(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度上昇により増加する温度比例電圧に温度上昇により減少する第１ターンオン電圧を足して温度可変電圧を生成する温度可変電圧生成部と、
前記温度可変電圧と温度上昇により減少する第２ターンオン電圧とを比較して過熱防止信号を生成する過熱防止信号生成部と、を含み、
前記第１ターンオン電圧の温度による偏差と前記第２ターンオン電圧の温度による偏差とが互いに同一である過熱保護回路。
【請求項２】
前記温度比例電圧の温度上昇による上昇比率は、前記第１ターンオン電圧の温度上昇による下降比率より高い請求項１に記載の過熱保護回路。
【請求項３】
前記温度可変電圧生成部は、
温度上昇により電流量が増加する温度比例電流を検出して前記温度比例電圧を生成する温度比例電圧生成部と、
前記第２ターンオン電圧の温度による偏差を補正するための前記第１ターンオン電圧を提供する偏差補正部と、を含む請求項１または２に記載の過熱保護回路。
【請求項４】
前記温度比例電圧生成部は、
前記温度比例電流を出力する第１温度比例電流源と、
前記温度比例電流を温度比例電圧として検出する第１抵抗と、を含む請求項３に記載の過熱保護回路。
【請求項５】
前記偏差補正部は、
前記温度比例電圧生成部に連結されるコレクターと、前記コレクターに連結されるベースと、接地に連結されるエミッタとを備える第１バイポーラ接合トランジスタと、を含み、
前記第１バイポーラ接合トランジスタは、前記第１バイポーラ接合トランジスタのエミッタ及び前記第１バイポーラ接合トランジスタのベース間の電圧により前記第１ターンオン電圧を提供する請求項３または４に記載の過熱保護回路。
【請求項６】
前記第２ターンオン電圧の温度上昇による下降比率は、前記第１ターンオン電圧の温度上昇による下降比率と同一である請求項１に記載の過熱保護回路。
【請求項７】
前記過熱防止信号生成部は、
前記温度可変電圧と前記第２ターンオン電圧を比較する比較部と、
前記比較部の比較結果により前記過熱防止信号を生成する反転部と、を含む請求項４から６のいずれか一項に記載の過熱保護回路。
【請求項８】
前記比較部は、
前記第１温度比例電流源と同じ電流量を生成する第２温度比例電流源と、
前記第２温度比例電流源に連結されるコレクター、前記温度可変電圧が印加されるベース、及び接地と連結されるエミッタを備える第２バイポーラ接合トランジスタと、を含み、
前記第２バイポーラ接合トランジスタは、前記第２バイポーラ接合トランジスタのエミッタ及び前記第２バイポーラ接合トランジスタのベース間の電圧により前記第２ターンオン電圧を提供する請求項７に記載の過熱保護回路。
【請求項９】
前記比較部は、
前記第２バイポーラ接合トランジスタのエミッタと接地との間に連結され、前記第２ターンオン電圧を調節するバンドギャップ回路をさらに含む請求項８に記載の過熱保護回路。
【請求項１０】
前記反転部は、
前記第２温度比例電流源及び前記第２バイポーラ接合トランジスタのコレクターの接続ノードに連結されるゲート、駆動電源が印加されるソース、及び前記過熱防止信号を出力する出力端子と連結されるドレーンを備えるＰチャネル電界効果トランジスタと、
前記ドレーンと接地との間に連結される定電流源と、を含む請求項８または９に記載の過熱保護回路。
【請求項１１】
温度上昇により増加する温度比例電圧に温度上昇により減少する第１ターンオン電圧を足して温度可変電圧を生成する温度可変電圧生成部と、
温度上昇により減少する第３ターンオン電圧を基準電圧として提供する基準電圧生成部と、
前記温度可変電圧と前記基準電圧とを比較して過熱防止信号を生成する過熱防止信号生成部と、を含み、
前記第１ターンオン電圧の温度による偏差と前記第３ターンオン電圧の温度による偏差とが互いに同一である過熱保護回路。
【請求項１２】
前記温度比例電圧の温度上昇による上昇比率は、前記第１ターンオン電圧の温度上昇による下降比率より高い請求項１１に記載の過熱保護回路。
【請求項１３】
前記温度可変電圧生成部は、
温度上昇により電流量が増加する温度比例電流を検出し、前記温度比例電圧を生成する温度比例電圧生成部と、
前記第３ターンオン電圧の温度による偏差を補正するための前記第１ターンオン電圧を提供する偏差補正部と、を含む請求項１２に記載の過熱保護回路。
【請求項１４】
前記温度比例電圧生成部は、
前記温度比例電流を出力する第１温度比例電流源と、
前記温度比例電流を温度比例電圧として検出する第１抵抗と、を含む請求項１３に記載の過熱保護回路。
【請求項１５】
前記偏差補正部は、前記温度比例電圧生成部に連結されるコレクターと、前記コレクターに連結されるベースと、接地に連結されるエミッタとを備える第１バイポーラ接合トランジスタを含み、
前記第１バイポーラ接合トランジスタは、前記第１バイポーラ接合トランジスタのエミッタ及び前記第１バイポーラ接合トランジスタのベース間の電圧により前記第１ターンオン電圧を提供する請求項１３または１４に記載の過熱保護回路。
【請求項１６】
前記第３ターンオン電圧の温度上昇による下降比率は、前記第１ターンオン電圧の温度上昇による下降比率と同一である請求項１４または１５に記載の過熱保護回路。
【請求項１７】
前記基準電圧生成部は、
前記第１温度比例電流源と同じ電流量を生成する第３温度比例電流源と、
前記第３温度比例電流源に連結されるコレクター、前記コレクターに連結されるベース、及び接地に連結されるエミッタを備える第３バイポーラ接合トランジスタと、を含み、
前記第３バイポーラ接合トランジスタは、前記第３バイポーラ接合トランジスタのエミッタ及び前記第３バイポーラ接合トランジスタのベース間の電圧により前記第３ターンオン電圧を提供する請求項１６に記載の過熱保護回路。
【請求項１８】
前記基準電圧生成部は、
前記第３バイポーラ接合トランジスタのエミッタと接地との間に連結され、前記第３ターンオン電圧を調節するバンドギャップ回路をさらに含む請求項１７に記載の過熱保護回路。
【請求項１９】
前記過熱防止信号生成部は、
前記第１ターンオン電圧が前記第３ターンオン電圧以上となる場合、前記過熱防止信号を出力する比較器を含む請求項１１から１８のいずれか一項に記載の過熱保護回路。
【請求項２０】
前記比較器は、前記温度可変電圧が印加される非反転端と、前記第３ターンオン電圧が印加される反転端と、前記過熱防止信号が出力される出力端と、を含む請求項１９に記載の過熱保護回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は過熱保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
過熱保護回路とは、半導体集積回路の内部に含まれているもので、異常過熱の発生時に半導体集積回路を保護するための回路のことである。過熱保護回路は、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）のベース（Ｂａｓｅ）とエミッタ（Ｅｍｉｔｔｅｒ）間の電圧Ｖｂｅが温度上昇により−２．２ｍＶ／℃の比率で変化するネガティブ温度特性を利用して構成される。
【０００３】
ここで、バイポーラ接合トランジスタの製造誤差などにより、複数のバイポーラ接合トランジスタにおいて、ベースとエミッタとの間の電圧Ｖｂｅには、ある程度のばらつきがある。そして、バイポーラ接合トランジスタのベースとエミッタとの間の電圧Ｖｂｅのばらつきにより、過熱保護回路の動作温度が変化するという問題点がある。
【０００４】
下記先行技術文献の特許文献１は、温度保護回路（ＴＨＥＲＭＡＬ  ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ  ＣＩＲＣＵＩＴ）に関し、バイポーラ接合トランジスタのベースとエミッタとの間の電圧Ｖｂｅのばらつきにより変化する動作温度を一定に保持するための内容を開示していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国公開特許公報ＵＳ５６５４８６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は上述の従来技術の問題点を解決するためのもので、ベース−エミッタ間の電圧の偏差が同程度である２個のバイポーラ接合トランジスタを利用してベース−エミッタ間の電圧のばらつきによる過熱保護回路の動作への影響を相殺することで、一定温度で動作することができる過熱保護回路を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１技術的な側面によると、温度上昇により増加する温度比例電圧と温度上昇により減少する第１ターンオン電圧を足して温度可変電圧を生成する温度可変電圧生成部と、上記温度可変電圧と温度上昇により減少する第２ターンオン電圧を比較し、過熱防止信号を生成する過熱防止信号生成部とを含み、上記第１ターンオン電圧及び上記第２ターンオン電圧の偏差は互いに同一である過熱保護回路を提案する。
【０００８】
また、上記温度比例電圧の温度上昇による上昇比率は、上記第１ターンオン電圧の温度上昇による下降比率より高い過熱保護回路を提案する。
【０００９】
また、上記温度可変電圧生成部は、温度上昇により電流量が増加する温度比例電流を検出して上記温度比例電圧を生成する温度比例電圧生成部と、上記第２ターンオン電圧の偏差を補正するための上記第１ターンオン電圧を提供する偏差補正部とを含む過熱保護回路を提案する。
【００１０】
また、上記温度比例電圧生成部は、上記温度比例電流を出力する第１温度比例電流源と、上記温度比例電流を温度比例電圧として検出する第１抵抗と、を含む過熱保護回路を提案する。
【００１１】
また、上記偏差補正部は、上記温度比例電圧生成部に連結されるコレクターと、上記コレクターに連結されるベースと、接地に連結されるエミッタとを備える上記第１バイポーラ接合トランジスタを含み、上記第１バイポーラ接合トランジスタは、上記第１バイポーラ接合トランジスタのエミッタ及び上記第１バイポーラ接合トランジスタのベース間の電圧により上記第１ターンオン電圧を提供する過熱保護回路を提案する。
【００１２】
また、上記第２ターンオン電圧の温度上昇による下降比率は、上記第１ターンオン電圧の温度上昇による下降比率と同一である過熱保護回路を提案する。
【００１３】
また、上記過熱防止信号生成部は、上記温度可変電圧と上記第２ターンオン電圧を比較する比較部と、上記比較部の比較結果により上記過熱防止信号を生成する反転部とを含む過熱保護回路を提案する。
【００１４】
また、上記比較部は、上記第１温度比例電流源と同じ電流量を生成する第２温度比例電流源と、上記第２温度比例電流源に連結されるコレクター、上記温度可変電圧が印加されるベース、接地と連結されるエミッタを備える第２バイポーラ接合トランジスタとを含み、上記第２バイポーラ接合トランジスタは、上記第２バイポーラ接合トランジスタのエミッタ及び上記第２バイポーラ接合トランジスタのベース間の電圧により上記第２ターンオン電圧を提供する過熱保護回路を提案する。
【００１５】
また、上記比較部は、上記第２バイポーラ接合トランジスタのエミッタと接地との間に連結され、上記第２ターンオン電圧を調節するバンドギャップ回路をさらに含む過熱保護回路を提案する。
【００１６】
また、上記反転部は、上記第２温度比例電流源及び上記第２バイポーラ接合トランジスタのコレクターの接続ノードに連結されるゲート、駆動電源が印加されるソース、上記過熱防止信号を出力する出力端子と連結されるドレーンを備えるＰチャネル電界効果トランジスタと、上記ドレーンと接地との間に連結される定電流源と、を含む過熱保護回路を提案する。
【００１７】
本発明の第２技術的側面によると、温度上昇により増加する温度比例電圧と温度上昇により減少する第１ターンオン電圧を足して温度可変電圧を生成する温度可変電圧生成部と、温度上昇により減少する第３ターンオン電圧を基準電圧として提供する基準電圧生成部と、上記温度可変電圧と上記基準電圧を比較し、過熱防止信号を生成する過熱防止信号生成部とを含み、上記第１ターンオン電圧及び上記第３ターンオン電圧の偏差は互いに同一である過熱保護回路を提案する。
【００１８】
また、上記温度比例電圧の温度上昇による上昇比率は、上記第１ターンオン電圧の温度上昇による下降比率より高い過熱保護回路を提案する。
【００１９】
また、上記温度可変電圧生成部は、温度上昇により電流量が増加する温度比例電流を検出し、上記温度比例電圧を生成する温度比例電圧生成部と、上記第３ターンオン電圧の偏差を補正するための上記第１ターンオン電圧を提供する偏差補正部と、を含む過熱保護回路を提案する。
【００２０】
また、上記温度比例電圧生成部は、上記温度比例電流を出力する第１温度比例電流源と、上記温度比例電流を温度比例電圧として検出する第１抵抗と、を含む過熱保護回路を提案する。
【００２１】
また、上記偏差補正部は、上記温度比例電圧生成部に連結されるコレクターと、上記コレクターに連結されるベースと、接地に連結されるエミッタとを備える上記第１バイポーラ接合トランジスタを含み、上記第１バイポーラ接合トランジスタは、上記第１バイポーラ接合トランジスタのエミッタ及び上記第１バイポーラ接合トランジスタのベース間の電圧により上記第１ターンオン電圧を提供する過熱保護回路を提案する。
【００２２】
また、上記第３ターンオン電圧の温度上昇による下降比率は、上記第１ターンオン電圧の温度上昇による下降比率と同一である過熱保護回路を提案する。
【００２３】
また、上記基準電圧生成部は、上記第１温度比例電流源と同じ電流量を生成する第３温度比例電流源と、上記第３温度比例電流源に連結されるコレクターと、上記コレクターに連結されるベースと、接地に連結されるエミッタとを備える第３バイポーラ接合トランジスタを含み、上記第３バイポーラ接合トランジスタは、上記第３バイポーラ接合トランジスタのエミッタ及び上記第３バイポーラ接合トランジスタのベース間の電圧により上記第３ターンオン電圧を提供する過熱保護回路を提案する。
【００２４】
また、上記基準電圧生成部は、上記第３バイポーラ接合トランジスタのエミッタと接地との間に連結され、上記第３ターンオン電圧を調節するバンドギャップ回路をさらに含む過熱保護回路を提案する。
【００２５】
また、上記過熱防止信号生成部は、上記第１ターンオン電圧が上記第３ターンオン電圧以上となる場合、上記過熱防止信号を出力する比較器を含む過熱保護回路を提案する。
【００２６】
また、上記比較器は、上記温度可変電圧が印加される非反転端と、上記第３ターンオン電圧が印加される反転端と、上記過熱防止信号が出力される出力端と、を含む過熱保護回路を提案する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、ベース−エミッタ間の電圧の偏差が同程度である２個のバイポーラ接合トランジスタを利用し、ベース−エミッタ間の電圧のばらつきによる過熱保護回路の動作温度への影響を相殺することで、過熱保護回路動作の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一般的な過熱保護回路の一例を示した回路図である。
【図２】図１の過熱保護回路の温度上昇による過熱防止信号の生成を説明するためのグラフである。
【図３】一般的な過熱保護回路のさらに他の一例を示した回路図である。
【図４】図３の過熱保護回路の温度上昇による過熱防止信号の生成を説明するためのグラフである。
【図５】図１及び図３のバイポーラ接合トランジスタのベース−エミッタ間の電圧のばらつき又は偏差による過熱防止温度への影響を示すためのグラフである。
【図６】本発明の一実施例である過熱保護回路を示した回路図である。
【図７】本発明の一実施例である過熱保護回路の一構成要素である温度可変電圧生成部で生成される電圧を示すグラフである。
【図８】図６の過熱保護回路の温度上昇による過熱防止信号の生成を説明するためのグラフである。
【図９】本発明の一実施例である過熱保護回路を示した回路図である。
【図１０】図９の過熱保護回路の温度上昇による過熱防止信号の生成を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【００３０】
図１は一般的な過熱保護回路の一例を示した回路図である。図１を参照し、一般的な過熱防止回路を説明する。過熱防止回路は、基準電圧Ｖｒｅｆを第１抵抗ｒ１及び第２抵抗ｒ２により分配して生成した電圧Ｖａと、バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース及びエミッタ間の電圧Ｖｂｅとを比較し、過熱防止信号を生成することができる。このとき、バイポーラ接合トランジスタＱ１は、コレクターを介して駆動電源Ｖｃｃに連結される定電流源Ｉｃから出力される定電流の供給を受けることができ、比較器１は非反転端にＶａの印加を受けて反転端にＶｂｅの印加を受け、Ｖａの電圧レベルがＶｂｅの電圧レベル以上となる場合、過熱防止信号を出力端ＯＵＴに出力することができる。図１には示されていないが、基準電圧Ｖｒｅｆは、温度が変化する場合でも、一定の電圧レベルを出力するバンドギャップ（ｂａｎｄｇａｐ）回路から供給されることができる。
【００３１】
図２は図１の過熱保護回路の温度上昇による過熱防止信号Ｓｔｓｄの生成を説明するためのグラフである。図２の（ａ）を参照して説明すると、温度が上昇してもＶａは第２電圧レベルＶ２を保持するが、Ｖｂｅはバイポーラ接合トランジスタのベース−エミッタ間の電圧の特性上、温度上昇により電圧が減少することが分かる。
【００３２】
常温Ｔ１でのＶｂｅは第１電圧レベルＶ１であるが、温度が上昇するにつれて一定比率で電圧が減少し、ＶａがＶｂｅ以上となる時点である過熱防止温度Ｔｔｓｄで過熱防止信号Ｓｔｓｄが生成されることができる。図２の（ｂ）を参照すると、過熱防止温度Ｔｔｓｄ前の過熱防止信号Ｓｔｓｄはローレベルを保持しているが、過熱防止温度Ｔｔｓｄ後からハイレベルに転換されることが分かる。
【００３３】
図３は一般的な過熱保護回路のさらに他の一例を示した回路図である。図３を参照し、一般的な過熱防止回路のさらに他の例を説明する。温度比例電流源Ｉｐａｔａｔ１、Ｉｐａｔａｔ２は、温度上昇により一定の上昇比率で電流量を増加させて出力することができる。第１温度比例電流源Ｉｐａｔａｔ１から出力される電流は、抵抗ｒにより電圧Ｖｂとして検出され、バイポーラ接合トランジスタＱ１のベースに印加されることができる。また、バイポーラ接合トランジスタＱ１のエミッタは接地に連結されることができ、バイポーラ接合トランジスタＱ１のコレクターは第２温度比例電流源Ｉｐｔａｔ２から電流の供給を受けることができる。反転器２は、バイポーラ接合トランジスタＱ１のコレクターと連結され、コレクターの電圧を反転させて生成した過熱防止信号Ｓｔｓｄを出力端ＯＵＴに出力することができる。
【００３４】
図４は図３の過熱保護回路の温度上昇による過熱防止信号Ｓｔｓｄの生成を説明するためのグラフである。
【００３５】
常温Ｔ１において、電圧Ｖｂがバイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅより小さく設定され、電圧Ｖｂは第３電圧レベルＶ３を保持し、電圧Ｖｂｅは第１電圧レベルＶ１を保持することができる。このとき、バイポーラ接合トランジスタＱ１は動作せず、バイポーラ接合トランジスタＱ１のコレクター電圧はハイレベルを保持し、コレクター電圧を反転させた過熱防止信号Ｓｔｓｄはローレベルを保持することができる。
【００３６】
但し、温度が上昇するにつれて、温度比例電流源Ｉｐｔａｔ１から出力される電流量が増加して電圧Ｖｂは次第に上昇し、バイポーラ接合トランジスタのベース−エミッタ間の電圧の特性上、電圧Ｖｂｅは減少することが分かる。温度が上昇し続けて電圧Ｖｂが電圧Ｖｂｅ以上となる第２電圧レベルＶ２において、バイポーラ接合トランジスタＱ１はターンオンし、バイポーラ接合トランジスタＱ１のコレクター電圧はローレベルに落ち、コレクター電圧を反転させた信号である過熱防止信号Ｓｔｓｄはハイレベルに転換される。即ち、電圧Ｖｂが電圧Ｖｂｅ以上となる時点である過熱防止温度Ｔｔｓｄで過熱防止信号Ｓｔｓｄが生成されることができる。
【００３７】
図５は図１及び図３のバイポーラ接合トランジスタのベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅのばらつき又は偏差による過熱防止温度Ｔｔｓｄへの影響（Ｔｔｓｄのばらつき又は変化）を示すためのグラフである。図５の（ａ）は図１の過熱保護回路に関するもので、図５の（ｂ）は図３の過熱保護回路に関するものである。
【００３８】
図２（ａ）及び図５の（ａ）を参照すると、図２（ａ）に示されているＶｂｅが図５の（ａ）に実線で示され、その他に正の電圧の偏差＋△ＶによるＶｂｅが破線で、負の電圧の偏差−△ＶによるＶｂｅが一点鎖線で示されている。ここで、バイポーラ接合トランジスタのベースとエミッタとの間の電圧の偏差△Ｖは、当該電圧のばらつきを表す指標の一例であり、例えば加熱保護回路の製造に用いられる複数のバイポーラ接合トランジスタの中から選択された一定数のバイポーラ接合トランジスタを母集団としたときの当該母集団におけるベースとエミッタとの間の電圧の平均値との差を表す。
【００３９】
図５の（ａ）から、バイポーラ接合トランジスタのベースとエミッタとの間の電圧の偏差△Ｖが０である場合（図５（ａ），（ｂ）において実線で示される場合）、電圧ＶｂｅはＶａと過熱防止温度Ｔｔｓｄにおいて交差するが、バイポーラ接合トランジスタのベースとエミッタとの間の電圧の偏差△Ｖが±△Ｖである場合（図５（ａ），（ｂ）において一点鎖線で示される場合）、電圧Ｖｂｅは過熱防止温度においてＶａと交差するのではなく、過熱防止温度Ｔｔｓｄと±△Ｔの差がある温度において交差することが分かる。
【００４０】
図４の（ａ）及び図５の（ｂ）を参照すると、図４の（ａ）に示されているＶｂｅが図５の（ｂ）に実線で示され、その他に正の電圧の偏差＋△ＶによるＶｂｅが破線で、負の電圧の偏差−△ＶによるＶｂｅが一点鎖線で示されている。
【００４１】
上述のように、バイポーラ接合トランジスタのベースとエミッタとの間の電圧の偏差△Ｖが±△Ｖである場合（図５（ａ），（ｂ）において一点鎖線で示される場合）、電圧Ｖｂｅは、過熱防止温度においてＶｂと交差するのではなく、過熱防止温度Ｔｔｓｄと±△Ｔの差がある温度において交差することが分かる。
【００４２】
即ち、バイポーラ接合トランジスタのベース−エミッタ間の電圧の偏差による影響によって過熱防止信号Ｓｔｓｄが生成される温度である過熱防止温度Ｔｔｓｄのばらつきが発生し、これが過熱保護回路の信頼性に影響を与えるという問題点がある。
【００４３】
以下では、上記問題点を解決するための本発明を説明する。
【００４４】
図６は本発明の一実施例である過熱保護回路１０を示した回路図である。本発明の過熱保護回路１０は、温度可変電圧生成部１１０と、過熱防止信号生成部１２０とを含んでよい。
【００４５】
温度可変電圧生成部１１０は、温度比例電圧生成部１１１と、偏差補正部１１２とを含んでよい。
【００４６】
温度比例電圧生成部１１１は第１温度比例電流源Ｉｐ１と、第１抵抗ｒ１とを含んでよく、具体的には、第１温度比例電流源Ｉｐ１は駆動電源Ｖｃｃと連結され、温度上昇により電流量が増加する温度比例電流を出力し、第１抵抗は温度比例電流を検出して温度比例電圧Ｖｒ１を生成することができる。
【００４７】
偏差補正部１１２は第１バイポーラ接合トランジスタを含んでよく、第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のコレクターは温度比例電圧生成部１１１に連結され、ベースはコレクターと連結され、エミッタは接地と連結されることができる。上述のように、第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１は、トランジスタの特性上、温度上昇により減少することができる。
【００４８】
温度可変電圧生成部１１０は、温度比例電圧Ｖｒ１と第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１を足して温度可変電圧Ｖａを生成するが、このとき、温度上昇により増加する温度可変電圧Ｖａを生成するように温度比例電圧Ｖｒ１の温度上昇による上昇比率は、第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１の温度上昇による下降比率より高く設定されることができる。
【００４９】
図７は、本発明の一実施例である過熱保護回路の一構成要素である温度可変電圧生成部１１０で生成される電圧を示すグラフである。
【００５０】
図７の（ａ）は温度比例電圧Ｖｒ１に関するもので、図７の（ｂ）は第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１に関するもので、図の７（ｃ）は温度可変電圧Ｖａに関するものである。図７の（ｂ）について詳しく説明すると、図７の（ｂ）における実線は電圧の偏差が０である場合の第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１を示す。破線は正の電圧の偏差を有する第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１を示す。一点鎖線は負の電圧の偏差を有する第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１を示す。
【００５１】
図７を参照すると、温度比例電圧Ｖｒ１は温度上昇により上昇することが分かり、第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１は温度上昇により下降することが分かる。温度比例電圧Ｖｒ１の温度上昇による上昇比率が第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１の下降比率より高く設定されるため、温度可変電圧Ｖａは温度上昇により増加することができる。但し、第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１の偏差による影響によって温度可変電圧Ｖａもばらつきを有することが分かる。
【００５２】
図６を参照すると、過熱防止信号生成部１２０は比較部１２１と、反転部１２２とを含んでよい。
【００５３】
比較部１２１は第２温度比例電流源Ｉｐ２と、第２バイポーラ接合トランジスタＱ２とを含んでよく、具体的には、第２温度比例電流源Ｉｐ２は駆動電源Ｖｃｃと連結され、温度上昇により電流量が増加する温度比例電流を第２バイポーラ接合トランジスタＱ２のコレクターに出力することができる。このとき、第２温度比例電流源Ｉｐ２は第１温度比例電流源Ｉｐ１と同じ電流を生成することができる。即ち、第１温度比例電流源Ｉｐ１及び第２温度比例電流源Ｉｐ２は、同じ温度で同じ電流を生成することができる。
【００５４】
第２バイポーラ接合トランジスタＱ２は第２温度比例電流源Ｉｐ２に連結されるコレクターと、温度可変電圧Ｖａが印加されるベースと、接地と連結されるエミッタとを含んでよい。第２バイポーラ接合トランジスタＱ２は第１バイポーラ接合トランジスタＱ１と同様の工程で製造され、第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１と第２バイポーラ接合トランジスタＱ２のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ２は、同程度の偏差を有することができる。そして、第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１と第２バイポーラ接合トランジスタＱ２のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ２は、トランジスタ特性上、温度上昇により同じ下降比率で減少することができる。
【００５５】
また、比較部１２１は、温度が変化する場合でも一定の電圧レベルを出力するバンドギャップ（ｂａｎｄｇａｐ）回路１２３をさらに含んでよい。
【００５６】
バンドギャップ回路１２３は第２バイポーラ接合トランジスタＱ２のエミッタと接地との間に連結され、常温で第２バイポーラ接合トランジスタＱ２のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ２が温度可変電圧Ｖａより高い値を保持するように第２バイポーラ接合トランジスタＱ２のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ２を調節することができる。
【００５７】
温度可変電圧Ｖａが第２バイポーラ接合トランジスタＱ２のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ２未満では、第２バイポーラ接合トランジスタＱ２のコレクターと連結されるノードにハイレベルの電圧が印加され、温度可変電圧Ｖａが第２バイポーラ接合トランジスタＱ２のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ２以上では、第２バイポーラ接合トランジスタＱ２のコレクターと連結されるノードにローレベルの電圧が印加されることができる。即ち、比較部１２１は、温度可変電圧Ｖａと第２バイポーラ接合トランジスタＱ２のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ２を比較し、比較結果によってハイ／ローレベルの出力を生成することができる。
【００５８】
反転部１２２は、比較部１２１の比較結果を反転させて過熱防止信号Ｓｔｓｄを出力端ＯＵＴに出力することができる。具体的には、反転部１２２は、第２温度比例電流源Ｉｐ２及び第２バイポーラ接合トランジスタＱ２のコレクターの接続ノードに連結されるゲート、駆動電源が印加されるソース、過熱防止信号Ｓｔｓｄを出力する出力端子と連結されるドレーンを備えるＰチャネル電界効果トランジスタと、ドレーンと接地との間に連結される定電流源と、を含んでよい。第２バイポーラ接合トランジスタＱ２にローレベルの電圧が印加される場合、Ｐチャネル電界効果トランジスタはターンオンし、出力端子に過熱防止信号Ｓｔｓｄが出力されることができる。なお、第２バイポーラ接合トランジスタＱ２にハイレベルの電圧が印加される場合、Ｐチャネル電界効果トランジスタはターンオンせず、出力端子に過熱防止信号Ｓｔｓｄを出力しない。
【００５９】
図８は、図６の過熱保護回路１０の温度上昇による過熱防止信号Ｓｔｓｄの生成を説明するためのグラフである。
【００６０】
図８の（ａ）における第２バイポーラ接合トランジスタＱ２のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ２を参照すると、第１バイポーラ接合トランジスタＱ１と第２バイポーラ接合トランジスタＱ２は同様の工程で製造され、第２バイポーラ接合トランジスタＱ２のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ２は第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１の偏差と同程度の偏差を有することが分かる。
【００６１】
図８の（ａ）、（ｂ）を参照すると、第２バイポーラ接合トランジスタＱ２のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ２が偏差を有するが、このような偏差は第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１により相殺され、温度可変電圧Ｖａは常に過熱防止温度Ｔｔｓｄにおいて第２バイポーラ接合トランジスタＱ２のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ２と交差し、過熱防止信号Ｓｔｓｄを生成することが分かる。
【００６２】
即ち、第２バイポーラ接合トランジスタＱ２のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ２の偏差を第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１の偏差により補正することで、信頼性のある過熱保護回路１０の動作を行うことができる。
【００６３】
図９は、本発明の一実施例である過熱保護回路２０を示した回路図である。本発明の過熱保護回路２０は、温度可変電圧生成部２１０と、基準電圧生成部２２０と、過熱防止信号生成部２３０とを含んでよい。
【００６４】
図９の温度可変電圧生成部２１０は、図６の温度可変電圧生成部１１０と構成及び機能が類似するため、詳しい説明は省略する。
【００６５】
基準電圧生成部２２０は第３温度比例電流源Ｉｐ３と、第３バイポーラ接合トランジスタＱ３とを含んでよく、具体的には、第３温度比例電流源Ｉｐ３は駆動電源Ｖｃｃと連結され、温度上昇により電流量が増加する温度比例電流を第３バイポーラ接合トランジスタＱ３のコレクターに出力することができる。このとき、第３温度比例電流源Ｉｐ３は第１温度比例電流源Ｉｐ１と同じ電流を生成することができる。即ち、第１温度比例電流源Ｉｐ１及び第３温度比例電流源Ｉｐ３は、同じ温度で同じ電流を生成することができる。
【００６６】
第３バイポーラ接合トランジスタＱ３は、第３温度比例電流源Ｉｐ３に連結されるコレクターと、コレクターと連結されるベースと、接地と連結されるエミッタとを含んでよい。第３バイポーラ接合トランジスタＱ３は、第１バイポーラ接合トランジスタＱ１と同様の工程で製造され、第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１と第３バイポーラ接合トランジスタＱ３のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ３は、同程度の偏差を有することができる。そして、第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１と第３バイポーラ接合トランジスタＱ３のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ３は、トランジスタ特性上、温度上昇により同じ下降比率で減少することができる。
【００６７】
また、基準電圧生成部２２０は、温度が変化する場合でも一定の電圧レベルを出力するバンドギャップ（ｂａｎｄｇａｐ）回路２２１をさらに含んでよい。
【００６８】
バンドギャップ回路２２１は、第３バイポーラ接合トランジスタＱ３のエミッタと接地との間に連結され、常温で第３バイポーラ接合トランジスタＱ３のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ３が温度可変電圧Ｖａより高い値を保持するように第３バイポーラ接合トランジスタＱ３のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ３を調節し、電圧Ｖｃを生成することができる。このとき、電圧Ｖｃは第３バイポーラ接合トランジスタＱ３のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ３が常温で温度可変電圧Ｖａより高い値を保持するように一定レベル移動したことに過ぎず、第３バイポーラ接合トランジスタＱ３のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ３の偏差と同程度の偏差又はばらつきを有することができる。
【００６９】
過熱防止信号生成部２３０は、温度可変電圧Ｖａ及び第３バイポーラ接合トランジスタＱ３のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ３を比較し、比較結果により過熱防止信号Ｓｔｓｄを出力端ＯＵＴに出力することができる。具体的には、温度可変電圧Ｖａと、第３バイポーラ接合トランジスタＱ３のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ３とを比較し、温度可変電圧Ｖａが第３バイポーラ接合トランジスタＱ３のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ３以上となる場合、過熱防止信号Ｓｔｓｄを出力することができる。
【００７０】
過熱防止信号生成部２３０は、温度可変電圧Ｖａが印加される非反転端と、第３バイポーラ接合トランジスタＱ３のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ３が印加される反転端と、過熱防止信号Ｓｔｓｄが出力される出力端を含む比較器２３１とで構成されることができる。
【００７１】
図１０は図９の過熱保護回路２０の温度上昇による過熱防止信号Ｓｔｓｄの生成を説明するためのグラフである。
【００７２】
第１バイポーラ接合トランジスタＱ１と第３バイポーラ接合トランジスタＱ３は同様の工程で製造され、第３バイポーラ接合トランジスタＱ３のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ３は第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１の偏差と同程度の偏差を有する。これにより電圧Ｖｃも第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１の偏差と同程度の偏差又はばらつきを有することが分かる。
【００７３】
図１０の（ａ）、（ｂ）を参照すると、電圧Ｖｃが電圧の偏差又はばらつきを有するが、このような電圧の偏差又はばらつきは第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１により相殺され、温度可変電圧Ｖａは常に過熱防止温度Ｔｔｓｄにおいて電圧Ｖｃと交差し、過熱防止信号Ｓｔｓｄを生成することが分かる。
【００７４】
即ち、第３バイポーラ接合トランジスタＱ３のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ３の偏差を第１バイポーラ接合トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧Ｖｂｅ１の偏差により補正することで、信頼性のある過熱保護回路の動作を行うことができる。
【００７５】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
【符号の説明】
【００７６】
１１０、２１０  温度可変電圧生成部
１１１  温度比例電圧生成部
１１２  偏差補正部
１２０、２３０  過熱防止信号生成部
１２１  比較部
１２２  反転部
１２３、２２１  バンドギャップ回路
２２０  基準電圧生成部
２３１  比較器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005540455.tif 000008
【図８】
0005540455.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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