CN108432134B - 半导体器件驱动电路 - Google Patents

Abstract

半导体器件驱动电路具有：阈值调整电路，其输出阈值；不饱和电压检测电路，其在半导体开关元件的第1电极与第2电极之间的电压是不饱和电压的情况下，取得以预先确定的增加率增加的检测电压，且对上述检测电压是否比上述阈值高进行判定；以及驱动电路，其基于输入信号生成上述半导体开关元件的驱动信号，且在通过上述不饱和电压检测电路判定为上述检测电压比上述阈值高的情况下，将上述驱动信号维持为切断。上述阈值调整电路能够在第1电压与比上述第1电压低的第2电压之间对上述阈值进行切换，在上述半导体开关元件是断开状态的情况下将上述第1电压作为上述阈值输出，在上述半导体开关元件接通，上述第1电极与上述第2电极之间的电压是饱和电压的情况下，将上述第2电压作为上述阈值输出。

Description

半导体器件驱动电路

技术领域

本发明涉及半导体器件驱动电路。

背景技术

当前，如例如在国际公开第2014/115272号中所公开的那样，作为半导体开关元件的短路保护功能，已知对半导体开关元件的不饱和电压进行检测的方法。通常，在半导体开关元件处于接通状态时，半导体开关元件的端子间电压降低而稳定在某最小电压。该最小电压也称作“饱和电压”。另外，作为在这里所说的“端子间电压”的具体例，如果半导体开关元件是例如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，则是集电极发射极间电压，如果是MOSFET，则是源极-漏极间电压。如果半导体开关元件成为短路状态，则半导体开关元件的端子间电压由于过电流而从饱和电压起上升。由于端子间电压从饱和电压起上升，因此端子间电压成为与饱和电压不一致的异常电压即不饱和电压。通过对该不饱和电压进行检测，从而能够对半导体开关元件的短路进行检测。

在国际公开第2014/115272号所公开的方法中，在半导体器件驱动电路与半导体开关元件间具有高耐压二极管和高耐压电容元件，由于在半导体开关元件不饱和时对上述电容元件进行充电，从而检测到半导体开关元件处于不饱和状态。具体地说，通过恒定电流电路对电容元件进行充电，从而端子VDSH的电压上升，在端子VDSH的电压变得大于或等于一定值的情况下，判断为产生了半导体开关元件的不饱和电压。

专利文献1：国际公开第2014/115272号

发明内容

半导体开关元件的接通动作能够分为瞬态时和稳态时而进行考虑。瞬态时表示进行半导体开关元件的导通动作的短期间。也将该瞬态时称作“导通动作时”。导通动作时是下述期间，即，由于驱动信号的上升，栅极电压从低电平上升至高电平，从而半导体开关元件从切断状态切换至导通状态。另一方面，稳态状态是指下述状态，即，导通完成，半导体开关元件的栅极电压稳定在高电平，在半导体开关元件的输出端子间流过电流。也将该稳态时称作“稳态接通动作时”。

短路时的半导体开关元件的端子间电压依赖于输入至半导体开关元件的栅极电压及短路电流。在相同的短路电流值的情况下，栅极电压越大则端子间电压变得越小，栅极电压变得越小则端子间电压变得越大。具体地说，当半导体开关元件在稳态接通动作中短路的情况下，由于是在栅极电压高的状态下产生短路状态，因此端子间电压是小的值。另一方面，在半导体开关元件刚导通之后成为短路状态的情况下，由于导通前的栅极驱动信号是低电平，因此栅极电压低。因此，当在短路时将半导体开关元件导通的情况下，端子间电压比稳态接通动作时大。

在发生了短路的情况下，优选迅速地实施半导体开关元件的保护。为此，考虑到如上所述的存在于栅极电压与端子间电压之间的相关性，优选将在基于不饱和电压而对是否发生了短路进行检测的电路中使用的阈值进行可变设定。具体地说，优选将稳态接通动作时的阈值设定得小于导通动作时的阈值。另外，为了减轻短路时的对半导体开关元件的负载，优选在端子间电压小的期间迅速地将半导体开关元件切断。

国际公开第2014/115272号公开了在导通动作时和稳态接通动作时切换对消隐电容元件CB1进行充电的恒定电流值的方法。根据该方法，能够使瞬态时对消隐电容元件CB1进行充电的速度变慢，使稳态时对消隐电容元件CB1进行充电的速度变快。由此，能够抑制瞬态时的误检测，且实现稳态时的迅速的保护。但是，存在下述问题，即，为了降低接通动作时的阈值，需要对导通动作时的充电电流或电容进行调整，电路的设计复杂。

本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供能够避免设计的复杂化且对在不饱和电压检测中使用的阈值进行可变设定的半导体器件驱动电路。

第1发明涉及的半导体器件驱动电路具有：阈值调整电路，其输出阈值；不饱和电压检测电路，其在半导体开关元件的第1电极与第2电极之间的电压是不饱和电压的情况下，取得以预先确定的增加率增加的检测电压，且对所述检测电压是否比所述阈值高进行判定，该半导体开关元件具有所述第1电极、所述第2电极、对所述第1电极及第2电极之间的导通进行控制的控制电极；以及驱动电路，其基于输入信号生成所述半导体开关元件的驱动信号，且在通过所述不饱和电压检测电路判定为所述检测电压比所述阈值高的情况下，将所述驱动信号维持为切断，所述阈值调整电路能够在第1电压与比所述第1电压低的第2电压之间对所述阈值进行切换，在所述半导体开关元件是断开状态的情况下将所述第1电压作为所述阈值输出，在所述半导体开关元件接通，所述第1电极与所述第2电极之间的电压是饱和电压的情况下，将所述第2电压作为所述阈值输出。

第2发明涉及的半导体器件驱动电路具有：检测电路，其对半导体开关元件的第1电极与第2电极之间的电压进行检测，该半导体开关元件具有所述第1电极、所述第2电极、对所述第1电极及第2电极之间的导通进行控制的控制电极；阈值调整电路，其输出阈值；比较电路，其对从所述阈值调整电路输出的所述阈值和由所述检测电路检测出的检测电压进行比较；以及驱动电路，其基于输入信号而生成所述半导体开关元件的驱动信号，且在所述检测电压从比所述阈值低的值起增加而达到所述阈值的情况下，将所述驱动信号维持为切断，所述阈值调整电路能够在第1电压与比所述第1电压低的第2电压之间对所述阈值进行切换，在所述半导体开关元件是断开状态的情况下将所述第1电压作为所述阈值输出，在所述半导体开关元件接通，所述第1电极与所述第2电极之间的电压是饱和电压的情况下，将所述第2电压作为所述阈值输出。

发明的效果

根据本发明，阈值调整电路能够对第1电压和第2电压进行切换，阈值调整电路能够与半导体开关元件的状态对应地从第1电压与第2电压中选择阈值的大小，因此能够避免复杂的设计且对在不饱和电压检测中使用的阈值进行可变设定。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1涉及的半导体器件驱动电路的结构的电路图。

图2是表示本发明的实施方式1涉及的半导体器件驱动电路的动作的时序图。

图3是表示本发明的实施方式1涉及的半导体器件驱动电路的动作的时序图。

图4是表示本发明的实施方式2涉及的半导体器件驱动电路的结构的电路图。

图5是表示本发明的实施方式2涉及的半导体器件驱动电路的动作的时序图。

图6是表示本发明的实施方式2涉及的半导体器件驱动电路的动作的时序图。

具体实施方式

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1涉及的半导体器件驱动电路100的结构的电路图。半导体器件驱动电路100是以集成电路的形态提供的，下面也称作“集成电路100”。图1示出了集成电路100和其周边电路的具体例子。集成电路100输出对半导体开关元件500进行驱动的驱动信号HO。集成电路100具有恒定电流源11、放电用NMOSFET 12、比较器13、逻辑电路17、驱动电路18、阈值调整电路600。设置于集成电路100内的恒定电流源11、放电用NMOSFET12、比较器13及逻辑电路17和设置于集成电路100外的二极管300及电容元件400构成不饱和电压检测电路200。不饱和电压检测电路200是对半导体开关元件500的端子间电压为不饱和电压这一情况进行检测的电路部，是通过公知的技术构成的。例如在国际公开第2014/115272号中也公开了与该不饱和电压检测电路200类似的电路结构及电路动作，因此对于属于公知技术的基本的电路动作等省略详细的说明。

在实施方式1中作为半导体开关元件500的具体的例子而使用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，但作为变形例也可以使用IGBT以外的半导体开关元件，例如也可以使用MOSFET。在图1的情况下，半导体开关元件500是IGBT，因此半导体开关元件500的端子间电压是集电极发射极间电压。半导体开关元件500的材料也可以是硅。半导体开关元件500的材料也可以是比硅带隙大的所谓的宽带隙半导体，具体地说也可以是SiC、GaN或金刚石。

逻辑电路17接收输入信号HIN和比较器13的输出信号Vcmpo。逻辑电路17分别输出朝向放电用NMOSFET 12的输出信号Vnmg以及朝向驱动电路18的输出信号Vpo。具体地说在比较器13的输出信号Vcmpo是低电平的情况下，逻辑电路17使信号Vpo成为与输入信号HIN的信号同步的信号，使信号Vnmg成为与输入信号HIN的反转信号同步的信号。

另外，如果输入信号HIN成为高电平且信号Vcmpo成为高电平，则逻辑电路17与信号Vcmpo成为高电平的上升沿同步地使信号Vpo成为低电平，使信号Vnmg成为高电平。优选将使信号Vpo成为低电平且使信号Vnmg成为高电平的状态保持至输入规定的信号为止，也可以在图1所示的信号Reset输入至集成电路100时将该状态解除。对于规定的信号Reset，不限定于在集成电路100设置Reset(重置)端子而从集成电路100之外进行输入这一形态，也可以将生成信号Reset的电路设置于集成电路100内。

集成电路100具有不饱和检测端子10。不饱和检测端子10连接至电容元件400的正极侧端子与二极管300的阳极的连接点P。施加于该连接点P的电压是在实施方式1中为了对不饱和电压进行检测而使用的检测电压Vdesat。不饱和检测端子10通过与连接点P连接，从而能够取得检测电压Vdesat。

比较器13在正端子接收从不饱和检测端子10输入的检测电压Vdesat，在负端子接收从阈值调整电路600输出的阈值。比较器13在检测电压Vdesat大于阈值的情况下输出高电平信号，在检测电压Vdesat小于阈值的情况下输出低电平信号。

放电用NMOSFET 12由来自逻辑电路17的输入信号Vnmg驱动。放电用NMOSFET 12在信号Vnmg是高电平时成为接通状态，对电容元件400进行放电，使检测电压Vdesat下降。

恒定电流源11向不饱和检测端子10供给恒定电流。在放电用NMOSFET 12处于断开状态时，通过从恒定电流源11供给的电流对电容元件400进行充电，检测电压Vdesat上升。

二极管300的阴极端子与半导体开关元件500的高电位侧端子连接，二极管300的阳极端子与不饱和检测端子10连接。在半导体开关元件500的端子间电压是饱和电压Vsat时，二极管300将不饱和检测端子10的电压钳位在该饱和电压Vsat。通过该钳位，防止恒定电流源11对电容元件400进行过充电。此外，在图2中示意地示出了饱和电压Vsat。半导体开关元件500成为接通状态，半导体开关元件500的集电极发射极间电压Vce降低而稳定在某最小电压。该最小电压是“饱和电压Vsat”。

如果半导体开关元件500成为短路状态，则过电流导致集电极发射极间电压Vce上升，检测电压Vdesat也追随其而上升。对该机制进行说明，如果半导体开关元件500的集电极发射极间电压Vce成为不饱和，则电容元件400的电压不再被钳位在饱和电压Vsat。即，如果集电极发射极间电压Vce成为不饱和，则与其相应地二极管300的阴极侧的电位上升，来自恒定电流源11的恒定电流流向电容元件400。如果来自恒定电流源11的恒定电流的大小被决定下来，则确定了电容元件400的充电速度。如果供给恒定电流，则电容元件400以恒定的充电速度进一步被充电，最终在电容元件400的充电电压超过输入至比较器13的阈值时，检测出短路的发生。这样，根据不饱和电压检测电路200，能够在是不饱和电压的情况下以预先确定的增加率使电容元件400的两端电压即检测电压Vdesat增加。另外，不饱和电压检测电路200还能够对检测电压Vdesat是否比输入至比较器13的阈值高进行判定。

驱动电路18接收信号Vpo，生成对半导体开关元件500进行驱动的驱动信号HO。如上所述，逻辑电路17与输入信号HIN、输出信号Vcmpo的高、低相对应地对信号Vpo的内容进行变更。在信号Vpo传达的是与输入信号HIN的信号同步的接通、断开的情况下，驱动信号HO按照输入信号HIN而接通、断开。另一方面，如果信号Vpo保持在低电平，则驱动信号HO也保持在低电平，半导体开关元件500维持为切断。

阈值调整电路600生成作为输入至比较器13的阈值而使用的电压信号。阈值调整电路600具有延迟电路16、开关14、阈值源15。阈值调整电路600根据延迟电路16的输出而对开关14进行切换，从而对阈值源15与比较器13的连接状态进行切换。由此，能够对输入至比较器13的阈值进行可变设定。

在从输入信号HIN的上升沿起经过了预先确定的第1延迟时间tth1后，延迟电路16使切换信号SW上升至高电平。将延迟电路16所具有的第1延迟时间tth1的长度设定为，大于或等于半导体开关元件500的集电极发射极间电压Vce降低至与饱和电压Vsat相当为止所需的时间。将延迟电路16的第1延迟时间tth1设定为比在不饱和电压检测电路200设定的消隐时间长。此外，“消隐时间”的设定是已经公知的技术，因此不进行详细说明，但如果对其概略进行说明，则是，为了不将半导体开关元件500的刚导通后的不饱和电压状态误检测为是由于发生短路而导致的，在不饱和检测功能中设定有“消隐时间”。成为下述机制，即，即使在检测出不饱和电压的情况下也不立即视作发生了短路，而是在导通后的接通状态中检测出不饱和电压的时间超过该消隐时间的情况下，检测出短路的发生。

开关14根据延迟电路16输出的切换信号SW，对电压源21与电压源22的电连接进行切换。开关14在延迟电路16输出的切换信号SW是低电平时将第1电压源21与比较器13电连接，在延迟电路16输出的切换信号SW是高电平时将第2电压源22与比较器13电连接。

阈值源15具有第1电压源21和第2电压源22。第1电压源21供给第1阈值Vdsth1，第2电压源22供给第2阈值Vdsth2。第2阈值Vdsth2比第1阈值Vdsth1低。将第1阈值Vdsth1用作半导体开关元件500的断开动作时及导通动作时的阈值，将第2阈值Vdsth2用作半导体开关元件500的稳态接通动作时的阈值。

在集成电路100中，在从输入信号HIN的上升起经过了规定时间后，即，在半导体开关元件500的集电极发射极间电压Vce与饱和电压Vsat相当的稳态接通动作时，将供给至比较器13的电压值从第1阈值Vdsth1切换为第2阈值Vdsth2。通过该动作，能够将导通动作时的阈值设定得高，将稳态接通动作时的阈值设定得低。其结果，能够抑制在导通动作时对短路的误检测，且实现稳态接通动作时的迅速的短路保护。

另外，通过将稳态接通动作时的阈值设定得低，从而能够在集电极发射极间电压Vce低的期间，尽快对不饱和电压的产生进行检测。由此，能够在发生短路时迅速地对半导体开关元件500进行保护。其结果，能够抑制施加于半导体开关元件500的负担。

使用具体的时序图对实施方式1的电路动作进行说明。图2及图3是表示本发明的实施方式1涉及的半导体器件驱动电路100的动作的时序图。

图2示出了半导体开关元件500在接通动作中短路的情况下的时序图。

在期间Ta，输入信号HIN是低电平，半导体开关元件500处于断开状态。在期间Ta，输入信号HIN是低电平，半导体开关元件500并未接通，因此集电极发射极间电压Vce是不饱和电压。输入信号HIN是低电平，放电用NMOSFET 12处于接通状态，因此电容元件400不进行充电，检测电压Vdesat不上升。

期间Tb是输入信号HIN上升而半导体开关元件500导通，并且直至集电极发射极间电压Vce下降至饱和电压Vsat的期间。期间Tb相当于瞬态时即“导通动作时”。如果输入信号HIN成为高电平，则通过逻辑电路17将放电用NMOSFET 12断开，电容元件400通过恒定电流源11进行充电，因此检测电压Vdesat上升。此时，在导通之后直至集电极发射极间电压Vce下降至饱和电压Vsat的时间，将恒定电流源11的电流值、电容元件400的电容值、阈值Vdsth1设定为，使得检测电压Vdesat不超过第1阈值Vdsth1。即，这相当于对“消隐时间”进行设定。能够即使在检测出不饱和电压的情况下也不立即视作发生了短路，而是在导通后的接通状态中检测出不饱和电压的时间超过消隐时间的情况下，检测出短路的发生。

期间Tc是输入信号HIN为高电平且集电极发射极间电压Vce与饱和电压Vsat相当的期间。期间Tc相当于稳态时即“稳态接通动作时”。在期间Tc，进行稳态接通动作。在从输入信号HIN上升起经过了预先确定的第1延迟时间tth1的时刻，阈值调整电路600输出的阈值从第1阈值Vdsth1切换至第2阈值Vdsth2。

期间Td是从在稳态接通动作中发生短路起至检测电压Vdesat达到第2阈值Vdsth2为止的期间。如果半导体开关元件500成为短路状态，则由于过电流，集电极发射极间电压Vce上升，检测电压Vdesat也追随其上升。

期间Te是检测电压Vdesat达到第2阈值Vdsth2，半导体开关元件500进行切断动作的期间。如果检测电压Vdesat达到第2阈值Vdsth2，则比较器13的输出信号Vcmpo成为高电平。如果输出信号Vcmpo成为高电平，则通过逻辑电路17，信号Vpo成为低电平，信号Vnmg成为高电平。由于信号Vpo成为低电平，因此驱动电路18的输出信号保持在低电平。由此，半导体开关元件500成为切断状态。另外，响应于信号Vnmg成为高电平，放电用NMOSFET 12接通，从而检测电压Vdesat降低。如果检测电压Vdesat低于第2阈值Vdsth2，则信号Vcmpo成为低电平。即使信号Vcmpo成为低电平，信号Vpo及信号Vnmg也不变化而保持原状态。该保持状态只要在预先确定的条件成立时被解除即可，作为一个例子，也可以是通过将信号Reset输入至集成电路100而复位。

图3示出了在半导体开关元件500刚导通之后成为短路状态的情况下的时序图。

在期间Ta1，输入信号HIN是低电平，半导体开关元件500处于断开状态。

期间Tb1是输入信号HIN上升，直至检测电压Vdesat达到第1阈值Vdsth1的期间。检测电压Vdesat与集电极发射极间电压Vce的降低相对应地上升。

期间Tc1是检测电压Vdesat达到第1阈值Vdsth1，半导体开关元件500进行切断动作的期间。

如上面说明所述，根据实施方式1，能够在半导体开关元件500的不饱和电压检测电路200中，使在半导体开关元件500处于稳态接通状态时使用的第2阈值Vdsth2比断开状态及导通动作时使用的第1阈值Vdsth1低。由此，能够同时实现防止导通动作时的误检测，并且提高在稳态接通动作中对短路进行检测的灵敏度。通过将稳态接通时的阈值设定得比瞬态时(导通动作时)的阈值低，从而能够抑制导通动作时的误检测，且实现稳态接通动作时的迅速的保护。另外，通过将稳态接通动作时的阈值设定得低，从而能够在端子间电压更小的期间对短路进行检测，能够在发生短路时迅速地对半导体开关元件500进行保护，能够减轻施加于半导体开关元件500的负担。由于使用2个独立的第1、2电压源21、22对导通动作时和稳态接通动作时的阈值进行设定，因此设计是容易的。

另外，根据实施方式1，通过设置延迟电路16，从而能够在从对半导体开关元件500进行驱动的信号上升起经过了预先确定的规定时间之后，减小输入至比较器13的阈值。实施方式1涉及的集成电路100还具有电路动作简单的优点。

实施方式2.

图4是表示本发明的实施方式2涉及的半导体器件驱动电路100a的结构的电路图。半导体器件驱动电路100a是以集成电路的形态提供的，下面也称作“集成电路100a”。

在实施方式2中，以与实施方式1不同的方法，生成为了对不饱和电压进行检测而使用的检测电压Vdesat。具体地说，在图4所示的集成电路100a中，将半导体开关元件500的集电极发射极间电压Vce通过第1电阻41及第2电阻42变换为电流。根据变换出的电流的差值生成电压信号，将该电压信号作为检测电压Vdesat使用。实施方式2涉及的不饱和电压检测电路201使用基于这样的电流差的检测电压Vdesat而对集电极发射极间电压Vce的不饱和电压进行检测。在不饱和电压检测电路201中，应与检测电压Vdesat进行比较的阈值得到调整。此外，在实施方式1中，是在从输入信号的切换起经过了规定时间后对阈值进行切换，但在实施方式2中能够在集电极发射极间电压Vce变得小于或等于规定的电压的情况下对阈值进行切换。

集成电路100具有比较器13、驱动电路218、逻辑电路19、不饱和电压检测电路201、阈值调整电路601。

不饱和电压检测电路201具有由第1电阻41及第2电阻42构成的电阻部40。第1电阻41将端子VU的电压变换为电流IU。第2电阻42将端子VS的电压变换为电流IS。不饱和电压检测电路201通过电流差检测电路31对电流IU与电流IS的差值进行检测，通过第3电阻43将该电流差变换为检测电压Vdesat。检测电压Vdesat是端子VU与端子VS之间的电压差，换句话说，是与集电极发射极间电压对应的电压。如下述的图5及图6所示，检测电压Vdesat追随集电极发射极间电压Vce而变动。

阈值调整电路601是对输入至比较器13的参考电压进行调整的电路。阈值调整电路601根据比较器13的输出信号Vcmpo对开关14进行切换，从而对第1电压源21和第2电压源22进行切换。从第1电压源21向第2电压源22的切换是下述这样的电路动作。首先，从信号Vcmpo下降为低电平起，在由于延迟电路32所形成的延迟而经过了规定时间后，切换信号SW传递至开关14。响应于该切换信号SW，将开关14的连接目标从第1电压源21切换至第2电压源22。由此，输入至比较器13的参考电压从第1阈值Vdsth1向第2阈值Vdsth2进行切换。另外，从第2电压源22向第1电压源21的切换是下述这样的电路动作。首先，在信号Vcmpo上升后，在由于延迟电路32所形成的延迟而经过了规定时间后，切换信号SW传递至开关14。响应于切换信号SW，开关14从第2电压源22切换至第1电压源21。由此，输入至比较器13的参考电压从第2阈值Vdsth2向第1阈值Vdth1进行切换。

逻辑电路19接收输入信号HIN和比较器13的输出信号Vcmpo。逻辑电路19是将信号Vpo输出的电路，在输入信号HIN是高电平且信号Vcmpo是高电平时，使信号Vpo成为高电平。另外，逻辑电路19在输入信号HIN和信号Vcmpo的至少一者是低电平时，使信号Vpo成为低电平。优选将已使信号Vpo成为高电平的状态保持至输入规定的信号为止，在图4中将该状态保持至从外部输入了信号Reset为止。作为变形例，如实施方式1所述，也可以将生成规定的信号Reset的电路设置于集成电路100a内。

另外，在输入信号HIN的上升时，从输入信号HIN上升起至半导体开关元件500成为饱和状态为止需要一定量的时间。为了防止此时的误检测，插入了滤波时间为tf1的滤波器(参照图5及图6)。滤波时间为tf1的滤波器是由设置在逻辑电路19内的滤波功能实现的。即使在输入信号HIN是高电平且信号Vcmpo是高电平这一条件已成立的情况下，逻辑电路19也不立即使信号Vpo成为高电平，逻辑电路19在滤波时间tf1的期间内将信号Vpo保持在低电平。由此，能够在输入信号HIN上升后，在经过半导体开关元件500成为饱和状态所需要的充分的时间之前，不使信号Vcmpo上升为高电平。

此外，逻辑电路19的滤波功能优选仅在输入信号HIN的上升即导通动作时有效，另一方面，优选在输入信号HIN已成为高电平而以饱和电压Vsat稳定下来的稳态接通动作时无效。这一点通过下述的图5的时序图中的期间Tb2和期间Te2进行说明。

驱动电路218接收输入信号HIN和信号Vpo。驱动电路218是生成驱动信号HO的电路。驱动电路218在信号Vpo是低电平时生成与输入信号HIN同步地接通、断开的驱动信号HO。由此，能够基于输入信号HIN而对半导体开关元件500进行通断控制。另一方面，驱动电路18在输入信号HIN是高电平且信号Vpo是高电平时，使驱动信号HO成为低电平而保持该低电平。由此，半导体开关元件500切断，保持该切断状态。通过该切断动作实现短路保护。

图5及图6是表示本发明的实施方式2涉及的半导体器件驱动电路100a的动作的时序图。使用具体的时序图对实施方式2的电路动作进行说明。此外，为了避免重复说明，对与在实施方式1中使用图2及图3进行了说明的期间相当的期间，标注相同的标号而省略说明。

图5示出了半导体开关元件500在接通动作中短路的情况下的时序图。与实施方式1同样地，时序图从期间Ta开始。

期间Tb2是从输入信号HIN的上升起至检测电压Vdesat下降而达到第1阈值Vdsth1为止的期间。逻辑电路19在预先确定的滤波时间tf1的期间不使信号Vpo上升，因此在该期间Tb2，信号Vpo保持在低电平。滤波时间tf1设计为大于或等于检测电压Vdesat下降而达到第1阈值Vdsth1为止的期间的长度。由此，能够充分地对信号Vcmpo进行滤波，能够防止导通动作时的误检测。

在期间Tc2，如果检测电压Vdesat低于第1阈值Vdsth1，则比较器13的输出信号Vcmpo下降。在从比较器13的输出信号Vcmpo下降起经过了预先确定的第2延迟时间tth2后，阈值切换为Vdsth2。将第2延迟时间tth2的长度设定为从检测电压Vdesat变得低于第1阈值Vdsth1起至变得低于第2阈值Vdsth2所需的充分的时间长度。

此外，期间Tc2的起算点是检测电压Vdesat变得低于第1阈值Vdsth1的时刻，是集电极发射极间电压Vce到达饱和电压Vsat之前。为了与期间Tc2进行比较，在图5还图示了在图2中进行了说明的“稳态接通动作时”即期间Tc。

之后，与实施方式1同样地，期间Td到来。

在期间Te2，与检测电压Vdesat超过第2阈值Vdsth2相对应地，比较器13的输出信号Vcmpo上升。如果逻辑电路19响应于输出信号Vcmpo的上升而使信号Vpo成为高电平，则驱动电路218的输出信号保持在低电平，半导体开关元件500成为切断状态。该状态保持至输入了信号Reset为止。另外，在从信号Vcmpo上升起经过了预先确定的第3延迟时间tth3后，阈值切换为Vdsth1。将第3延迟时间tth3的长度设定为从检测电压Vdesat变得超过第2阈值Vdsth2起至变得超过第1阈值Vdsth1所需的充分的时间长度。

此外，如上所述，逻辑电路19的滤波功能优选仅在输入信号HIN的上升即导通动作时起作用，另一方面，优选在输入信号HIN已成为高电平而以饱和电压Vsat稳定下来的稳态接通动作时不起作用。在实施方式2中实现了这样的优选的方式，如图5所示，虽然在期间Tb2，滤波时间Tf1成为有效，但在期间Td不进行滤波，信号Vpo与信号Vcmpo的上升同步地立即上升。在期间Tb2，通过使用滤波时间Tf1，从而能够防止导通动作时的误检测。另外，在期间Td，通过将滤波功能设为无效，从而能够提高在稳态接通动作中对短路进行检测的灵敏度。

图6示出了半导体开关元件500在刚导通之后成为短路状态的情况下的时序图。对于期间Ta1、Tc1，由于与实施方式1的图3相同，因此省略说明。

在期间Tb3，如果信号Vcmpo是高电平的状态持续大于或等于滤波时间tf1，则信号Vpo上升，半导体开关元件500进行切断动作。

根据上面进行了说明的实施方式2，与实施方式1同样地，阈值调整电路601进行阈值的切换，从而能够同时实现防止导通动作时的误检测和提高在稳态接通动作中对短路进行检测的灵敏度。

另外，根据实施方式2，能够在半导体开关元件500的集电极发射极间电压变得小于或等于预先确定的规定电压，经过了预先确定的规定时间后，减小供给至比较器13的阈值。由此，在短路动作时导通的情况下能够不实施阈值的切换(参照图6)。其结果，能够削减不必要的电路动作。

标号的说明

10不饱和检测端子，11恒定电流源，12放电用NMOSFET，13比较器，14开关，15阈值源，16、32延迟电路，17、19逻辑电路，18、218驱动电路，21第1电压源，22第2电压源，31电流差检测电路，40电阻部，41第1电阻，42第2电阻，43第3电阻，100、100a半导体器件驱动电路(集成电路)，200、201不饱和电压检测电路，300二极管，400电容元件，500半导体开关元件，600、601阈值调整电路。

Claims (3)

1.一种半导体器件驱动电路，其具有：

检测电路，其对半导体开关元件的第1电极与第2电极之间的电压进行检测，该半导体开关元件具有所述第1电极、所述第2电极、对所述第1电极及第2电极之间的导通进行控制的控制电极；

阈值调整电路，其输出阈值；

比较电路，其对所述阈值和由所述检测电路检测出的检测电压进行比较；以及

驱动电路，其基于输入信号而生成所述半导体开关元件的驱动信号，且在所述检测电压从比所述阈值低的值起增加而达到所述阈值的情况下，将所述驱动信号维持为切断，

所述阈值调整电路能够在第1电压与比所述第1电压低的第2电压之间对所述阈值进行切换，在所述半导体开关元件是断开状态的情况下将所述第1电压作为所述阈值输出，在所述半导体开关元件接通，所述第1电极与所述第2电极之间的电压是饱和电压的情况下，将所述第2电压作为所述阈值输出。

2.根据权利要求1所述的半导体器件驱动电路，其中，

所述阈值调整电路在所述检测电压从高于所述阈值的状态降低而达到所述阈值的时刻起经过了预先确定的时间时，将所述阈值从所述第1电压切换为所述第2电压。

3.根据权利要求1或2所述的半导体器件驱动电路，其中，

所述阈值调整电路在所述检测电压从低于所述阈值的值增加而达到所述阈值的时刻起经过了预先确定的时间时，将所述阈值从所述第2电压切换为所述第1电压。

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