルと同様の、一般に同一の多数のデバイスセルによ
って形成し、従ってパワー半導体装置を形成するために
用いられるマスクセットを極めて僅かだけ変更すること
は熱応答装置を組込むために必要である。
【０００７】他のデバイスセルの各々の絶縁ゲートはそ
の第３領域、またはパワー半導体装置の第３領域に接続
することができる。一般に、他のデバイスセルの絶縁ゲ
ートは金属化レベルを規定するために用いるマスク層を
簡単に変更することによって第３領域に電気的に短絡す
ることができる。
【０００８】他のデバイスセルの第２および第３領域は
電気的に短絡してベース−エミッタ短絡バイポーラトラ
ンジスタを形成することができる。斯様にして出力を改
善するとともに信号を高めることができる。これは、半
導体本体に短絡すべきソース（第３）領域（チャネル画
成第２領域）に対しパワーＭＯＳＦＥＴまたはＩＧＢＴ
（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）のようなパワー
絶縁ゲート電界効果装置の製造において慣例のように極
めて簡単に達成することができ、従ってエミッタ−ベー
スの短絡を行うに必要なマスクを修正する必要はない。
或は又、マスクを適宜に修正することにより他のデバイ
スセルの第２領域を浮動状態に保持して開放ベース寄生
バイポーラトランジスタを画成し得るようにする。
【０００９】少なくともパワー半導体装置の第２領域の
各々には一層多量にドープされた中央区域を設ける。パ
ワー絶縁ゲート電界効果装置の場合には、これによって
金属化による良好な接触を促進し、凹凸性を改善する。
【００１０】他のデバイスセルはパワー半導体装置の周
縁に隣接して設け、これにより任意の金属化修正の影響
を簡単化することができる。或は又、他のデバイスセル
はパワー半導体装置を形成するデバイスセルの間に設け
てパワー半導体装置の温度を一層正確に検出することが
できる。これは本例においては装置収量に悪影響を与え
る事なく比較的簡単に達成することができる。その理由
は熱応答装置をパワー半導体装置のデバイスセルと同様
の、一般に、同一のデバイスセルで形成するからであ
る。パワー半導体装置の電流分割を通常のように良好に
行ってもこれによりパワー半導体装置の熱条件の検出精
度を充分に増大しないが熱応答装置を形成する他のデバ
イスセルに対してはパワー半導体装置を経て分配する
（例えば２つ以上の異なる箇所に多数のデバイスセルを
有する）ようにすることができる。これら他のデバイス
セルは直線状に、あるいは熱応答半導体装置の周縁およ
びこの半導体装置が占める面積間の比を最大として温度
変化に対する感度を増大するような任意の同様の配列に
設けることができる。
【００１１】一般に、温度センサはパワー半導体装置の
温度が所定値に到達したことを検出するように配列され
ている。しかし、半導体本体の両端間の電圧の変化割合
が小さいものとすると、温度センサを用いてパワー半導
体装置の中央セルおよび端部セル間の温度差を検出する
ことができる。この場合には前記温度センサは前記温度
感応半導体装置と同様の他の温度感応半導体装置を具
え、これら温度感応半導体装置の一方を前記パワー半導
体装置に隣接して設けるとともに他方の温度感応半導体
装置を前記パワー半導体装置から離間して設け、且つ前
記温度センサは２つの温度感応半導体装置に応答しこれ
ら温度感応半導体装置により感知された温度の差分が所
定値以上となる際に前記パワー半導体装置をスイッチオ
フする制御信号を供給する手段を具えるようにようにす
る。
【００１２】一方の熱応答装置はパワー半導体装置の周
縁に隣接して、またはパワー半導体装置内に正確に設け
るとともに他方の熱応答装置はパワー半導体装置の周縁
から離間して設けて２つの熱応答装置間の温度差を決め
得るようにする。パワーＭＯＳＦＥＴのようなパワー半
導体装置のある条件では、例えば低い抵抗値（例えば１
００ｍΩ）の負荷を接地点およびパワー半導体装置間に
接続する場合にはパワー半導体装置の中央部の温度が周
囲の半導体装置の中央部よりも一層迅速に上昇して能動
半導体装置の周縁に急峻な温度傾斜が生じるようにな
る。これら２つの離間された熱応答装置を用いることに
よりこの急峻な温度傾斜を検出するとともにこれを用い
て能動半導体装置をこれが著しく過熱される前にスイッ
チオフする信号を発生させることができる。従って、過
度の温度を迅速に検出することができ、且つ回路を温度
変化に特に感応させることができる。
【００１３】また、本発明によればパワー半導体装置が
所定の温度条件を有する際にこのパワー半導体装置をス
イッチオフする制御信号を供給する温度感知回路におい
て、電流ミラー配置に接続された第１および第２トラン
ジスタと、これら第１および第２トランジスタに直列に
接続された電流源と、前記パワー半導体装置に熱結合さ
れた熱応答装置とを具え、この熱応答装置は温度ととも
に増大する電流を通過せしめるとともに前記第２トラン
ジスタの補助電流源に接続され温度を感知すると前記第
２トランジスタを増大的にスイッチオフせしめ、従って
所定の温度条件の存在時に前記熱応答装置が前記パワー
半導体装置をスイッチオフするまで前記熱応答装置を通
過する電流が増大し得るようにする。
【００１４】また本発明による温度感知回路では、熱応
答装置に温度とともに増大する電流を流し、且つこの電
流を用いて電流ミラー配置の補助電流源を形成する。か
かる回路は極めて僅かな電流で作動し得るとともに良好
な利得を有する。
【００１５】前記第１および第２トランジスタの各々に
直列に個別の電流源を接続し、且つ前記熱応答装置を前
記補助電流源に接続し、この補助電流源を前記第２トラ
ンジスタの電流源に並列に接続し得るようにする。これ
がため熱応答装置を通過する電流を用いて電流ミラー配
置に接続された補助電流源の電流をオフセットすること
ができる。この電流源は好適な形状を有するようにする
ことができるが、抵抗により形成するのが好適である。
【００１６】好適な例では、パワー半導体装置の温度を
感知するとともにパワー半導体装置が所定の温度条件を
有する際にこのパワー半導体装置をスイッチオフする制
御信号を供給する温度感知回路において、第１および第
２パワー供給ラインと、各々が第１および第２主電極並
びに制御電極を有する第１および第２トランジスタを具
え、第１および第２トランジスタ各々の第１電極を第１
および第２抵抗の個別のものにより前記第１パワー供給
ラインに接続し、且つ第１トランジスタの制御電極をそ
の第１電極に接続するとともに第２トランジスタの制御
電極に接続して電流ミラー配置を形成し、他に前記第１
および第２トランジスタの各々と前記第２パワー供給ラ
インとの間に接続され第１および第２トランジスタの電
流源を形成する第３および第４抵抗と、この第４抵抗に
並列に接続された第５抵抗と、前記第２トランジスタの
第１電極に接続された制御信号を供給する出力段と、前
記パワー半導体装置に熱結合された熱応答装置とを具
え、この熱応答装置は温度とともに増大する電流を通過
せしめるとともに前記第５抵抗に直列に接続されて温度
を感知すると前記第２トランジスタを増大的にスイッチ
オフせしめる補助電流源を構成し、従って所定の温度で
前記出力段が前記パワー半導体装置をスイッチオフする
まで前記熱応答装置を通過する電流が増大し得るように
する。
【００１７】また、前記出力段は前記第２トランジスタ
の第１電極に接続された制御電極および個別の抵抗を経
て前記第１および第２パワー供給ラインに接続された第
１および第２電極を有する第３トランジスタと、こも第
３トランジスタの第１電極に接続された制御電極および
前記第１パワー供給ラインに他の抵抗を経て接続された
第１主電極並びに前記第２パワー供給ラインに接続され
た第２主電極を有する第４トランジスタとを具え、第４
トランジスタの第１電極を所定の温度に到達する際に前
記パワー半導体装置をスイッチオフする制御信号を供給
する出力ラインに接続し得るようにする。
【００１８】熱応答装置はバイポーラトランジスタを具
えるものとすることができるが、他の装置を用いること
もできる。特に、バイポーラトランジスタは絶縁ゲート
電界効果装置内に寄生バイポーラトランジスタを具える
ようにすることができる。かかる配置においては、前記
パワー半導体装置が一方の主面に隣接する１導電型の第
１領域を有する半導体本体と、各々が前記第１領域内に
設けられた反対導電型の第２領域、前記第２領域内に設
けられた１導電型の第３領域および前記第２領域の導通
チャネル領域上に設けられ前記第３領域および前記第１
領域間にゲート可能な導電通路を設ける絶縁ゲートを具
え絶縁ゲート電界効果装置を形成する複数のデバイスセ
ルとを具えるのが特に有利である。その理由は熱応答装
置が多数の他のデバイスセルを具え、各他のデバイスセ
ルが前記第１領域内に形成された第２領域と、この第２
領域内に形成された第３領域と、前記他のデバイスセル
の第２領域の導通チャネル領域上に設けられ第３領域に
電気的に接続された絶縁ゲートを具え、この他のデバイ
スセルによって温度とともに変化する漏洩電流を有し、
温度センサを作動可能状態にして所定の温度条件が存在
する際にパワー半導体装置をスイッチオフする制御信号
を供給する寄生バイポーラトランジスタを供給し得るよ
うにするからである。かかる例では、熱応答半導体装置
はパワー半導体装置を形成するデバイスセルと同様の、
一般に、同一の多数のデバイスセルによって供給し、従
って熱応答装置の全部を組込むためには、パワー半導体
装置を形成するために用いるマスクセットを極めて僅か
に変更する必要があるだけである。
【００１９】また、この回路は、極めて低い基板電圧、
即ち、常規作動温度、例えば２０−２５℃で２００−３
００ｍＶの範囲、および高い温度で１００ｍＶの範囲の
電圧を処理することができ、且つパワー半導体装置と直
列に接続し得る高い値の負荷抵抗に比べて迅速な設定時
間を有する。
【００２０】
【実施例】図２および３は概略図でありその尺度を異に
するものとする。特に、層または領域の厚さのようなあ
る寸法は誇張して示し、その他の寸法は縮小して示す。
また、図１−３において、同一部分には同一符号を付し
て示すものとする。
【００２１】これらの図にはパワー半導体装置１と、こ
の半導体装置１が所定の温度条件、例えばパワー半導体
装置１が所定の温度に到達したことを温度センサ２が感
知する際にパワー半導体装置１をスイッチオフする制御
信号を発生する温度センサ２とを具える半導体スイッチ
を示す。
【００２２】図２および３に示すように、パワー半導体
装置１は、片側主面１０ａに隣接する１導電型の第１領
域１３と、各々が第１領域１３内に設けられた反対導電
型の第２領域３２、この第２領域３２内に設けられた１
導電型の第３領域３３および前記第２領域３２の導電チ
ャネル領域３５上に位置し前記第３領域３３および第１
領域１３間にゲート可能な導電通路を形成する絶縁ゲー
ト３４を具え絶縁ゲート電界効果装置を形成する複数の
デバイスセルとを有する半導体本体１０具える。温度セ
ンサ２は前記半導体本体１０内に形成され多数の他のデ
バイスセル１１′を有する熱応答半導体装置１００を具
え、各他のデバイスセルは第１領域１３内に形成された
第２領域３２と、第２領域内に形成されただい３領域３
３と、前記他のデバイスセル１１′の第２領域の導電チ
ャネル領域３５上に位置する絶縁ゲート３４とを具え
る。他のデバイスセル１１′の各々の絶縁ゲート３４は
第３領域、即ち、他のデバイスセル１１′の第３領域３
３またはパワー半導体装置１の第３領域のに電気的に接
続して、この他のデバイスセル１１′により温度センサ
２を作動可能状態にして所定温度条件の存在時にパワー
半導体装置１をスイッチオフする制御信号を発生する温
度で変化する漏洩電流を有する寄生バイポーラＰトラン
ジスタを形成する。
【００２３】これがため、本発明半導体スイッチでは、
熱応答半導体装置１００はパワー半導体装置１を形成す
るデバイスセル１１と同様の、一般に、同一の多数のデ
バイスセル１１′により形成し、従って熱応答装置１０
０を組込むためにパワー半導体装置１の形成に使用する
マスクセットを極めて僅かだけ修正する必要があるだけ
である。
【００２４】図１は上述した熱応答装置１００を組込み
得、且つ熱応答装置１００により感知される温度が所定
温度に到達する際に図２に示すパワー半導体装置１をス
イッチオフする制御信号を発生するために用い得る温度
感知回路２の１例を示す。
【００２５】この温度感知回路２は電流ミラー配置に接
続された第１および第２トランジスタＱ１およびＱ２
と、これら第１および第２トランジスタＱ１およびＱ２
の直列に接続された電流源Ｒ２，Ｒ４とを具える。パワ
ー半導体装置１に熱結合された熱応答装置１００は温度
とともに増大する電流を通過せしめると共に第２トラン
ジスタ２の補助電流源Ｒ５に接続して温度感知時に第２
トランジスタＱ２をスイッチオフ状態とし、従って所定
温度で温度センサによりパワー半導体装置１をスイッチ
オフする制御信号を発生するまで、熱応答装置１００を
通過する電流が増大する。
【００２６】図１に示すように、各電流源Ｒ２，Ｒ３は
第１トランジスタＱ１および第２トランジスタＱ２の各
々と直列に接続し、熱応答装置１００は第２トランジス
タＱ２の電流源Ｒ４に並列に接続された抵抗Ｒ５と直列
に接続する。これがため、以下に詳細に説明するよう
に、熱応答装置１００を通過する電流を用いて電流ミラ
ー配置Ｒ２，Ｆ４に接続されたソースデジェネレイショ
ン抵抗Ｒ５の電流をオフセットする。
【００２７】特に、図１−３に示す例では、温度感知回
路２には第１および第２電源ライン３および４を設け
る。第１および第２トランジスタＱ１およびＱ２は双方
ともその第１（ドレイン）主電極が各抵抗Ｒ１およびＲ
２を経て第１電源ライン３に接続され第２（ソース）主
電極が第２電源ライン４（本例では接地点）に接続され
たｎ−チャネルエンハンスメント（常閉）ＩＧＦＥＴ
（絶縁ゲート電界効果トランジスタ）とする。第１およ
び第２トランジスタＱ１およびＱ２の制御、即ち、ゲー
ト電極はともに相互接続するとともに第１トランジスタ
Ｑ１の制御電極をそのドレイン電極に接続して電流ミラ
ー配置を形成する。図示のように、第１および第２トラ
ンジスタＱ１およびＱ２のバックゲートは通常のように
その各電源に接続しないで、接地点、即ち、第２電源ラ
イン４に接続する。図１から明らかなように、この接続
はバックゲートの接地記号によってのみ示し、第２電源
ライン４への実際の接続ラインでは示さない。トランジ
スタＱ１およびＱ２のバックゲートは通常のようにその
各電源に接続するが、これは回路パラメータをある程度
調整する必要があるからである。
【００２８】各電流源によってトランジスタＱ１および
Ｑ２の各々のソース電極を第２電源ライン４に接続す
る。この電流源は任意の好適な形状とするが、本例では
図３につき以下に説明する型の抵抗Ｒ２およびＲ４とす
る。抵抗を電流源として用いる代わりに、ダイオード接
続されたデプレションモードＩＧＦＥＴを用いることが
できる。
【００２９】抵抗Ｒ４には他の抵抗Ｒ５を並列に接続
し、これをトランジスタＱ２の電流源デジェネレイショ
ン抵抗として用いて後述するようにパワー半導体装置１
の常規温度でトランジスタＱ２に流れる電流がトランジ
スタＱ１に流れる電流と等しくならないようにする。抵
抗Ｒ５の代わりに好適な形状の電流源を用いることがで
きる。
【００３０】熱応答装置１００は図２および３につき以
下に詳細に説明するように、温度を検出すべきパワーＭ
ＯＳＦＥＴ１と同一の半導体装置１０に形成された多数
のデバイスセル１１´により形成された小型ＭＯＳＦＥ
Ｔを具える。本例では、パワーＭＯＳＦＥＴ１をｎ−チ
ャネルエンハンスメントモードＭＯＳＦＥＴとし、熱応
答装置１００をもｎ−チャネルエンハンスメントモード
ＭＯＳＦＥＴとする。熱応答装置１００のゲート電極を
図１に示すようにそのソース電極に接続して熱応答装置
１００が小型パワーＭＯＳＦＥＴ内に寄生バイポーラト
ランジスタＰにより形成されるようにする。この場合に
は寄生バイポーラトランジスタＰはそのベース・エミッ
タ領域をパワーＭＯＳＦＥＴ１のソース金属化によりそ
の第３即ち、ソース領域３３をチャネル画成第２または
本体領域３２に短絡すると云う事実によって短絡する。
かようにして開放（またはフローティング）ベース配置
により達成されるよりも高い利得従って高い出力を得る
ことができる。示し金属化マスクを適宜変形することに
より寄生バイポーラトランジスタＰにフローティングベ
ースを設けることができる。
【００３１】図１に示す例では、パワーＭＯＳＦＥＴ１
自体によって低い側のスイッチを形成し、そのドレイン
電極を負荷Ｌ、例えばライトバルブを経て正電源ライン
５に接続する。パワーＭＯＳＦＥＴ１のゲート電極を入
力制御ライン７に接続し、適宜の入力回路を経てパワー
ＭＯＳＦＥＴ１のスイッチオン・オフを制御する信号を
受けるようにする。図示の例では入力回路は直列接続の
抵抗Ｒ９およびＲ１０と、これら２つの抵抗Ｒ９および
Ｒ１０間の接続点および電源ライン４間に接続されたツ
ェナーダイオードＤ１とを具える。このツェナーダイオ
ードＤ１はパワー半導体装置１の絶縁ゲート３４を保護
するように作用する。
【００３２】熱応答装置１００のソース電極をソースデ
ジェネレイション抵抗Ｒ５に直列に接続し、後述するよ
うに熱応答装置１００によってトランジスタＱ２の追加
の電流源を構成する。第２トランジスタＱ２のドレイン
電極は接続点Ｗでｎ−チャネルエンハンスメントモード
第３ＩＧＦＥＴＱ３に接続し、この第３ＩＧＦＥＴのド
レイン電極を第４抵抗Ｒ６を経て第１電源ライン３に接
続するとともにそのソース電極を第５抵抗Ｒ８を経て第
２電源ライン４に接続する。第３ＩＧＦＥＴＱ３のドレ
イン電極を第４ｎチャネルエンハンスメントモードＩＧ
ＦＥＴＱ４のゲート電極に接続し、このＩＧＦＥＴＱ４
のドレイン電極を抵抗Ｒ７を経て第１電源ライン３に接
続するとともにそのソース電極を第２電源ライン４に接
続する。これら２つのトランジスタＱ３およびＱ４によ
って以下に説明する反転出力段を形成する。ＩＧＦＥＴ
Ｑ４のドレイン電極を他のｎ−チャネルエンハンスメン
トモードＩＧＦＥＴＱ５に接続し、そのソース電極を第
２電源ライン４に接続する。このＩＧＦＥＴＱ５は出力
トランジスタを構成するとともにそのドレイン電極を出
力ライン６および抵抗Ｒ１０を経てパワー半導体装置１
の絶縁ゲート３４に接続する。
【００３３】図１に示す回路２の種々の回路素子の構成
を図２および３につき説明する。図２はパワーＭＯＳＦ
ＥＴ１および熱応答装置、即ち、補助ＭＯＳＦＥＴ１０
０が形成された半導体本体１０の１部分の平面図であ
り、図３は半導体本体１０の１部分の横断面図を示す。
【００３４】ＭＯＳＦＥＴ１および１００の構成を示す
ためにゲートおよび相互接続金属化部は図２に示さな
い。図２から明らかなように、パワーＭＯＳＦＥＴ１は
各々が第２、即ち、本体領域３２、この第２領域３２内
に設けられた第３、即ち、ソース領域３３を有する複数
のデバイス、即ち、ソースセル１１を具え、第２領域３
２および第３領域３３によってその間に導電チャネル領
域３５（図３参照）を画成し、この導電チャネル領域上
の各第３領域３３および共通のドレイン領域の少なくと
も１部分を形成する第１領域１３間に絶縁ゲート３４を
延在させるようにする。各第２領域３２は比較的深く且
つ比較的多量にドープされた中央領域３２ａを有し、こ
れを関連するソース領域３３内で表面１０ａまで延在さ
せて通常のように第２領域３２にソース領域３３を短絡
してソース金属化により良好な接触を行うとともに装置
の凹凸を改善し得るようにする。代表的にはパワーＭＯ
ＳＦＥＴ１は数十万のソースセルにより構成することが
できる。絶縁ゲート３４の周縁部３４ａは慣例のように
パワーＭＯＳＦＥＴ１の縁部を囲むフィールド酸化物１
５上に延在させることができるとともに、図示しない
が、カオスリングおよび／またはフィールドプレートの
ような慣例の縁部終端部材をパワーＭＯＳＦＥＴ１の周
縁に設けることができる。
【００３５】上述したように、熱応答装置１はパワーＭ
ＯＳＦＥＴ１を僅かに変更したものを有効に具える。本
例では、図示のように熱応答装置は各々が第３領域３３
を含み、この第３領域、即ち、ソース領域３３と相俟っ
て導電チャネル３５（図３参照）を画成する第２領域３
２により形成される４９個のソースセル１１′を具え、
この導電チャネル３５上の各第３領域３３および補助Ｍ
ＯＳＦＥＴの共通のドレイン領域の少なくとも１部分を
構成する第１領域１３間に絶縁ゲート３４を延在させる
ようにする。各第２領域３２の中央領域３２ａは各ソー
スセル１１′内で表面１０ａまで延在する。熱応答装置
１００を形成するソースセル１１′の数は所望の特性に
依存するとともに４９個前後とすることができる。図２
には示さないが熱応答装置１００の絶縁ゲートはそのソ
ース電極に直接接続する。これは熱応答装置１００の区
域における金属化マスクを修正し、熱応答装置のソース
およびゲート金属化部を分離しないようにして簡単に達
成することができる。これがため、補助ＭＯＳＦＥＴ１
００によって寄生バイポーラトランジスタＰを形成し、
この際ソース領域３３および本体領域３２がエミッタお
よびベース領域を形成し、共通第１領域１３がバイポー
ラトランジスタＰのコレクタ領域を形成する。ソース金
属化により行われるソース−本体の短絡によって寄生バ
イポーラトランジスタＰはそのベースをエミッタに短絡
する。
【００３６】上述したように、図３は、半導体本体１０
の横断面を示し、ＭＯＳＦＥＴ１および１００のソース
セル１１および１１′の代表的な構体を示す。さらに、
図３は抵抗Ｒ１乃至Ｒ８およびｎ−チャネルＩＧＦＥＴ
Ｑ１乃至Ｑ５の代表的な構体を示す。図３にはただ１つ
の抵抗Ｒ１およびただ１つのＩＧＦＥＴＱ１のみを示
す。その理由は抵抗Ｒ１乃至Ｒ８の構体および全てのＩ
ＧＦＥＴＱの構体が同一であるからである。さらに、パ
ワーＭＯＳＦＥＴ１のソースセル１１および１１′の構
体および熱応答装置１００の構体も同一であるため、図
面にはただ１つのソースセル１１，１１′のみの断面を
示す。
【００３７】図３の例では、半導体本体１０は比較的多
量にドープされたｎ導電型単結晶シリコン基板１０ｂを
具え、その上に第１領域１３を形成する比較的少量にド
ープされたｎ導電型のエピタキシヤル層を設ける。比較
的多量にドープされた基板１０ｂにドレイン接点領域を
設け、これによって半導体本体１０の他方の主面１０ｃ
において金属化部１７へのオーム接触を行うようにす
る。金属化部３１はパワーＭＯＳＦＥＴ１および熱応答
装置１００の相互接続ドレイン電極の少なくとも１部分
を形成する。
【００３８】抵抗Ｒ１乃至Ｒ８は任意の好適な形状とし
得るとともに例えば簡単に拡散された抵抗またはドープ
された単結晶シリコン抵抗とすることができる。上記例
においては抵抗Ｒ１乃至Ｒ８は半導体本体１０の第１領
域１３においてこの領域内に形成された反対導電型の領
域２０と、第２領域２０内に形成された１導電型の他の
領域２１と、第３領域２１に離間して設けられた第１お
よび第２電極２２および２３とによって形成し、抵抗路
は第３領域２１の第１および第２電極２２および２３間
の部分によって形成する。また、基準電極２４を設けて
第２領域２０を基準電位、即ち、本例では第２電源ライ
ン４に接続する。この第２領域２０は適切なマスクを用
いてｐ導電型の不純物、一般に硼素イオンを１０×１０
12乃至１３×１０12原子／ｃｍ2 の範囲のドーズ量（表
面濃度を決める）で導入することによりプレーナ領域と
して形成するとともに領域２１は領域２０内に適切なマ
スクを用いて不純物を２×１０12乃至３×１０12原子／
ｃｍ2 の範囲のドーズ量で導入することによりプレーナ
領域として形成する。領域２０および２１内の不純物濃
度を適宜定めて第３領域２１により形成された拡散抵抗
および領域２０および２１により形成された接合型電界
効果トランジスタ状の構体の温度係数が中和されて絶対
温度とともに増大する抵抗の温度係数αを有する抵抗を
形成し、従って感知された温度に関する抵抗の相対温度
係数はほぼ一定となる。
【００３９】ｎ−チャネルエンハンスメントトランジス
タＱ１乃至Ｑ５は任意の好適な形状とすることができ
る。本例では各トランジスタＱ１乃至Ｑ５は横方向ＩＧ
ＦＥＴとするとともに図３に示す構体を有し、この場合
には第２電源ライン４（一般に）に電極を経て接続され
た２−３×１０12原子／ｃｍ2 程度の表面ドーパント濃
度を良好に有する比較的少量ドープされたｐ導電型分離
部分にｎ−チャネルＩＧＦＥＴＱ１（例えば）を形成す
る。本例では横方向ＩＧＦＥＴＱ１乃至Ｑ５を抵抗Ｒ１
乃至Ｒ８と同一領域２０に形成して電極２４により第２
電源ライン４へのバックゲートを形成する。ＩＧＦＥＴ
Ｑ１乃至Ｑ５のソース領域４０およびドレイン領域４１
をソース領域３３とともに形成することができる。
【００４０】図３に示す構体の製造に当たり、ＭＯＳＦ
ＥＴ１および１００の絶縁ゲート３４並びにＩＧＦＥＴ
Ｑ１乃至Ｑ５の絶縁ゲート４２はまず最初任意のフィー
ルド酸化物１５の画成および領域２０の形成後に画成す
る。一般に、絶縁ゲートはドープされた多結晶シリコン
層から形成した熱ゲート酸化物層を具える。次いで比較
的深く比較的多量にドープされた中央領域３２ａを形成
する不純物は、同一の箇所に絶縁ゲートを画成するため
に用いるマスクを用いて、導入し、ＩＧＦＥＴＱ１乃至
Ｑ５の区域および被覆された抵抗をも設ける。このマス
クは絶縁ゲート上に設けて中央領域２４ａが絶縁ゲート
から分離されるようにする。このマスクを除去した後第
２、即ち、本体領域３２の残部を形成する不純物はこれ
ら領域３２をマスクする必要のない区域に導入する。こ
のマスクの除去後他のマスクにより不純物を導入してソ
ース領域３３、抵抗の領域２１およびＩＧＦＥＴＱ１乃
至Ｑ５のソース領域４０並びにドレイン領域４１を形成
する。ＭＯＳＦＥＴ１および１００に対し従来技術から
明らかなように、絶縁ゲート３４によって領域３２およ
び３３の形成用のマスクの少なくとも１部分を形成して
これら領域３２および３３が絶縁ゲート３４に対し自動
的に整列されるようにする。各ソース領域３３の中央区
域はイオン注入処理中マスクすることができ、あるいは
図３に示すように次いでエッチング除去してソース金属
化部分３６を中央領域３３ａに接触せしめるようにす
る。上述したように寄生バイポーラトランジスタＰのベ
ースをエミッタに短絡するよりもフローティング状態に
する必要がある場合には補助ＭＯＳＦＥＴ１００のソー
ス領域３３の中央区域をマスクしないようにするか或は
エッチングする。
【００４１】次いで絶縁層３７を設け、接点ホールを開
口して金属化層を堆積し、画成してＭＯＳＦＥＴ１のソ
ース電極３６およびゲート電極（図示せず）、補助ＭＯ
ＳＦＥＴ１００の短絡ソース−ゲート金属化部分、抵抗
Ｒ１乃至Ｒ８の電極２２乃至２４、ＩＧＦＥＴＱ１乃至
Ｑ５のソース、ゲートおよびドレイン電極並びに図１に
示す回路に従う適宜の相互接続部分をそれぞれ設ける。
また、他方の主表面１０ｃに金属化層１７を設けてＭＯ
ＳＦＥＴ１，１００のドレイン電極をも形成する。
【００４２】図１に示す回路の作動を以下に説明する。
上述したように、熱応答装置１００はパワーＭＯＳＦＥ
Ｔ１の数個のデバイスセル１１′により形成されるベー
ス−エミッタ短絡寄生バイポーラトランジスタＰを具え
る。図２に示すように、トランジスタＰを形成するデバ
イスセル１１′はパワーＭＯＳＦＥＴ１の縁部に設けて
接点を形成し易くするが、これらデバイスセルはパワー
ＭＯＳＦＥＴ１の中央に設けてパワーＭＯＳＦＥＴ１内
で最大温度の検出を迅速且つ一層正確に行い得るように
する。或は又、トランジスタＰをパワーＭＯＳＦＥＴ１
から離間したデバイスセル１１′により同時に形成する
ことができる。
【００４３】寄生バイポーラトランジスタＰによってパ
ワーＭＯＳＦＥＴ１の温度を感知または検知するととも
にベース−エミッタ短絡バイポーラトランジスタを流れ
る電流はパワーＭＯＳＦＥＴ１の温度とともに増大す
る。寄生バイポーラトランジスタＰによってソースデジ
ェネレイション抵抗Ｒ５の電流を供給し、これによって
図１の接合部Ｘの電圧を増大せしめて、供給し、バイポ
ーラトランジスタＰにより感知された温度（従って供給
された電流）を接合部Ｘの電圧が点Ｙの電圧に等しくな
るまで増大して電圧−ミラー接続されたトランジスタＱ
１およびＱ２のドレイン電圧が等しくなるようにする。
バイポーラトランジスタＰにより供給される電流、従っ
て接続部Ｘの電圧が増大するにつれて、ＩＧＦＥＴＱ２
が増大的に非導通となり、接続部Ｗの電圧が増大してＩ
ＧＦＥＴＱ３を導通状態とし、従ってＩＧＦＥＴＱ４を
非導電とし、これによりＩＧＦＥＴＱ５のゲート電圧を
上昇してＩＧＦＥＴＱ５を導通状態としパワーＭＯＳＦ
ＥＴ１のゲート電圧を第２電源ライン４の電源に近づ
け、従って所定の温度以上となるとパワーＭＯＳＦＥＴ
１を非導通状態とする。
【００４４】回路２がパワーＭＯＳＦＥＴ１をスイッチ
オフする出力信号をを発生する実際の所定の温度は種々
の回路素子の特定の特性に依存するが、代表的には１８
０℃〜１９０℃の範囲の温度とすることができる。
【００４５】寄生ｎｐｎバイポーラトランジスタＰが高
い電圧素子能力を有するとともに漏洩電流を検出するこ
の方法によってセンサの有効な低い作動範囲を増大する
も、温度とともに増大する電流が通過する他の熱応答装
置、例えば、ｐｎ接合ダイオードを図１に示す回路１に
寄生バイポーラトランジスタＰの代わりに用いることが
できる。
【００４６】さらに、寄生バイポーラトランジスタＰを
図１に説明した回路以外の温度感応回路、例えば米国特
許願第４７３０２２８号またはヨーロッパ特許出願第３
６０３３３号に記載の回路と同様の回路に用いることが
できる。さらに２つ以上のかかる寄生バイポーラトラン
ジスタトランジスタＰを同一の半導体本体にパワーＭＯ
ＳＦＥＴとして設けて例えば種々の箇所の温度を測定ま
たは平均化することにより温度を一層正確に測定し、差
動温度感知回路を得ることができる。例えば、寄生バイ
ポーラトランジスタＰを用いてヨーロッパ特許出願第４
７９３６２号に記載された回路のような差動温度感知回
路の温度感知装置を形成することができる。
【００４７】横方向ＩＧＦＥＴ以外の装置を用いてトラ
ンジスタＱ１乃至Ｑ４あるいは同様の適宜の特性を有す
る装置を得ることができること勿論である。
【００４８】さらに、導電型および極性を逆にし得るこ
とも勿論である。また、パワー半導体装置１および熱応
答装置１００は垂直方向装置とするよりも横方向装置と
することができる。さらに、シリコン以外の他の半導体
材料またはシリコンに加えて他の半導体材料を用いるこ
ともができる。
【００４９】本発明は上述した例にのみ限定されるもの
ではなく、要旨を変更しない範囲内で種々の変形または
変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明温度感応回路の１例の示す回路図であ
る。
【図２】本発明温度感応回路のパワー半導体装置および
熱応答装置を集積化した半導体本体の１部分を示す平面
図である。
【図３】図１に示す温度感応回路のパワー半導体装置お
よび種々の回路素子を集積化した半導体本体の１部切り
欠き断面図である。
【符号の説明】
１ パワー半導体装置 ２ 温度センサ 10 半導体本体 10a 主表面 11，11′ デバイスセル 13 第１領域 32 第２領域 33 第３領域 34 絶縁ゲート 100 熱応答半導体装置 Ｑ１〜Ｑ５ トランジスタ Ｒ１〜Ｒ８ 抵抗 Ｌ 負荷 Ｄ１ ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロイス ロウィス イギリス国 チェシャー エスケイ12 １ ディーアール ストックポート ポイント ン ロストック アベニュー 20 (72)発明者 ポール ティモシー ムーディ イギリス国 ランカシャー オルドハム スプリングヘッド カーハウス ロード 51

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パワー半導体装置と、このパワー半導体
    装置が所定の温度条件を有する際にこのパワー半導体装
    置をスイッチオフする制御信号を供給する温度センサと
    を有する半導体スイッチにおいて、前記パワー半導体装
    置は一方の主面に隣接する１導電型の第１領域を有する
    半導体本体と、各々が前記第１領域内に設けられた反対
    導電型の第２領域、前記第２領域内に設けられた１導電
    型の第３領域および前記第２領域の導通チャネル領域上
    に設けられ前記第３領域および前記第１領域間にゲート
    可能な導電通路を設ける絶縁ゲートを具え絶縁ゲート電
    界効果装置を形成する複数のデバイスセルとを具え、前
    記温度センサは前記半導体本体内に形成され多数の他の
    デバイスセルを具える温度感応半導体装置を具え、該他
    のデバイスセルの各々は前記第１領域内に形成された第
    ２領域と、この第２領域内に形成された第３領域と、前
    記他のデバイスセルの第２領域の導通チャネル領域上に
    設けられ第３領域に電気的に接続された絶縁ゲートを具
    え、この他のデバイスセルによって温度とともに変化す
    る漏洩電流を有し、温度センサを作動可能状態にして所
    定の温度条件が存在する際にパワー半導体装置をスイッ
    チオフする制御信号を供給する寄生バイポーラトランジ
    スタを供給するようにしたことを特徴とする半導体スイ
    ッチ。
  2. 【請求項２】 前記他のデバイスセルの各々の第３領域
    をその第２領域に電気的に接続するようにしたことを特
    徴とする請求項１に記載の半導体スイッチ。
  3. 【請求項３】 少なくとも前記パワー半導体装置の第２
    領域の各々は一層多量にドープした中央区域を有するこ
    とを特徴とする請求項１または２に記載の半導体スイッ
    チ。
  4. 【請求項４】 前記他のデバイスセルは前記パワー半導
    体装置の周縁に隣接して設けるようにしたことを特徴と
    する請求項１、２または３に記載の半導体スイッチ。
  5. 【請求項５】 前記他のデバイスセルは前記パワー半導
    体装置のデバイスセルに対向して設けるようにしたこと
    を特徴とする請求項１、２または３に記載の半導体スイ
    ッチ。
  6. 【請求項６】 前記温度センサは前記温度感応半導体装
    置と同様の他の温度感応半導体装置を具え、これら温度
    感応半導体装置の一方を前記パワー半導体装置に隣接し
    て設けるとともに他方の温度感応半導体装置を前記パワ
    ー半導体装置から離間して設け、且つ前記温度センサは
    ２つの温度感応半導体装置に応答しこれら温度感応半導
    体装置により感知された温度の差分が所定値以上となる
    際に前記パワー半導体装置をスイッチオフする制御信号
    を供給する手段を具えるようにしたことを特徴とする請
    求項１、２または３に記載の半導体スイッチ。
  7. 【請求項７】 パワー半導体装置が所定の温度条件を有
    する際にこのパワー半導体装置をスイッチオフする制御
    信号を供給する温度感知回路において、電流ミラー配置
    に接続された第１および第２トランジスタと、これら第
    １および第２トランジスタに直列に接続された電流源
    と、前記パワー半導体装置に熱結合された熱応答装置と
    を具え、この熱応答装置は温度とともに増大する電流を
    通過せしめるとともに前記第２トランジスタの補助電流
    源に接続され温度を感知すると前記第２トランジスタを
    増大的にスイッチオフせしめ、従って所定の温度条件の
    存在時に前記熱応答装置が前記パワー半導体装置をスイ
    ッチオフするまで前記熱応答装置を通過する電流が増大
    するようにしたことを特徴とする温度感知回路。
  8. 【請求項８】 前記第１および第２トランジスタの各々
    に直列に個別の電流源を接続し、且つ前記熱応答装置を
    前記補助電流源に接続し、この補助電流源を前記第２ト
    ランジスタの電流源に並列に接続するようにしたことを
    特徴とする請求項７に記載の温度感知回路。
  9. 【請求項９】 パワー半導体装置の温度を感知するとと
    もにパワー半導体装置が所定の温度条件を有する際にこ
    のパワー半導体装置をスイッチオフする制御信号を供給
    する温度感知回路において、第１および第２パワー供給
    ラインと、各々が第１および第２主電極並びに制御電極
    を有する第１および第２トランジスタを具え、第１およ
    び第２トランジスタ各々の第１電極を第１および第２抵
    抗の個別のものにより前記第１パワー供給ラインに接続
    し、且つ第１トランジスタの制御電極をその第１電極に
    接続するとともに第２トランジスタの制御電極に接続し
    て電流ミラー配置を形成し、他に前記第１および第２ト
    ランジスタの各々と前記第２パワー供給ラインとの間に
    接続され第１および第２トランジスタの電流源を形成す
    る第３および第４抵抗と、この第４抵抗に並列に接続さ
    れた第５抵抗と、前記第２トランジスタの第１電極に接
    続された制御信号を供給する出力段と、前記パワー半導
    体装置に熱結合された熱応答装置とを具え、この熱応答
    装置は温度とともに増大する電流を通過せしめるととも
    に前記第５抵抗に直列に接続されて温度を感知すると前
    記第２トランジスタを増大的にスイッチオフせしめる補
    助電流源を構成し、従って所定の温度で前記出力段が前
    記パワー半導体装置をスイッチオフするまで前記熱応答
    装置を通過する電流が増大するようにしたことを特徴と
    する温度感知回路。
  10. 【請求項１０】 前記出力段は前記第２トランジスタの
    第１電極に接続された制御電極および個別の抵抗を経て
    前記第１および第２パワー供給ラインに接続された第１
    および第２電極を有する第３トランジスタと、こも第３
    トランジスタの第１電極に接続された制御電極および前
    記第１パワー供給ラインに他の抵抗を経て接続された第
    １主電極並びに前記第２パワー供給ラインに接続された
    第２主電極を有する第４トランジスタとを具え、第４ト
    ランジスタの第１電極を所定の温度に到達する際に前記
    パワー半導体装置をスイッチオフする制御信号を供給す
    る出力ラインに接続するようにしたことを特徴とする請
    求項９に記載の温度感知回路。
  11. 【請求項１１】 前記熱応答装置はバイポーラトランジ
    スタを具えることを特徴とする請求項７，８，９または
    １０に記載の温度感知回路。
  12. 【請求項１２】 前記バイポーラトランジスタは絶縁ゲ
    ート電界効果トランジスタ内に寄生バイポーラトランジ
    スタを具えることを特徴とする請求項１１に記載の温度
    感知回路。
JP06211993A 1992-03-20 1993-03-22 半導体スイッチ Expired - Fee Related JP3315456B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB929206058A GB9206058D0 (en) 1992-03-20 1992-03-20 A semiconductor switch and a temperature sensing circuit for such a switch
GB9206058:1 1992-03-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0677409A true JPH0677409A (ja) 1994-03-18
JP3315456B2 JP3315456B2 (ja) 2002-08-19

Family

ID=10712490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06211993A Expired - Fee Related JP3315456B2 (ja) 1992-03-20 1993-03-22 半導体スイッチ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5434443A (ja)
EP (1) EP0561461B1 (ja)
JP (1) JP3315456B2 (ja)
KR (1) KR100241636B1 (ja)
DE (1) DE69325120T2 (ja)
GB (1) GB9206058D0 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006071564A (ja) * 2004-09-06 2006-03-16 Nec Corp 薄膜半導体素子及びその駆動回路並びにそれらを用いた装置
JP2006319153A (ja) * 2005-05-13 2006-11-24 Sony Corp 半導体集積回路及びその制御方法
KR100850091B1 (ko) * 2006-12-28 2008-08-04 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 소자를 이용한 온도센서 및 그 제조 방법
US7804372B2 (en) 2006-06-09 2010-09-28 Fujitsu Limited Ring oscillator for temperature sensor, temperature sensor circuit, and semiconductor device having the same
JP2022183442A (ja) * 2021-05-31 2022-12-13 セイコーエプソン株式会社 集積回路装置

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19534604C1 (de) * 1995-09-18 1996-10-24 Siemens Ag Durch Feldeffekt steuerbares Halbleiterbauelement mit mehreren Temperatursensoren zum Schutz vor Überlastung
DE19548060A1 (de) * 1995-12-21 1997-06-26 Siemens Ag Durch Feldeffekt steuerbares Leistungs-Halbleiterbauelement mit Temperatursensor
JP3384522B2 (ja) * 1996-07-30 2003-03-10 矢崎総業株式会社 スイッチング装置
US5770880A (en) * 1996-09-03 1998-06-23 Harris Corporation P-collector H.V. PMOS switch VT adjusted source/drain
DE19644193C2 (de) * 1996-10-24 2001-04-19 Bosch Gmbh Robert Integrierte Überlastschutzeinrichtung mit Temperatursensor
US6088208A (en) * 1997-03-31 2000-07-11 Matsushita Electronics Corporation Electronic device, electronic switching apparatus including the same, and production method thereof
US5873053A (en) * 1997-04-08 1999-02-16 International Business Machines Corporation On-chip thermometry for control of chip operating temperature
DE19727229C1 (de) * 1997-06-26 1998-07-23 Siemens Ag Schaltungsanordnung zum Erfassen des Überschreitens einer kritischen Temperatur eines Bauelements
GB9818044D0 (en) * 1998-08-20 1998-10-14 Koninkl Philips Electronics Nv Power transistor device
US6055149A (en) * 1998-12-02 2000-04-25 Intersil Corporation Current limited, thermally protected, power device
KR100353471B1 (ko) 1998-12-23 2002-11-18 주식회사 하이닉스반도체 데이터 센스 앰프
DE10220587B4 (de) * 2002-05-08 2007-07-19 Infineon Technologies Ag Temperatursensor für MOS-Schaltungsanordnung
EP1691484B1 (en) * 2005-02-10 2016-08-17 STMicroelectronics Srl Thermal protection device for an integrated power MOS transistor
EP1887333B1 (en) 2006-08-04 2011-05-04 STMicroelectronics Design and Application S.R.O. Microelectronic device equipped with a thermal protection circuit and thermal protection method for a microelectronic device
US7798703B2 (en) 2007-05-09 2010-09-21 Infineon Technologies Ag Apparatus and method for measuring local surface temperature of semiconductor device
WO2009141347A1 (de) * 2008-05-19 2009-11-26 X-Fab Semiconductor Foundries Ag Betriebstemperaturmessung eines mos-leistungsbauelements und mos bauelement zur ausfuehrung des verfahrens
US7944269B2 (en) * 2008-09-26 2011-05-17 Infineon Technologies Ag Power transistor and method for controlling a power transistor
KR101991735B1 (ko) * 2011-05-19 2019-06-21 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 집적 회로
CN102394237A (zh) * 2011-12-06 2012-03-28 电子科技大学 一种具有温度采样和过温保护功能的复合vdmos器件

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4730228A (en) * 1986-03-21 1988-03-08 Siemens Aktiengesellschaft Overtemperature detection of power semiconductor components
JP2552880B2 (ja) * 1986-11-12 1996-11-13 シリコニックス・インコーポレイテッド 垂直ｄｍｏｓセル構造
US4896196A (en) * 1986-11-12 1990-01-23 Siliconix Incorporated Vertical DMOS power transistor with an integral operating condition sensor
JP2521783B2 (ja) * 1987-09-28 1996-08-07 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法
US4931844A (en) * 1988-03-09 1990-06-05 Ixys Corporation High power transistor with voltage, current, power, resistance, and temperature sensing capability
US4924111A (en) * 1988-10-31 1990-05-08 Motorola, Inc. Microprocessor layout minimizing temperature and current effects
US5034796A (en) * 1989-06-07 1991-07-23 Ixys Corporation Simplified current sensing structure for MOS power devices
WO1991006839A1 (de) * 1989-11-04 1991-05-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Integrierbare temperatursensorschaltung
US5063307A (en) * 1990-09-20 1991-11-05 Ixys Corporation Insulated gate transistor devices with temperature and current sensor

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006071564A (ja) * 2004-09-06 2006-03-16 Nec Corp 薄膜半導体素子及びその駆動回路並びにそれらを用いた装置
US8009162B2 (en) 2004-09-06 2011-08-30 Nec Corporation Thin-film semiconductor device, display device including the same, and method of driving display device
US8399951B2 (en) 2004-09-06 2013-03-19 Nec Corporation Thin-film semiconductor device
JP2006319153A (ja) * 2005-05-13 2006-11-24 Sony Corp 半導体集積回路及びその制御方法
US7804372B2 (en) 2006-06-09 2010-09-28 Fujitsu Limited Ring oscillator for temperature sensor, temperature sensor circuit, and semiconductor device having the same
KR100850091B1 (ko) * 2006-12-28 2008-08-04 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 소자를 이용한 온도센서 및 그 제조 방법
JP2022183442A (ja) * 2021-05-31 2022-12-13 セイコーエプソン株式会社 集積回路装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE69325120D1 (de) 1999-07-08
US5434443A (en) 1995-07-18
GB9206058D0 (en) 1992-05-06
JP3315456B2 (ja) 2002-08-19
EP0561461A2 (en) 1993-09-22
EP0561461A3 (ja) 1994-01-12
EP0561461B1 (en) 1999-06-02
KR930020155A (ko) 1993-10-19
DE69325120T2 (de) 1999-11-25
KR100241636B1 (ko) 2000-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3315456B2 (ja) 半導体スイッチ
JP3184850B2 (ja) 温度検知回路
US5444219A (en) Temperature sensing device and a temperature sensing circuit using such a device
US5063307A (en) Insulated gate transistor devices with temperature and current sensor
KR20000064944A (ko) 온도 센서 회로를 구비한 파워 반도체 장치
JP3639596B2 (ja) 保護形スイッチ
US4908682A (en) Power MOSFET having a current sensing element of high accuracy
JP2002523902A (ja) パワートランジスタ装置
JP2001502435A (ja) 温度検出回路
JPH10505714A (ja) パワー半導体装置
US11610880B2 (en) Power MOS device having an integrated current sensor and manufacturing process thereof
JPH09507370A (ja) 保護形スイッチ
US9543292B2 (en) Field effect transistor with integrated Zener diode
US5684305A (en) Pilot transistor for quasi-vertical DMOS device
US5652540A (en) Current sensing circuit having at least one sense cell
JPH09186329A (ja) 温度センサを有する電力用半導体デバイス
US4634961A (en) Method and circuit for the temperature compensation of a hall element
JPH0262966B2 (ja)
JPH10132871A (ja) 半導体装置
JP3644697B2 (ja) 電力ｍｏｓ装置用集積構造電流感知抵抗
JPH10135403A (ja) 過負荷保護装置
US6002153A (en) MOS type semiconductor device with a current detecting function
JP2552880B2 (ja) 垂直ｄｍｏｓセル構造
EP0523798B1 (en) A temperature sensing device and a temperature sensing circuit using such a device
JPH05167077A (ja) 半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees