CN105765865A - 半导体装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种半导体装置,具备:晶体管;二极管,其与所述晶体管逆并联连接;检测晶体管,其生成与在所述晶体管中流通的电流相对应的检测电流;检测二极管,其生成与在所述二极管中流通的电流相对应的检测二极管电流;电阻部,其具有与所述检测晶体管的发射极和所述检测二极管的阳极连接的一端以及与所述晶体管的发射极和所述二极管的阳极连接的另一端,在所述电阻部中流通所述检测电流或所述检测二极管电流;电阻值控制单元,其在所述检测电流流通于所述电阻部中时和所述检测二极管电流流通于所述电阻部中时,使所述电阻部的电阻值不同。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体装置。
背景技术
一直以来,已知一种通过共通的检测电阻而对在晶体管中流通的电流和在与晶体管逆并联连接的二极管中流通的电流进行检测的技术(例如,参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-268054号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在通过共通的检测电阻而对在晶体管中流通的电流和在与晶体管逆并联连接的二极管中流通的电流进行检测的情况下,在现有技术的检测电阻中,不易独立地对这些电流各自的检测灵敏度进行调节。
因此,本发明的目的在于,提供一种能够独立地对在晶体管中流通的电流的检测灵敏度和在与晶体管逆并联连接的二极管中流通的电流的检测灵敏度进行调节的半导体装置。
用于解决课题的方法
在一个方案中,提供一种半导体装置,具备:晶体管;二极管,其与所述晶体管逆并联连接;检测晶体管,其生成与在所述晶体管中流通的电流相对应的检测电流;检测二极管,其生成与在所述二极管中流通的电流相对应的检测二极管电流;电阻部,其具有与所述检测晶体管的发射极和所述检测二极管的阳极连接的一端以及与所述晶体管的发射极和所述二极管的阳极连接的另一端,在所述电阻部中流通所述检测电流或所述检测二极管电流;电阻值控制单元,其在所述检测电流流通于所述电阻部中时和所述检测二极管电流流通于所述电阻部中时,使所述电阻部的电阻值不同。
发明效果
根据一个方式,能够独立地对在晶体管中流通的电流的检测灵敏度和在与晶体管逆并联连接的二极管中流通的电流的检测灵敏度进行调节。
附图说明
图1为半导体装置中的一个实施例的结构图。
图2为表示半导体装置的动作波形的一个示例的时序图。
图3为半导体装置中的一个实施例的结构图。
图4为半导体装置中的一个实施例的结构图。
具体实施方式
以下,根据附图对本发明的实施方式进行说明。
图1为表示作为半导体装置的一个示例的驱动装置1的结构例的图。驱动装置1既可以为具有由集成电路形成的结构的半导体器件,也可以为具有由分立部件形成的结构的半导体器件。
驱动装置1为,具备通过对晶体管部11的主晶体管12进行导通断开驱动从而对与第一导电部61或第二导电部62连接的感应性的负载(例如,电感应、电机等)进行驱动的单元的半导体电路。作为使用单个或多个驱动装置1的装置,可列举出例如对直流电压进行升压或降压或升降压的转换器、在直流电力与交流电力之间进行电力转换的逆变器等。
例如,在使用多个驱动装置1的装置中设置开关电路,该开关电路通过相对于与感应性的负载连接的中间节点而分别被设置在高侧和低侧的开关元件10串联连接而构成。例如,作为使用多个驱动装置1的装置的一个示例的三相逆变器以三个开关电路并联的方式而具备该开关电路。
导电部61为与电源的正极等高电源电位部导电性地连接的电流路径,并且也可以经由其他的开关元件或负载而间接地与高电源电位部连接。导电部62为与电源的负极等低电源电位部(例如,接地电位部)导电性地连接的电流路径,并且也可以经由其他的开关元件或负载而与间接地低电源电位部连接。
驱动装置1具备开关元件10。开关元件10为附带电流检测功能的绝缘栅型电压控制半导体元件。开关元件10具有晶体管部11和二极管部14。
例如在晶体管部11为绝缘栅双极型晶体管(IGBT:InsulatedGateBipolarTransistor)的情况下,开关元件10为晶体管部11和二极管部14被设置在共用的半导体基板上的内置有二极管的IGBT。内置有二极管的IGBT具有将二极管的阳极电极和IGBT的发射电极设为共用电极,且将二极管的阴极电极和IGBT的集电电极设为共用电极的结构。内置有二极管的IGBT也被称作逆导通IGBT(ReverseConducting(RC)-IGBT)。
作为晶体管部11的具体示例,可列举出IGBT、MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)等功率晶体管元件。在图1中,图示了作为晶体管部11的一个示例的IGBT。以下,为了便于说明,对晶体管部11为IGBT的情况进行说明。若为MOSFET的情况,则只需将“集电极”替换为“漏极”,将“发射极”替换为“源极”来阅读即可。
晶体管部11的栅极端子G为,例如,经由与栅极端子G串联连接的栅极电阻而与控制电路40的驱动电路43连接的控制端子。晶体管部11的集电极端子C为,例如,与连接点c连接并经由连接点c而与导电部61连接的第一主端子。晶体管部11的发射极端子E为,例如,与连接点d连接并经由连接点d而与导电部62连接的第二主端子。晶体管部11的检测发射极端子SE为,例如,与连接点b连接并经由连接点b而与电阻电路20的一端连接的检测端子。检测发射极端子SE经由与电阻电路20的另一端连接的连接点d而与导电部62连接。
晶体管部11以包括主晶体管12以及检测晶体管13的方式而构成。主晶体管12以及检测晶体管13为IGBT等开关元件。检测晶体管13并联连接于主晶体管12。主晶体管12和检测晶体管13也可以分别由多个单元晶体管构成。
主晶体管12以及检测晶体管13各自的栅电极g为,与晶体管部11的栅极端子G共同连接的控制电极。主晶体管12以及检测晶体管13各自的集电电极c为,与晶体管部11的集电极端子C共同连接的第一主电极。主晶体管12的发射电极e为,与晶体管部11的发射极端子E连接的第二主电极。检测晶体管13的检测发射电极se为,与晶体管部11的检测发射极端子SE连接的检测电极。
检测晶体管13为,生成与在主晶体管12中流通的电流相对应的电流的检测晶体管的一个示例,并且为在主晶体管12中流通的电流越大则流通越大的电流的检测元件。检测晶体管13例如输出与在主晶体管12中流通的主电流Ie成比例的检测电流Ise。
例如,从集电极端子C向晶体管部11流入的集电极电流以检测比n而被分割为流过主晶体管12的主电流Ie和流过检测晶体管13的检测电流Ise。检测电流Ise为,对应于主电流Ie而以检测比n的比例流通的电流,并且为与主电流Ie相比电流值以检测比n而被减小了的电流。检测比n例如根据主晶体管12的发射电极e的面积与检测晶体管13的检测发射电极se的面积之比而被确定。
主电流Ie流过主晶体管12中的集电电极c和发射电极e,并从发射极端子E输出。从发射极端子E输出的主电流Ie经由连接点d而流过导电部62。检测电流Ise流过检测晶体管13中的集电电极c和检测发射电极se,并从检测发射极端子SE输出。从检测发射极端子SE输出的检测电流Ise经由电阻电路20以及连接点d而流过导电部62。
另一方面,二极管部14以包括主二极管15以及检测二极管16的方式而构成。
主二极管15为,与主晶体管12逆并联连接的二极管的一个示例,并且为具有与发射极端子E连接的阳极和与集电极端子C连接的阴极的逆导通元件。主二极管15的阳极电极为,与连接有发射极端子E的连接点d连接并经由连接点d而与导电部62连接的P型电极。主二极管15的阴极电极为,与连接有集电极端子C的连接点c连接并经由连接点c而与导电部61连接的N型电极。
检测二极管16为,生成与在主二极管15中流通的电流相对应的电流的检测二极管的一个示例,并且为在主二极管15中流通的电流越大则流通越大的电流的检测元件。检测二极管16例如输出与在主二极管15中流通的二极管电流Id成比例的检测二极管电流Isd。
检测二极管电流Isd为,对应于二极管电流Id而以检测比m的比例流通的电流,并且为与二极管电流Id相比电流值以检测比m而被减小了的电流。
检测二极管16的阳极电极为,与连接有检测发射极端子SE的连接点b连接并经由电阻电路20以及连接点d而与导电部62连接的P型电极。检测二极管16的阴极电极为,与连接有集电极端子C的连接点c连接并经由连接点c而与导电部61连接的N型电极。
驱动装置1具有被设置在检测发射极端子SE与发射极端子E之间的电阻电路20。电阻电路20为,具有与连接点b连接的一端和与连接点d连接的另一端的电阻部的一个示例,其中,所述连接点b与检测晶体管13的检测发射电极se和检测二极管16的阳极电极共同连接,所述连接点d与主晶体管12的发射电极e和主二极管15的阳极电极共同连接。
电阻电路20并联地具有多个检测电阻21、22。检测电阻21为,具有与连接点b连接的一端和与连接点d连接的另一端的第一电阻元件。检测电阻22为,具有与连接点b连接的一端和经由晶体管31而与连接点d连接的另一端的第二电阻元件。
驱动装置1具备串联电路,该串联电路具有检测电阻22和与检测电阻22串联连接的晶体管31。该串联电路与检测电阻21并联连接。晶体管31为,基于通过电阻电路20而产生的检测电压Vse的检测结果而使电阻电路20的电阻值发生变化的电阻值控制部的一个示例。
检测电压Vse例如为电阻电路20的两端电压,并同连接点b与连接点d之间的电位差相等。当与检测二极管16的正向相同的方向上的检测二极管电流Isd流通于电阻电路20中时,检测电压Vse为负的电压值,当与检测二极管16的正向相反的方向上的检测电流Ise流通于电阻电路20中时,检测电压Vse为正的电压值。此外,在检测二极管电流Isd或检测电流Ise未在电阻电路20中流通时,检测电压Vse为零。
电阻电路20的电阻值为,与检测电阻21和检测电阻22的合成电阻值Ra相等的值。另外,合成电阻值Ra也可以为,以还包括晶体管31的导通电阻在内的方式而被合成的电阻值。
晶体管31具有:控制电极,其被输入基于检测电压Vse的检测结果而从比较器49输出的输出信号S6;第一主电极,其经由检测电阻22而与连接点b连接;第二主电极,其与连接点d连接。检测电阻22和晶体管31的配置位置也可以相互置换。
在图1中,例示了晶体管31为N沟道型MOSFET的情况。在这种情况下,晶体管31具有:被输入输出信号S6的栅电极;经由检测电阻22而与连接点b连接的漏极电极;与连接点d连接的源极电极。另外,晶体管31也可以为双极性晶体管等其他的开关元件。
在基于通过检测二极管电流Isd流过电阻电路20而产生的负的检测电压Vse的检测结果而输出低电平的输出信号S6时,晶体管31断开。也就是说,在检测电压Vse为负值时,晶体管31断开。晶体管31断开时的合成电阻值Ra为,与检测电阻21的电阻值相等且与晶体管31导通时相比较大的电阻值。
另一方面,在基于通过检测电流Ise流过电阻电路20而产生的正的检测电压Vse的检测结果而输出高电平的输出信号S6时,晶体管31导通。也就是说,在检测电压Vse为正值时,晶体管31导通。晶体管31导通时的合成电阻值Ra的倒数同检测电阻21的电阻值的倒数与检测电阻22的电阻值的倒数之和相等。也就是说,晶体管31导通时的合成电阻值Ra为,与晶体管31断开时相比较小的电阻值。
如此,晶体管31能够基于检测电压Vse的检测结果而使合成电阻值Ra发生变化。因此,即使在主电流Ie的检测和二极管电流Id的检测中共用电阻电路20,也能够独立地对主电流Ie的检测灵敏度和二极管电流Id的检测灵敏度进行调节。
例如,晶体管31根据检测电压Vse是由流过电阻电路20的检测电流Ise产生的电压,还是由流过电阻电路20的检测二极管电流Isd产生的电压,而使合成电阻值Ra不同。由此,由于晶体管31能够将合成电阻值Ra在检测主电流Ie时和检测二极管电流Id时设定为不同的值,因此,能够独立地对主电流Ie的检测灵敏度和二极管电流Id的检测灵敏度进行调节。
例如,将由流过电阻电路20的检测电流Ise产生时的检测电压Vse设为电压Vs1,将由流过电阻电路20的检测二极管电流Isd产生时的检测电压Vse设为电压Vs2。例如,电压Vs1为正的电压值,电压Vs2为负的电压值。
晶体管31通过在检测电压Vse为电压Vs2时与在检测电压Vse为电压Vs1时相比而增大合成电阻值Ra,从而能够提高检测二极管电流Isd的检测灵敏度。由此,由于能够高精度地检测出微小的检测二极管电流Isd,因此,也提高了二极管电流Id的检测灵敏度。因此,能够通过检测电压Vse而高精度地检测出稍大于零的二极管电流Id在主二极管15中流通的情况。
另一方面,晶体管31通过在检测电压Vse为电压Vs1时与在检测电压Vse为电压Vs2时相比而减小合成电阻值Ra,从而能够降低检测电流Ise的检测灵敏度。由此,即使主电流Ie为预定值以上的比较大的电流(例如,过电流),也能够通过检测电压Vse而检测出这种较大的电流。此外,能够防止检测电压Vse变得过大的情况,从而能够抑制在阻电路20中产生的损耗。
驱动装置1具备控制电路40。控制电路40为,基于检测电压Vse的检测结果而对主晶体管12以及检测晶体管13的驱动进行控制的控制部的一个示例。
在检测到通过检测二极管电流Isd流过电阻电路20而产生的负的检测电压Vse时,控制电路40使主晶体管12以及检测晶体管13断开。由此,能够防止在流通有二极管电流Id时,主晶体管12以及检测晶体管13导通的情况。此外,能够防止在流通有二极管电流Id时,由于主晶体管12以及检测晶体管13导通而使二极管部14的损耗增大的情况。
例如,在检测到检测电压Vse在预定的阈值(例如,零或预定的负的电压值)以下的情况时,控制电路40使主晶体管12以及检测晶体管13断开。
控制电路40具有比较器49、比较器46、AND(与)电路42、驱动电路43。
比较器49为,对是检测电流Ise流通于电阻电路20中还是检测二极管电流Isd流通于电阻电路20中进行判断的判断电路的一个示例。比较器49能够检测到检测二极管电流Isd的流通结束的情况或检测电流Ise的流通开始的情况,并能够检测到检测电流Ise的流通结束的情况或检测二极管电流Isd的流通开始的情况。
在检测到检测电压Vse跨越预定的阈值Vth的定时,比较器49使输出信号S6的电压电平反转。例如,比较器49具有与连接点b连接的非反相输入部和与连接点d连接的反相输入部。在这种情况下,阈值Vth被设定为零。
比较器49的输出信号S6被输入至AND电路48和晶体管31。
由于在流通有二极管电流Id时,检测二极管电流Isd也流通,因此,检测电压Vse为负电压。在检测到检测电压Vse从负值变化为零以上的值(即,零或正值)时,比较器49将输出信号S6从低电平转换为高电平。
当输出信号S6从低电平转换为高电平时,晶体管31将导通。通过晶体管31的导通,从而合成电阻值Ra减小。在晶体管31导通时,检测电流Ise流过晶体管31、检测电阻22以及检测电阻21。
另一方面,由于在流通有主电流Ie时,检测电流Ise也流通,因此,检测电压Vse为正电压。在检测到检测电压Vse从正值变化为零以下的值(即,零或负值)时,比较器49将输出信号S6从高电平转换为低电平。
当输出信号S6从高电平转换为低电平时,晶体管31将断开。通过晶体管31的断开,从而合成电阻值Ra增大。在晶体管31断开时,检测二极管电流Isd不流过晶体管31以及检测电阻22,而流过检测电阻21。
比较器46为,基于通过检测电流Ise在电阻电路20中流通而产生的检测电压Vse,而使主晶体管12以及检测晶体管13断开的过电流检测电路的一个示例。比较器46具有与电阻电路20的一端连接的反相输入部和与输出恒定的基准电压VR2的基准电压部47连接的非反相输入部。基准电压VR2为,用于对主电流Ie是否为过电流进行判断的阈值电压。
由于在流通有二极管电流Id时,检测电压Vse与基准电压VR2相比较低,因此比较器46输出高电平的输出信号S4。此外,由于在与过电流相比较小的通常的主电流Ie在主晶体管12中流通时,检测电压Vse与基准电压VR2相比较低,因此,比较器46输出高电平的输出信号S4。此外,由于当预定值以上的过大的主电流Ie在主晶体管12中流通时,检测电压Vse与基准电压VR2相比较高,因此,比较器46输出低电平的输出信号S4。
控制电路40具有被输入比较器49的输出信号S6和比较器46的输出信号S4的AND电路48。AND电路48为,基于输出信号S4的电压电平和输出信号S6的电压电平,而对使主晶体管12以及检测晶体管13导通还是断开进行判断的判断部的一个示例。AND电路48对输出信号S4与输出信号S6的逻辑积进行运算,并输出输出信号S5。
AND电路42为,基于指令信号S1的电压电平和输出信号S5的电压电平,而对使主晶体管12以及检测晶体管13导通还是断开进行判断的判断部的一个示例。AND电路42对指令信号S1与输出信号S5的逻辑积进行运算,并输出预驱动信号S2。指令信号S1为,对主晶体管12以及检测晶体管13的导通和断开进行命令的信号,并且为从微型计算机等外部装置供给的信号(例如,脉宽调制信号)。
在指令信号S1和输出信号S5中的至少一方为指示主晶体管12以及检测晶体管13的断开的低电平的信号的情况下,AND电路42输出低电平的预驱动信号S2。低电平的预驱动信号S2为,用于使主晶体管12以及检测晶体管13断开的信号。也就是说,AND电路42即使接收到指示主晶体管12以及检测晶体管13的导通的高电平的指令信号S1,在输出信号S5为低电平时,也输出低电平的预驱动信号S2。
另一方面,在指令信号S1和输出信号S5均为指示主晶体管12以及检测晶体管13的导通的高电平的信号的情况下,AND电路42输出高电平的预驱动信号S2。高电平的预驱动信号S2为,用于使主晶体管12以及检测晶体管13导通的信号。
驱动电路43输出与从AND电路42输出的预驱动信号S2同相位的栅极驱动信号S3。驱动电路43为了能够驱动主晶体管12以及检测晶体管13,而使预驱动信号S2的电压电平位移为较高,从而输出与预驱动信号S2的电压电平相比较大的栅极驱动信号S3。
由此,在检测到二极管电流Id在主二极管15中流通的情况和过大的主电流Ie在主晶体管12中流通的情况中的至少一方时,控制电路40使主晶体管12以及检测晶体管13断开。另一方面,在检测到通常的主电流Ie在主晶体管12中流通时,能够使主晶体管12以及检测晶体管13导通。
图2为表示驱动装置1的动作波形的一个示例的时序图。指令信号S1为,对主晶体管12以及检测晶体管13的导通和断开进行命令的信号。电流Isw为流过导电部62的电流,并且同主电流Ie与二极管电流Id之和大致相等。另外,由于检测电流Ise与主电流Ie相比足够小,检测二极管电流Isd与二极管电流Id相比足够小,因此,检测电流Ise以及检测二极管电流Isd为相对于电流Isw而可忽略的大小。
电流Isw为负值的期间表示电流Isw在与主二极管15以及检测二极管16的正向相同的方向上流通的情况。主二极管15以及检测二极管16的正向是指,从阳极电极朝向阴极电极的方向。另一方面,电流Isw为正值的期间表示电流Isw在与主二极管15以及检测二极管16的正向相反的方向上流通的情况。与主二极管15以及检测二极管16的正向相反的方向是指,从集电极端子C朝向发射极端子E或检测发射极端子SE的方向。
由于在流通有二极管电流Id时,检测二极管电流Isd流通,因此检测电压Vse为低电平的负电压。在检测电压Vse为低电平的负电压时,输出信号S6为低电平。由此,在指令信号S1为高电平且输出信号S6为低电平时,栅极驱动信号S3为低电平,因此,主晶体管12以及检测晶体管13均断开。由于主晶体管12以及检测晶体管13均断开,从而阻断了主电流Ie以及检测电流Ise的流通。在输出信号S6为低电平时,晶体管31断开。因此,在主电流Ie以及检测电流Ise的流通被阻断时,电流Isw同二极管电流Id与在检测电阻21中流通的电阻电流I1之和大致相等。
随着二极管电流Id减少,从而检测二极管电流Isd也减少。检测二极管电流Isd与电阻电流I1大致相等。当二极管电流Id减少至零安培时,电流Isw也成为大致零安培。在电流Isw从负切换为正的零安培附近,输出信号S6从低电平转换为高电平(参照定时t1、t4)。由此,栅极驱动信号S3成为高电平。
由此,在指令信号S1为高电平且输出信号S6为高电平时,栅极驱动信号S3成为高电平,因此,主晶体管12以及检测晶体管13均导通。由于主晶体管12以及检测晶体管13均导通,从而主电流Ie以及检测电流Ise渐增,因此,电流Isw也渐增(参照期间t1-t2以及期间t4-t5)。
合成电阻值Ra在检测二极管电流Isd的流通结束或检测电流Ise的流通开始的定时t1或t4,与流通有检测二极管电流Isd的期间相比,通过晶体管31而变小。由此,检测电压Vse上升的倾斜度变得缓和(参照期间t1-t2以及期间t4-t5)。
当指令信号S1从高电平转换为低电平时,栅极驱动信号S3从高电平转换为低电平(参照定时t2、t5),因此,主晶体管12以及检测晶体管13均断开。通过使主晶体管12以及检测晶体管13均断开,从而阻断了主电流Ie以及检测电流Ise的流通(参照期间t2-t3)。
随着主电流Ie减少,检测电流Ise也减少。检测电流Ise同电阻电流I1与电阻电流I2之和大致相等。电阻电流I2为,在检测电阻22中流通的电流。当主电流Ie减少至零安培时,电流Isw也成为大致零安培。在电流Isw从正转换为负的零安培附近,输出信号S6从高电平转换为低电平(参照定时t2、t5)。由此,栅极驱动信号S3成为低电平。
合成电阻值Ra在检测电流Ise的流通结束的定时t2或t5,与流通有检测电流Ise的期间相比,通过晶体管31而增大。另外,合成电阻值Ra也可以在检测二极管电流Isd的流通开始的定时t3或t6,与流通有检测电流Ise的期间相比,通过晶体管31而增大。
图3为表示作为半导体装置的一个示例的驱动装置2的结构例的图。对于与上述的驱动装置的结构例相同的结构以及效果则省略其说明。驱动装置2具有RS触发器32。RS触发器32在指令信号S1的下降沿使晶体管31从导通切换为断开,并在检测电压Vse大于阈值的定时使晶体管31从断开切换为导通。在图2的情况下,指令信号S1的下降沿相当于定时t2、t5,检测电压Vse大于阈值的定时相当于定时t1、t4。
由于能够通过这种RS触发器32而去除比较器49的输出信号S6的振荡(chattering),因此能够使晶体管31的导通和断开动作稳定化。
图4为表示作为半导体装置的一个示例的驱动装置3的结构例的图。对于与上述的驱动装置的结构例相同的结构以及效果则省略其说明。驱动装置3具有被设置在检测发射极端子SE与发射极端子E之间的电阻电路25。电阻电路25为,具有与连接点b连接的一端和与连接点d连接的另一端的电阻部的一个示例,所述连接点b与检测晶体管13的检测发射电极se和检测二极管16的阳极电极共同连接,所述连接点d与主晶体管12的发射电极e和主二极管15的阳极电极共同连接。
电阻电路25串联地具有多个检测电阻23、24。检测电阻23为,具有与连接点b连接的一端和与连接点e连接的另一端的第一电阻元件。检测电阻24为,具有与连接点e连接的一端和与连接点d连接的另一端的第二电阻元件。
驱动装置3具备并联电路,该并联电路具有检测电阻24和与检测电阻24并联连接的晶体管34。该并联电路与检测电阻23串联连接。晶体管34为,基于由电阻电路25产生的检测电压Vse的检测结果,而使电阻电路25的电阻值发生变化的电阻值控制部的一个示例。
电阻电路25的电阻值为,同检测电阻23与检测电阻24的合成电阻值Rb相等的值。另外,合成电阻值Rb也可以为,以还包括晶体管34的导通电阻在内的方式而被合成的电阻值。
晶体管34具有:控制电极,其被输入基于检测电压Vse的检测结果而从比较器49输出的输出信号S6;第一主电极,其经由检测电阻23而与连接点b连接;第二主电极,其与连接点d连接。晶体管34也可以与检测电阻23并联连接。
在图4中,例示了晶体管34为N沟道型MOSFET的情况。在这种情况下,晶体管34具有:被输入输出信号S6的栅电极;经由检测电阻23而与连接点b连接的漏极电极;与连接点d连接的源极电极。另外,晶体管34也可以为双极性晶体管等其他的开关元件。
在基于通过检测二极管电流Isd流过电阻电路25而产生的负的检测电压Vse的检测结果而输出低电平的输出信号S6时,晶体管34断开。也就是说,在检测电压Vse为负值时,晶体管34断开。晶体管34断开时的合成电阻值Rb为,同检测电阻23的电阻值与检测电阻24的电阻值之和相等并且与晶体管34导通时相比较大的电阻值。
另一方面,在基于通过检测电流Ise流过电阻电路20而产生的正的检测电压Vse的检测结果而输出高电平的输出信号S6时,晶体管34导通。也就是说,在检测电压Vse为正值时,晶体管34导通。晶体管34导通时的合成电阻值Rb为,与检测电阻23的电阻值相等并且与晶体管34断开时相比较小的电阻值。
如此,晶体管34能够基于检测电压Vse的检测结果而使合成电阻值Rb发生变化。因此,即使在主电流Ie的检测和二极管电流Id的检测中共用电阻电路25,也能够独立地对主电流Ie的检测灵敏度和二极管电流Id的检测灵敏度进行调节。
以上,虽然通过实施方式而对半导体装置进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式例。能够在本发明的范围内实施与其他的实施方式例的一部分或全部组合、置换等各种改变以及改良。
例如,晶体管等开关元件并不限于IGBT,既可以为N沟道型的MOSFET,也可以为P沟道型的MOSFET。
此外,例如,检测电阻的数量并不限于两个,也可以为三个以上。检测电阻也可以为电阻值发生变化的可变电阻。
本国际申请要求基于2013年10月31日提交的日本国专利申请第2013-227679号的优先权,并将日本国专利申请第2013-227679号的全部内容援引在本国际申请中。
符号说明
1、2、3:驱动装置(半导体装置的示例);
10:开关元件;
11:晶体管部;
12:主晶体管;
13:检测晶体管;
14:二极管部;
15:主二极管;
16:检测二极管;
20、25:电阻电路(电阻部的示例);
21、22、23、24:检测电阻;
31、34:晶体管(电阻值控制单元的示例);
32:RS触发电路(电阻值控制单元的示例);
40:控制电路;
47:基准电压部;
61、62:导电部。
Claims (12)
1.一种半导体装置,具备:
晶体管;
二极管,其与所述晶体管逆并联连接;
检测晶体管,其生成与在所述晶体管中流通的电流相对应的检测电流;
检测二极管,其生成与在所述二极管中流通的电流相对应的检测二极管电流;
电阻部,其具有与所述检测晶体管的发射极和所述检测二极管的阳极连接的一端以及与所述晶体管的发射极和所述二极管的阳极连接的另一端,在所述电阻部中流通所述检测电流或所述检测二极管电流;
电阻值控制单元,其在所述检测电流流通于所述电阻部中时和所述检测二极管电流流通于所述电阻部中时,使所述电阻部的电阻值不同。
2.如权利要求1所述的半导体装置,其中,
在检测到所述检测二极管电流的流通结束时或检测到所述检测电流的流通开始时,所述电阻值控制单元使所述电阻值发生变化。
3.如权利要求1或2所述的半导体装置,其中,
在检测到所述检测电流的流通结束时或检测到所述检测二极管电流的流通开始时,所述电阻值控制单元使所述电阻值发生变化。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的半导体装置,其中,
所述电阻值在所述检测二极管电流流通于所述电阻部中时,与在所述检测电流流通于所述电阻部中时相比较大。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的半导体装置,其中,
所述电阻部具有多个电阻,
所述电阻值控制单元使所述多个电阻的合成电阻值发生变化。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的半导体装置,其中,
所述电阻值控制单元基于通过所述电阻部而产生的检测电压的检测结果,使所述电阻值发生变化。
7.如权利要求6所述的半导体装置,其中,
在检测到所述检测电压跨越阈值时,所述电阻值控制单元使所述电阻值发生变化。
8.如权利要求6或7所述的半导体装置,其中,
在检测到所述检测电压从负值变化为零以上的值时或检测到所述检测电压从正值变化为零以下的值时,所述电阻值控制单元使所述电阻值发生变化。
9.如权利要求6至8中任意一项所述的半导体装置,其中,
具备控制部,所述控制部基于所述检测电压的检测结果而对所述晶体管的驱动进行控制。
10.如权利要求9所述的半导体装置,其中,
所述控制部在电流流通于所述二极管中时,使所述晶体管断开。
11.如权利要求10所述的半导体装置,其中,
所述控制部即使接收到所述晶体管的导通指令,在电流流通于所述二极管中时,也使所述晶体管断开。
12.如权利要求9至11中任意一项所述的半导体装置,其中,
在检测到于所述二极管中流通有电流的情况和于所述晶体管中流通有预定值以上的电流的情况中的至少一方时,所述控制部使所述晶体管断开。
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