JP3450679B2 - Thermal shutdown protection circuit - Google Patents
Thermal shutdown protection circuitInfo
- Publication number
- JP3450679B2 JP3450679B2 JP31062497A JP31062497A JP3450679B2 JP 3450679 B2 JP3450679 B2 JP 3450679B2 JP 31062497 A JP31062497 A JP 31062497A JP 31062497 A JP31062497 A JP 31062497A JP 3450679 B2 JP3450679 B2 JP 3450679B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor integrated
- circuit
- integrated circuit
- protection
- temperature
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路に
関するものであり、特に入力信号を電圧、電流または電
力増幅して出力する半導体集積回路に設けられる熱遮断
保護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 a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a heat cutoff protection circuit provided in a semiconductor integrated circuit that amplifies an input signal by voltage, current or power and outputs the amplified signal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】前記半導体集積回路（半導体チップ）に
形成される集積回路では、入力信号を電圧、電流または
電力増幅して出力する場合、多大な熱が発生する。この
熱によって前記半導体チップの温度が高くなり前記集積
回路が破壊されるのを防止するために、通常、半導体集
積回路には熱遮断保護回路が設けられている。2. Description of the Related Art In an integrated circuit formed on a semiconductor integrated circuit (semiconductor chip), a large amount of heat is generated when an input signal is amplified by voltage, current or power and output. In order to prevent the temperature of the semiconductor chip from being raised by this heat and destroying the integrated circuit, a heat cutoff protection circuit is usually provided in the semiconductor integrated circuit.
【０００３】従来の半導体集積回路に設けられる熱遮断
保護回路について、図面を参照して説明する。図６は、
従来の半導体集積回路に設けられる熱遮断保護回路の構
成を示す図である。この図６に示すように、半導体集積
回路（半導体チップ）１０１に内蔵された熱遮断保護回
路１０２は、この半導体集積回路（半導体チップ）１０
１の温度を検出する温度検出部１０３と、この温度検出
部１０３の検出出力に応じて熱による半導体集積回路
（半導体チップ）１０１の破壊を防止する保護回路部１
０４を有している。A heat cutoff protection circuit provided in a conventional semiconductor integrated circuit will be described with reference to the drawings. Figure 6
It is a figure which shows the structure of the heat insulation protection circuit provided in the conventional semiconductor integrated circuit. As shown in FIG. 6, the heat cutoff protection circuit 102 built in the semiconductor integrated circuit (semiconductor chip) 101 has the same structure as the semiconductor integrated circuit (semiconductor chip) 10
1 for detecting the temperature of the semiconductor integrated circuit (semiconductor chip) 101 for preventing the semiconductor integrated circuit (semiconductor chip) 101 from being damaged by heat according to the detection output of the temperature detecting section 103.
Has 04.
【０００４】前記温度検出部１０３は、トランジスタＴ
ｒ２０、ツェナダイオードＤ２０、抵抗Ｒ２０、Ｒ２
１、Ｒ２２からなり、また前記保護回路部１０４はトラ
ンジスタＴｒ２１からなっており、いずれも同一の半導
体集積回路（半導体チップ）１０１に構成されている。The temperature detecting section 103 includes a transistor T
r20, Zener diode D20, resistors R20, R2
1 and R22, and the protection circuit section 104 includes a transistor Tr21, both of which are configured in the same semiconductor integrated circuit (semiconductor chip) 101.
【０００５】このように、熱遮断保護回路１０２は半導
体集積回路（半導体チップ）１０１上に構成されいるた
め、その動作開始温度や動作方式は、半導体集積回路１
０１上であらかじめ設定されており、半導体集積回路１
０１外部からは可変できないものとなっている。As described above, since the heat cutoff protection circuit 102 is formed on the semiconductor integrated circuit (semiconductor chip) 101, the operation start temperature and the operation method thereof are the same as those of the semiconductor integrated circuit 1.
01 is preset and the semiconductor integrated circuit 1
01 It cannot be changed from outside.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の半導体集積回路に内蔵されている熱遮断保護回路で
は、保護動作開始温度や動作方式が半導体集積回路（半
導体チップ）上で予め設定されており、外部から保護動
作開始温度を調整することができないようになってい
る。特に、オーディオ機器の品位に応じた熱遮断保護動
作を得ることが困難である。このため、この半導体集積
回路を用いて設計される機器の放熱設計が難しくなり、
場合によっては大きな放熱器を取り付けたり、放熱対策
としてサーミスタなどの外付け回路を追加する必要が生
じている。As described above, in the conventional thermal cutoff protection circuit built in the semiconductor integrated circuit, the protection operation starting temperature and the operation method are preset on the semiconductor integrated circuit (semiconductor chip). Therefore, the protection operation start temperature cannot be adjusted from the outside. In particular, it is difficult to obtain a heat cutoff protection operation according to the quality of audio equipment. For this reason, it becomes difficult to design heat dissipation of equipment designed using this semiconductor integrated circuit,
In some cases, it is necessary to attach a large radiator or add an external circuit such as a thermistor as a heat dissipation measure.
【０００７】本発明は、前記課題に鑑みてなされたもの
であり、熱遮断保護回路の保護動作開始温度や動作形態
を半導体集積回路の外部から調整可能とすることによ
り、半導体集積回路を用いて設計される機器の放熱設計
を容易にすることができる熱遮断保護回路を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and by using the semiconductor integrated circuit, it is possible to adjust the protection operation starting temperature and the operation mode of the heat cutoff protection circuit from the outside of the semiconductor integrated circuit. It is an object of the present invention to provide a heat cutoff protection circuit that can facilitate heat radiation design of a device to be designed.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の一実施形態の熱遮断保護回路は、入力信号
の電圧、電流または電力を増幅して出力する半導体集積
回路が形成された半導体チップにおいて、前記半導体集
積回路が形成された半導体チップの温度を検出し、この
温度を電気的信号に変換する温度検出手段と、前記温度
検出手段により検出された前記電気的信号を前記半導体
集積回路の外部に出力するための外部出力端子と、入力
される保護信号を受け取り、前記半導体集積回路が熱に
より破壊されることを防止するために、前記保護信号に
応じて前記電圧、電流または電力を増幅する際の増幅度
を可変させる保護回路手段と、前記保護信号を前記半導
体集積回路の外部から受け取る外部入力端子とを具備す
ることを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, a thermal shutdown protection circuit according to an embodiment of the present invention is provided with an input signal.
Integrated that amplifies and outputs the voltage, current or power of
In a semiconductor chip having a circuit formed thereon,
The temperature of the semiconductor chip on which the product circuit is formed is detected.
Temperature detecting means for converting the temperature into an electric signal, and the temperature
The electric signal detected by the detecting means is transferred to the semiconductor.
External output terminal for output to the outside of the integrated circuit, and input
The protection signal is received and the semiconductor integrated circuit is exposed to heat.
In order to prevent further destruction,
Degree of amplification when amplifying the voltage, current or power according to
And a protection circuit means for changing the protection signal,
And an external input terminal for receiving from the outside of the body integrated circuit .
【０００９】[0009]
【００１０】[0010]
【００１１】[0011]
【００１２】[0012]
【００１３】[0013]
【００１４】[0014]
【００１５】[0015]
【００１６】この発明の一実施形態の熱遮断保護回路に
おいては、半導体集積回路が形成された半導体チップの
温度が温度検出手段により検出され、この温度が電気的
信号に変換されて外部出力端子から前記半導体集積回路
の外部に出力される。また外部入力端子に、半導体集積
回路の外部から後述する保護回路手段の動作を指示する
保護信号が入力され、保護回路手段により前記保護信号
に応じて半導体集積回路が熱によって破壊されるのを防
止する信号が出力される。ここで、前記外部出力端子と
外部入力端子との間に、前記電気的信号に基づいて前記
保護信号を生成する動作設定手段を接続し、この動作設
定手段の特性を変更可能にすることにより、前記保護信
号を変更して保護回路手段の動作開始温度及び動作形態
を半導体集積回路の外部から調整できるようにする。[0016] In thermal shutdown protection circuit of an embodiment of the invention of this, the temperature of the semiconductor chip on which the semiconductor integrated circuit is formed is detected by the temperature detection means, the temperature is converted into an electrical signal by the external output terminal From the semiconductor integrated circuit. Further, a protection signal for instructing the operation of the protection circuit means described later is input to the external input terminal from the outside of the semiconductor integrated circuit, and the protection circuit means prevents the semiconductor integrated circuit from being destroyed by heat in response to the protection signal. Signal is output. Here, by connecting the operation setting means for generating the protection signal based on the electrical signal between the external output terminal and the external input terminal, and by making it possible to change the characteristics of the operation setting means, The protection signal is changed so that the operation start temperature and operation mode of the protection circuit means can be adjusted from the outside of the semiconductor integrated circuit.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。まず、この発明の第１の
実施の形態の熱遮断保護回路について説明する。図１
は、この発明の第１の実施の形態の熱遮断保護回路の構
成を示す図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a heat cutoff protection circuit according to a first embodiment of the present invention will be described. Figure 1
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a heat cutoff protection circuit according to the first embodiment of the present invention.
【００１８】この図１に示すように、半導体集積回路
（半導体チップ）２に設けられる熱遮断保護回路は、前
記半導体集積回路（半導体チップ）２の温度を検出し、
その温度を直流電圧に変換する温度検出部４と、この温
度検出部４により変換された直流電圧を半導体集積回路
（半導体チップ）２の外部に出力するための温度検出出
力端子（以下出力端子）６と、前記半導体集積回路２が
熱によって破壊されることを防止する保護回路部８と、
この保護回路部８に動作を指示する信号を入力するため
の保護回路入力端子（以下入力端子）１０とを有してい
る。As shown in FIG. 1, the heat cutoff protection circuit provided in the semiconductor integrated circuit (semiconductor chip) 2 detects the temperature of the semiconductor integrated circuit (semiconductor chip) 2,
A temperature detector 4 for converting the temperature into a DC voltage, and a temperature detection output terminal (hereinafter referred to as an output terminal) for outputting the DC voltage converted by the temperature detector 4 to the outside of the semiconductor integrated circuit (semiconductor chip) 2. 6, and a protection circuit portion 8 for preventing the semiconductor integrated circuit 2 from being destroyed by heat,
The protection circuit section 8 has a protection circuit input terminal (hereinafter, input terminal) 10 for inputting a signal instructing an operation.
【００１９】前記温度検出部４を構成する回路素子は次
のように接続される。トランジスタＴｒ１のベースは抵
抗Ｒ１を介して電源電圧ＶCCに接続されるとともに、こ
のベースはツェナダイオードＤ１を介して基準電圧源
（ＧＮＤ）に接続される。前記トランジスタＴｒ１のコ
レクタは電源電圧ＶCCに接続され、エミッタは抵抗Ｒ
２、Ｒ３を介して基準電圧源（ＧＮＤ）に接続される。
さらに、前記抵抗Ｒ２とＲ３の接続点には、前記出力端
子６が接続される。The circuit elements constituting the temperature detector 4 are connected as follows. The base of the transistor Tr1 is connected to the power supply voltage Vcc via the resistor R1, and this base is connected to the reference voltage source (GND) via the Zener diode D1. The collector of the transistor Tr1 is connected to the power supply voltage Vcc, and the emitter is a resistor R.
2, connected to a reference voltage source (GND) via R3.
Further, the output terminal 6 is connected to the connection point of the resistors R2 and R3.
【００２０】また、前記保護回路部８を構成する回路素
子は次のように接続される。前記入力端子１０が接続さ
れるトランジスタＴｒ２のベースは抵抗Ｒ４を介して電
源電圧ＶCCに接続されるとともに、このベースは抵抗Ｒ
５を介して基準電圧源（ＧＮＤ）に接続される。前記ト
ランジスタＴｒ２のコレクタは電源電圧ＶCCに接続され
る。さらに、前記トランジスタＴｒ２のエミッタはトラ
ンジスタＴｒ３のベースに接続されるとともに、抵抗Ｒ
６を介して基準電圧源（ＧＮＤ）に接続される。さら
に、前記トランジスタＴｒ３のコレクタはバイアス回路
１２へ接続され、エミッタは基準電圧源（ＧＮＤ）に接
続される。The circuit elements constituting the protection circuit section 8 are connected as follows. The base of the transistor Tr2 to which the input terminal 10 is connected is connected to the power supply voltage Vcc through the resistor R4, and the base is connected to the resistor R4.
It is connected via 5 to a reference voltage source (GND). The collector of the transistor Tr2 is connected to the power supply voltage Vcc. Further, the emitter of the transistor Tr2 is connected to the base of the transistor Tr3, and the resistor R
It is connected via 6 to a reference voltage source (GND). Furthermore, the collector of the transistor Tr3 is connected to the bias circuit 12, and the emitter is connected to the reference voltage source (GND).
【００２１】また、半導体集積回路（半導体チップ）２
の外部には、この半導体集積回路２に内蔵されている保
護回路部８の動作開始温度を決定するための調整部材１
４が、前記半導体集積回路（半導体チップ）２の温度を
検出し電気的信号に変換する温度検出部４の出力端子６
と、前記半導体集積回路２が熱によって破壊されること
を防止する保護回路部８の入力端子１０との間に接続さ
れている。前記調整部材１４には、抵抗器や比較器など
の部材が用いられる。ここでは、調整部材として抵抗Ｒ
７を用いた例を示す。A semiconductor integrated circuit (semiconductor chip) 2
An adjusting member 1 for determining the operation start temperature of the protection circuit portion 8 built in the semiconductor integrated circuit 2 is provided outside the device.
An output terminal 6 of the temperature detecting unit 4 detects the temperature of the semiconductor integrated circuit (semiconductor chip) 2 and converts it into an electric signal.
And an input terminal 10 of a protection circuit section 8 for preventing the semiconductor integrated circuit 2 from being destroyed by heat. As the adjusting member 14, members such as resistors and comparators are used. Here, the resistance R is used as the adjusting member.
An example using 7 is shown.
【００２２】このように構成された熱遮断保護回路で
は、半導体集積回路２の動作により発生する熱や周囲温
度によって変化するこの半導体集積回路（半導体チッ
プ）２の温度が温度検出部４により検出され、検出され
た温度に応じた電気的信号が温度検出出力端子６から調
整部材１４に出力される。In the heat cut-off protection circuit configured as described above, the temperature of the semiconductor integrated circuit (semiconductor chip) 2 which changes due to the heat generated by the operation of the semiconductor integrated circuit 2 and the ambient temperature is detected by the temperature detecting section 4. An electric signal corresponding to the detected temperature is output from the temperature detection output terminal 6 to the adjusting member 14.
【００２３】前記調整部材１４に入力された電気的信号
は、この調整部材１４により調整されて保護回路入力端
子１０から保護回路部８に入力される。前記保護回路部
８は、保護回路入力端子１０から入力された電気的信号
（入力電圧）が所定値以上であるとき、半導体集積回路
２の動作または機能を停止させるための信号をバイアス
回路１２へ出力する。The electrical signal input to the adjusting member 14 is adjusted by the adjusting member 14 and input to the protection circuit section 8 from the protection circuit input terminal 10. When the electric signal (input voltage) input from the protection circuit input terminal 10 is a predetermined value or more, the protection circuit unit 8 sends a signal for stopping the operation or function of the semiconductor integrated circuit 2 to the bias circuit 12. Output.
【００２４】このように、半導体集積回路２の動作また
は機能を停止させることにより、この半導体集積回路
（半導体チップ）２の温度が上昇するのをくい止め、熱
によって半導体集積回路２が破壊されるのを防止する。As described above, by stopping the operation or function of the semiconductor integrated circuit 2, the temperature rise of the semiconductor integrated circuit (semiconductor chip) 2 is stopped, and the semiconductor integrated circuit 2 is destroyed by heat. Prevent.
【００２５】なお、前記調整部材１４の特性値を変更す
ることにより、この調整部材１４からの電気的信号の出
力条件を変更して前記保護回路部８の動作開始温度を変
更することが可能となる。これにより、前記半導体集積
回路２を用いて設計される機器、すなわち前記半導体集
積回路２が搭載される機器の種類に応じて、熱遮断保護
回路の動作開始温度の設定を変更することができる。By changing the characteristic value of the adjusting member 14, it is possible to change the output condition of the electric signal from the adjusting member 14 and change the operation start temperature of the protection circuit section 8. Become. As a result, the setting of the operation start temperature of the thermal shutdown protection circuit can be changed according to the type of device designed using the semiconductor integrated circuit 2, that is, the type of device in which the semiconductor integrated circuit 2 is mounted.
【００２６】以上説明したようにこの第１の実施の形態
によれば、熱遮断による保護動作の開始温度を半導体集
積回路の外部から調整可能とすることにより、この熱遮
断保護回路を有する半導体集積回路を用いて設計、製造
される機器の放熱設計を容易にし、かつ少ない周辺部品
によって放熱が可能になる。さらに、この熱遮断保護回
路を有する半導体集積回路を用いて設計、製造される機
器に用いられる放熱器を小型化することができる。As described above, according to the first embodiment, the starting temperature of the protection operation by heat interruption can be adjusted from the outside of the semiconductor integrated circuit, so that the semiconductor integrated circuit having this heat interruption protection circuit can be adjusted. This facilitates the heat radiation design of equipment designed and manufactured by using a circuit, and enables heat radiation with a small number of peripheral components. Further, it is possible to reduce the size of a radiator used in a device designed and manufactured by using the semiconductor integrated circuit having the heat cutoff protection circuit.
【００２７】次に、第２の実施の形態として、この発明
の熱遮断保護回路をオーディオパワーアンプＩＣに適用
した場合について説明する。図２は、この発明の第２の
実施の形態のオーディオパワーアンプＩＣの構成を示す
図である。このオーディオパワーアンプＩＣは、機能的
に分けるとオーディオパワーアンプとして機能するパワ
ーアンプ回路と、熱遮断保護回路とに分けることができ
る。Next, as a second embodiment, a case where the heat cutoff protection circuit of the present invention is applied to an audio power amplifier IC will be described. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an audio power amplifier IC according to the second embodiment of the present invention. The audio power amplifier IC can be functionally divided into a power amplifier circuit functioning as an audio power amplifier and a heat cutoff protection circuit.
【００２８】この図２に示すように、オーディオパワー
アンプＩＣ（半導体集積回路）２０において、オーディ
オパワーアンプとして機能するパワーアンプ回路は次の
ように構成される。音声信号が入力される音声入力端子
２２は入力アンプ２４の＋端子に接続されており、この
入力アンプ２４の−端子には定電圧Ｖ１が入力される。
入力アンプ２４の出力部は、抵抗Ｒ８を介して入力アン
プ２４の出力を電力増幅する電力増幅アンプ２６に接続
される。As shown in FIG. 2, in the audio power amplifier IC (semiconductor integrated circuit) 20, a power amplifier circuit functioning as an audio power amplifier is constructed as follows. The audio input terminal 22 to which the audio signal is input is connected to the + terminal of the input amplifier 24, and the constant voltage V1 is input to the-terminal of the input amplifier 24.
The output section of the input amplifier 24 is connected to a power amplification amplifier 26 that power-amplifies the output of the input amplifier 24 via a resistor R8.
【００２９】この電力増幅アンプ２６の出力部は、電力
増幅された音声信号をオーディオパワーアンプＩＣ２０
の外部に出力するための音声出力端子２８に接続され
る。この音声出力端子２８は、オーディオパワーアンプ
ＩＣ２０の外部にてコンデンサＣ１を介してスピーカ３
０に接続される。The output section of the power amplification amplifier 26 outputs the power-amplified audio signal to the audio power amplifier IC 20.
Connected to an audio output terminal 28 for outputting to outside. The audio output terminal 28 is connected to the speaker 3 via the capacitor C1 outside the audio power amplifier IC20.
Connected to 0.
【００３０】また、このオーディオパワーアンプＩＣ２
０における熱遮断保護回路は、オーディオパワーアンプ
ＩＣ２０が形成された半導体チップの温度を検出し、そ
の温度を直流電圧に変換する温度検出部３２と、この温
度検出部３２により変換された直流電圧をオーディオパ
ワーアンプＩＣ２０の外部に出力するための温度検出出
力端子（以下出力端子）３４と、半導体チップに形成さ
れたオーディオパワーアンプＩＣ２０が熱によって破壊
されることを防止する保護回路部３６と、この保護回路
部３６に動作を指示する信号を入力するための保護回路
入力端子（以下入力端子）３８とを有している。Also, this audio power amplifier IC2
The heat cutoff protection circuit at 0 detects the temperature of the semiconductor chip on which the audio power amplifier IC 20 is formed and converts the temperature into a DC voltage, and a DC voltage converted by the temperature detection unit 32. A temperature detection output terminal (hereinafter referred to as an output terminal) 34 for outputting to the outside of the audio power amplifier IC 20, a protection circuit section 36 for preventing the audio power amplifier IC 20 formed on the semiconductor chip from being destroyed by heat, and The protection circuit unit 36 has a protection circuit input terminal (hereinafter, input terminal) 38 for inputting a signal instructing an operation.
【００３１】前記温度検出部３２の構成の詳細は、前記
第１の実施の形態における温度検出部４と同様とである
ため、その説明は省略する。また、前記保護回路部３６
を構成する回路素子は次のように接続される。トランジ
スタＴｒ４、Ｔｒ５のベース同士が接続され、トランジ
スタＴｒ４のコレクタはトランジスタＴｒ６のコレクタ
に、トランジスタＴｒ５のコレクタはトランジスタＴｒ
７のベース及びコレクタに接続される。The details of the structure of the temperature detecting unit 32 are the same as those of the temperature detecting unit 4 in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. In addition, the protection circuit section 36
The circuit elements constituting the are connected as follows. The bases of the transistors Tr4 and Tr5 are connected to each other, the collector of the transistor Tr4 is the collector of the transistor Tr6, and the collector of the transistor Tr5 is the transistor Tr5.
7 base and collector.
【００３２】前記トランジスタＴｒ６のエミッタは抵抗
Ｒ９を介して可変電流源Ｉ１に接続され、前記トランジ
スタＴｒ７のエミッタは抵抗Ｒ１０を介して同様に可変
電流源Ｉ１に接続される。この可変電流源Ｉ１は、基準
電圧源（ＧＮＤ）に接続される。前記トランジスタＴｒ
４、Ｔｒ５のそれぞれのベース及びエミッタは電源電圧
ＶCCに接続され、トランジスタＴｒ６のベースは定電圧
源Ｖ２に接続される。以上により可変利得増幅器（ＶＣ
Ａ）を構成している。The emitter of the transistor Tr6 is connected to the variable current source I1 via the resistor R9, and the emitter of the transistor Tr7 is similarly connected to the variable current source I1 via the resistor R10. The variable current source I1 is connected to a reference voltage source (GND). The transistor Tr
The bases and emitters of the transistors Tr4 and Tr5 are connected to the power supply voltage Vcc, and the base of the transistor Tr6 is connected to the constant voltage source V2. From the above, the variable gain amplifier (VC
A).
【００３３】さらに、前記トランジスタＴｒ７のベース
は、前記パワーアンプ回路内の抵抗Ｒ７と電力増幅アン
プ２６との接続点Ａに接続される。そして、前記可変電
流源Ｉ１の電流制御部には、入力端子３８が接続され
る。Further, the base of the transistor Tr7 is connected to a connection point A between the resistor R7 in the power amplifier circuit and the power amplification amplifier 26. An input terminal 38 is connected to the current controller of the variable current source I1.
【００３４】また、オーディオパワーアンプＩＣ（半導
体集積回路）２０の外部には、このオーディオパワーア
ンプＩＣ２０に内蔵されている保護回路部３６の動作開
始温度や動作形態を決定するための調整回路４０が、前
記オーディオパワーアンプＩＣ２０が形成された半導体
チップの温度を検出し電気的信号に変換する温度検出部
３２の出力端子３４と、前記オーディオパワーアンプＩ
Ｃ２０が熱によって破壊されることを防止する保護回路
部３６の入力端子３８との間に接続される。ここでは、
図３に示すように、前記調整回路４０に比較器４０ａが
用いられ、この比較器４０ａの＋端子には前記出力端子
３４が接続され、−端子には定電圧Ｖ２が入力される。Further, outside the audio power amplifier IC (semiconductor integrated circuit) 20, there is provided an adjusting circuit 40 for determining the operation start temperature and operation mode of the protection circuit section 36 incorporated in the audio power amplifier IC 20. The output terminal 34 of the temperature detecting unit 32 for detecting the temperature of the semiconductor chip on which the audio power amplifier IC 20 is formed and converting it into an electric signal, and the audio power amplifier I.
It is connected between the C20 and the input terminal 38 of the protection circuit section 36 which prevents the C20 from being destroyed by heat. here,
As shown in FIG. 3, a comparator 40a is used in the adjustment circuit 40, the output terminal 34 is connected to the + terminal of the comparator 40a, and the constant voltage V2 is input to the-terminal.
【００３５】このように構成されたオーディオパワーア
ンプＩＣ２０においては、音声入力端子２２から音声信
号が入力アンプ２４の＋端子に入力される。この音声信
号は、入力アンプ２４により増幅され、電力増幅アンプ
２６に出力される。電力増幅アンプ２６に入力された音
声信号は、この電力増幅アンプ２６により増幅されて音
声出力端子２８からコンデンサＣ１を介してスピーカ３
０に出力される。In the audio power amplifier IC 20 thus constructed, the audio signal is input from the audio input terminal 22 to the + terminal of the input amplifier 24. This audio signal is amplified by the input amplifier 24 and output to the power amplification amplifier 26. The audio signal input to the power amplification amplifier 26 is amplified by the power amplification amplifier 26 and is output from the audio output terminal 28 via the capacitor C1 to the speaker 3
It is output to 0.
【００３６】オーディオパワーアンプＩＣ２０の動作時
には、上述したオーディオパワーアンプとして機能する
パワーアンプ回路の動作により発生する熱や周囲温度に
よって、オーディオパワーアンプＩＣ２０が形成された
半導体チップの温度が上昇する。このとき、変化する半
導体チップの温度が温度検出部３２により検出され、検
出された温度に応じた電気的信号が温度検出出力端子３
４から比較器４０ａの＋端子に出力される。During operation of the audio power amplifier IC 20, the temperature of the semiconductor chip in which the audio power amplifier IC 20 is formed rises due to heat and ambient temperature generated by the operation of the power amplifier circuit functioning as the audio power amplifier described above. At this time, the changing temperature of the semiconductor chip is detected by the temperature detecting section 32, and an electrical signal corresponding to the detected temperature is output to the temperature detection output terminal 3.
4 is output to the + terminal of the comparator 40a.
【００３７】前記比較器４０ａに入力された前記電気的
信号は、−端子に入力される所定電圧Ｖref と比較さ
れ、前記電気的信号が所定電圧Ｖref より大きいとき、
保護回路部３６を動作させるための動作信号が保護回路
入力端子３８から保護回路部３６内の可変電流源Ｉ１に
入力される。前記動作信号が可変電流源Ｉ１の電流制御
部に入力されると、可変電流源Ｉ１は所定の電流を流
し、保護回路部３６を急激に動作させる。これにより、
トランジスタＴｒ７のベースに接続された接続点Ａを流
れる前記音声信号は急激に減衰し、電力増幅アンプ２６
での増幅動作が抑制または停止される。The electric signal input to the comparator 40a is compared with a predetermined voltage Vref input to the negative terminal, and when the electric signal is larger than the predetermined voltage Vref,
An operation signal for operating the protection circuit unit 36 is input from the protection circuit input terminal 38 to the variable current source I1 in the protection circuit unit 36. When the operation signal is input to the current control unit of the variable current source I1, the variable current source I1 causes a predetermined current to flow, causing the protection circuit unit 36 to rapidly operate. This allows
The audio signal flowing through the connection point A connected to the base of the transistor Tr7 is rapidly attenuated, and the power amplification amplifier 26
The amplification operation in is suppressed or stopped.
【００３８】すると、オーディオパワーアンプとして機
能するパワーアンプ回路の動作により発生する熱が小さ
くまたは無くなり、オーディオパワーアンプＩＣ２０が
形成された半導体チップの温度が低下する。Then, the heat generated by the operation of the power amplifier circuit functioning as an audio power amplifier is reduced or eliminated, and the temperature of the semiconductor chip on which the audio power amplifier IC 20 is formed is lowered.
【００３９】すなわち、前記保護回路部３６は、保護回
路入力端子３８から動作信号が入力されると、前記入力
アンプ２４から出力される出力信号、言い換えると前記
電力増幅アンプ２６への入力信号を減衰させ、電力増幅
アンプ２６から発生する熱によりオーディオパワーアン
プＩＣ（半導体集積回路）２０が破壊されることを防止
する。That is, the protection circuit section 36 attenuates the output signal output from the input amplifier 24 when an operation signal is input from the protection circuit input terminal 38, in other words, the input signal to the power amplification amplifier 26. This prevents the audio power amplifier IC (semiconductor integrated circuit) 20 from being destroyed by the heat generated from the power amplification amplifier 26.
【００４０】また、この第２の実施の形態の変形例とし
て、前記調整回路４０に直流アンプを用いることも可能
である。図４は、前記調整回路４０に直流アンプを用い
た場合の調整回路部分の構成を示す図である。As a modification of the second embodiment, it is possible to use a DC amplifier in the adjusting circuit 40. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the adjusting circuit portion when a DC amplifier is used for the adjusting circuit 40.
【００４１】この図４に示すように、直流アンプは演算
増幅器４０ｂ、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、及び定電流源Ｖ２
から構成されおり、その＋端子には温度検出出力端子３
４が接続され、その出力部には保護回路入力端子３８が
接続される。As shown in FIG. 4, the DC amplifier is an operational amplifier 40b, resistors R11 and R12, and a constant current source V2.
The temperature detection output terminal 3 is connected to the + terminal.
4 is connected, and the protection circuit input terminal 38 is connected to the output part thereof.
【００４２】このような直流アンプを前記調整回路４０
に用いた場合の動作は次のようになる。前記パワーアン
プ回路の動作により発生する熱や周囲温度によって変化
する半導体チップの温度が温度検出部３２により検出さ
れ、検出された温度に応じた電気的信号が温度検出出力
端子３４から演算増幅器４０ｂの＋端子に出力される。Such a DC amplifier is used as the adjusting circuit 40.
The operation when used for is as follows. The temperature of the semiconductor chip, which changes due to the heat generated by the operation of the power amplifier circuit and the ambient temperature, is detected by the temperature detection unit 32, and an electrical signal corresponding to the detected temperature is output from the temperature detection output terminal 34 to the operational amplifier 40b. Output to the + terminal.
【００４３】前記演算増幅器４０ｂに入力された前記電
気的信号は、この直流アンプによりその電圧に比例した
動作信号に増幅されて、保護回路入力端子３８から保護
回路部３６内の可変電流源Ｉ１に入力される。前記動作
信号が可変電流源Ｉ１の電流制御部に入力されると、可
変電流源Ｉ１は前記動作信号に応じた電流を流す。これ
により、トランジスタＴｒ７のベースに接続された接続
点Ａを流れる前記音声信号は温度検出部３２から出力さ
れる電気的信号に比例して減衰し、電力増幅アンプ２６
での増幅動作が抑制または停止される。The electric signal input to the operational amplifier 40b is amplified by this DC amplifier into an operation signal proportional to its voltage, and is supplied from the protection circuit input terminal 38 to the variable current source I1 in the protection circuit section 36. Is entered. When the operation signal is input to the current controller of the variable current source I1, the variable current source I1 supplies a current according to the operation signal. As a result, the audio signal flowing through the connection point A connected to the base of the transistor Tr7 is attenuated in proportion to the electrical signal output from the temperature detection unit 32, and the power amplification amplifier 26
The amplification operation in is suppressed or stopped.
【００４４】すると、このオーディオパワーアンプとし
て機能するパワーアンプ回路の動作により発生する熱が
小さくまたは無くなり、オーディオパワーアンプＩＣ２
０が形成された半導体チップの温度が低下する。Then, the heat generated by the operation of the power amplifier circuit functioning as the audio power amplifier is reduced or eliminated, and the audio power amplifier IC2
The temperature of the semiconductor chip on which 0 is formed decreases.
【００４５】すなわち、前記調整回路４０に直流アンプ
を用いると、前記温度検出出力端子３４の出力電圧に比
例して保護回路部３６が動作し、前記音声出力端子２８
の出力は温度検出出力端子３４の電圧に比例して減衰す
る。これにより、音声出力端子２８の出力は、あたかも
パワーアンプのボリュウムを徐々に絞って行くかのよう
に変化し、オーディオパワーアンプＩＣ２０が形成され
た半導体チップの温度も緩やかに下がる。このときの保
護回路部３６は、図５に示すように抵抗Ｒ１３と可変抵
抗ＶＲ１にて構成される回路で等価的に表すことができ
る。That is, when a DC amplifier is used for the adjustment circuit 40, the protection circuit section 36 operates in proportion to the output voltage of the temperature detection output terminal 34, and the voice output terminal 28
Output attenuates in proportion to the voltage at the temperature detection output terminal 34. As a result, the output of the audio output terminal 28 changes as if the volume of the power amplifier is gradually reduced, and the temperature of the semiconductor chip on which the audio power amplifier IC 20 is formed also gradually drops. At this time, the protection circuit unit 36 can be equivalently represented by a circuit composed of the resistor R13 and the variable resistor VR1 as shown in FIG.
【００４６】一般に、オーディオパワーアンプＩＣの場
合、ＩＣからの発熱が大きいため放熱器を外部に機械的
に取り付けるが、前記調整回路を図４に示すような直流
アンプ方式にすることにより、より小さい面積の放熱器
でオーディオパワーアンプＩＣを構成することが可能と
なる。Generally, in the case of an audio power amplifier IC, since the heat generated from the IC is large, a radiator is mechanically attached to the outside, but by using a DC amplifier system as shown in FIG. It is possible to configure an audio power amplifier IC with a radiator having an area.
【００４７】上述したように、前記調整回路における回
路構成を変更することにより、前記半導体集積回路を用
いて設計される機器の種類に応じて、熱遮断による保護
動作の開始温度及び動作形態を可変することが、少ない
周辺回路でかつ簡単に実施できる。As described above, by changing the circuit configuration in the adjusting circuit, the starting temperature and the operation form of the protection operation by heat cutoff can be changed according to the type of equipment designed using the semiconductor integrated circuit. Can be easily implemented with a small number of peripheral circuits.
【００４８】以上説明したようにこの第２の実施の形態
によれば、熱遮断による保護動作の開始温度及び動作形
態を半導体集積回路の外部から調整可能とすることによ
り、この熱遮断保護回路を有する半導体集積回路を用い
て設計、製造される機器の放熱設計を容易にし、かつ少
ない周辺部品によって放熱が可能になる。さらに、この
熱遮断保護回路を有する半導体集積回路を用いて設計、
製造される機器に用いられる放熱器を小型化することが
できる。As described above, according to the second embodiment, by making it possible to adjust the starting temperature and the operation form of the protection operation by heat cutoff from the outside of the semiconductor integrated circuit, the heat cutoff protection circuit can be realized. This facilitates the heat dissipation design of the device designed and manufactured by using the semiconductor integrated circuit, and allows heat dissipation with a small number of peripheral parts. Furthermore, designing using a semiconductor integrated circuit having this heat cutoff protection circuit,
The radiator used in the manufactured device can be downsized.
【００４９】特に、この第２の実施の形態では、オーデ
ィオパワーアンプＩＣ２０が形成された半導体チップの
温度に応じて徐々に保護動作に入るため、聴感上自然に
音声出力を減衰することが可能となり、より小さい表面
積の放熱板でオーディオ機器を構成することができる。In particular, in the second embodiment, the protection operation is gradually started according to the temperature of the semiconductor chip on which the audio power amplifier IC 20 is formed, so that the sound output can be naturally attenuated. The audio device can be configured with a heat sink having a smaller surface area.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、熱遮
断保護回路の保護動作開始温度や動作形態を半導体集積
回路の外部から調整可能とすることにより、半導体集積
回路を用いて設計される機器の放熱設計を容易にするこ
とができる熱遮断保護回路を提供することが可能であ
る。As described above, according to the present invention, the protection operation starting temperature and the operation form of the thermal shutdown protection circuit can be adjusted from the outside of the semiconductor integrated circuit, so that the semiconductor integrated circuit is designed. It is possible to provide a heat cutoff protection circuit that can facilitate the heat radiation design of the device.
【図１】この発明の第１の実施の形態の熱遮断保護回路
の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a heat cutoff protection circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の第２の実施の形態のオーディオパワ
ーアンプＩＣの構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an audio power amplifier IC according to a second embodiment of the present invention.
【図３】調整回路に比較器を用いた場合の調整回路部分
の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an adjustment circuit portion when a comparator is used in the adjustment circuit.
【図４】調整回路に直流アンプを用いた場合の調整回路
部分の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an adjustment circuit portion when a DC amplifier is used for the adjustment circuit.
【図５】保護回路部の等価回路を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an equivalent circuit of a protection circuit unit.
【図６】従来の半導体集積回路に設けられる熱遮断保護
回路の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a heat cutoff protection circuit provided in a conventional semiconductor integrated circuit.
２…半導体集積回路（半導体チップ）
４…温度検出部
６…温度検出出力端子（出力端子）
８…保護回路部
１０…保護回路入力端子（入力端子）
１２…バイアス回路
１４…調整部材
２０…オーディオパワーアンプＩＣ（半導体集積回路）
２２…音声入力端子
２４…入力アンプ
２６…電力増幅アンプ
２８…音声出力端子
３０…スピーカ
３２…温度検出部
３４…温度検出出力端子（出力端子）
３６…保護回路部
３８…保護回路入力端子（入力端子）
４０…調整回路
４０ａ…比較器
４０ｂ…演算増幅器
Ｃ１…コンデンサ
Ｄ１…ツェナダイオード
Ｉ１…可変電流源
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ
１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３…抵抗
Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６、Ｔ
ｒ７…トランジスタ
ＶＲ１…可変抵抗2 ... Semiconductor integrated circuit (semiconductor chip) 4 ... Temperature detection unit 6 ... Temperature detection output terminal (output terminal) 8 ... Protection circuit unit 10 ... Protection circuit input terminal (input terminal) 12 ... Bias circuit 14 ... Adjustment member 20 ... Audio Power amplifier IC (semiconductor integrated circuit) 22 ... Audio input terminal 24 ... Input amplifier 26 ... Power amplification amplifier 28 ... Audio output terminal 30 ... Speaker 32 ... Temperature detection section 34 ... Temperature detection output terminal (output terminal) 36 ... Protection circuit section 38 ... Protection circuit input terminal (input terminal) 40 ... Adjustment circuit 40a ... Comparator 40b ... Operational amplifier C1 ... Capacitor D1 ... Zener diode I1 ... Variable current sources R1, R2, R3, R4, R5, R6, R8, R9, R
10, R11, R12, R13 ... Resistors Tr1, Tr2, Tr3, Tr4, Tr5, Tr6, T
r7 ... transistor VR1 ... variable resistance
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/822 H01L 23/58 H01L 27/04 H01L 27/06 311 H01L 29/78 Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/822 H01L 23/58 H01L 27/04 H01L 27/06 311 H01L 29/78
Claims (5)
して出力する半導体集積回路が形成された半導体チップ
において、 前記半導体集積回路が形成された半導体チップの温度を
検出し、この温度を電気的信号に変換する温度検出手段
と、 前記温度検出手段により検出された前記電気的信号を前
記半導体集積回路の外部に出力するための外部出力端子
と、 入力される保護信号を受け取り、前記半導体集積回路が
熱により破壊されることを防止するために、前記保護信
号に応じて前記電圧、電流または電力を増幅する際の増
幅度を可変させる保護回路手段と、 前記保護信号を前記半導体集積回路の外部から受け取る
外部入力端子と、 を具備することを特徴とする熱遮断保護回路 。1. Amplifying the voltage, current or power of an input signal
Chip having a semiconductor integrated circuit for outputting
At the temperature of the semiconductor chip on which the semiconductor integrated circuit is formed.
Temperature detecting means for detecting and converting this temperature into an electric signal
The electric signal detected by the temperature detecting means.
External output terminal for outputting to the outside of the semiconductor integrated circuit
And receives the input protection signal, the semiconductor integrated circuit
In order to prevent destruction by heat,
Increase in amplifying the voltage, current or power depending on
Protection circuit means for varying the width and receiving the protection signal from outside the semiconductor integrated circuit
An external input terminal, and a heat cutoff protection circuit .
間に、前記保護回路手段の動作開始温度及び動作形態を
設定する動作設定手段を具備することを特徴とする請求
項１に記載の熱遮断保護回路。2. The external output terminal and the external input terminal
In the meantime, the operation start temperature and operation mode of the protection circuit means
Claims characterized by comprising an operation setting means for setting
Item 2. The heat cutoff protection circuit according to Item 1 .
から出力される前記電気的信号に基づいて前記保護信号
を生成することを特徴とする請求項２に記載の熱遮断保
護回路。3. The operation setting means is the external output terminal.
The protection signal based on the electrical signal output from
The heat insulation protection device according to claim 2, wherein
Protection circuit .
ことを特徴とする請求項３に記載の熱遮断保護回路。 4. The operation setting means is a voltage amplifier.
The heat cutoff protection circuit according to claim 3, wherein:
プの温度を検出し、この温度を電気的信号に変換して前
記半導体集積回路の外部に出力する温度検出手段と、 前記半導体集積回路の外部から入力される保護信号を受
け取り、この保護信号に応じて前記半導体集積回路が熱
により破壊されることを防止する信号を出力する保護回
路手段と、 前記温度検出手段と前記保護回路手段との間に設けら
れ、前記温度検出手段から出力される前記電気的信号に
基づいて前記保護信号を生成することにより、前記保護
回路手段の動作開始温度を設定する抵抗器と、 を具備することを特徴とする熱遮断保護回路 。5. A semiconductor chip on which a semiconductor integrated circuit is formed.
Detects the temperature of the battery and converts it to an electrical signal
The temperature detecting means for outputting to the outside of the semiconductor integrated circuit and the protection signal input from the outside of the semiconductor integrated circuit are received.
The semiconductor integrated circuit is heated in response to this protection signal.
A protective circuit that outputs a signal that prevents it from being destroyed by
Provided between the temperature detecting means and the protection circuit means.
The electrical signal output from the temperature detecting means.
The protection signal by generating the protection signal based on
Thermal shutdown protection circuit characterized by comprising a resistor for setting the operation starting temperature of the circuit means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31062497A JP3450679B2 (en) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | Thermal shutdown protection circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31062497A JP3450679B2 (en) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | Thermal shutdown protection circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11145398A JPH11145398A (en) | 1999-05-28 |
| JP3450679B2 true JP3450679B2 (en) | 2003-09-29 |
Family
ID=18007508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31062497A Expired - Fee Related JP3450679B2 (en) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | Thermal shutdown protection circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3450679B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001102575A (en) * | 1999-09-29 | 2001-04-13 | Nec Corp | Semiconductor device and temperature detecting method thereof |
-
1997
- 1997-11-12 JP JP31062497A patent/JP3450679B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11145398A (en) | 1999-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6154094A (en) | High power output stage with temperature stable precisely controlled quiescent current and inherent short circuit protection | |
| EP0292105B1 (en) | Audio amplifier protection circuit | |
| JP2003243956A (en) | Power amplifier clipping circuit and power amplifier output clipping method | |
| JP3697679B2 (en) | Stabilized power circuit | |
| CN113574396B (en) | Analog-Based Thermal Protection of Loudspeakers in Class-D Amplifiers | |
| JP3335208B2 (en) | Amplifier | |
| JP3450679B2 (en) | Thermal shutdown protection circuit | |
| US4821000A (en) | Audio output amplifier | |
| US6621678B2 (en) | Thermal protection circuit and method for protecting power delivery circuit | |
| US6831514B2 (en) | Method of increasing output current capability of negative feedback amplifiers with output current limiting and freedom from thermal runaway | |
| JP4065328B2 (en) | Configuration for protecting the output transistor of a power amplifier | |
| JPS60198907A (en) | Transformerless push-pull output circuit | |
| US20010050595A1 (en) | Single-ended push-pull amplifier circuit | |
| EP1345326A2 (en) | Dynamic on chip slew rate control for MOS integrated drivers | |
| JP2946373B2 (en) | Variable gain amplifier | |
| JPH06121452A (en) | Thermal protection circuit | |
| JPS6334338Y2 (en) | ||
| JPH03228409A (en) | High frequency power amplifier | |
| JP3197240B2 (en) | Comparison circuit | |
| JP2558884Y2 (en) | Power amplifier bias voltage temperature compensation circuit | |
| JP3281852B2 (en) | Amplifier circuit protection circuit | |
| KR100601254B1 (en) | Regulator Unit with Short Protection | |
| JPH0145150Y2 (en) | ||
| JP3054542B2 (en) | Amplifier circuit | |
| JP2609567B2 (en) | Power transistor protection device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080711 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090711 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090711 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100711 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110711 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |