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公開番号2024092452
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-08
出願番号2022208381
出願日2022-12-26
発明の名称半導体装置。
出願人エイブリック株式会社
代理人
主分類G01K 7/01 20060101AFI20240701BHJP(測定;試験)
要約【課題】温度センサ素子としてダイオードを使用する際、ダイオードにはサンプル毎のプロセスばらつきの一要因である寄生抵抗成分がある。ダイオードに付随する寄生抵抗成分の影響をなくした温度信号を作り出す半導体装置を提供する。
【解決手段】第1の電流を生成する第1電流生成回路と、第1の電流から第2の電流を生成する第2電流生成回路と、第2の電流から第3の電流を生成する第3電流生成回路と、第3の電流をダイオードに印加し、生じた電圧を第4の電流に変換する電圧電流変換回路と、第4の電流から第5の電流を生成する第4電流生成回路と、第5電流から温度信号を生成する演算回路と、を備える半導体装置とした。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の電流を生成する第１電流生成回路と、
前記第１の電流から第２の電流を生成する第２電流生成回路と、
前記第２の電流から第３の電流を生成する第３電流生成回路と、
前記第３の電流をダイオードに印加し、生じた電圧を第４の電流に変換する電圧電流変換回路と、
前記第４の電流から第５の電流を生成する第４電流生成回路と、
前記第５の電流から温度信号を生成する演算回路と、を備える半導体装置。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
前記第２電流生成回路と、前記第３電流生成回路と、前記第４電流生成回路は、入力された電流に対し、可変倍率の電流を生成する電流生成回路である請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第２電流生成回路と、前記第３電流生成回路と、前記第４電流生成回路は、カレントミラー回路である請求項１もしくは請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記ダイオードは、ダイオード接続したトランジスタである請求項１記載の半導体装置。
【請求項５】
前記温度信号は、デジタル信号である請求項１記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
本発明はデジタル温度センサ及び、特に該センサの較正における改良した半導体装置に関する。デジタル温度センサは、例えばデスクトップコンピュータやサーバコンピュータ等で使用する際には、内蔵温度センサとして用いられることが多い（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－５１３７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の半導体装置において、デジタル温度センサの測定温度の精度向上は、デジタル温度センサを構成する部品のトリミング技術が必要だった。本発明の目的は、構成部品にトリミング技術を適用することなく測定温度の精度を向上した半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の半導体装置は、第１の電流を生成する第１電流生成回路と、前記第１の電流から第２の電流を生成する第２電流生成回路と、前記第２の電流から第３の電流を生成する第３電流生成回路と、前記第３の電流をダイオードに印加し、生じた電圧を第４の電流に変換する電圧電流変換回路と、前記第４の電流から第５の電流を生成する第４電流生成回路と、前記第５の電流から温度信号を生成する演算回路と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、測定温度の精度に影響を与える精度悪化要素を減少させて、トリミング技術を適用することなく高精度の温度を得ることができる半導体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の第１の実施形態の半導体装置の一例を示すブロック図である。
本発明の第１の実施形態の第１の電流生成回路の一例を示す回路図である。
本発明の第１の実施形態の第２の電流生成回路の一例を示す回路図である。
本発明の第１の実施形態の第３の電流生成回路の一例を示す回路図である。
本発明の第１の実施形態の電圧電流変換回路の一例を示す回路図である。
本発明の第１の実施形態の第４の電流生成回路の一例を示す回路図である。
本発明の第１の実施形態の積分回路の一例を示す回路図である。
本発明の第１の実施形態の第２のコンデンサの構成の一例を示す回路図である。
本発明の第２の実施形態の半導体装置の一例を示すブロック図である。
本発明の原理を説明するための回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１０をもとに、本発明の測定温度精度を向上させる原理を説明する。図１０（ａ）に示すように、ダイオード接続されたトランジスタ９１と定電流回路９３は、ＶＤＤ端子とＧＮＤ端子との間に直列接続されている。ダイオード接続されたトランジスタ９１は、トランジスタ９１内部に直列に寄生抵抗９２を有する。ダイオード接続されたトランジスタ９１は、トランジスタ９１の寄生抵抗９２を含めて、定電流回路９３より電流Ｉが印加されている。この時にトランジスタ９１の寄生抵抗９２を含んだベースエミッタ間に発生する電圧を電圧ＶＢＥ（Ｉ）とする。同様に図１０（ｂ）に示すように、ダイオード接続されたトランジスタ９１は、トランジスタ９１の寄生抵抗９２を含めて、定電流回路９３より電流ｐＩが印加されている。この時に、トランジスタ９１の寄生抵抗９２を含んだベースエミッタ間に発生する電圧を電圧ＶＢＥ（ｐＩ）とする。
【０００９】
電圧ＶＢＥ（ｐＩ）と電圧ＶＢＥ（Ｉ）との差電圧△ＶＢＥ１は、トランジスタ９１の寄生抵抗９２の抵抗値をＲｓとすると、次の式で示される。
△ＶＢＥ１＝ＶＢＥ（ｐＩ）―ＶＢＥ（Ｉ）
＝ｋＴ／ｑ０・ｌｎ（ｐ）＋（ｐ－１）・Ｉ・Ｒｓ・・（１）
ここで、ｋはプランク定数、Ｔは絶対温度、ｑ０は電気素量を示す。
【００１０】
図１０（ｃ）に示すように、ダイオード接続されたトランジスタ９１は、トランジスタ９１の寄生抵抗９２を含めて、定電流回路９３より電流ｑＩが印加されている。この時にトランジスタ９１の寄生抵抗９２を含んだベースエミッタ間に発生する電圧を電圧ＶＢＥ（ｑＩ）とする。同様に図１０（ｄ）に示すように、ダイオード接続されたトランジスタ９１は、トランジスタ９１の寄生抵抗９２を含めて、定電流回路９３より電流ｐｑＩが印加されている。この時に、トランジスタ９１の寄生抵抗９２を含んだベースエミッタ間に発生する電圧を電圧ＶＢＥ（ｐｑＩ）とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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