[发明专利]过热保护电路以及电源用集成电路

说明书

技术领域

本发明涉及在电源用集成电路过热时使电路工作停止的过热保护电路。

背景技术

以串联稳压器以及开关稳压器为代表的电源用集成电路，在内部具有流过大电流的输出晶体管。因此，在输出晶体管的电力损耗大且集成电路的散热不充分的情况下，存在因过热导致冒烟及起火的危险。因此，为了确保安全，在处理大电流的电源用集成电路中，内置有过热保护电路。

作为内置于电源电路中的过热保护电路，例如，广泛使用专利文献1所示的电路。

通常，过热保护电路将二极管用作热敏元件，利用二极管的正向电压的温度特性来工作。在COMS工艺中使用寄生二极管的情况下，二极管的正向电压取决于硅的带隙电压，其温度系数也与工艺无关，大致为-2mV/℃左右，因此适于作为集成电路中的热敏元件。

通过对该热敏元件的输出与不具有温度系数的基准电压进行比较，能够检测热敏元件是否超过一定温度。将基准电压设定为与热敏元件在视为过热的温度下输出的电压相等。过热保护电路构成为：当根据热敏元件的输出电压与基准电压之间的大小关系，检测到过热时，使输出晶体管截止。

图2示出了现有的具有过热保护电路的电源用集成电路的电路图。电源用集成电路具有稳压器100以及过热保护电路101。

过热保护电路101具有E/D型基准电压电路102、基准电压调节电路103以及温度检测电路。从E/D型基准电压电路102输出的基准电压Vref0输入到基准电压调节电路103。基准电压Vref0经由基准电压调节电路103，作为基准电压Vref而输入到比较器21的反相输入端子。另一方面，由恒流源23偏置的二极管20的正向电压Vf输入到比较器21的正相输入端子。受恒定电流偏置的二极管的正向电压具有-2mV/℃左右的负温度系数。图3示出了这些电压与温度Tj(结温)的关系。

在温度Tj低从而Vf＞Vref的情况下，比较器21的检测信号VDET为高电平，PMOS晶体管22截止。因此，稳压器100正常工作。

在温度Tj上升从而Vf＜Vref的情况下，比较器21的输出为低电平，PMOS晶体管22导通。其结果是，稳压器100处于关闭状态。

这里，通过基准电压调节电路103对基准电压进行调节，能够使稳压器100在期望的过热检测温度下关闭。

专利文献1：日本特开2005-100295号公报(图3)

但是，当通过上述结构来构成过热保护电路时，为了提高检测温度精度，存在以下课题。

首先，基准电压电路导致面积增加。在把E/D型基准电压电路用作基准电压电路的情况下，由MOS晶体管的阈值偏差引起的基准电压偏差为100mV左右。因此，在制造工序中，需要进行微调，以使基准电压成为期望的电压。因此，需要另外设置用于调节基准电压的基准电压调节单元，从而面积增加。在基准电压电路采用电压精度高的带隙基准的情况下，需要很多二极管元件以及误差放大器，从而也将导致面积增加。

另外，比较器21的随机偏移是产生检测温度偏差的主要原因。在利用MOS工艺构成的情况下，比较器存在10mV左右的随机偏移。

假设比较器的随机偏移为±12mV、热敏元件的温度系数为-2mV/℃，则因比较器的随机偏移引起的检测温度偏差为±6℃。为了减小因比较器的随机偏移引起的检测温度偏差，只要减小比较器的随机偏移或增大热敏元件的温度系数即可。为了减小比较器的随机偏移，必须增大构成比较器的晶体管的尺寸，从而会导致面积增加。另一方面，如果增大热敏元件的温度系数，则从常温至检测到过热的高温的热敏元件的输出电压变化幅度很大，不利于在低电压下工作。

发明内容

本发明的目的在于，构成如下的过热保护电路以及电源用集成电路，其不需要在制造后进行基准电压调节，占有面积小，适于在低电压下工作，检测温度偏差小。

为了达到上述目的，本发明的过热保护电路构成为，由比较器对通过电流产生电路的电流得到的具有正温度特性的基准电压与具有负温度特性的温度电压进行比较，所述电流产生电路具有：第1MOS晶体管，其栅极端子与漏极端子连接，工作在弱反型区；与第1MOS晶体管相同导电型的第2MOS晶体管，其栅极端子与第1MOS晶体管的栅极端子连接，工作在弱反型区；以及第1电阻元件，其与第2MOS晶体管的源极端子连接。