DE3926656A1 - Halbleiter-temperaturdetektorschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiter-Temperaturdetek­ torschaltung, die sich insbesondere zur Verwendung bei ultrahochdichten MOS Halbleiterbauelementen eignet und einen sehr niedrigen Energieverbrauch hat.

Halbleiterbauelemente sind im allgemeinen sehr tempera­ turempfindlich, da ihre Eigenschaften stark durch die Temperatur beeinflußt werden. Unter derartigen Bauelementen haben MOS Transistoren eine negative Temperaturcharakteristik bezüglich der Mobilität ihrer wirksamen Ladungsträger in ihren Kanälen oder Bändern, so daß ein thermisches Durchgehen oder ein thermischer Runaway im Gegensatz zu bipolaren Transistoren nicht auftritt. MOS Transistoren sind daher gegenüber Temperaturschwankungen relativ stabil.

Bei den üblichen Anwendungsformen muß daher nicht so stark auf die Temperaturabhängigkeit der Charakteristik von CMOS Bauelementen wie im Fall von bipolaren Bauelementen geachtet werden. Wenn jedoch der Energieverbrauch relativ hoch ist, müssen bereits in der Auslegungsphase verschiedene Faktoren wie beispielsweise die Abnahme der Leitfähigkeit infolge eines Temperaturanstiegs, die Abnahme der maximalen Betriebsfrequenz aufgrund der Abnahme der Leitfähigkeit und Änderungen in der Schwellenwertspannung berücksichtigt werden.

Insbesondere bei der Auslegung von ultrahochdichten Halbleiterbauelementen, bei denen die Struktur enorm kompliziert ist, müssen Überlegungen hinsichtlich des Temperatureinflusses angestellt werden, so daß die Optionen für die Auslegung in vieler Hinsicht begrenzt sind.

Bisher wurden bei ultrahochdichten MOS Halbleiter­ bauelementen überhaupt keine Kompensationen für verschiedene Temperaturwerte vorgesehen, es gibt nur Temperaturkompen­ sationen hinsichtlich der Eigencharakteristiken bei einigen Arten von Halbleiterbauelementen. Derartige Kompensationsver­ fahren wurden bisher jedoch nur bei einem Teil derartiger Bauelemente oder bei speziellen Schaltungen angewandt, ihre Anwendungsgebiete sind extrem begrenzt.

Im Zuge der Weiterentwicklung hinsichtlich der hohen Dichte, der Feinstruktur, der hohen Leistungsfähigkeit und ähnlicher Faktoren hat der Energieverbrauch zugenommen, so daß es notwendig geworden ist, eine Einrichtung zur Kompensa­ tion der Änderungen in den Arbeitscharakteristiken infolge von Temperaturschwankungen vorzusehen.

Durch die Erfindung soll daher eine Halbleiter-Tempera­ turdetektorschaltung geschaffen werden, die sich zum Einbau in ein Halbleiterbauelement eignet, um für dieses Bauelement die bisher auftretenden Nachteile zu beseitigen und dem oben genannten Erfordernis zu genügen.

Durch die Erfindung wird insbesondere eine Detektorvor­ richtung geschaffen, die die Temperatur mit polykristallinem Silizium erfaßt.

Durch die Erfindung wird weiterhin eine Detektorvorrich­ tung geschaffen, die den kleinstmöglichen Energieverbrauch benötigt.

Weiterhin wird durch die Erfindung eine Detektorvorrich­ tung geschaffen, die Schwankungen in der Halbleitertemperatur über ein digitales Verfahren erfassen kann.

Dazu ist die erfindungsgemäße Schaltung so aufgebaut, daß eine Stromversorgungseinrichtung und eine Widerstandsein­ richtung aus polykristallinem Silizium, die in Reihe geschaltet sind, zwischen einer ersten Energieversorgungslei­ tung und einer zweiten Energieversorgungsleitung vorgesehen sind, und die Klemmenspannungen der Widerstandseinrichtung aus polykristallinem Silizium als Temperatur-Meßsignale ausgegeben werden, wobei sich die Klemmenspannungen in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur der Widerstandsein­ richtung aus polykristallinem Silizium ändern.

Polykristallines Silizium ohne Störstellendotierung oder mit einer schwachen Dotierung hat einen großen Widerstand und zeigt darüber hinaus Änderungen im Widerstandswert gegenüber der Temperatur, die enorm groß sind und steil in Form einer Exponentialfunktion verlaufen. Im Temperaturbereich zwischen 273 bis 343°K ändert sich der Widerstandswert beispielsweise um einen Faktor von bis zu einigen Tausend. Bei polykristal­ linem Silizium, das beispielsweise mit Antimon, Phosphor, Arsen oder Bor dotiert ist, wird der Flächenwiderstand aufgrund der Ladungsträgerfangstellen an den Korngrenzen der Kristallpartikel sehr hoch. In dem Fall, in dem Antimonionen in polykristallines Silizium mit 5000 Å bei einer Energie von 30 keV implantiert werden, liegt unter einem Störstellen­ dotierungspegel von 10¹⁴ cm^-2, der Flächenwiderstand bei einigen Mega Ohm oder einigen zehn Giga Ohm pro Quadrat.

Der Drainstrom eines MOS Transistors im Bereich unter der Schwellenspannung nimmt weiterhin in Form einer Exponen­ tialfunktion ab, wenn die Gatespannung unter die Schwellen­ spannung fällt.

Über die Ausnutzung der Widerstand-Temperatur-Charak­ teristik von polykristallinem Silizium und des Stromes im Bereich unterhalb des Schwellenwertes von MOS Transistoren kann somit eine Schaltung zum Erfassen der Halbleiter­ temperatur gebildet werden, die außerordentlich gut zum Einbau in ultrahochdichten Halbleiterbauelemente geeignet ist.

Verglichen mit der Änderung des Widerstandswertes aufgrund einer Temperaturänderung des polykristallinen Siliziums ist weiterhin die Schwankung des Stromes im Bereich unterhalb des Schwellenwertes vernachlässigbar, so daß die Temperaturänderung mit großer Zuverlässigkeit erfaßt werden kann. Weiterhin bedeutet die extrem kleine Stromstärke des Stromes unterhalb des Schwellenwertes, daß die erfindungsge­ mäße Schaltung einen niedrigen Energieverbrauch hat.

Gemäß der Erfindung ist zusätzlich eine Stromfestle­ gungseinrichtung zum Festlegen des Drainstromes im Bereich unterhalb des Schwellenwertes des MOS Transistors vorgesehen, der als Stromversorgungseinrichtung dient.

Diese Stromfestlegungseinrichtung umfaßt einen ersten MOS Transistor von einem ersten Leitfähigkeitstyp, der aus einer ersten Stromelektrode, die mit der ersten Energiever­ sorgungsleitung verbunden ist, einer Steuerelektrode, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung verbunden ist, und einer zweiten Stromelektrode besteht, die mit einem ersten Knotenpunkt verbunden ist, einen zweiten MOS Transistor von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, der aus einer ersten Stromelektrode, die mit dem ersten Knotenpunkt verbunden ist, einer Steuerelektrode, die gleichfalls mit dem ersten Knotenpunkt verbunden ist, und einer zweiten Stromelektrode besteht, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung verbunden ist, wobei der zweite MOS Transistor eine geometri­ sche Abmessung hat, die ausreichend größer als die des ersten MOS Transistors ist, so daß er im Bereich unterhalb des Schwellenwertes arbeiten kann, einen dritten MOS Transistor vom zweiten Leitfähigkeitstyp, der aus einer Steuerelektrode, die mit der Steuerelektrode des zweiten MOS Transistors verbunden ist, einer ersten Stromelektrode, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung verbunden ist, und einer Stromelektrode besteht, die mit einem zweiten Knotenpunkt verbunden ist, wobei der dritte MOS Transistor eine geometri­ sche Abmessung hat, die ausreichend kleiner als die des zweiten MOS Transistors ist, und einen vierten MOS Transistor vom ersten Leitfähigkeitstyp, der aus einer ersten Stromelek­ trode, die mit der ersten Energieversorgungsleitung verbunden ist, einer Steuerelektrode, die mit dem zweiten Knotenpunkt verbunden ist, und einer zweiten Stromelektrode besteht, die gleichfalls mit dem zweiten Knotenpunkt verbunden ist, wobei der vierte MOS Transistor eine geometrische Abmessung hat, die ausreichend größer als die des dritten MOS Transistors ist, so daß er im Bereich unterhalb des Schwellenwertes arbeiten kann, und wobei seine Steuerelektrode mit der Steuerelektrode des MOS Transistors der Stromversorgungsein­ richtung verbunden ist.

In dieser Stromfestlegungseinrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau wird der Drainstrom des MOS Transistors der Stromversorgungseinrichtung durch den Drainstrom des ersten MOS Transistors und durch die Verhältnisse zwischen den geometrischen Abmessungen der MOS Transistoren festge­ legt. Die Stromversorgung der Stromversorgungseinrichtung wird daher einen Wert haben, der nicht von Temperaturänderun­ gen und vom Herstellungsverfahren abhängt.

In der erfindungsgemäßen Schaltung sind mehrere Stromversorgungseinrichtungen und polykristalline Silizium­ widerstände, die jeweils in Reihe geschaltet sind, zwischen der ersten Energieversorgungsleitung und der zweiten Energieversorgungsleitung vorgesehen, so daß verschiedene elektrische Signale in Abhängigkeit von einer gegebenen Umgebungstemperatur der Widerstandseinrichtung aus polykri­ stallinem Silizium erhalten werden.

Die Stromversorgungseinrichtungen bestehen jeweils aus MOS Transistoren, wobei diese MOS Transistoren untereinander verschiedene geometrische Abmessungen und somit verschiedene Stromversorgungswerte haben, und daher verschiedene elektri­ sche Signale in Abhängigkeit von der gegebenen Umgebungstem­ peratur der Widerstandseinrichtungen aus polykristallinem Silizium mit gleichen Widerstandswerten erhalten werden können.

Wenn die Stromversorgungswerte gleich sind, sind gemäß der Erfindung die Widerstandswerte der Widerstandseinrichtun­ gen aus polykristallinem Silizium so verschieden gewählt, daß verschiedene elektrische Signale in Abhängigkeit von einer gegebenen Umgebungstemperatur der Widerstandseinrichtungen aus polykristallinem Silizium erhalten werden können.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung dient polykristallines Silizium als Einrichtung zum Erfassen der Halbleiter-Temperatur, es versteht sich jedoch, daß die die Temperatur erfassende Einrichtung nicht auf dieses Material beschränkt ist.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel der Einrich­ tung zum Erfassen der Temperatur wird eine temperatur­ empfindliche Widerstandseinrichtung mit einer Widerstandstem­ peraturcharakteristik, die ähnlich der vom polykristallinem Silizium ist, und die über ein Halbleiter-Herstellungsverfah­ ren herstellbar ist, verwandt.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltung,

Fig. 2 in einer graphischen Darstellung den Verlauf des Flächenwiderstandes von polykristallinem Silizium in Abhängigkeit von der Störstoffionenimplantation,

Fig. 3 in einer graphischen Darstellung die Charakte­ ristik von MOS Transistoren unterhalb des Schwellenwertes,

Fig. 4 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltung,

Fig. 5 das Schaltbild eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Temperatur- Ausgangssignal-Charakteristik der in Fig. 5 dargstellten Schaltung.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau der erfindungsge­ mäßen Schaltung. Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, sind eine Stromversorgungseinrichtung 10 und eine Widerstandseinrich­ tung 20 aus polykristallinem Silizium, die in Reihe geschal­ tet sind, zwischen einer ersten Energieversorgungsleitung 11 und einer zweiten Energieversorgungsleitung 12 angeordnet. Die Klemmenspannung der Widerstandseinrichtung 20 aus polykristallinem Silizium, die auf Änderungen in der Halbleiter-Temperatur anspricht, wird als Temperaturmeß­ signal ausgegeben.

Polykristallines Silizium, das nicht mit einem Störstoff dotiert ist oder das nur leicht dotiert ist, hat einen sehr hohen Widerstandswert. Insbesondere hat polykristallines Silizium, das mit Störstoffen, wie beispielsweise Antimon, Phosphor, Arsen, Bor und ähnlichem, ionenimplantiert ist, einen sehr hohen Widerstandswert aufgrund der Ladungs­ trägerfangstellen an den Korngrenzen.

Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung des Verlaufes des Flächenwiderstandes gegenüber der Ionenimplantation eines Störstoffes wie beispielsweise Antimon oder Phosphor für den Fall, daß der Störstoff in ein polykristallines Silizium mit 5000 Å bei einer Energie von 30 keV implantiert wird.

Wenn Antimonionen dotiert werden, ergibt sich aus der graphischen Darstellung, daß der Flächenwiderstand einige Megaohm oder bis zu zehn Gigaohm pro Quadrat unterhalb des Ionenimplantationsbereiches von 10¹⁴ cm^-2 beträgt. Wenn die Umgebungstemperatur sich von 273°K auf 343°K beispielsweise ändert, nimmt der Widerstandswert eines derartigen polykri­ stallinem Silizium um einen Faktor von einigen Hundert oder einigen Tausend in Form einer Exponentialfunktion ab. Die Stromversorgungseinrichtung ist so ausgebildet, daß sie Ströme zum Bilden der gewünschten Ausgangssignale nach Maßgabe des Widerstandswertes des polykristallinem Siliziums liefert.

Fig. 4 zeigt den Schaltungsaufbau eines Ausführungsbei­ spiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Stromversorgungseinrichtung 10 aus einem P-Kanal MOS Transistor M 5, der im Bereich unterhalb des Schwellenwertes arbeiten kann.

Die Source des P-Kanal MOS Transistors M 5 ist mit der ersten Energieversorgungsleitung 11 verbunden, sein Drain ist mit einem dritten Knotenpunkt N 3 verbunden und sein Gate ist mit der Stromfestlegungseinrichtung 30 verbunden. Eine der Klemmen der Widerstandseinrichtung 20 aus polykristallinem Silizium ist mit dem dritten Knotenpunkt N 3 verbunden, während die andere Klemme mit der zweiten Energieversor­ gungsleitung 12 verbunden ist.

Diese Stromfestlegungseinrichtung 30 besteht aus vier MOS Transistoren. Von diesen Transistoren ist die Source eines ersten P-Kanal MOS Transistors M 1 mit der ersten Energieversorgungsleitung 11 verbunden, ist dessen Gate mit der zweiten Energieversorgungsleitung 12 verbunden und ist dessen Drain mit dem ersten Knotenpunkt N 1 verbunden, wobei sein Drainstrom ID 1 zum ersten Knotenpunkt N 1 fließt.

Drain und Gate des zweiten N-Kanal MOS Transistors M 2 sind gemeinsam mit dem ersten Knotenpunkt N 1 verbunden, während seine Source mit der zweiten Energieversorgungsleitung 12 verbunden ist. Das Verhältnis zwischen den geometrischen Abmessungen des ersten und zweiten MOS Transistors erfüllt die folgende Beziehung: W 1 « W 2 (L 1-L 2), so daß der zweite MOS Transistor M 2 im Bereich unterhalb des Schwellen­ wertes sollte arbeiten können.

Der Drain eines dritten N-Kanal MOS Transistors M 3 ist mit dem zweiten Knotenpunkt N 2 verbunden, seine Source ist mit der zweiten Energieversorgungsleitung 12 verbunden und sein Gate liegt am ersten Kotenpunkt N 1, so daß er die gleiche Vorspannung wie der zweite MOS Transistor haben sollte. Der dritte MOS Transistor M 3 kann daher im Bereich unterhalb des Schwellenwertes unabhängig von seiner Kanal­ breite arbeiten. Der Drainstrom ID 3 des dritten MOS Transis­ tors lautet wie folgt:

(vorausgesetzt, daß W 3 « W 2 und L 3-L 2 ist).

Gate und Drain eines vierten P-Kanal MOS Transistors M 4 sind gemeinsam mit dem zweiten Knotenpunkt N 2 verbunden, während seine Source an der ersten Energieversorgungsleitung 11 liegt. Das Verhältnis zwischen den geometrischen Abmessun­ gen des dritten und vierten MOS Transistors M 3, M 4 ist so gewählt, daß die folgende Gleichung W 3 « W 4 (L 3- L 4) erfüllt ist, und somit der vierte MOS Transistor M 4 im Bereich unterhalb des Schwellenwertes arbeiten sollte.

Das Gate eines fünften P-Kanal MOS Transistors M 5, der die Stromversorgungseinrichtung bildet, ist mit dem Gate des vierten MOS Transistors M 4 verbunden. Der fünfte P-Kanal MOS Transistor M 5 ist somit so angeordnet und ausgebildet, daß er dieselbe Gatespannung wie der vierte MOS Transistor M 4 hat und somit im Bereich unterhalb des Schwellenwertes arbeiten kann. Das Verhältnis zwischen den geometrischen Abmessungen des vierten und fünften MOS Transistors M 4, M 5 erfüllt die Beziehung W 4 » W 5 (L 4-L 5), so daß der Drainstrom ID 5 des fünften MOS Transistors M 5 sich aus der folgenden Beziehung ergibt:

wobei ID 1 den Drainstrom des ersten MOS Transistors und W 2 bis W 5 die Kanalbreiten der jeweiligen MOS Transistoren bezeichnen.

Der Drain des fünften MOS Transistors hat daher eine vernachlässigbare Stromstärke, verglichen mit dem Drainstrom des ersten MOS Transistors, insbesondere unter Berücksich­ tigung der geometrischen Abmessungen des zweiten bis fünften MOS Transistors.

Die Ausgangsspannung VO des in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung ergibt sich nach der folgenden Gleichung:

VO = ID 5 × RT(K),

wobei RT(K) die Widerstandswerte des polykristallinen Siliziums für die verschiedenen Temperaturwerte wiedergibt.

Fig. 5 zeigt ein besonders bevorzugtes Ausführungsbei­ spiel der erfindungsgemäßen Schaltung. Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel ist so aufgebaut, daß zwei Paare einer Stromversorgungseinrichtung und einer Wider­ standseinrichtung aus polykristallinem Silizium, die in Reihe geschaltet sind, zwischen der ersten Energieversorgungslei­ tung 11 und der zweiten Energieversorgungsleitung 12 angeordnet sind. Das heißt, daß eine erste Widerstandsein­ richtung 20 aus polykristallinem Silizium und der fünfte MOS Transistor M 5, die eine erste Stromversorgungseinrichtung 10 bilden, in Reihe zwischen die erste Energieversorgungsleitung 11 und die zweite Energieversorgungsleitung 12 geschaltet sind, während eine zweite Widerstandseinrichtung 50 aus polykristallinem Silizium und ein sechster MOS Transistor M 6, die eine zweite Stromversorgungseinrichtung 40 bilden, in Reihe miteinander geschaltet sind. Der zuerst genannte in Reihe geschaltete Schaltungsteil und der zuletzt genannte in Reihe geschaltete Schaltungsteil sind parallel zueinander geschaltet, wobei die Gates des fünften und sechsten MOS Transistors M 5, M 6 gemeinsam mit dem Gate des vierten MOS Transistors M 4 einer Stromfestlegungseinrichtung 30 verbunden sind, die gleich der in Fig. 4 dargestellten Stromfestle­ gungseinrichtung ist.

Der dritte Knotenpunkt N 3, der einen Verbindungspunkt zwischen dem fünften MOS Transistor M 5 und der ersten Widerstandseinrichtung 20 aus polykristallinem Silizium bildet, und der vierte Knotenpunkt N 4, der einen Verbindungs­ punkt zwischen dem sechsten MOS Transistor M 6 und der zweiten Widerstandseinrichtung 50 aus polykristallinem Silizium bildet, sind jeweils über eine Digitalwandlereinrichtung 60, 70 mit den Ausgangsanschlüssen T 1, T 2 verbunden.

Die Digitalwandlereinrichtung 60, 70 besteht beispiels­ weise aus Invertern IN 1, IN 2 und vorzugsweise aus CMOS Invertern. Die Drainströme ID 5, ID 6 des fünften und sechsten MOS Transistors M 5 und M 6 ergeben sich aus den folgenden Gleichungen

vorausgesetzt, daß W 3 « W 2, W 5 « W 4, W 6 « W 4 und W 5 < W 6 ist.

Wenn daher die Widerstandswerte der ersten und der zweiten Widerstandseinrichtung 20, 50 aus polykristallinem Silizium gleich sind, dann ergeben sich die Knotenspannungen VN 3, VN 4 am dritten und vierten Knotenpunkt aus den folgenden Gleichungen:

VN 3(T) = ID 5 × RT 1(T) und

VN 4(T) = ID 6 × RT 2(T),

wobei RT 1 den Widerstandswert der ersten Widerstandsein­ richtung aus polykristallinem Silizium bei T°K und RT 2 den Widerstandswert der zweiten Widerstandseinrichtung aus polykristallinem Silizium bei T°K bezeichnen. Wenn die Temperaturen in Grad Kelvin gleich sind, dann ergibt sich ID 5 « ID 6 und VN 3(T) « VN 4(T).

Der Zustand der Ausgangsanschlüsse T 1, T 2 wird sich in der Weise ändern, wie es in der folgenden Tabelle 1 angegeben ist, wenn beispielsweise die Einstellungen derart sind, daß die Knotenspannung VN 3 einen bestimmten Auslösespannungspegel der ersten Invertereinrichtung IN 1 bei 293°K (20°C) erreicht (die erste gestrichelt dargestellte Kurve in Fig. 6) und die Knotenspannung VN 4 den bestimmten Auslösespannungspegel der zweiten Invertereinrichtung IN 2 bei 323°K (50°C) erreicht (die zweite gestrichelte Kurve in Fig. 6).

Tabelle 1

Es wird daher möglich, die Umgebungstemperatur über ein digitales Verfahren zu erfassen.

Es gibt eine andere Möglichkeit, den Strom festzulegen, um die Umgebungstemperatur mit einem digitalen Verfahren zu erfassen, die darin besteht, die geometrischen Abmessungen der MOS Transistoren der jeweiligen Stromversorgungseinrich­ tungen gleich zu wählen und die Widerstandswerte der jeweiligen Widerstandseinrichtungen aus polykristallinem Silizium verschieden zu machen. Die Widerstandswerte der Widerstandseinrichtungen aus polykristallinem Silizium können dadurch verändert werden, daß ihnen verschiedene geometrische Abmessungen gegeben werden, oder Ionenimplantationen in verschiedenen Stärken erfolgen.

Wie es oben beschrieben wurde, macht es die erfindungs­ gemäße Vorrichtung möglich, die Halbleitertemperatur mit Hilfe von polykristallinem Silizium zu erfassen, so daß sie sich insbesondere gut zum Einbau in ultrahochdichte Halblei­ terbauelemente eignet. Die Ströme unterhalb des Schwellenwer­ tes der MOS Transistoren können weiterhin über das Verhältnis zwischen den geometrischen Abmessungen der MOS Transistoren festgelegt werden, so daß die erfindungsgemäße Schaltung einen niedrigen Energieverbrauch hat und in einer Weise ausgebildet werden kann, die in keiner Beziehung zum Herstellungsverfahren und zu Temperaturschwankungen steht.

Die Umgebungstemperatur kann nach einem digitalen Verfahren erfaßt werden, so daß die Meßsignale direkt ohne Signalumwandlung oder Signalverarbeitung benutzt werden können. Aufgrund der oben beschriebenen Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltung besteht ein größerer Freiraum bei der Auslegung von ultrahochdichten Halbleiterbauelementen, um die nachteiligen Einflüsse des Temperaturanstiegs auszuschal­ ten.

Claims (27)

1. Halbleiter-Temperaturdetektorschaltung, gekennzeich­ net durch eine Stromversorgungseinrichtung (10) und eine Widerstandseinrichtung (20) aus polykristallinem Silizium, die in Reihe zwischen eine erste Energieversorgungsleitung (11) und eine zweite Energieversorgungsleitung (12) geschal­ tet sind, wobei die Klemmenspannungen der Widerstandseinrich­ tung (20) aus polykristallinem Silizium, die sich in Abhängigkeit von der Halbleitertemperatur ändern, als Temperaturmeßsignale ausgegeben werden.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandseinrichtung (20) aus polykristallinem Silizium mit einem Störstoff leicht dotiert ist.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Störstoffdotierung in das polykristalline Silizium nach einem Ionenimplantationsverfahren erfolgt ist.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Störstoff aus Antimon, Phosphor, Arsen oder Bor besteht.

5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandseinrichtung (20) aus polykristallinem Silizium nicht mit einem Störstoff dotiert ist.

6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungseinrichtung (10) aus einem MOS Transistor (M 5) besteht, der im Bereich unter dem Schwellenwert arbeiten kann.

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stromfestlegungseinrichtung (30) zum Festlegen des Drainstromes des MOS Transistors (M 5) zusätzlich vorgesehen ist.

8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromfestlegungseinrichtung (30) einen ersten MOS Transistor (M 1) eines ersten Leitfähigkeitstyps, der aus einer ersten Stromelektrode, die mit der ersten Energiever­ sorgungsleitung (11) verbunden ist, einer Steuerelektrode, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung (12) verbunden ist, und einer zweiten Stromelektrode besteht, die mit einem ersten Knotenpunkt (N 1) verbunden ist, einen zweiten MOS Transistor (M 2) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der aus einer ersten Stromelektrode und einer Steuerelektrode, die gemeinsam mit dem ersten Knotenpunkt (N 1) verbunden sind, und einer zweiten Stromelektrode besteht, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung (12) verbunden ist, und der eine geometrische Abmessung hat, die ausreichend größer als die des ersten MOS Transistors (M 1) ist, so daß er im Bereich unterhalb des Schwellenwertes arbeitet, einen dritten MOS Transistor (M 3) des zweiten Leitfähigkeitstyps, der aus einer Steuerelektrode, die mit der Steuerelektrode des zweiten MOS Transistors (M 2) verbunden ist, einer ersten Stromelektrode, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung (12) verbunden ist, und einer zweiten Stromelektrode besteht, die mit einem zweiten Knotenpunkt (N 2) verbunden ist, und der eine geometrische Abmessung hat, die ausreichend kleiner als die des zweiten MOS Transistors (M 2) ist, und einen vierten MOS Transistor (M 4) des ersten Leitfähigkeitstyps umfaßt, der aus einer ersten Stromelektrode, die mit der ersten Energie­ versorgungsleitung (11) verbunden ist, und einer Steuerelek­ trode und einer zweiten Stromelektrode besteht, die gemeinsam mit dem zweiten Knotenpunkt (N 2) verbunden sind, und der eine geometrische Abmessung hat, die ausreichend größer als die des dritten MOS Transistors (M 3) ist, so daß der vierte MOS Transistor (M 4) im Bereich unterhalb des Schwellenwertes arbeitet, wobei die Steuerelektrode mit der Steuerelektrode des MOS Transistors (M 5) der Stromversorgungseinrichtung (10) verbunden ist.

9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der MOS Transistor (M 5) der Stromversorgungseinrichtung (10) eine geometrische Abmessung hat, die ausreichend kleiner als die des vierten MOS Transistors (M 4) ist.

10. Halbleiter-Temperaturdetektorschaltung, gekennzeich­ net durch eine Vielzahl von Temperaturdetektoreinrichtungen, die jeweils aus einer Stromversorgungseinrichtung (10, 40) und einer Widerstandseinrichtung (20, 50) aus polykristal­ linem Silizium bestehen, die in Reihe zwischen eine erste Energieversorgungsleitung (11) und eine zweite Energieversor­ gungsleitung (12) geschaltet sind, wobei jede Temperatur­ detektoreinrichtung jeweils verschiedene elektrische Signale in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur der Widerstands­ einrichtung (20, 50) aus polykristallinem Silizium ausgibt.

11. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Digitalwandlereinrichtungen vorgesehen sind, die die elektrischen Ausgangssignale der Temperaturdetek­ toreinrichtungen in digitale Signale umwandeln.

12. Schaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitalwandlereinrichtungen jeweils aus Inverterein­ richtungen (IN 1, IN 2) bestehen, deren Eingangsanschlüsse mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt zwischen den Stromversor­ gungseinrichtungen (10, 40) und den Widerstandseinrichtungen (20, 50) aus polykristallinem Silizium verbunden sind, wobei die Temperatur über eine Kombination logischer Werte "0" und "1" an den Ausgangsanschlüssen der jeweiligen Inverterein­ richtungen (IN 1, IN 2) erfaßt wird.

13. Schaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandseinrichtungen (20, 50) aus polykristal­ linem Silizium der Temperaturdetektoreinrichtungen leicht mit einem Störstoff dotiert sind.

14. Schaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierung des polykristallinen Siliziums durch ein Ionenimplantationsverfahren erfolgt ist.

15. Schaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der dotierte Störstoff Antimon, Phosphor, Arsen oder Bor ist.

16. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandseinrichtungen (20, 50) aus polykristal­ linem Silizium nicht mit einem Störstoff dotiert sind.

17. Schaltung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Stromversor­ gungseinrichtungen (10, 40) aus MOS Transistoren (M 5, M 6) bestehen, die im Bereich unterhalb des Schwellenwertes arbeiten können.

18. Schaltung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die MOS Transistoren (M 5, M 6) mit einer gemeinsamen Stromfestlegungseinrichtung (30) zum Festlegen der jeweiligen Drainströme versehen sind.

19. Schaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromfestlegungseinrichtung (30) einen ersten MOS Transistor (M 1) eines ersten Leitfähigkeitstyps, der aus einer ersten Stromelektrode, die mit der ersten Energiever­ sorgungsleitung (11) verbunden ist, einer Steuerelektrode, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung (12) verbunden ist, und einer zweiten Stromelektrode besteht, die mit einem ersten Knotenpunkt (N 1) verbunden ist, einen zweiten MOS Transistor (M 2) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der aus einer ersten Steuerelektrode und einer Stromelektrode, die gemeinsam mit dem ersten Knotenpunkt (N 1) verbunden sind, und aus einer zweiten Stromelektrode besteht, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung (12) verbunden ist, und der eine geometrische Abmessung hat, die ausreichend größer als die des ersten MOS Transistors (M 1) ist, so daß der zweite MOS Transistor (M 2) im Bereich unterhalb des Schwellenwertes arbeiten kann, einen dritten MOS Transistor (M 3) des zweiten Leitfähigkeitstyps, der aus einer Steuerelektrode, die mit der Steuerelektrode des zweiten MOS Transistors (M 2) verbunden ist, einer ersten Stromelektrode, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung (12) verbunden ist, und einer zweiten Stromelektrode besteht, die mit einem zweiten Knotenpunkt (N 2) verbunden ist, und der eine geometrische Größe hat, die ausreichend kleiner als die des zweiten MOS Transistors (N 2) ist, und einen vierten MOS Transistor (M 4) vom ersten Leitfähigkeitstyp umfaßt, der aus einer ersten Stromelektrode, die mit der ersten Energieversorgungsleitung (11) verbunden ist, sowie einer Steuerelektrode und einer zweiten Stromelektrode besteht, die gemeinsam mit dem zweiten Knotenpunkt (N 2) verbunden sind, und der eine geometrische Abmessung hat, die ausreichend größer als die des dritten MOS Transistors (M 3) ist, so daß der vierte MOS Transistor (M 4) im Bereich unterhalb des Schwellenwertes arbeiten kann, wobei die Stromelektrode des vierten MOS Transistors (M 4) gemeinsam mit den Steuerelektroden der jeweiligen MOS Transistoren (M 5, M 6) der Stromversorgungseinrichtungen (10, 40) verbunden ist.

20. Schaltung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die MOS Transistoren (M 5, M 6) der Stromversorgungsein­ richtungen (10, 40) verschiedene geometrische Abmessungen haben, so daß die Temperaturdetektoreinrichtungen verschiede­ ne elektrische Signale bei einer gegebenen Umgebungstempera­ tur ausgeben.

21. Schaltung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Widerstandseinrichtungen (20, 50) aus polykristallinem Silizium verschiedene Widerstandswerte haben, so daß die Temperaturdetektoreinrichtungen verschie­ dene elektrische Signale bei einer gegebenen Umgebungstempe­ ratur ausgeben.

22. Halbleiter-Temperaturdetektorschaltung, gekennzeich­ net durch eine Stromversorgungseinrichtung (10), die Drain­ ströme im Bereich unterhalb des Schwellenwertes liefert, und eine die Temperatur erfasssende Widerstandseinrichtung (20) , die die Drainströme nach Maßgabe der Temperaturschwankungen begrenzt, wobei die Stromversorgungseinrichtung (10) und die die Temperatur erfassende Widerstandseinrichtung (20) in Reihe zwischen eine erste Energieversorgungsleitung (11) und eine zweite Energieversorgungsleitung (12) geschaltet sind, und die Klemmenspannungen der die Temperatur erfassenden Widerstandseinrichtung (20) als Temperaturmeßsignal ausge­ geben werden.

23. Schaltung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die die Temperatur erfassende Widerstandseinrichtung (20) aus polykristallinem Silizium besteht.

24. Schaltung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das polykristalline Silizium leicht mit einem Störstoff dotiert ist.

25. Schaltung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierung des Störstoffes in das polykristalline Silizium nach einem Ionenimplantationsverfahren erfolgt ist.

26. Schaltung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Störstoff aus Antimon, Phosphor, Arsen oder Bor besteht.

27. Schaltung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die die Temperatur erfassende Widerstandseinrichtung (20) aus einem Material besteht, das die gleiche Widerstand - Temperatur-Charakteristik wie polykristallines Silizium hat und das über ein Halbleiterherstellungsverfahren herstellbar ist.