[发明专利]带过热保护器的半导体集成电路器件和保护方法

说明书

本发明涉及有过热保护器的半导体集成电路器件及防止半导体集成电路过热的保护方法，用于防止半导体集成电路板上的半导体集成电路过热。

诸如LSI电路等半导体集成电路芯片在高速工作时会产生大量的热。在某些应用场合，芯片发热到因自身的热量而使其损坏的高温。

美国专利USP5451892公开了带有温度传感器的微处理器的时钟控制系统。虽然，可以通过带有温度传感器的微处理器进行时钟控制，但由于其不具备过热保护装置，所以也会在某些应用场合，因无法抑制高速工作时所产生的大量热量，而使其发热至因自身的热量而被损坏的高温。

通常，半导体集成电路的发热量与其电能消耗量密切相关，当它消耗更多的电能时，它就产生更大的热量。半导体集成电路大致分成双极型和C-MOS型。近年来发现，C-MOS半导体集成电路被广泛地应用，因为它不工作时所需的功率较小。C-MOS半导体集成电路消耗的电能量与其工作频率成正比。较高工作频率的C-MOS半导体集成电路所消耗的电能较大。如附图5所示，C-MOS半导体集成电路产生的热量与其工作频率成正比。

装有半导体集成电路的个人用计算机或其它电子产品一般装有诸如冷风扇等的冷却系统，用以保护半导体集成电路和其它零部件不过热，原因是半导体集成电路能发热到很高的温度。当冷却系统破坏时，应发出警报提示用户采取某些预防措施，以保护半导体集成电路和其它零部件过热。

诸如商业用的视频游戏机的电子设备也装有各种半导体集成电路，并通常安装在禁止人们用手直接接触它们的环境中，以便工作中进行过热保护。如果这些电子设备的冷却系统损坏，由于这种损坏通常检测不到，常导致电子设备本身被损坏或工作无法控制。

本发明的目的是，提供有过热保护器的半导体集成电路器件，以有效地保护安装在商业上使用的诸如视频游戏机的电子设备中的半导体集成电路板上的半导体集成电路不过热。

本发明的另一目的是，提供防止安装在商业上使用的诸如视频游戏机的电子设备中的半导体集成电路板过热的保护方法。

按照本发明的一个方案，提供有过热保护器的半导体集成电路器件，它包括：时钟发生器，它产生控制时钟信号；半导体集成电路板，它支承半导体集成电路，半导体集成电路与时钟发生器产生的控制时钟信号同步工作；温度传感器，它位于半导体集成电路附近，以产生表示半导体集成电路温度的温度检测信号；温度监视装置，用于根据温度传感器检测到的温度信号确定半导体集成电路的温度，如果所确定的温度高于第1阈值并小于比第1阈值大的第2阈值，发出报警信号，若确定的温度高于第2阈值，发出时钟截止信号使时钟发生器截止；和过热抑制装置，响应温度监视装置发出的警报信号抑制半导体集成电路过热。

如果确定的温度大于第1阈值并小于第2阈值，则温度监视装置发出报警信号，使过热抑制装置工作，抑制半导体集成电路过热。如果过热抑制装置没能使半导体集成电路的温度降低，而且该温度变成高于第2阈值，则温度监视装置发出时钟截止信号使时钟发生器截止，因此，半导体集成电路停止工作。

温度传感器可以包括多个温度传感器。半导体集成电路可以包括多个半导体集成电路。各温度传感器分别位于各半导体集成电路附近。温度监视装置可包括根据各个温度传感器来的检测到的温度信号确定各个半导体集成电路温度的装置，若检测到的温度中的最高温度高于第1阈值并小于第2阈值，此装置发出报警信号，如果确定的温度中的一个最高温度高于第2阈值，此装置发出时钟截止信号使时钟发生器截止。因此，即使半导体集成电路板上安装有多个半导体集成电路，也可根据半导体集成电路的最高温度防止它们过热。

半导体集成电路可包括图像处理半导体集成电路，该半导体集成电路器件还可包括：控制装置，用于在图像处理半导体集成电路上执行图像处理程序。过热抑制装置包括该控制装置，该控制装置响应报警信号减少由图像处理半导体集成电路处理的数据量。温度监视装置可包括发送时钟截止信号到控制装置使时钟发生器截止的装置。因此，如果半导体集成电路包括图像处理半导体集成电路，响应报警信号，控制装置使由图像处理半导体集成电路处理的数据量减小，因此，图像处理半导体集成电路消耗的电能量也减小，以防止过热。当响应来自温度监视装置的时钟截止信号而使时钟发生器截止时，时钟发生器的截止态指示控制装置，它能识别出图像处理半导体集成电路在执行图像处理程序时因时钟发生器的截止状态而不工作。

过热抑制装置可包括：冷却装置，用于冷却半导体集成电路；和起动装置，响应报警信号起动冷却装置。响应报警信号，起动装置起动冷却装置冷却半导体集成电路板。