包括用于检测双极结型晶体管故障的故障检测器的半导体器件以及用于检测双极结型晶体管故障的方法技术

一种半导体器件可以包括：电压产生器，被配置为产生第一双极结型晶体管的第一基极

【技术实现步骤摘要】
包括用于检测双极结型晶体管故障的故障检测器的半导体器件以及用于检测双极结型晶体管故障的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2022年3月16日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2022
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0032989以及于2022年5月11日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2022
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0057947的优先权，每个上述申请的全部内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术构思的各个方面涉及半导体器件，更具体地涉及包括用于检测双极结型晶体管的错误或故障的检测器的半导体器件、以及用于检测双极结型晶体管的故障的方法。

技术介绍

[0004]由于精细工艺的发展，可能在半导体芯片中每单位面积集成更多的器件。此外，半导体芯片的性能提升也在加速。由于性能的提高和线宽的减小，半导体器件中产生的热量对器件稳定性有很大影响。具体地，当用于车辆电系统的半导体器件由于诸如电压、电流和温度等因素而发生故障时，它可能直接影响驾驶员的生命、舒适性和/或福祉。因此，正在对用于确保半导体器件的稳定性的温度管理系统积极地进行研究。
[0005]作为温度管理系统的核心部件的温度传感器通常使用双极结型晶体管BJT来实现。更具体地，基于常规双极结型晶体管BJT的温度传感器可以使用根据流过两个BJT的电流量的比率而变化的发射极
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基极电压VEB差异来感测温度。
[0006]在使用双极结型晶体管(BJT)作为检测器或传感器的半导体器件中，用于识别双极结型晶体管BJT的故障的手段并不多。需要参考电压来监测双极结型晶体管BJT的发射极
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基极电压VEB是否异常。通常，可以使用带隙参考BGR来确定发射极
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基极电压VEB是否异常。然而，当使用固定参考电压监测随温度变化的发射极
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基极电压VEB时，必须考虑相对于温度的较大裕度(margin)。如果使用针对温度具有较大裕度的参考电压，则不可避免地降低故障检测的可靠性。为此，正在寻求即使在双极结型晶体管BJT的温度变化中也具有高可靠性的故障检测技术。

技术实现思路

[0007]本公开的一些方面提供了使用随温度而变化的双极结型晶体管BJT的基极
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发射极电压作为参考的半导体器件中的故障检测器和故障检测方法。
[0008]根据本专利技术构思的一些实施例，一种半导体器件可以包括：电压产生器，被配置为产生第一双极结型晶体管的第一基极
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发射极电压；以及故障检测器，被配置为通过将第一基极
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发射极电压与上限参考电压和下限参考电压进行比较来产生故障信号。故障检测器可以包括：基极端子和集电极端子被接地的第二双极结型晶体管；电流源，被配置为产生偏置电流；第一电阻器，耦接在电流源与第二双极结型晶体管的发射极端子之间以产生上限参考电压；第二电阻器和第三电阻器，被配置为对第二双极结型晶体管的第二基极
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发射极
电压进行分压以产生下限参考电压；第一比较器，被配置为将第一基极
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发射极电压与上限参考电压进行比较并被配置为产生第一故障信号；以及第二比较器，被配置为将第一基极
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发射极电压与下限参考电压进行比较并被配置为产生第二故障信号。
[0009]根据本专利技术构思的一些实施例，一种半导体器件可以包括：第一双极结型晶体管，被配置为产生第一基极
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发射极电压；第二双极结型晶体管，被配置为产生第二基极
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发射极电压；参考产生器，被配置为基于第二基极
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发射极电压来产生至少一个参考电压；以及比较器，被配置为将所产生的至少一个参考电压与第一基极
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发射极电压进行比较并基于该比较产生故障信号。
[0010]根据本专利技术构思的一些实施例，一种用于使用双极结型晶体管检测半导体器件中的故障的方法可以包括：从第一双极结型晶体管产生第一基极
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发射极电压；从第二双极结型晶体管产生第二基极
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发射极电压；根据第二基极
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发射极电压产生上限参考电压和下限参考电压；以及通过将第一基极
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发射极电压与上限参考电压或下限参考电压进行比较来确定第一双极结型晶体管的故障。
附图说明
[0011]通过参照附图详细描述本公开的实施例，本公开的上述及其他目的和特征将变得显而易见。
[0012]图1是示出了根据本公开的实施例的包括故障检测器的半导体器件的框图。
[0013]图2是示出了根据本公开的实施例的故障检测器的电路图。
[0014]图3是示例性地示出了图2的基极
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发射极电压VBE、上限参考电压VBE_UP_REF和下限参考电压VBE_DN_REF根据温度而变化的曲线图。
[0015]图4是示意性地示出了根据本公开的实施例的双极结型晶体管的故障的示例的电路图。
[0016]图5是示例性地示出了在图4的第一断开故障F1的情况下故障检测器的故障检测过程的时序图。
[0017]图6是示例性地示出了在图4的第二断开故障F2的情况下故障检测器的故障检测过程的时序图。
[0018]图7是示出了根据本公开的实施例的双极结型晶体管的另一故障示例的电路图。
[0019]图8是示例性地示出了存在图7中的窄线宽缺陷F3的电压产生器的故障检测过程的时序图。
[0020]图9是示出了根据本公开的实施例的用于检测双极结型晶体管(BJT)的故障的方法的流程图。
[0021]图10是示出了根据本公开的另一实施例的双极结型晶体管的故障检测器的电路图。
[0022]图11是示出了根据本公开的实施例的包括故障检测器的温度传感器的框图。
[0023]图12是示出了根据本公开的实施例的包括故障检测器的温度检测器的框图。
[0024]图13是示出了根据本公开的实施例的包括故障检测器的车辆半导体器件500的框图。
具体实施方式
[0025]应当理解，以上简要概述和以下详细描述均仅是示例，并且应认为在本文中提供了对专利技术构思的附加描述。在本专利技术构思的优选实施例中详细示出附图标记，其示例在参考附图中示出。在任何可能的情况下，在描述和附图中使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。
[0026]在下文中，将通过使用双极结型晶体管(BJT)的传感器和/或检测器的示例来描述本专利技术构思的优点。然而，根据本文的教导，本领域技术人员将容易理解本专利技术构思的其他优点和能力。可以通过其他实施例来实现或应用本专利技术构思。此外，在不显著背离本专利技术构思的范围、精神和其他目的的情况下，可以对详细描述进行修改或改变。
[0027]图1是示出了根据本公开的一些实施例的包括故障检测器的半导体器件的框图。参照图1，本公开的半导体器件100可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，包括：电压产生器，被配置为产生第一双极结型晶体管的第一基极
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发射极电压；以及故障检测器，被配置为通过将所述第一基极
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发射极电压与上限参考电压和下限参考电压进行比较来产生故障信号；其中，所述故障检测器包括：基极端子和集电极端子被接地的第二双极结型晶体管；电流源，被配置为产生偏置电流；第一电阻器，耦接在所述电流源与所述第二双极结型晶体管的发射极端子之间以产生所述上限参考电压；第二电阻器和第三电阻器，被配置为对所述第二双极结型晶体管的第二基极
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发射极电压进行分压以产生所述下限参考电压；第一比较器，被配置为将所述第一基极
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发射极电压与所述上限参考电压进行比较并被配置为产生第一故障信号；以及第二比较器，被配置为将所述第一基极
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发射极电压与所述下限参考电压进行比较并被配置为产生第二故障信号。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一双极结型晶体管和所述第二双极结型晶体管具有相同的结构。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一比较器的正输入端子(+)被配置为接收所述第一基极
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发射极电压，并且所述第一比较器的负输入端子(
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)被配置为接收所述上限参考电压。4.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，所述第二比较器的正输入端子(+)被配置为接收所述下限参考电压，并且所述第二比较器的负输入端子(
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)被配置为接收所述第一基极
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发射极电压。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一双极结型晶体管和所述第二双极结型晶体管是PNP型双极结型晶体管。6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述上限参考电压或所述下限参考电压相对于温度的变化率与所述第一基极
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发射极电压相对于温度的变化率相同。7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述电压产生器被配置为基于所述第一基极
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发射极电压来产生温度比例电压或温度互补电压。8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一双极结型晶体管和所述第二双极结型晶体管被配置为在相同的偏置条件下操作。9.一种半导体器件，包括：第一双极结型晶体管，被配置为产生第一基极
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发射极电压；第二双极结型晶体管，被配置为产生第二基极
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发射极电压；参考产生器，被配置为基于所述第二基极
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发射极电压来产生至少一个参考电压；以及比较器，被配置为将所产生的所述至少一个参考电压与所述第一基极
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发射极电压进行比较并基于该比较产生故障信号。10.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：许栋勋，朴心灿，林哲焕，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：