JPH08201475A - Environment monitor circuit using lsi circuit - Google Patents

Environment monitor circuit using lsi circuit

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JPH08201475A
JPH08201475A JP7007542A JP754295A JPH08201475A JP H08201475 A JPH08201475 A JP H08201475A JP 7007542 A JP7007542 A JP 7007542A JP 754295 A JP754295 A JP 754295A JP H08201475 A JPH08201475 A JP H08201475A
Authority
JP
Japan
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temperature
resistance
lsi
mos transistor
product
Prior art date
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Application number
JP7007542A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshisuke Baba
俊祐 馬場
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide a circuit for monitoring the operating environment of an LSI integrated circuit built in a product and deciding whether it is operating within a guaranteed range. CONSTITUTION: The monitor mounted on an LSI product basically comprises a series circuit of a temperature-sensitive element 2 having critical temperature resistance characteristics and an MOS transistor 3, wherein the MOS transistor 3 is driven depending on the temperature characteristics of the temperature- sensitive element 2. Deterioration of elements in the MOS transistor 3 is accelerated in the drive mode for generating hot carriers at a temperature deviating from the operation guarantee range of the LSI product. A decision is made whether the LSI product has been used within the operation guarantee temperature range based on the deterioration information.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩ集積回路が製品
に組み込まれ動作している状況において、その動作環境
がＬＳＩの製品保証の規定条件範囲内にあるかどうかを
監視するＬＳＩ回路使用環境モニタ回路に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an LSI circuit use environment for monitoring whether or not the operating environment is within the prescribed condition range of the product guarantee of the LSI when the LSI integrated circuit is incorporated in the product and is operating. The present invention relates to a monitor circuit.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、この種のモニタ回路はなく、ＬＳ
Ｉ集積回路が使用されている装置には、その電気製品が
故障を起こした場合に、その原因を解析するモニタ回路
に類する回路装置は搭載乃至使用されていなかった。2. Description of the Related Art Conventionally, there is no monitor circuit of this kind,
A device using the I integrated circuit has not been equipped with or used a circuit device similar to a monitor circuit for analyzing the cause when the electric product fails.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来は
ＬＳＩ回路使用環境モニタ回路に類するものはなかった
が、ＬＳＩの使用個数の増大や多様化に伴って製品故障
の対応が無視できなくなり、以下のべるような課題が指
摘されていた。すなわち、ＬＳＩ集積回路が搭載された
電気製品が製品事故を起こした場合、その故障原因が、
ＬＳＩの設計あるいは構造欠陥によるものか、ＬＳＩが
その保証動作範囲を逸脱して使用されたための誤動作に
よるものであるかの判定（切り分け）が困難であり、確
実な事故解析ができなかった。As described above, conventionally, there was no one similar to the LSI circuit use environment monitor circuit, but the handling of product failure cannot be ignored as the number of LSIs used increases and diversifies. , The following issues were pointed out. That is, when an electric product equipped with an LSI integrated circuit causes a product accident, the cause of the failure is
It is difficult to determine (isolate) whether it is due to a design or structural defect of the LSI or a malfunction due to the LSI being used outside the guaranteed operation range, and a reliable accident analysis cannot be performed.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明に係るＬＳＩ回路
使用環境モニタ回路は、ＬＳＩ製品に搭載され、抵抗値
が臨界的な温度特性を有する感温素子とＭＯＳトランジ
スタとを直列に接続することを基本構成とするモニタ回
路であって、感温素子の温度特性に応じてＭＯＳトラン
ジスタを駆動させ、ＬＳＩ製品の動作保証範囲外の温度
において、ホットキャリアを発生させるようなＭＯＳト
ランジスタの駆動モードによってＭＯＳトランジスタの
素子劣化を加速させ、この劣化情報からＬＳＩ製品が動
作保証温度範囲で使用されていたかを判断するものであ
る。An LSI circuit use environment monitor circuit according to the present invention is mounted on an LSI product, and a temperature sensitive element having a temperature characteristic with a critical resistance value and a MOS transistor are connected in series. Is a basic configuration of a monitor circuit that drives a MOS transistor according to the temperature characteristics of a temperature-sensitive element, and uses a drive mode of the MOS transistor that generates hot carriers at a temperature outside the guaranteed operating range of an LSI product. The element deterioration of the MOS transistor is accelerated, and it is judged from this deterioration information whether the LSI product has been used within the operation guarantee temperature range.

【０００５】この場合、感温素子は、ＬＳＩ製品の動作
保証最大温度に設定された臨界温度において、抵抗値が
ＭＯＳトランジスタのオン抵抗より十分高い抵抗からオ
ン抵抗以下に急激に低下する温度特性を有する１個の感
温素子であり、ＭＯＳトランジスタはＮ−ＭＯＳである
ことが好ましい。さらに、感温素子は、前記ＬＳＩ製品
の動作保証最低温度に設定された臨界温度において、抵
抗値が前記ＭＯＳトランジスタのオン抵抗以下から前記
オン抵抗より十分高い抵抗に急激に上昇する温度特性を
有する１個の感温素子であり、ＭＯＳトランジスタはＮ
−ＭＯＳであってもよい。In this case, the temperature-sensitive element has a temperature characteristic in which the resistance value sharply decreases from a resistance sufficiently higher than the on-resistance of the MOS transistor to below the on-resistance at the critical temperature set to the operation guarantee maximum temperature of the LSI product. It is preferable that the MOS transistor is an N-MOS. Further, the temperature sensitive element has a temperature characteristic in which the resistance value rapidly rises from the ON resistance of the MOS transistor to a resistance sufficiently higher than the ON resistance at the critical temperature set to the operation guarantee minimum temperature of the LSI product. One temperature sensitive element, MOS transistor is N
It may be a MOS.

【０００６】また、感温素子は、ＬＳＩ製品の動作保証
最大温度に設定された臨界温度において、抵抗値がＭＯ
Ｓトランジスタのオン抵抗より十分高い抵抗からオン抵
抗以下に急激に低下する温度特性を有する１個の感温素
子と、ＬＳＩ製品の動作保証最低温度に設定された臨界
温度において、抵抗値がＭＯＳトランジスタのオン抵抗
以下からオン抵抗より十分高い抵抗に急激に上昇する温
度特性を有する１個の感温素子とが並列接続された複合
感温素子であり、ＭＯＳトランジスタはＮ−ＭＯＳであ
る構成でもよい。Further, the temperature-sensitive element has a resistance value of MO at a critical temperature set to the operation guarantee maximum temperature of the LSI product.
One temperature-sensitive element having a temperature characteristic in which the resistance is sufficiently higher than the on-resistance of the S-transistor and drops sharply to the on-resistance or less, and the resistance value is a MOS transistor at the critical temperature set as the operation guarantee minimum temperature of the LSI product. May be a composite temperature-sensing device in which one temperature-sensing device having a temperature characteristic of rapidly increasing from the on-resistance or less of the above to a resistance sufficiently higher than the on-resistance is connected in parallel, and the MOS transistor is an N-MOS. .

【０００７】また、もう１つの本発明に係るＬＳＩ回路
使用環境モニタ回路は、ＬＳＩ製品に搭載され、抵抗値
が臨界的な温度特性を有する感温素子とＭＯＳトランジ
スタとを直列に接続することを基本構成とするモニタ回
路であって、感温素子の温度特性に応じてＭＯＳトラン
ジスタを駆動させ、ＬＳＩ製品の動作保証範囲内の温度
において、ホットキャリアを発生させるようなＭＯＳト
ランジスタの駆動モードによってＭＯＳトランジスタの
素子劣化を加速させ、この劣化情報からＬＳＩ製品が動
作保証温度範囲で使用されている時間を判断するもので
ある。Further, another LSI circuit use environment monitor circuit according to the present invention is mounted on an LSI product, and a temperature sensitive element having a temperature characteristic with a critical resistance value and a MOS transistor are connected in series. A monitor circuit having a basic configuration, in which a MOS transistor is driven according to the temperature characteristics of a temperature sensitive element, and a MOS transistor is driven by a drive mode of a MOS transistor that generates hot carriers at a temperature within an operation guaranteed range of an LSI product. The element deterioration of the transistor is accelerated, and the time during which the LSI product is used within the operation guarantee temperature range is judged from this deterioration information.

【０００８】そして、この場合、感温素子は、ＬＳＩ製
品の動作保証最低温度に設定された臨界温度において、
抵抗値がＭＯＳトランジスタのオン抵抗より十分高い抵
抗からオン抵抗以下の抵抗に急激に低下する温度特性を
有する１個の感温素子と、ＬＳＩ製品の動作保証最大温
度に設定された臨界温度において、抵抗値がＭＯＳトラ
ンジスタのオン抵抗より十分高い抵抗からオン抵抗以下
に急激に低下する温度特性を有する１個の感温素子とが
直列接続された複合感温素子であり、ＭＯＳトランジス
タはＮ−ＭＯＳであり、かつＮ−ＭＯＳのゲートとソー
スとを短絡接続した上で、回路電源はＬＳＩ製品の回路
への電源ラインから供給している構成がよい。Then, in this case, the temperature-sensitive element is operated at the critical temperature set to the minimum operation guarantee temperature of the LSI product.
One temperature-sensitive element having a temperature characteristic in which the resistance value sharply decreases from a resistance sufficiently higher than the ON resistance of the MOS transistor to a resistance equal to or lower than the ON resistance, and at a critical temperature set to the operation guarantee maximum temperature of the LSI product, This is a compound temperature sensing device in which one temperature sensing element having a temperature characteristic in which the resistance value is sufficiently higher than the on resistance of the MOS transistor and sharply drops below the on resistance is connected in series, and the MOS transistor is an N-MOS. It is preferable that the circuit power is supplied from the power line to the circuit of the LSI product after the gate and the source of the N-MOS are short-circuited and connected.

【０００９】[0009]

【作用】本発明においては、抵抗値が臨界的な温度特性
を有する感温素子とＭＯＳトランジスタとを直列に接続
することを基本構成とするモニタ回路をＬＳＩ製品に搭
載し、感温素子の温度特性に応じてＭＯＳトランジスタ
を駆動させ、ＬＳＩ製品の動作保証範囲外の温度におい
て、ホットキャリアを発生させるようなＭＯＳトランジ
スタの駆動モードによってＭＯＳトランジスタの素子劣
化を加速させるから、例えば、製品の動作保証最大温度
を越えて動作した場合は、ＭＯＳトランジスタの特性が
動作保証最大温度内で動作していた場合に比して大きく
変動する。これを利用して、ＭＯＳトランジスタの伝達
コンダクタンスを測定すれば、その特性を評価すること
によってＬＳＩが製品の例えば動作保証最大温度以外で
何時間動作していたかが判るようになる。In the present invention, a monitor circuit having a basic structure in which a temperature sensitive element having a critical temperature characteristic of a resistance value and a MOS transistor are connected in series is mounted on an LSI product to detect the temperature of the temperature sensitive element. Since the MOS transistor is driven according to the characteristics and the element deterioration of the MOS transistor is accelerated by the driving mode of the MOS transistor that generates hot carriers at a temperature outside the operation guarantee range of the LSI product, for example, the operation guarantee of the product is guaranteed. When operating above the maximum temperature, the characteristics of the MOS transistor greatly fluctuate as compared with when operating within the operation-guaranteed maximum temperature. By utilizing this, by measuring the transfer conductance of the MOS transistor, it becomes possible to know how long the LSI has been operating, for example, other than the maximum operation guarantee temperature of the product, by evaluating the characteristic.

【００１０】また、本発明のもう１つの発明において
は、抵抗値が臨界的な温度特性を有する感温素子とＭＯ
Ｓトランジスタとを直列に接続することを基本構成とす
るモニタ回路をＬＳＩ製品に搭載しておくと、感温素子
の温度特性に応じてＭＯＳトランジスタを駆動させる
と、動作保証温度範囲内で動作している状況下では、Ｍ
ＯＳトランジスタはオン状態になっているから、動作時
間に比例して素子特性が劣化する。これを利用して、Ｍ
ＯＳトランジスタの伝達コンダクタンスを測定すれば、
ＬＳＩ製品の動作保証範囲内の温度で、例えば何時間稼
動していたかが判断できる。Further, in another invention of the present invention, a temperature sensitive element and a MO having a temperature characteristic in which a resistance value is critical.
If an LSI product is equipped with a monitor circuit that basically connects an S transistor in series, the MOS transistor will operate within the guaranteed operating temperature range if the MOS transistor is driven according to the temperature characteristics of the temperature sensitive element. Under the situation,
Since the OS transistor is in the ON state, the element characteristics deteriorate in proportion to the operating time. Utilizing this, M
If you measure the transfer conductance of the OS transistor,
For example, how many hours the LSI product has been operating can be determined at a temperature within the operation guarantee range of the LSI product.

【００１１】[0011]

【実施例】【Example】

（第１の実施例）図１は本発明の第１の実施例を示すモ
ニタ回路図である。図１にみられるように、本回路は、
直流電源１、感温素子２、Ｎ−ＭＯＳ３及び直流電源５
によって構成されている。そして、直流電源１は端子Ａ
を介してＮ−ＭＯＳ３のゲートに接続され、感温素子２
は端子Ｂを介してＮ−ＭＯＳ３のソースに接続され、感
温素子２は端子Ｃを介して直流電源５に接続されてい
る。ここで、使用する感温素子２としては、臨界温度Ｔ
１において、抵抗値がＲ２からＲ１へ急激に下がるよう
な例えば“クリテジスタ”を用いる。この時、感温素子
の抵抗値の温度特性（Ｔ１，Ｒ１，Ｒ２）としては、臨
界温度Ｔ１は、図１の実施例回路が搭載されるＬＳＩ製
品としての動作保証最大温度に設定されているもの、抵
抗値Ｒ２はＮ−ＭＯＳ３のオン抵抗より十分高いもの、
さらに、抵抗値Ｒ１はＮ−ＭＯＳ３のオン抵抗以下に設
定されているものを用いる。そして、直流電源５の出力
電圧は、感温素子２の抵抗値がＲ１の状態で端子Ｃに例
えば６〜１０（Ｖ）程度とし、Ｎ−ＭＯＳ３がホットキ
ャリア現象を起こすに十分な電圧が印加するように設定
する。ここで、直流電源１の出力電圧は直流電源５の出
力電圧の１／２に設定する。(First Embodiment) FIG. 1 is a monitor circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. As seen in Figure 1, this circuit
DC power supply 1, temperature sensitive element 2, N-MOS 3 and DC power supply 5
It is composed by. The DC power source 1 is connected to the terminal A
Is connected to the gate of N-MOS 3 via
Is connected to the source of the N-MOS 3 via the terminal B, and the temperature sensitive element 2 is connected to the DC power source 5 via the terminal C. Here, as the temperature sensitive element 2 used, the critical temperature T
In No. 1, for example, a "crisistor" whose resistance value sharply drops from R2 to R1 is used. At this time, as the temperature characteristics (T1, R1, R2) of the resistance value of the temperature sensitive element, the critical temperature T1 is set to the operation guarantee maximum temperature as the LSI product in which the embodiment circuit of FIG. 1 is mounted. The resistance value R2 is sufficiently higher than the ON resistance of the N-MOS3,
Further, the resistance value R1 is set to be equal to or lower than the ON resistance of the N-MOS 3. The output voltage of the DC power supply 5 is, for example, about 6 to 10 (V) at the terminal C when the resistance value of the temperature sensitive element 2 is R1, and a voltage sufficient to cause the hot carrier phenomenon in the N-MOS 3 is applied. Set to do. Here, the output voltage of the DC power supply 1 is set to 1/2 of the output voltage of the DC power supply 5.

【００１２】以下、図１の実施例回路の動作を説明す
る。図１の実施例モニタ回路を搭載したＬＳＩ（図示せ
ず）が、製品の動作保証最大温度以下で動作している環
境条件下では、感温素子２の抵抗値はＮ−ＭＯＳ３のオ
ン抵抗値より十分大きいため、Ｎ−ＭＯＳ３はオンしな
い。しかし、ＬＳＩの温度が、動作保証最大温度を越え
る環境下では、感温素子２の抵抗値はＮ−ＭＯＳ３のオ
ン抵抗値より小さくなるために、Ｎ−ＭＯＳ３はオン状
態となり、Ｎ−ＭＯＳ３のチャネル部分ではホットキャ
リア現象が発生する。ホットキャリア現象が発生する
と、その発生時間に応じてＮ−ＭＯＳ３の伝達コンダク
タンスが劣化する。本回路においては、劣化の発生時間
はＬＳＩが製品の動作保証最大温度を越えた時間とな
る。The operation of the embodiment circuit of FIG. 1 will be described below. Under an environmental condition in which an LSI (not shown) mounted with the monitor circuit of the embodiment of FIG. 1 is operated at a temperature below the operation guaranteed maximum temperature of the product, the resistance value of the temperature sensitive element 2 is the ON resistance value of the N-MOS 3. Since it is sufficiently larger, N-MOS3 does not turn on. However, in an environment in which the temperature of the LSI exceeds the operation guarantee maximum temperature, the resistance value of the temperature sensitive element 2 becomes smaller than the ON resistance value of the N-MOS 3, so that the N-MOS 3 is turned on and the N-MOS 3 is turned on. A hot carrier phenomenon occurs in the channel part. When the hot carrier phenomenon occurs, the transfer conductance of the N-MOS 3 deteriorates according to the time of occurrence. In this circuit, the time of deterioration is the time when the LSI exceeds the maximum temperature at which the operation of the product is guaranteed.

【００１３】以上説明したように第１の実施例によれ
ば、図１のモニタ回路を搭載したＬＳＩ製品が、その動
作保証最大温度を越えて動作した場合には、Ｎ−ＭＯＳ
３の特性が動作保証最大温度以下で動作していたものに
比べ大きく変動する。これを利用し、Ｎ−ＭＯＳ３の伝
達コンダクタンスを測定し、その特性を評価することに
よってＬＳＩが、例えば製品の動作保証最大温度以上の
環境下で何時間動作していたかどうかを判別することが
可能となり、製品故障が起こった場合に、ＬＳＩの使用
方法に誤りがなかったか否かを判断乃至証拠とすること
が可能になる。As described above, according to the first embodiment, when the LSI product equipped with the monitor circuit of FIG. 1 operates above the operation guarantee maximum temperature, the N-MOS
The characteristic of No. 3 largely fluctuates as compared with the case of operating below the guaranteed maximum temperature of operation. By utilizing this, by measuring the transfer conductance of N-MOS3 and evaluating its characteristics, it is possible to determine how many hours the LSI has been operating, for example, under the environment where the maximum operation guarantee temperature of the product is exceeded. Therefore, when a product failure occurs, it is possible to judge or use evidence as to whether or not there is an error in the usage method of the LSI.

【００１４】（第２の実施例）本実施例においては、そ
の回路構成が、基本的に図１の第１の実施例回路と同じ
であるので、図１を参照して第２の実施例を説明する。
第２の実施例の場合、図１の感温素子２として、臨界温
度Ｔ２において抵抗値がＲ３からＲ４へ急激に上昇する
ような例えば“ポジスタ”を用いる。この時、感温素子
の抵抗値の温度特性（Ｔ２，Ｒ３，Ｒ４）としては、臨
界温度Ｔ２は、本実施例回路が搭載されるＬＳＩ製品と
しての動作保証最低温度に設定されているもの、抵抗値
Ｒ４はＮ−ＭＯＳ３のオン抵抗より十分高いもの、さら
に、抵抗値Ｒ３はＮ−ＭＯＳ３のオン抵抗以下に設定さ
れているものを用いる。そして、直流電源５及び直流電
源１の出力電圧は、第１の実施例で説明した電圧と同様
に設定する。(Second Embodiment) In this embodiment, the circuit configuration is basically the same as the circuit of the first embodiment of FIG. 1, so that the second embodiment will be described with reference to FIG. Will be explained.
In the case of the second embodiment, as the temperature sensitive element 2 of FIG. 1, for example, a "positor" whose resistance value rapidly increases from R3 to R4 at the critical temperature T2 is used. At this time, regarding the temperature characteristic (T2, R3, R4) of the resistance value of the temperature sensitive element, the critical temperature T2 is set to the operation guarantee minimum temperature as the LSI product in which the circuit of this embodiment is mounted, The resistance value R4 is sufficiently higher than the ON resistance of the N-MOS 3, and the resistance value R3 is set to be equal to or lower than the ON resistance of the N-MOS 3. Then, the output voltages of the DC power supply 5 and the DC power supply 1 are set in the same manner as the voltages described in the first embodiment.

【００１５】以下、第２の実施例回路の動作を説明す
る。本実施例モニタ回路を搭載したＬＳＩが、製品の動
作保証最低温度以上で動作している環境条件下では、感
温素子２の抵抗値はＮ−ＭＯＳ３のオン抵抗値より十分
大きいため、Ｎ−ＭＯＳ３はオンしない。しかし、ＬＳ
Ｉの温度が、動作保証最低温度以下になった環境下で
は、感温素子２の抵抗値はＮ−ＭＯＳ３のオン抵抗値よ
り小さくなるために、Ｎ−ＭＯＳ３はオン状態となり、
Ｎ−ＭＯＳ３のチャネル部分ではホットキャリア現象が
発生する。ホットキャリア現象が発生すると、その発生
時間に応じてＮ−ＭＯＳ３の伝達コンダクタンスが劣化
する。本回路においては、劣化の発生時間はＬＳＩが製
品の動作保証最低温度を越えた時間となる。The operation of the circuit of the second embodiment will be described below. Since the resistance value of the temperature sensitive element 2 is sufficiently larger than the ON resistance value of the N-MOS 3 under the environmental condition in which the LSI equipped with the monitor circuit of the present embodiment is operating at the minimum operation guarantee temperature of the product or more, N- MOS3 does not turn on. But LS
In an environment in which the temperature of I is lower than the operation guarantee minimum temperature, the resistance value of the temperature sensitive element 2 becomes smaller than the ON resistance value of the N-MOS 3, so the N-MOS 3 is in the ON state.
A hot carrier phenomenon occurs in the channel portion of the N-MOS 3. When the hot carrier phenomenon occurs, the transfer conductance of the N-MOS 3 deteriorates according to the time of occurrence. In this circuit, the deterioration occurrence time is the time when the LSI exceeds the operation guarantee minimum temperature of the product.

【００１６】以上説明したように第２の実施例によれ
ば、本実施例のモニタ回路を搭載したＬＳＩ製品が、そ
の動作保証最低温度を越えて動作した場合には、Ｎ−Ｍ
ＯＳ３の特性が動作保証最低温度以上で動作していたも
のに比べ大きく変動する。これを利用し、Ｎ−ＭＯＳ３
の伝達コンダクタンスを測定し、その特性を評価するこ
とによってＬＳＩが、例えば製品の動作保証最低温度以
下の環境下で何時間動作していたかどうかを判別するこ
とが可能となり、製品故障が起こった場合に、ＬＳＩの
使用方法に誤りがなかったか否かを判断乃至証拠とする
ことが可能になる。As described above, according to the second embodiment, when the LSI product equipped with the monitor circuit of the present embodiment operates above the operation-guaranteed minimum temperature, N-M
The characteristics of OS3 greatly fluctuate compared to those operating at or above the operation guarantee minimum temperature. Utilizing this, N-MOS3
By measuring the transfer conductance of the LSI and evaluating its characteristics, it becomes possible to determine how many hours the LSI has been operating, for example, in an environment below the minimum operation guarantee temperature of the product. In addition, it becomes possible to judge or prove whether or not there is any error in the usage method of the LSI.

【００１７】（第３の実施例）図２は本発明の第３の実
施例を示すモニタ回路図である。図２にみられるよう
に、本回路構成においては、端子Ｂと端子Ｃの間に、図
１の第１の実施例回路における感温素子２代わりに、感
温素子１２と感温素子１３との並列回路を接続してい
る。その他の構成は図１の回路構成と同じである。この
時、感温素子１２の抵抗値の温度特性（Ｔ１，Ｒ１，Ｒ
２）としては、臨界温度Ｔ１は、図２の実施例回路が搭
載されるＬＳＩ製品としての動作保証最大温度に設定さ
れているもの、抵抗値Ｒ２はＮ−ＭＯＳ３のオン抵抗よ
り十分高いもの、さらに、抵抗値Ｒ１はＮ−ＭＯＳ３の
オン抵抗以下に設定されているものを用いる。そして、
感温素子１３の抵抗値の温度特性（Ｔ２，Ｒ３，Ｒ４）
としては、臨界温度Ｔ２は、図２の実施例回路が搭載さ
れるＬＳＩ製品としての動作保証最低温度に設定されて
いるもの、抵抗値Ｒ４はＮ−ＭＯＳ３のオン抵抗より十
分高いもの、さらに、抵抗値Ｒ３はＮ−ＭＯＳ３のオン
抵抗以下に設定されているものを用いる。(Third Embodiment) FIG. 2 is a monitor circuit diagram showing a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, in this circuit configuration, a temperature sensitive element 12 and a temperature sensitive element 13 are provided between terminals B and C instead of the temperature sensitive element 2 in the circuit of the first embodiment of FIG. Are connected in parallel circuit. Other configurations are the same as the circuit configuration of FIG. At this time, the temperature characteristic of the resistance value of the temperature sensitive element 12 (T1, R1, R
As 2), the critical temperature T1 is set to the maximum operation guaranteed temperature as an LSI product in which the embodiment circuit of FIG. 2 is mounted, and the resistance value R2 is sufficiently higher than the ON resistance of the N-MOS3. Further, the resistance value R1 is set to be equal to or lower than the ON resistance of the N-MOS 3. And
Temperature characteristics of resistance value of the temperature sensitive element 13 (T2, R3, R4)
The critical temperature T2 is set to the operation guarantee minimum temperature as an LSI product in which the embodiment circuit of FIG. 2 is mounted, the resistance value R4 is sufficiently higher than the ON resistance of the N-MOS3, and The resistance value R3 is set to be equal to or lower than the ON resistance of the N-MOS 3.

【００１８】図２において、端子Ｂと端子Ｃ間に感温素
子１２，１３によって設定されている抵抗の温度依存性
は、動作保証最低温度以下の状況では抵抗値として｛Ｒ
２・Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）｝、動作保証最低温度内では
抵抗値として｛Ｒ２・Ｒ４／（Ｒ２＋Ｒ４）｝、動作保
証最低温度以上では抵抗値として｛Ｒ１・Ｒ４／（Ｒ１
＋Ｒ４）｝のそれぞれ抵抗特性をもつものとなる。従っ
て、この抵抗特性の感温素子１２，１３を使用すれば、
動作保証最低温度内ではＮ−ＭＯＳ３はオフ状態であ
り、それ以外の温度範囲では、Ｎ−ＭＯＳ３はオン状態
となる。In FIG. 2, the temperature dependence of the resistance set by the temperature sensitive elements 12 and 13 between the terminals B and C is {R
2 · R3 / (R2 + R3)}, as a resistance value within the operation guarantee minimum temperature {R2 · R4 / (R2 + R4)}, as a resistance value above the operation guarantee minimum temperature {R1 · R4 / (R1
+ R4)}, respectively. Therefore, if the temperature sensitive elements 12 and 13 having this resistance characteristic are used,
The N-MOS 3 is in the OFF state within the operation-guaranteed minimum temperature, and the N-MOS 3 is in the ON state in other temperature ranges.

【００１９】以上説明したように第３の実施例によれ
ば、図２の実施例のモニタ回路を搭載したＬＳＩ製品
が、その動作保証最低温度又は動作保証最大温度を越え
て動作した場合には、Ｎ−ＭＯＳ３の特性が動作保証最
低温度内で動作していたものに比べ大きく変動する。こ
れを利用し、Ｎ−ＭＯＳ３の伝達コンダクタンスを測定
し、その特性を評価することによってＬＳＩが製品の動
作保証最低温度以外の環境下で何時間動作していたかど
うかを判別することが可能となり、製品故障が起こった
場合に、ＬＳＩの使用方法に誤りがなかったか否かを判
断乃至証拠とすることが可能になる。As described above, according to the third embodiment, when the LSI product equipped with the monitor circuit of the embodiment of FIG. 2 operates above the operation guarantee minimum temperature or the operation guarantee maximum temperature, , The characteristics of the N-MOS 3 greatly fluctuate as compared with those operating within the operation-guaranteed minimum temperature. By utilizing this, by measuring the transfer conductance of the N-MOS3 and evaluating its characteristics, it becomes possible to determine how many hours the LSI has been operating in an environment other than the minimum operation guarantee temperature of the product. When a product failure occurs, it becomes possible to judge or prove whether or not there is any error in the usage method of the LSI.

【００２０】（第４の実施例）図３は本発明の第４の実
施例を示すモニタ回路図である。図３にみられるよう
に、本回路は、Ｎ−ＭＯＳ２２、感温素子２３及び感温
素子２４によって構成されている。そして、感温素子２
３及び感温素子２４は端子Ｌを介して端子Ｋと端子Ｍ間
に直列に接続されており、感温素子２３は端子Ｋを介し
てＮ−ＭＯＳ２２のドレイン端子に接続されている。ま
た、端子Ｋは端子Ｊを介してＮ−ＭＯＳ２２のゲート端
子に接続されている。そして、端子ＭにはＬＳＩ回路へ
の電源ラインから電圧を供給する。(Fourth Embodiment) FIG. 3 is a monitor circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, this circuit includes an N-MOS 22, a temperature sensitive element 23, and a temperature sensitive element 24. And the temperature sensitive element 2
3 and the temperature sensitive element 24 are connected in series between the terminals K and M via the terminal L, and the temperature sensitive element 23 is connected via the terminal K to the drain terminal of the N-MOS 22. The terminal K is connected to the gate terminal of the N-MOS 22 via the terminal J. Then, a voltage is supplied to the terminal M from the power supply line to the LSI circuit.

【００２１】この時、感温素子２３の抵抗値の温度特性
（Ｔ２１，Ｒ２１，Ｒ２２）としては、臨界温度Ｔ２１
において、抵抗値がＲ２１からＲ２２へ急激に変化する
特性の抵抗体を用いる。ここで、臨界温度Ｔ２１は図３
の実施例回路が搭載されるＬＳＩ製品としての動作保証
最低温度に設定されている。Ｒ２１は臨界温度Ｔ２１以
下の温度における感温素子２３の抵抗値で、Ｎ−ＭＯＳ
２２のオン抵抗に比べ十分高く設定されている。また、
Ｒ２２は臨界温度Ｔ２１以上の温度における感温素子２
３の抵抗値で、Ｎ−ＭＯＳ２２のオン抵抗に比べ十分低
く設定されている。そして、感温素子２４の抵抗値の温
度特性（Ｔ２２，Ｒ２３，Ｒ２４）としては、臨界温度
Ｔ２２において、抵抗値がＲ２３からＲ２４へ急激に変
化する抵抗体を用いる。ここで、臨界温度Ｔ２２は図３
の実施例回路が搭載されるＬＳＩ製品としての動作保証
最高温度に設定されている。Ｒ２３は臨界温度Ｔ２２以
下の温度における感温素子２４の抵抗値で、Ｎ−ＭＯＳ
２２のオン抵抗に比べ十分低く設定されている。また、
Ｒ２４は臨界温度Ｔ２２以上の温度における感温素子２
４の抵抗値で、Ｎ−ＭＯＳ２２のオン抵抗に比べ十分高
く設定されている。At this time, the temperature characteristic (T21, R21, R22) of the resistance value of the temperature sensitive element 23 is the critical temperature T21.
In, a resistor having a characteristic in which the resistance value rapidly changes from R21 to R22 is used. Here, the critical temperature T21 is shown in FIG.
The operation guarantee minimum temperature is set as an LSI product in which the circuit of Example 1 is mounted. R21 is the resistance value of the temperature sensitive element 23 at a temperature equal to or lower than the critical temperature T21, and is N-MOS.
22 is set to be sufficiently higher than the on-resistance. Also,
R22 is a temperature sensitive element 2 at a temperature above the critical temperature T21.
A resistance value of 3 is set sufficiently lower than the ON resistance of the N-MOS 22. As the temperature characteristic of the resistance value of the temperature sensitive element 24 (T22, R23, R24), a resistor whose resistance value rapidly changes from R23 to R24 at the critical temperature T22 is used. Here, the critical temperature T22 is shown in FIG.
The operation guarantee maximum temperature is set as an LSI product in which the embodiment circuit of FIG. R23 is a resistance value of the temperature sensitive element 24 at a temperature equal to or lower than the critical temperature T22, and is an N-MOS.
22 is set to be sufficiently lower than the ON resistance. Also,
R24 is a temperature sensitive element 2 at a temperature above the critical temperature T22.
A resistance value of 4 is set sufficiently higher than the ON resistance of the N-MOS 22.

【００２２】図３において、端子Ｋと端子Ｍ間の感温素
子２３，２４によって設定されている抵抗の温度依存性
は、動作保証最低温度以下の状況では抵抗値として（Ｒ
２１＋Ｒ２３）、動作保証最低温度内では抵抗値として
（Ｒ２２＋Ｒ２３）、動作保証最高温度以上では抵抗値
として（Ｒ２２＋Ｒ２４）のそれぞれ抵抗特性をもつも
のとなる。従って、この抵抗特性の感温素子２３，２４
を使用すれば、動作保証温度内ではＮ−ＭＯＳ２２はオ
ン状態であり、それ以外の温度範囲では、Ｎ−ＭＯＳ２
２はオフ状態となる。In FIG. 3, the temperature dependence of the resistance set by the temperature sensitive elements 23 and 24 between the terminals K and M is expressed as a resistance value (R
21 + R23), the resistance value is (R22 + R23) within the operation guarantee minimum temperature, and the resistance value is (R22 + R24) above the operation guarantee maximum temperature. Therefore, the temperature sensitive elements 23 and 24 having this resistance characteristic
Is used, the N-MOS 22 is in the ON state within the operation guarantee temperature, and the N-MOS 2 is in the other temperature range.
2 is turned off.

【００２３】以上説明したように第４の実施例によれ
ば、図３の実施例のモニタ回路を搭載したＬＳＩ製品が
その動作保証温度範囲内で動作している状況下では、Ｎ
−ＭＯＳ２２はオン状態になっており、その動作時間に
比例して素子特性（例えば伝達コンダクタンス）が劣化
する。従って、この特性劣化を監視し、その劣化量を評
価することにより、その製品が、製品保証温度範囲で何
時間稼動していたかを判断することができ、製品保証時
間を越えて使用されていたかどうかを判断できる効果が
得られる。As described above, according to the fourth embodiment, under the condition that the LSI product equipped with the monitor circuit of the embodiment shown in FIG.
The MOS 22 is in the ON state, and the element characteristics (eg, transfer conductance) deteriorate in proportion to the operating time. Therefore, by monitoring this characteristic deterioration and evaluating the amount of deterioration, it is possible to determine how many hours the product has been operating within the product guarantee temperature range. The effect of being able to judge whether or not is obtained.

【００２４】[0024]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、抵抗値が臨界的な温度特性を有する感温素子とＭＯ
Ｓトランジスタとを直列に接続することを基本構成とす
るモニタ回路をＬＳＩ製品に搭載し、感温素子の温度特
性に応じてＭＯＳトランジスタを駆動させるようにした
から、例えばＬＳＩ製品の動作保証範囲外の温度におい
て、ホットキャリアを発生させるようなＭＯＳトランジ
スタの駆動モードによってＭＯＳトランジスタの素子劣
化を加速させる場合、例えば製品の動作保証最大温度を
越えて動作した場合は、ＭＯＳトランジスタの特性が動
作保証最大温度内で動作していた場合に比して大きく変
動する。従って、これを利用してＭＯＳトランジスタの
伝達コンダクタンスを測定すれば、その特性を評価する
ことによってＬＳＩが製品の例えば動作保証最大温度以
外で何時間動作していたかが判る効果が得られる。As described above in detail, according to the present invention, a temperature-sensitive element and an MO having a temperature characteristic with a critical resistance value.
Since a monitor circuit having a basic configuration of connecting an S transistor in series is mounted on an LSI product and the MOS transistor is driven according to the temperature characteristic of the temperature sensitive element, for example, the operation guarantee range of the LSI product is out of range. When the element deterioration of the MOS transistor is accelerated by the driving mode of the MOS transistor that generates hot carriers at the temperature of, for example, when the operation exceeds the maximum operation guaranteed temperature of the product, the characteristics of the MOS transistor have the maximum guaranteed operation. It greatly fluctuates compared to the case of operating within the temperature. Therefore, if the transfer conductance of the MOS transistor is measured by utilizing this, it is possible to obtain the effect that by evaluating the characteristic, how long the LSI has been operating, for example, other than the maximum operation guarantee temperature of the product.

【００２５】また、本発明のもう１つの発明によれば、
抵抗値が臨界的な温度特性を有する感温素子とＭＯＳト
ランジスタとを直列に接続することを基本構成とするモ
ニタ回路をＬＳＩ製品に搭載しておくと、感温素子の温
度特性に応じてＭＯＳトランジスタを駆動させると、動
作保証温度範囲内で動作している状況下では、ＭＯＳト
ランジスタはオン状態になり、動作時間に比例して素子
特性が劣化するので、ＭＯＳトランジスタの例えば伝達
コンダクタンスを測定すれば、ＬＳＩ製品の動作保証範
囲内の温度で、例えば何時間稼動していたかが判断で
き、製品保証時間を越えているかどうかという事柄、す
なわち適用するＬＳＩ製品の寿命等が予測可能となる効
果がある。According to another invention of the present invention,
If a monitor circuit having a basic configuration in which a temperature sensitive element having a temperature characteristic with a critical resistance value and a MOS transistor are connected in series is mounted on an LSI product, the MOS circuit is changed according to the temperature characteristic of the temperature sensitive element. When the transistor is driven, the MOS transistor is turned on under the condition that the transistor is operating within the guaranteed operating temperature range, and the element characteristics are deteriorated in proportion to the operating time. Therefore, it is necessary to measure, for example, the transfer conductance of the MOS transistor. For example, there is an effect that it is possible to judge how many hours the product has been operating, for example, at a temperature within the operation guarantee range of the LSI product, and to predict whether the product guarantee time is exceeded, that is, the life of the applied LSI product. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の第１及び第２の実施例を示すモニタ回
路図である。FIG. 1 is a monitor circuit diagram showing first and second embodiments of the present invention.

【図２】本発明の第３の実施例を示すモニタ回路図であ
る。FIG. 2 is a monitor circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図３】本発明の第４の実施例を示すモニタ回路図であ
る。FIG. 3 is a monitor circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１，５ 直流電源 ２，１２，１３，２３，２４ 感温素子 ３，２２ Ｎ−ＭＯＳ 1,5 DC power supply 2,12,13,23,24 Temperature sensing element 3,22 N-MOS

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ＬＳＩ製品に搭載され、抵抗値が臨界的
な温度特性を有する感温素子とＭＯＳトランジスタとを
直列に接続することを基本構成とするモニタ回路であっ
て、 前記感温素子の温度特性に応じて前記ＭＯＳトランジス
タを駆動させ、前記ＬＳＩ製品の動作保証範囲外の温度
において、ホットキャリアを発生させるような前記ＭＯ
Ｓトランジスタの駆動モードによって前記ＭＯＳトラン
ジスタの素子劣化を加速させ、この劣化情報から前記Ｌ
ＳＩ製品が動作保証温度範囲で使用されていたかを判断
することを特徴とするＬＳＩ回路使用環境モニタ回路。1. A monitor circuit which is mounted on an LSI product and has a basic configuration in which a temperature sensitive element having a temperature characteristic with a critical resistance value and a MOS transistor are connected in series. The MO transistor that drives the MOS transistor according to the temperature characteristics and generates hot carriers at a temperature outside the guaranteed operating range of the LSI product.
The element deterioration of the MOS transistor is accelerated depending on the drive mode of the S transistor, and the L information is used from the deterioration information.
An LSI circuit use environment monitor circuit for determining whether or not an SI product has been used within a temperature range in which operation is guaranteed. 【請求項２】 前記感温素子は、前記ＬＳＩ製品の動作
保証最大温度に設定された臨界温度において、抵抗値が
前記ＭＯＳトランジスタのオン抵抗より十分高い抵抗か
ら前記オン抵抗以下に急激に低下する温度特性を有する
１個の感温素子であり、 前記ＭＯＳトランジスタはＮ−ＭＯＳであることを特徴
とする請求項１記載のＬＳＩ回路使用環境モニタ回路。2. The resistance value of the temperature sensitive element sharply decreases from a resistance sufficiently higher than an ON resistance of the MOS transistor to a value equal to or lower than the ON resistance at a critical temperature set to an operation guarantee maximum temperature of the LSI product. The LSI circuit use environment monitor circuit according to claim 1, wherein the temperature sensor is one temperature sensitive element, and the MOS transistor is an N-MOS. 【請求項３】 前記感温素子は、前記ＬＳＩ製品の動作
保証最低温度に設定された臨界温度において、抵抗値が
前記ＭＯＳトランジスタのオン抵抗以下から前記オン抵
抗より十分高い抵抗に急激に上昇する温度特性を有する
１個の感温素子であり、 前記ＭＯＳトランジスタはＮ−ＭＯＳであることを特徴
とする請求項１記載のＬＳＩ回路使用環境モニタ回路。3. The temperature-sensitive element has a resistance value rapidly rising from a resistance value equal to or lower than an ON resistance of the MOS transistor to a resistance value sufficiently higher than the ON resistance at a critical temperature set to an operation guarantee minimum temperature of the LSI product. The LSI circuit use environment monitor circuit according to claim 1, wherein the temperature sensor is one temperature sensitive element, and the MOS transistor is an N-MOS. 【請求項４】 前記感温素子は、前記ＬＳＩ製品の動作
保証最大温度に設定された臨界温度において、抵抗値が
前記ＭＯＳトランジスタのオン抵抗より十分高い抵抗か
ら前記オン抵抗以下に急激に低下する温度特性を有する
１個の感温素子と、前記ＬＳＩ製品の動作保証最低温度
に設定された臨界温度において、抵抗値が前記ＭＯＳト
ランジスタのオン抵抗以下から前記オン抵抗より十分高
い抵抗に急激に上昇する温度特性を有する１個の感温素
子とが並列接続された複合感温素子であり、 前記ＭＯＳトランジスタはＮ−ＭＯＳであることを特徴
とする請求項１記載のＬＳＩ回路使用環境モニタ回路。4. The resistance value of the temperature sensitive element sharply decreases from a resistance sufficiently higher than an ON resistance of the MOS transistor to a value equal to or lower than the ON resistance at a critical temperature set to an operation guarantee maximum temperature of the LSI product. One temperature sensitive element having a temperature characteristic, and at a critical temperature set to the operation guarantee minimum temperature of the LSI product, the resistance value rapidly rises from the ON resistance of the MOS transistor to a resistance sufficiently higher than the ON resistance. 2. The LSI circuit use environment monitor circuit according to claim 1, wherein the temperature sensor is a composite temperature sensor in which one temperature sensor having a temperature characteristic is connected in parallel, and the MOS transistor is an N-MOS. 【請求項５】 ＬＳＩ製品に搭載され、抵抗値が臨界的
な温度特性を有する感温素子とＭＯＳトランジスタとを
直列に接続することを基本構成とするモニタ回路であっ
て、 前記感温素子の温度特性に応じて前記ＭＯＳトランジス
タを駆動させ、前記ＬＳＩ製品の動作保証範囲内の温度
において、ホットキャリアを発生させるような前記ＭＯ
Ｓトランジスタの駆動モードによって前記ＭＯＳトラン
ジスタの素子劣化を加速させ、この劣化情報から前記Ｌ
ＳＩ製品が動作保証温度圧範囲で製品保証時間を越えて
使用されているかを判断することを特徴とするＬＳＩ回
路使用環境モニタ回路。5. A monitor circuit, which has a basic configuration in which a temperature-sensitive element mounted on an LSI product and having a temperature characteristic with a critical resistance value and a MOS transistor are connected in series, the temperature-sensitive element comprising: The MO transistor that drives the MOS transistor in accordance with the temperature characteristics to generate hot carriers at a temperature within the operation guarantee range of the LSI product.
The element deterioration of the MOS transistor is accelerated depending on the drive mode of the S transistor, and the L information is used from the deterioration information.
An LSI circuit use environment monitor circuit for determining whether or not an SI product has been used for a time exceeding the product guarantee time within the operation guarantee temperature and pressure range. 【請求項６】 前記感温素子は、前記ＬＳＩ製品の動作
保証最低温度に設定された臨界温度において、抵抗値が
前記ＭＯＳトランジスタのオン抵抗より十分高い抵抗か
ら前記オン抵抗以下の抵抗に急激に低下する温度特性を
有する１個の感温素子と、前記ＬＳＩ製品の動作保証最
大温度に設定された臨界温度において、抵抗値が前記Ｍ
ＯＳトランジスタのオン抵抗より十分高い抵抗から前記
オン抵抗以下に急激に低下する温度特性を有する１個の
感温素子とが直列接続された複合感温素子であり、 前記ＭＯＳトランジスタはＮ−ＭＯＳであり、 かつ前記Ｎ−ＭＯＳのゲートとソースとを短絡接続した
上で、回路電源は前記ＬＳＩ製品の回路への電源ライン
から供給していることを特徴とする請求項５記載のＬＳ
Ｉ回路使用環境モニタ回路。6. The temperature-sensitive element rapidly changes from a resistance whose resistance value is sufficiently higher than an on-resistance of the MOS transistor to a resistance equal to or lower than the on-resistance at a critical temperature set to a minimum operation guarantee temperature of the LSI product. At one critical temperature element having a decreasing temperature characteristic and at the critical temperature set to the operation guarantee maximum temperature of the LSI product, the resistance value is M
A composite temperature-sensing device in which one temperature-sensing device having a temperature characteristic in which the resistance is sufficiently higher than the on-resistance of the OS transistor and sharply drops below the on-resistance is connected in series, and the MOS transistor is an N-MOS. 6. The LS according to claim 5, wherein the circuit power is supplied from a power line to the circuit of the LSI product after the gate and the source of the N-MOS are short-circuited and connected.
I circuit environment monitor circuit.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101846723B (en) 2009-03-25 2012-12-19 普诚科技股份有限公司 Measurement method of transconductance parameter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101846723B (en) 2009-03-25 2012-12-19 普诚科技股份有限公司 Measurement method of transconductance parameter

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