CN107612361B - 半导体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在半导体装置接收将功率半导体设备断路的控制信号的情况下，能够可靠地断路的驱动功率半导体设备的半导体装置。半导体装置具备：功率半导体元件，其连接在高电位侧的第1端子和低电位侧的第2端子之间，响应于栅极电位而被控制为导通或关断；切断条件检测部，其检测从控制端子接收并控制所述功率半导体元件的控制信号是否满足预先确定的切断条件；以及切断电路，其响应于所述切断条件检测部检测到满足所述切断条件的情况，将所述功率半导体元件的所述栅极电位控制为关断电位，所述切断条件检测部具有与所述第1端子和所述控制端子连接的输入端子，并将从所述输入端子输入的电信号作为电源使用。

Description

半导体装置
技术领域
本发明涉及半导体装置。
背景技术
以往，作为用于内燃机的点火等的半导体装置，已知有处理大功率的功率半导体器件(例如参照专利文献1)。对于驱动这样的功率半导体器件的电路，期望能够防止尽管接收到使该功率半导体器件成为关断状态的切断信号，也使该功率半导体器件成为导通状态的误动作。
专利文献1：日本特开2009-284420号公报
发明内容
技术问题
如果这样的功率半导体器件的驱动电路发生误动作并在异常的状态下继续工作，则不仅是该驱动电路，甚至于与该驱动电路连接的内燃机等也会发生不良情况等。因此，期望该驱动电路具有在接收到切断信号的情况下可靠地将功率半导体器件切断的功能。
技术方案
在本发明的第一实施方式中，提供一种半导体装置，所述半导体装置具备：功率半导体元件，其连接在高电位侧的第1端子和低电位侧的第2端子之间，响应于栅极电位而被控制为导通或关断；切断条件检测部，其检测从控制端子接收并控制所述功率半导体元件的控制信号是否满足预先确定的切断条件；以及切断电路，其响应于所述切断条件检测部检测到满足所述切断条件的情况，将所述功率半导体元件的所述栅极电位控制为关断电位，所述切断条件检测部具有与所述第1端子和所述控制端子连接的输入端子，并将从所述输入端子输入的电信号作为电源使用。
应予说明，上述的发明内容并未列举出本发明的全部必要特征。另外，这些特征组的子组合也可以构成本发明。
附图说明
图1表示本实施方式的点火装置1000的构成例。
图2表示本实施方式的半导体装置100的各部分的动作波形的第1例。
图3表示本实施方式的点火装置2000的构成例。
图4表示本实施方式的检测部132的构成例。
图5表示本实施方式的检测部132的各部分的动作波形的一例。
图6表示本实施方式的半导体装置200的各部分的动作波形的例子。
图7表示本实施方式的点火装置2000的第1变形例。
图8表示本实施方式的半导体装置100的各部分的动作波形的第2例。
图9表示将图8所示的动作波形的第2例放大了的波形的一例。
图10表示本实施方式的点火装置2000的第2变形例。
图11表示第2变形例的半导体装置200的各部分的动作波形的一例。
图12表示本实施方式的点火装置2000的第3变形例。
图13表示第3变形例的半导体装置200的各部分的动作波形的一例。
符号说明
10：控制信号产生部、20：火花塞、30：点火线圈、32：一次线圈、34：二次线圈、40：电源、100：半导体装置、102：控制端子、104：第1端子、106：第2端子、110：功率半导体元件、120：切断电路、130：切断条件检测部、132：检测部、134：信号输出部、140：输入端子、150：电阻、160：电阻、170：齐纳二极管、200：半导体装置、202：控制端子、204：第1端子、206：第2端子、210：第1整流元件、220：第2整流元件、230：延迟电路、232：电阻、234：电容器、302控制信号输入部、304：检测信号输出部、306：基准电位输入部、310：电阻、320：电阻、330：反相器、340：反相器、350：开关元件、1000：点火装置、2000：点火装置
具体实施方式
以下，根据本发明的实施方式对本发明进行说明，以下实施方式并不限定本发明的权利要求的范围。另外，在实施方式中说明的特征的全部组合对于发明的解決方案不一定是必须的。
图1表示本实施方式的点火装置1000的构成例。点火装置1000对用于汽车等的内燃机等的火花塞进行点火。在本实施方式中，以点火装置1000搭载于汽车的发动机的例子进行说明。点火装置1000具备控制信号产生部10、火花塞20、点火线圈30、电源40和半导体装置100。
控制信号产生部10产生对半导体装置100的导通和关断的切换进行控制的开关控制信号。控制信号产生部10例如是搭载有点火装置1000的汽车的发动机控制单元(ECU)的一部分或全部。控制信号产生部10将产生的控制信号提供给半导体装置100。通过控制信号产生部10将控制信号提供给半导体装置100，点火装置1000开始进行火花塞20的点火动作。
火花塞20通过放电来产生电火花。火花塞20利用例如10kV左右以上的施加电压进行放电。作为一例，火花塞20设置于内燃机，在此情况下，对燃烧室的混合气等燃烧气体进行点火。火花塞20例如设置于从气缸的外部贯通到气缸内部的燃烧室的贯通孔，并以密封该贯通孔的方式被固定。在此情况下，火花塞20的一端露出到燃烧室内，另一端从气缸外部接收电信号。
点火线圈30向火花塞20提供电信号。点火线圈30将使火花塞20放电的高电压作为电信号进行提供。点火线圈30可以作为变压器发挥功能，例如是具有一次线圈32和二次线圈34的点火线圈。一次线圈32和二次线圈34的一端进行电连接。一次线圈32与二次线圈34相比线圈数少，并与二次线圈34共用铁心。二次线圈34响应于在一次线圈32产生的电动势而产生电动势(互感电动势)。二次线圈34的另一端与火花塞20连接，将产生的电动势提供给火花塞20而使其放电。
电源40向点火线圈30提供电压。电源40例如向一次线圈32和二次线圈34的一端提供预先确定的恒定电压Vb(作为一例，为14V)。作为一例，电源40是汽车的蓄电池。
半导体装置100响应于从控制信号产生部10提供的控制信号，来切换点火线圈30的一次线圈32的另一端与基准电位之间的导通(on：导通)和非导通(off：关断)。半导体装置100例如响应于控制信号为高电位(导通电位)的情况，使一次线圈32和基准电位之间导通，响应于控制信号为低电位(关断电位)的情况，使一次线圈32和基准电位之间非导通。
这里，基准电位可以是汽车的控制系统中的基准电位，另外，也可以是与汽车内的半导体装置100对应的基准电位。基准电位可以是使半导体装置100关断的低电位，作为一例，为0V。半导体装置100具备：控制端子102、第1端子104、第2端子106、功率半导体元件110、切断电路120、切断条件检测部130、电阻150、电阻160、齐纳二极管170。
控制端子102接收控制功率半导体元件110的控制信号。控制端子102与控制信号产生部10连接，接收控制信号。第1端子104经由点火线圈30与电源40连接。第2端子106与基准电位连接。也就是说，第1端子104与第2端子106相比是高电位侧的端子，第2端子106与第1端子104相比是低电位侧的端子。
功率半导体元件110的栅极电位响应于控制信号而受到控制。功率半导体元件110包括栅极端子(G)、集电极端子(C)和发射极端子(E)，响应于输入到栅极端子的控制信号，使集电极端子和发射极端子之间进行电连接或电切断。功率半导体元件110连接在高电位侧的第1端子104和低电位侧的第2端子106之间，响应于栅极电位而被控制为导通或者关断。作为一例，功率半导体元件110是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。另外，功率半导体元件110也可以是MOSFET。
作为一例，功率半导体元件110具有达到数百V的耐压。功率半导体元件110例如是在基板的第1面侧形成有集电极，在与第1面相反的一侧的第2面侧形成有栅极和发射极的纵向型器件。另外，功率半导体元件110也可以是纵向型MOSFET。作为一例，功率半导体元件110的发射极端子与基准电位连接。另外，集电极端子与一次线圈32的另一端连接。应予说明，在本实施例中，以功率半导体元件110为响应于控制信号成为导通电位的情况，将集电极端子和发射极端子之间电连接的n沟道型的IGBT的例子进行说明。
切断电路120连接在功率半导体元件110的栅极端子和基准电位之间。作为一例，切断电路120是响应于栅极电位控制漏极端子和源极端子之间导通或关断的FET。就切断电路120而言，漏极端子与功率半导体元件110的栅极端子连接，源极端子与基准电位连接，对是否将从控制端子102接收的控制信号提供到功率半导体元件110的栅极端子进行切换。
换言之，就切断电路120而言，漏极端子与功率半导体元件110的栅极端子连接，源极端子与功率半导体元件110的发射极端子连接，对是否将功率半导体元件110的栅极端子和发射极端子电连接，而使功率半导体元件110的栅极为关断电位进行切换。作为一例，切断电路120是响应于栅极端子成为高电位的情况，将漏极端子和源极端子之间电连接的常关型开关元件。在此情况下，切断电路120优选为n沟道型的MOSFET。
切断条件检测部130检测从控制端子102接收并控制功率半导体元件110的控制信号是否满足预先确定的切断条件。切断条件检测部130可以使用预先确定的阈值来检测控制信号是否满足切断条件。切断条件检测部130具有检测部132和信号输出部134。
检测部132检测控制信号是否超过预先确定的阈值。检测部132例如响应于使功率半导体元件110导通的控制信号Vin变得小于阈值Vthin(作为一例，为2V)的情况，设为满足了切断条件。检测部132将检测结果提供给信号输出部134。
信号输出部134响应于检测部132的检测结果，输出控制切断电路120的切断电路控制信号。信号输出部134响应于检测到控制信号满足了切断条件的检测结果而输出使切断电路120导通的切断电路控制信号。另外，信号输出部134响应于控制信号不满足切断条件的检测结果而输出使切断电路120关断的切断电路控制信号。
作为一例，信号输出部134为反相器。信号输出部134将从第1端子104输入的电信号作为电源进行动作，将检测部132的检测结果进行反相输出。信号输出部134与切断电路120连接，将切断电路控制信号提供给该切断电路120。即，切断电路120响应于切断条件检测部130检测到满足切断条件的情况，将功率半导体元件110的栅极电位控制为关断电位。
电阻150设置在第1端子104和信号输出部134的高电位侧的电源端子之间，将从第1端子104输入的电信号作为电源来向信号输出部134提供。应予说明，从第1端子104输入的电信号响应于功率半导体元件110的导通状态或者关断状态而发生变动。因此，电阻150对从第1端子104侧输入到信号输出部134的电流进行限制。例如，电阻150作为保护电阻，即使在功率半导体元件110的集电极电压上升到400V左右的情况下也将从该第1端子104侧输入到信号输出部134的电流降低到预先确定的电流值以下而进行动作。
电阻160连接在控制端子102和功率半导体元件110的栅极端子之间。电阻160在切断电路120为关断状态的情况下，将控制信号传递给功率半导体元件110的栅极端子。电阻160在切断电路120为导通状态而使控制信号流向基准电位的情况下，使该控制信号电压下降。即，向功率半导体元件110的栅极端子提供基准电位。
齐纳二极管170连接在电阻150和基准电位之间。齐纳二极管170防止从第1端子104输入超过信号输出部134的额定的电压。例如，即使在功率半导体元件110的集电极电压上升到400V左右的情况下，齐纳二极管170也将从该第1端子104侧输入到信号输出部134的电压钳位在预先确定的电压值。作为一例，齐纳二极管170钳位在6V到16V左右。
在以上的本实施方式的半导体装置100中，若控制信号成为高电位，则功率半导体元件110成为导通状态。由此，从电源40经由点火线圈30的一次线圈32流通集电极电流Ic。应予说明，集电极电流Ic的时间变化dIc/dt根据一次线圈32的电感和电源40的供给电压而确定，并增加到预先确定(或者设定)的电流值为止。例如，集电极电流Ic增加到数A、十几A或者数十A左右。
并且，若控制信号成为低电位，则功率半导体元件110成为关断状态，集电极电流急剧减小。由于集电极电流的急剧减小，一次线圈32的两端电压由于自感电动势而急剧增加，在二次线圈34的两端产生达到数十kV左右的感应电动势。点火装置1000将这样的二次线圈34的电压提供给火花塞20，由此能够使火花塞20放电而对燃烧气体进行点火。
图2表示本实施方式的半导体装置100的各部分的动作波形的第1例。图2将横轴设为时间，将纵轴设为电压值或电流值。另外，图2将从控制端子102输入的控制信号设为“Vin”，将检测部132输出的检测信号设为“Vt”，将信号输出部134输出的切断电路控制信号设为“Vs”，将功率半导体元件110的栅极端子的电位设为“Vg”，将功率半导体元件110的集电极-发射极间电流(称作集电极电流)设为“Ic”，将功率半导体元件110的集电极-发射极间电压(称为集电极电压)设为“Vc”，来表示各自的时间波形。
图2示出输入到控制端子102的控制信号Vin从0V线性地上升到超过检测部132的阈值Vthin的电压，之后，从超过阈值Vthin的电压线性地下降到0V的三角波形状的例子。另外，图2示出相对于该三角波形状的控制信号Vin的各部分的动作波形。
检测部132可以将从控制端子102输入的控制信号作为动作电压使用，在此情况下，响应于接收超过阈值V1的控制信号，执行检测动作。因此，在控制信号不超过阈值V1的情况下，检测部132将输入信号保持原样地输出。即，检测部132输出与该控制信号Vin大致相同的电位直到控制信号Vin超过阈值V1为止。图2表示在直到时刻t1为止和经过时刻t4之后，检测部132的检测信号Vt成为与控制信号Vin大致相同的输出波形的例子。
另外，在Vin为超过阈值V1且在阈值Vthin以下的电位的情况下，检测部132设为满足了切断条件，而输出低电位。图2表示在从时刻t1到t2之间和从时刻t3到t4之间，检测部132的检测信号Vt成为低电位的例子。另外，在Vin超过阈值Vthin的情况下，检测部132设为不满足切断条件，而输出高电位。应予说明，检测部132可以输出与控制信号Vin大致相同的电位来作为高电位。图2表示在从时刻t2到t3之间，检测部132的检测信号Vt成为与控制信号Vin大致相同的输出波形的例子。
信号输出部134将从第1端子104输入的电信号作为电源进行动作，因此在输出高电位时，将集电极电压Vc和齐纳二极管170的击穿电压Vzd中较小一方的电位进行输出。例如，信号输出部134在检测信号Vt为低电位的情况下，作为该低电位的反相信号输出这样的高电位。图2表示信号输出部134的切断电路控制信号Vs在直到时刻t2为止，输出与击穿电压Vzd大致相同的电位的例子。
另外，信号输出部134响应于检测信号Vt成为高电位的情况，输出作为该高电位的反相信号的低电位。图2表示信号输出部134的切断电路控制信号Vs在从时刻t2到t3的时间段成为低电位的例子。
应予说明，在从时刻t3到t4的时间段，检测信号Vt成为低电位，因此信号输出部134再次输出高电位。但是，由于控制信号Vin处于电位比功率半导体元件110的阈值Vthi大的范围，因此功率半导体元件110持续导通状态，集电极电压Vc成为功率半导体元件110的导通时的电位Vcl。由于该电位Vcl成为比齐纳二极管170的击穿电压Vzd小的电位，因此，如图2的例子所示，在从时刻t3到t4的时间段，信号输出部134的切断电路控制信号Vs输出与集电极端子的导通时的电位Vcl大致相同的电位。
另外，若超过时刻t4，则检测信号Vt成为低电位，控制信号Vin处于电位比功率半导体元件110的阈值Vthi小的范围，因此功率半导体元件110切换为关断状态，集电极电压Vc成为与电源40所提供的恒定电压Vb大致相同。因此，如图2的例子所示，在超过了时刻t4的情况下，信号输出部134的切断电路控制信号Vs成为与击穿电压Vzd大致相同的高电位。
在切断电路控制信号Vs为超过切断电路120的阈值的高电位的情况下，功率半导体元件110的栅极端子的电位Vg成为低电位。另外，在切断电路控制信号Vs为切断电路120的阈值以下的低电位的情况下，电位Vg成为与控制信号Vin大致相同的电位。图2表示在直到时刻t2为止以及超过了时刻t4的情况下，Vg成为低电位，在从时刻t2到时刻t4的时间段中，Vg成为与控制信号Vin大致相同的电位的例子。
功率半导体元件110响应于这样的栅极端子的电位Vg而进行动作。即，在图2的例子中，在从时刻t2到时刻t4的时间段，功率半导体元件110成为导通状态，在直到时刻t2为止的期间和超过了时刻t4的期间，功率半导体元件110成为关断状态。
即，功率半导体元件110的集电极电流Ic在直到Vg超过Vthin为止大致为零(关断)，响应于Vg为超过了Vthin的电位的情况进行流通(导通)，其最大值为(Vb-Vbi)/(Rl+Ron)。这里，Vb为电源40所提供的恒定电压，Vbi为功率半导体元件110的内置电位，Rl为一次线圈32的电阻，Ron为功率半导体元件110的导通电阻。图2表示集电极电流Ic在直到时刻t2为止的期间和超过了时刻t4的期间成为关断，在从时刻t2到时刻t4的时间段成为(Vb-Vbi)/(Rl+Ron)的例子。
功率半导体元件110的集电极电压Vc在直到Vg超过Vthin为止成为高电位，响应于Vg为超过了Vthin的电位的情况成为低电位。图2表示Vc在时刻t2成为低电位，在时刻t4成为高电位的例子。
这里，在图1所示的半导体装置100中，在功率半导体元件110处于关断的状态中，集电极电压Vc与电源40所提供的恒定电压Vb大致相等。在此情况下，信号输出部134将齐纳二极管170的击穿电压作为上限，输出与Vb大致相等的电位。应予说明，在Vb比切断电路120的阈值(作为一例，为1.1V)大的情况下，切断电路120将功率半导体元件110切断。在本实施例中，恒定电压Vb，作为一例为14V，因此集电极电压Vc在直到时刻t2为止的期间和超过了时刻t4的期间成为与恒定电压Vb大致相同的电位。
另外，在功率半导体元件110处于导通的状态中，集电极电压Vc由Vb、功率半导体元件110的内置电位Vbi、功率半导体元件110的导通电阻Ron、一次线圈32的电阻Rl决定，成为Vc＝(Vb-Vbi)×Ron/(Ron+Rl)+Vbi。例如，若设Vbi＝0.6V、Ron＝50mΩ、Rl＝0.6Ω，则在Vb＝14V的情况下，Vc＝1.63V，在Vb＝6V的情况下，Vc＝1.02V。
即，在功率半导体元件110处于导通的状态下检测部132检测到切断条件时，若Vb＝14V则切断电路120将功率半导体元件110切断，但是，若Vb＝6V则无法进行关断。在本实施例中，恒定电压Vb，作为一例为14V，因此集电极电压Vc在时刻t2和时刻t4期间成为与Vcl＝1.63V大致相同的电位。
如上所述可知，半导体装置100在从时刻t3到t4之间，即使控制信号Vin满足切断条件，也将功率半导体元件110保持为导通状态。若发生这样的误动作并在进行了该误动作的状态下持续进行动作，则功率半导体元件110等会发生故障。另外，不仅是功率半导体元件110等的故障，甚至于与功率半导体元件110连接的内燃机等也会发生不良情况等。
应予说明，在功率半导体元件110中，若阈值Vthi变得更小则损耗也变小，作为开关是有利的，因此与误动作的发生相反。因此，本实施方式的半导体装置100不依赖于阈值Vthi的值，即使在功率半导体元件110处于导通的情况下，也能够响应于控制信号Vin满足了切断条件的情况，可靠地将功率半导体元件110切断来防止误动作。
图3表示本实施方式的点火装置2000的构成例。在图3所示的点火装置2000中，对与图1所示的本实施方式的点火装置1000的动作大致相同的部分标注相同的符号并省略说明。点火装置2000具备半导体装置200。应予说明，省略对点火装置2000所具备的控制信号产生部10、火花塞20、点火线圈30和电源40进行说明。
半导体装置200具备：控制端子202、第1端子204、第2端子206、功率半导体元件110、切断电路120、切断条件检测部130、电阻150、电阻160、齐纳二极管170、第1整流元件210和第2整流元件220。
控制端子202输入控制功率半导体元件110的控制信号。控制端子202与控制信号产生部10连接，接收控制信号。第1端子204经由点火线圈30与电源40连接。第2端子206与基准电位连接。即，第1端子204与第2端子206相比为高电位侧的端子，第2端子206与第1端子204相比为低电位侧的端子。
应予说明，由于在图1中说明了功率半导体元件110、切断电路120、电阻150、电阻160和齐纳二极管170，因此这里省略对它们的说明。
切断条件检测部130具有与第1端子204和控制端子202连接的输入端子140，将从输入端子140输入的电信号作为电源使用。即，切断条件检测部130将来自于第1端子204的电信号和来自于控制端子202的控制信号这两个系统的信号作为电源使用。由此，信号输出部134在来自于第1端子204的电信号的信号电压下降的情况下，能够通过来自于控制端子202的电信号的信号电压进行补偿，能够从输入端子140接收稳定的电源电压。
第1整流元件210连接在控制端子202和切断条件检测部130的输入端子140之间。第1整流元件210将从控制端子202输入的控制信号提供到信号输出部134，并且抑制向控制端子202回流的电信号。由此，信号输出部134从输入控制功率半导体元件110的控制信号的控制端子202经由第1整流元件210接受电源供给。例如，在从控制端子202输入5V左右的高电位作为控制信号的情况下，第1整流元件210将4.4V左右的电位提供给信号输出部134。这里，将第1整流元件210的阈值Vf设为0.6V左右。作为一例，第1整流元件210为二极管。
第2整流元件220连接在第1端子204和切断条件检测部130的输入端子140之间。第2整流元件220可以连接在电阻150和信号输出部134之间，经由电阻150将第1端子204的电位提供给信号输出部134，并且抑制向第1端子204回流的电信号。由此，信号输出部134从第1端子204经由第2整流元件220接受电源供给。
例如，在齐纳二极管170的击穿电压Vzd为6V左右的情况下，将集电极电压Vc为6V以上作为条件，第2整流元件220将5.4V左右的电位提供给信号输出部134。这里，将第2整流元件220的阈值Vf设为0.6V左右。作为一例，第2整流元件220为二极管。
在此情况下，在第1端子204和第2整流元件220之间连接有电阻150。电阻150可以是限制从第1端子204侧经由输入端子140输入到信号输出部134的电流的具有电阻性的元件，但不限于电阻元件。
以上的本实施方式的半导体装置200，与在图1中说明的半导体装置100同样地，在控制信号成为高电位的情况下，功率半导体元件110成为导通状态。由此，如图1说明的那样，点火装置2000能够使火花塞20放电而对燃烧气体进行点火。
另外，在控制信号从高电位变成低电位的情况下，信号输出部134首先输出4.4V左右的电位，开始功率半导体元件110的切断。切断开始后，若成为Vc＞Vin，则信号输出部134的输出电位成为Vc-Vf，继续功率半导体元件110的切断。也就是说，由于控制端子202和集电极电压中任一方为高电位以上，因此信号输出部134不会有电源电压不足，能够防止功率半导体元件110的误动作。以下说明这样的点火装置2000的各部分的详细情况。
图4表示本实施方式的检测部132的构成例。检测部132包括控制信号输入部302、检测信号输出部304、基准电位输入部306、电阻310、电阻320、反相器330和反相器340。
控制信号输入部302输入从控制端子202接收的控制信号。检测部132将该控制信号作为电源而进行动作。检测信号输出部304输出检测部132的检测结果。检测信号输出部304，作为一例与信号输出部134连接，并作为控制信号的检测结果，输出与控制信号相同逻辑的电位。基准电位输入部306与基准电位连接。
电阻310和电阻320串联连接在控制信号输入部302和基准电位输入部306之间，对从控制信号输入部302输入的控制信号Vin进行分压。这里，电阻310和电阻320分压并输出的分压电位为电阻310和电阻320之间的电位。例如，若将电阻310的电阻值设为R1，将电阻320的电阻值设为R2，则分压电位成为Vin·R2/(R1+R2)。作为一例，在控制信号瞬时地从关断电位(作为一例为0V)线性上升到导通电位(作为一例为5V)的情况下，分压电位也从0V线性地上升到5·R2/(R1+R2)。
反相器330的输入端子连接在电阻310和电阻320之间，接收分压电位并从输出端子输出逻辑反转了的信号。反相器340接收反相器330的输出信号并输出逻辑反转了的信号。
应予说明，反相器330和反相器340分别将从控制信号输入部302输入的控制信号作为动作电源。因此，各反相器在控制信号瞬时地上升的过程中，在该控制信号达到反相器的阈值为止输出与控制信号大致相同的电位的信号。应予说明，在本例中，各反相器的阈值设为大致相同的值V1。使用图5说明这样的检测部132的各部分的动作。
图5表示本实施方式的检测部132的各部分的动作波形的一例。图5将横轴设为时间，将纵轴设为输出电位。图5表示相对于输入到控制信号输入部302的控制信号Vin从关断电位(0V)线性地上升到导通电位(5V)的情况的反相器330和反相器340的输出电位的一例。反相器330的输出电位Vout1和反相器340的输出电位Vout2在输入电位达到反相器的阈值V1为止成为与电源电位(即，控制信号Vin)大致相同的电位。
就反相器330而言，即使电源的电位超过阈值V1，也由于输入的分压电位Vin·R2/(R1+R2)为阈值V1以下的值，因而输入电位成为低电位，反相输出成为高电位。应予说明，反相器330即使以输出高电位的方式进行动作，在电源电位为达到高电位(例如5V)的过程的瞬时的电位的情况下，也将该电源电位作为高电位输出。图5表示反相器330的输出电位Vout1在时刻t1以后输出与电源电位Vin大致相同的电位的例子。
反相器330响应于电源的电位超过阈值V1并且输入的分压电位超过阈值V1的情况(即，高电位的输入)时，将低电位作为反相输出。图5表示反相器330的输出电位Vout1在时刻t2成为低电位(0V)的例子。
反相器340在电源的电位超过阈值V1、输入电位为超过阈值V1的电位时，将低电位作为反相输出。图5表示反相器340的输出电位Vout2在时刻t1成为低电位的例子。反相器340在电源的电位超过阈值V1、输入电位为低电位时，将高电位作为反相输出。应予说明，反相器340在电源电位为达到高电位的过程的瞬时的电位的情况下，将该电源电位作为高电位进行输出。图5表示反相器340的输出电位Vout2在经过时刻t2之后成为与电源电位Vin大致相同的电位的例子。
检测部132将这样的反相器340的输出电位Vout2作为检测信号从检测信号输出部304输出。并且，信号输出部134将从第1端子204和控制端子202输入的电信号作为电源进行使用，并响应于该检测信号来控制切断电路120。由此，本实施方式的半导体装置200作为响应于来自于外部的控制信号来控制流向点火线圈30的电流的点火器进行动作。使用图6说明半导体装置200的动作。
图6表示本实施方式的半导体装置200的各部分的动作波形的例子。图6将横轴设为时间，将纵轴设为电压值或者电流值。另外，图6将从控制端子202输入的控制信号设为“Vin”，将检测部132所输出的检测信号设为“Vt”，将信号输出部134所输出的切断电路控制信号设为“Vs”，将功率半导体元件110的栅极端子的电位设为“Vg”，将功率半导体元件110的集电极-发射极间电流(称为集电极电流)设为“Ic”，将功率半导体元件110的集电极-发射极间电压(称为集电极电压)设为“Vc”，来表示各自的时间波形。
检测部132的检测信号Vt的时间波形与在图5中说明的反相器340的输出电位Vout2大致相同。另外，检测部132的检测信号Vt也与图2所示的半导体装置100的检测部132的时间波形Vt大致相同，因此这里省略说明。
信号输出部134由于是检测信号Vt的反相输出，因此以在直到时刻t2为止输出高电位的方式进行动作。在此情况下，如图2说明的那样，从第1端子204向输入端子140输入的电位成为从功率半导体元件110的集电极电压Vc和齐纳二极管170的击穿电压Vzd中较小一方的电位中减去第2整流元件220的阈值Vf而得到的电位。即，由于功率半导体元件110处于关断状态，所以直到时刻t2为止成为Vzd-Vf。因此，由于信号输出部134将电位Vzd-Vf作为电源电压进行输入，所以与图2相同地，输出与该电位Vzd-Vf大致相同的切断电路控制信号Vs。
另外，若超过时刻t2，则信号输出部134输出低电位作为检测信号Vt的反相输出。另外，若超过时刻t3，则信号输出部134以输出高电位作为检测信号Vt的反相输出的方式进行动作。在此情况下，从超过时刻t3起，到控制信号Vin的电位成为Vthi以下为止，如图2说明的那样，从第1端子204输入到输入端子140的电位成为与集电极端子的导通时的电位Vcl大致相同的电位。另一方面，从控制端子202输入到输入端子140的控制信号Vin的电位是超过Vthi的电位。
因此，本实施方式的信号输出部134将该控制信号Vin作为电源使用，因此能够响应于检测信号Vt在时刻t3成为低电位的情况，输出反相输出的高电位的切断电路控制信号Vs。由此，切断电路120将功率半导体元件110的栅极设为关断电位，因此功率半导体元件110成为关断状态，集电极电压成为Vb。即，从第1端子204向输入端子140输入的电位成为Vzd-Vf，因此信号输出部134能够从时刻t3起输出与该电位Vzd-Vf大致相同的切断电路控制信号Vs。
如上所述，信号输出部134所输出的切断电路控制信号Vs，如图6的例子所示，在直到时刻t2为止和经过时刻t3之后成为高电位，在从时刻t2到t3的期间成为低电位。响应于这样的切断电路控制信号Vs，切断电路120控制功率半导体元件110的栅极电位Vg，因此，如图6的例子所示，栅极电位Vg在从时刻t2到t3的期间成为与控制信号Vin大致相同的电位，在直到时刻t2为止和经过时刻t3之后成为低电位。
因此，功率半导体元件110在从时刻t2到t3的期间成为导通状态，在直到时刻t2为止和经过时刻t3之后成为关断状态。由此，如图6的例子所示，集电极电流Ic在直到时刻t2为止关断，并响应于Vg为超过Vthin的电位的情况导通，其最大值为(Vb-Vbi)/(Rl+Ron)。
另外，功率半导体元件110的集电极电压Vc在直到时刻t2为止和经过时刻t3之后成为高电位，在从时刻t2到t3的期间成为低电位。图6表示集电极电压Vc在从时刻t2到t3的期间成为低电位(Vcl)，在直到时刻t2为止和经过时刻t3之后成为高电位(Vb)的例子。
以上的本实施方式的半导体装置200即使在控制信号Vin从导通切换为关断的情况下，也能够通过使用两个系统的电源来切断功率半导体元件110。因此，半导体装置200能够响应于切断信号而可靠地将功率半导体器件切断，能够防止误动作。
以上的本实施方式的半导体装置200以在第1端子204和第2整流元件220之间连接有电阻150的例子进行了说明。例如，也可以在第1端子204和第2整流元件220之间连接开关元件来代替电阻150。图7表示本实施方式的点火装置2000的第1变形例。在本变形例的点火装置2000中，对与图3所示的本实施方式的点火装置2000的动作大致相同的部分标注相同的符号并省略说明。
本变形例的点火装置2000表示了在第1端子204和第2整流元件220之间连接有开关元件350的例子。作为一例，该开关元件350可以是耗尽型的MOSFET，在此情况下，漏极可以与第1端子204连接、源极可以与第2整流元件220连接、栅极可以与源极连接。由此，即使集电极电压Vc变得过大，开关元件350也能够与集电极电压Vc对应地增大漏极-源极间的电阻值。即，开关元件350能够将流向第2整流元件220的电流，作为一例限制在100μA左右，能够防止伴随集电极电压Vc的增加而流过过大的电流。
如上所述，说明了本实施方式的半导体装置200能够将功率半导体元件110进行切断的情况，但，半导体装置200也可以进一步缩短瞬时的切断时间。为了说明这样的半导体装置200，首先说明图1所示的本实施方式的半导体装置100的瞬时响应。
图8表示本实施方式的半导体装置100的各部分的动作波形的第2例。图8将横轴设为时间，将纵轴设为电压值或电流值。另外，图8将从控制端子102输入的控制信号设为“Vin”，将检测部132所输出的检测信号设为“Vt”，将信号输出部134所输出的切断电路控制信号设为“Vs”，将功率半导体元件110的栅极端子的电位设为“Vg”，将功率半导体元件110的集电极电流设为“Ic”，将功率半导体元件110的集电极电压设为“Vc”，来表示各自的时间波形。
图8表示控制信号Vin为在时刻t5变为导通，在时刻t7变为关断的矩形波的形状的例子。应予说明，该矩形波的振幅值设为超过检测部132的阈值Vthin的电压。由此，检测部132所输出的检测信号Vt也成为在时刻t5变为高电位，在时刻t7变为低电位的矩形波的形状。
响应于这样的检测部132的检测信号Vt，切断电路控制信号Vs在直到时刻t5为止为高电位，在从时刻t5到时刻t7为低电位，在从时刻t7起为高电位。因此，功率半导体元件110的栅极电位Vg成为在时刻t5变为高电位、在时刻t7变为低电位的矩形波的形状。由此，集电极电流Ic从时刻t5起开始流动，作为一例，在时刻t6集电极电流Ic饱和。与这样的集电极电流Ic相同地，集电极电压Vc从时刻t5开始增加，在时刻t6达到功率半导体元件110的导通时的电位Vcl。
并且，在时刻t7，栅极电位Vg成为低电位而将功率半导体元件110切换为关断，因此集电极电流Ic被切断，集电极电压Vc急剧地增加之后变为与电源40的电压Vb相等。以下说明这样的半导体装置100的瞬时的动作。
图9表示将图8所示的动作波形的第2例放大了的波形的一例。图9表示将在图8中控制信号Vin切换为关断的前后的时间放大了100倍左右的例子。在图9中，将控制信号Vin成为关断的时刻重新设为时刻t7a。检测部132所输出的检测信号Vt响应于控制信号Vin，在时刻t7a成为低电位。
若控制信号Vin瞬时地成为关断，则功率半导体元件110的栅极电位Vg如从时刻t7a到t7b所示那样缓缓下降。栅极电位Vg的减小量很小，因此在从时刻t7a到t7b的期间，切断电路控制信号Vs、集电极电流Ic和集电极电压Vc几乎不变地保持时刻t7a的值。
若功率半导体元件110的栅极电位Vg下降，则功率半导体元件110最终夹断。在此情况下，集电极电压Vc开始增加，从集电极向栅极流通镜像电流，使栅极电位Vg的下降停止。在图9中，将使栅极电位Vg保持大致固定的电压的期间设为从时刻t7b到t7c。在从该时刻t7b到t7c的期间，切断电路控制信号Vs伴随着集电极电压Vc的增加而开始增加。另外，集电极电流Ic几乎不变地保持时刻t7a的值。
并且，若功率半导体元件110的集电极电压Vc增加而达到一定值，则栅极-集电极间的耗尽层的扩大停止，镜像电流也停止。由此，功率半导体元件110的栅极电位Vg下降至0V。在图9中，将栅极电位Vg下降到阈值Vthi的期间设为从时刻t7c到t7d。伴随着这样的栅极电位Vg的减小，切断电路控制信号Vs和集电极电压Vc增加，集电极电流Ic减小。
若功率半导体元件110的栅极电位Vg成为0V，则切断电路控制信号Vs变得与电压Vzd相等，集电极电流Ic变得与0A相等，集电极电压Vc在急剧增加之后变得与电压Vb相等。如上所述，半导体装置100在瞬时地经过从控制信号Vin成为关断的时刻t7a起到时刻t7d为止的切断时间之后，栅极电位Vg变得比阈值Vthi小。因此，本实施方式的半导体装置200缩短这样的切断时间。
图10表示本实施方式的点火装置2000的第2变形例。在第2变形例的点火装置2000中，对与图3所示的本实施方式的点火装置2000的动作大致相同的部分标注相同的符号并省略说明。第2变形例的半导体装置200表示切断条件检测部130的输入端子140与第1端子204、功率半导体元件110的栅极端子连接、并经由电阻性的元件与控制端子202连接的例子。
即，半导体装置200与图3的例子相同，输入端子140经由第2整流元件220和电阻150与第1端子204连接。另外，输入端子140经由第1整流元件210与功率半导体元件110的栅极端子连接。另外，输入端子140经由第1整流元件210和电阻性的元件与控制端子202连接。即，第1整流元件210连接在电阻性的元件和输入端子140之间，另外，第1整流元件210连接在功率半导体元件110的栅极端子和输入端子140之间。应予说明，电阻性的元件为电阻或开关元件。图10表示电阻性的元件为电阻160的例子。
这样，在第2变形例的点火装置2000中，功率半导体元件110的栅极端子和输入端子140之间的电阻值与控制端子202和输入端子140之间的电阻值相比变低。因此，在控制端子202的电压成为0V，瞬时地充入到栅极的电荷和镜像电流从栅极端子流向控制端子202的情况下，与图1所示的半导体装置100相比，半导体装置200的输入端子140的电位提高了电阻160的电压降的部分。
即，即使功率半导体元件110的集电极电压Vc为Vcl左右的低的电压，并且，控制端子202的电压成为0V，通过流通有镜像电流，信号输出部134也能够从输入端子140接收与电阻160的电压降对应的电源电压。在此情况下，信号输出部134能够将对应于电阻160的电阻值的电压作为切断电路控制信号Vs进行输出。以下说明这样的第2变形例的半导体装置200的瞬时响应。
图11表示第2变形例的半导体装置200的各部分的动作波形的一例。图11表示图8所示的动作波形所示出的控制信号Vin被输入到控制端子202的情况的动作波形的一例。应予说明，图11的横轴和纵轴以与图9所示的动作波形的横轴和纵轴大致相同的比例来表示。
即，图11的横轴表示时间，纵轴表示电压值或电流值。另外，图11将从控制端子202输入的控制信号设为“Vin”，将检测部132输出的检测信号设为“Vt”，将信号输出部134输出的切断电路控制信号设为“Vs”，将功率半导体元件110的栅极端子的电位设为“Vg”，将功率半导体元件110的集电极电流设为“Ic”，将功率半导体元件110的集电极电压设为“Vc”，来表示各自的时间波形。
在图11中，将控制信号Vin成为关断的时刻设为t7a。检测部132输出的检测信号Vt响应于控制信号Vin，在时刻t7a成为低电位。若控制信号Vin成为关断，则功率半导体元件110的栅极电位Vg如从时刻t7a到t7b’所示那样地缓缓下降。
这里，输入端子140的电位与控制端子202的电位(即，0V)相比提高了电阻160的电压降的部分。因此，在从时刻t7a到t7b’的期间，能够使切断电路控制信号Vs为比图9所示的从时刻t7a到t7b的期间的控制信号Vs大的电压值。特别地，半导体装置200能够响应于电阻160的电阻值的设定而使从时刻t7a到t7b’的期间的切断电路控制信号Vs比切断电路120的阈值Vths大。由此，由于切断电路120成为导通状态，因此栅极电位Vg减小的速度快于图9所示的栅极电位Vg的减小速度。即，功率半导体元件110夹断的时刻t7b’成为比时刻t7b早的时刻。
与图9的例子相同地，若功率半导体元件110夹断，集电极电压Vc开始增加，则从集电极向栅极流动有镜像电流，使栅极电位Vg的下降停止。在图11中，将使栅极电位Vg保持大致固定的电压的期间设为从时刻t7b’到t7c’。在从该时刻t7b’到t7c’的期间，切断电路控制信号Vs能够继续保持比阈值Vths大的状态，因此切断电路120保持导通状态。
由此，能够使来自于功率半导体元件110的栅极的镜像电流更多地经由切断电路120流动，能够使集电极电压Vc的增加速度比图9所示的集电极电压Vc的增加速度快。即，直到功率半导体元件110的镜像电流停止为止的期间(从时刻t7b’到t7c’)变得比图9所示的从时刻t7b到t7c的期间短。
若功率半导体元件110的镜像电流停止，则栅极电位Vg下降到0V。在图11中，将栅极电位Vg下降到阈值Vthi的期间设为从时刻t7c’到t7d’。伴随着这样的栅极电位Vg的减小，切断电路控制信号Vs和集电极电压Vc增加，集电极电流Ic减小。若功率半导体元件110的栅极电位Vg成为0V，则与图9的例子相同地，切断电路控制信号Vs变得与电压Vzd相等，集电极电流Ic变得与0A相等，集电极电压Vc在急剧增加之后变得与电压Vb相等。
如上所述，半导体装置200能够在比时刻t7d早的时刻t7d’，使栅极电位Vg比阈值Vthi小。即，第2变形例的半导体装置200使从时刻t7a到时刻t7c’为止的期间比图9所示的半导体装置100的从时刻t7a到时刻t7c为止的期间短，因此能够缩短切断时间。
图12表示本实施方式的点火装置2000的第3变形例。在第3变形例的点火装置2000中，对与图10所示的第2变形例的点火装置2000的动作大致相同的部分标注相同的符号并省略说明。第3变形例的点火装置2000还具备延迟电路230。
延迟电路230设置在切断条件检测部130和切断电路120之间，使切断条件检测部130发送给切断电路120的信号延迟。延迟电路230可以具有电阻性的元件和电容性的元件。另外，延迟电路230可以具有电感元件和电容性的元件。延迟电路230可以是降低噪音等高频成分的滤波电路等。图12表示延迟电路230具有电阻232和电容器234的例子。
在此情况下，延迟电路230使通过该延迟电路230的信号延迟根据电阻232的电阻值和电容器234的电容值而确定的延迟时间。即，从切断条件检测部130的信号输出部134输出的切断电路控制信号Vs在通过延迟电路230进行延迟之后，输入到切断电路120。由此，在功率半导体元件110为导通状态的情况下，即使从信号输出部134输出的切断电路控制信号Vs暂时为高电位，只要在比延迟时间短的时间成为低电位，就能够防止功率半导体元件110切换为关断。
例如，存在切断条件检测部130因噪音等而发生误动作，使切断电路控制信号Vs突发地成为高电位的情况。第3变形例的点火装置2000，在这样的情况下，若切断电路控制信号Vs在比延迟时间短的时间返回到低电位，则能够防止功率半导体元件110的误动作。以下说明这样的第3变形例的点火装置2000的瞬态响应。
图13表示第3变形例的半导体装置200的各部分的动作波形的一例。与图11相同，图13表示图8所示的动作波形所示出的控制信号Vin被输入到控制端子202的情况的动作波形的一例。应予说明，图13的横轴和纵轴以与图9所示的动作波形的横轴和纵轴大致相同的比例来表示。
即，图13的横轴表示时间，纵轴表示电压值或电流值。另外，图13将从控制端子202输入的控制信号设为“Vin”，将检测部132输出的检测信号设为“Vt”，将信号输出部134输出的切断电路控制信号设为“Vs”，将输入到切断电路120的栅极的切断电路控制信号设为“Vs’”，将功率半导体元件110的栅极端子的电位设为“Vg”，将功率半导体元件110的集电极电流设为“Ic”，将功率半导体元件110的集电极电压设为“Vc”，来表示各自的时间波形。
在图13中，将控制信号Vin成为关断的时刻设为t7a。检测部132输出的检测信号Vt响应于控制信号Vin，在时刻t7a成为低电位。响应于控制信号Vin成为关断的情况，信号输出部134输出的切断电路控制信号Vs成为高电位。这里，在信号输出部134和切断电路120之间设置有延迟电路230，因此输入到切断电路120的栅极的切断电路控制信号Vs’根据由电阻232和电容器234确定的时间常数而缓缓地增加。
然后，在时刻t7a’，若输入到切断电路120的栅极的切断电路控制信号Vs’达到切断电路120的阈值Vths，则切断电路120转移到导通状态。响应于切断电路120转移到导通状态的情况，功率半导体元件110的栅极电位Vg从时刻t7a”到时刻t7b”缓缓下降。应予说明，时刻t7b”可以是与从图11所示的时刻t7b’起延迟了延迟电路230的延迟时间而得到的时刻大致相同的时刻。同样地，图13所示的时刻t7c”和时刻t7d”分别可以是与分别从图11所示的时刻t7c’和时刻t7d’起延迟了延迟电路230的延迟时间而得到的时刻大致相同的时刻。
另外，第3变形例的半导体装置200是在第2变形例的半导体装置200增加延迟电路230而成的结构，因此在时刻t7b”以后的各部分的动作波形成为与图11所示的时刻t7b’以后的各部分的动作波形相同的动作波形。应予说明，输入到切断电路120的栅极的切断电路控制信号Vs’成为使信号输出部134输出的切断电路控制信号Vs根据时间常数延迟而得到的波形。另外，图13的切断电路控制信号Vs与图11的切断电路控制信号Vs相比，表示通过延迟电路230的滤波效果去除了高频信号的例子。
如上所述，第3变形例的半导体装置200通过增加延迟电路230，即使在执行与第2变形例的半导体装置200的动作大致相同的动作的同时，有比延迟时间短的脉冲宽度的噪音混入到切断电路控制信号Vs，也能够防止功率半导体元件110发生误动作。
以上，使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围不限于上述实施方式所记载的范围。不言自明的是本领域技术人员可以对上述实施方式进行各种变更或改良。根据权利要求的记载可知，进行了这样的变更或改良而成的实施方式也可以包括在本发明的技术范围内。
在权利要求书、说明书和附图中表示的装置、系统、程序和方法中的动作、工序、步骤和阶段等的各处理的实施顺序，只要没有特别地明示“先于”、“在此之前”等，或者，只要不是将之前的处理的输出用于之后的处理，就可以以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书和附图中的动作流程，即使方便起见使用“首先，”、“接着，”等进行了说明，也不意味着必须以该顺序实施。

Claims (13)

1.一种半导体装置，其特征在于，具备：
功率半导体元件，其连接在高电位侧的第1端子和低电位侧的第2端子之间，响应于栅极电位而被控制为导通或关断；
切断条件检测部，其根据是否超过了预先确定的阈值来检测从控制端子接收并控制所述功率半导体元件的控制信号是否满足切断条件；以及
切断电路，其响应于所述切断条件检测部检测到满足所述切断条件的情况，将所述功率半导体元件的所述栅极电位控制为关断电位，
所述切断条件检测部具有与所述第1端子和所述控制端子连接的输入端子，并将从所述输入端子输入的电信号作为电源使用，
在来自所述控制端子的所述控制信号在超过所述预先确定的阈值之后低于所述预先确定的阈值的情况下，切断条件检测部进行使所述切断电路在将所述功率半导体元件的所述栅极电位设为导通电位之后将所述功率半导体元件的所述栅极电位设为关断电位那样的电流切断动作，
所述电流切断动作能够在与所述功率半导体元件连接的一次线圈产生第一感应电动势，
并能够通过因基于所述第一感应电动势的互感而在二次线圈产生的第二感应电动势，使与所述二次线圈连接的火花塞点火。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，具备：
第1整流元件，其连接在所述控制端子和所述切断条件检测部的所述输入端子之间；以及
第2整流元件，其连接在所述第1端子和所述切断条件检测部的所述输入端子之间。
3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，在来自所述控制端子的所述控制信号因不低于所述预先确定的阈值而不满足所述切断条件的情况下，切断条件检测部以使所述切断电路将所述功率半导体元件的所述栅极电位控制为导通电位的方式动作。
4.一种半导体装置，其特征在于，具备：
功率半导体元件，其连接在高电位侧的第1端子和低电位侧的第2端子之间，并响应于栅极电位而被控制为导通或关断；
切断条件检测部，其检测从控制端子接收并控制所述功率半导体元件的控制信号是否满足预先确定的切断条件；
切断电路，其响应于所述切断条件检测部检测到满足所述切断条件的情况，将所述功率半导体元件的所述栅极电位控制为关断电位；
布线，其将所述控制端子与所述功率半导体元件的栅极端子之间连结；以及
电阻性的元件，其配置在所述控制端子与所述栅极端子之间的所述布线上，
所述切断条件检测部具有输入端子，所述输入端子与所述第1端子和所述电阻性的元件与所述栅极端子之间的连接节点连接，
所述切断条件检测部将从所述输入端子输入的电信号作为电源使用。
5.根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，具备：
第1整流元件，其连接在所述电阻性的元件和所述切断条件检测部的所述输入端子之间；以及
第2整流元件，其连接在所述第1端子和所述切断条件检测部的所述输入端子之间。
6.根据权利要求4或5所述的半导体装置，其特征在于，所述电阻性的元件为电阻或开关元件。
7.根据权利要求2或5所述的半导体装置，其特征在于，所述切断条件检测部具有：
检测部，其检测所述控制信号是否超过所述预先确定的阈值；以及
信号输出部，其响应于所述检测部的检测结果，输出控制所述切断电路的切断电路控制信号。
8.根据权利要求7所述的半导体装置，其特征在于，所述信号输出部与所述第1整流元件和所述第2整流元件连接，将从所述第1端子和所述控制端子输入的电信号作为电源使用。
9.根据权利要求2、5中任意一项所述的半导体装置，其特征在于，在所述第1端子和所述第2整流元件之间连接有电阻或开关元件。
10.根据权利要求1、2、4、5中任意一项所述的半导体装置，其特征在于，所述切断电路电连接到所述功率半导体元件的栅极和发射极而将所述功率半导体元件的栅极设为关断电位。
11.根据权利要求1、2、4、5中任意一项所述的半导体装置，其特征在于，所述功率半导体元件为IGBT或纵向型MOSFET。
12.根据权利要求1、2、4、5中任意一项所述的半导体装置，其特征在于，还具备延迟电路，该延迟电路设置在所述切断条件检测部和所述切断电路之间，使所述切断条件检测部发送给所述切断电路的信号延迟。
13.根据权利要求1、2、4、5中任意一项所述的半导体装置，其特征在于，该半导体装置为响应于来自于外部的控制信号来控制流向点火线圈的电流的点火器。
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