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Indirekte Ermittlung der Hot-Spot Temperatur eines Smart Power-Schalters durch zwei Temperaturmessungen am DMOS-Rand und in der Chipmitte

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018471D
Original Publication Date: 2002-Sep-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23

Publishing Venue

Siemens

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Authors:
Dr. Michael Glavanovics [+details]

Abstract

Der Kurzschlussschutz von Smart Power DMOS (Diffusion Metal Oxide Semiconductor)-Schaltern erfordert eine schnelle, genaue Temperaturmessung, um den DMOS-Schalter über einen mit dem Tempe- ratursensor verbundenen Komparator abzuschalten, wenn die zulässige Spitzentemperatur (durch über- mäßige Verlustleistung) überschritten wird. Bei der Platzierung des Temperatursensors muss man je nach Technologie einen Kompromiss eingehen. Einerseits wäre es optimal, den Temperatursensor an der hei- ßesten Stelle (Hot Spot), also in der Mitte, anzuord- nen; andererseits wird dadurch die nutzbare DMOS- Fläche reduziert und durch die Sensorzuleitungen wird die DMOS-Metallisierung unterbrochen, was den On-Widerstand und die Stromtragfähigkeit ver- schlechtert. Bei großen DMOS-Schaltern in Smart Technologie wird der Temperatursensor in der Mitte platziert. In der „Smart Power Technology“ (SPT4) positioniert man den Sensor am DMOS-Rand, an dem etwa 50% der Hot Spot Übertemperatur relativ zur Gehäuse- temperatur (Case-Temperatur) messbar sind (Abbil- dung 1). Bei großer Verlustleistung und/oder äußerer Kühlung führt diese Methode jedoch zu einer einge- schränkten Kurzschlussfestigkeit, wie folgendes Beispiel zeigt: