CN110785933B - 半导体开关元件的短路保护电路 - Google Patents

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Abstract

在短路保护电路(11)中，第1栅极电阻(12)连接于栅极驱动器(27)的第1输出节点(50)与第1栅极端子(40)之间。第1实时控制电路(10)在检测到在第1半导体开关元件(9)中流过短路电流的情况下，以使第1栅极端子(40)的电位减小的方式动作。动作监视电路(11)包括构成为输出与第1栅极电阻(12)的两端的电位差成比例的电位和第1电源(6)的电位的电位差的差电压电路(20)。动作监视电路(11)根据差电压电路(20)的输出，监视第1实时控制电路(10)是否动作。

Description

半导体开关元件的短路保护电路
技术领域
本公开涉及用于在半导体开关元件的驱动时发生短路的情况下停止驱动来保护半导体开关元件的短路保护电路。
背景技术
在半导体开关元件、特别是在电力控制中使用的功率半导体开关元件中，在元件的驱动时发生短路的情况下，需要通过尽快停止驱动而使半导体开关元件断开。为了将其实现，需要在发生短路时无迟滞地检测该短路和通过该检测无迟滞地停止驱动这两方。
作为检测短路的发生的电路，已知RTC(Real-Time Control，实时控制)电路。RTC电路监视在用于取出半导体开关元件内的电流的一部分的传感单元中流过的电流，在传感单元电流过大的情况下，立即下拉半导体开关元件的栅极电压。然后，通过栅极电流的监视判断该RTC电路是否已动作来停止半导体开关元件的驱动的现有技术记载于专利文献1。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2016/038717号
发明内容
本申请发明者研究上述专利文献1公开的短路保护电路的结果，发现在半导体开关元件从断开状态切换到接通状态时发生短路故障的情况下，短路的检测延迟，所以保护动作延迟，有时无法在必要的时间内保护半导体开关元件。
另外，在上述专利文献1中，未研究对半导体开关元件进行并联连接的情况。本申请发明者发现在想要简单地将上述专利文献1记载的短路保护电路应用于并联连接的半导体开关元件时，在栅极电阻中产生的电压变小，所以短路的检测延迟，作为结果保护动作有时延迟。
在以下的发明的详细的说明中，详细叙述本申请发明者所完成的上述研究结果。该公开是考虑上述问题而完成的，其主要的目的在于提供一种无迟滞地探测短路的发生而能够迅速地保护半导体开关元件的短路保护电路。
通过一个实施方式的短路保护电路保护的第1半导体开关元件具有第1栅极端子，通过从栅极驱动器的第1输出节点对第1栅极端子供给第1电源的电位而第1半导体开关元件导通。短路保护电路具备第1栅极电阻、第1实时控制电路以及动作监视电路。第1栅极电阻连接于栅极驱动器的第1输出节点与第1栅极端子之间。第1实时控制电路在检测到在第1半导体开关元件中流过短路电流的情况下，以使第1栅极端子的电位减小的方式动作。动作监视电路包括构成为输出与第1栅极电阻的两端的电位差成比例的电位和第1电源的电位的电位差的差电压电路。动作监视电路根据差电压电路的输出，监视第1实时控制电路是否动作。
其他实施方式的短路保护电路还保护第2半导体开关元件。第2半导体开关元件具有第2栅极端子，通过从栅极驱动器的第1输出节点对第2栅极端子供给第1电源的电位而第2半导体开关元件导通。在该情况下，短路保护电路还具备第2栅极电阻和第2实时控制电路。第2栅极电阻连接于栅极驱动器的第1输出节点与第2栅极端子之间。第2实时控制电路在检测到在第2半导体开关元件中流过短路电流的情况下，以使第2栅极端子的电位减小的方式动作。差电压电路构成为还输出与第2栅极电阻的两端的电位差成比例的电位和第1电源的电位的电位差。
根据上述一个实施方式，栅极电阻的两端电位的同相分量不影响差电压电路的动作，所以几乎不产生寄生电容的充放电所引起的动作延迟。因此，能够无迟滞地探测半导体开关元件的短路的发生而迅速地进行保护动作。
根据上述其他实施方式，针对每个半导体开关元件设置栅极电阻，能够根据各栅极电阻的两端的电位差，监视各自所对应的实时控制电路的动作。因此，即使在多个半导体开关元件被并联地连接的情况下，也能够高速地保护半导体开关元件。
附图说明
图1是示出作为比较例1的半导体开关元件的短路保护电路的结构的电路图。
图2是示出作为比较例2的半导体开关元件的短路保护电路的结构的电路图。
图3是示出在图2中半导体开关元件被并联化的结构的电路图。
图4是示出应用实施方式1所涉及的短路保护电路的半导体系统的结构的电路图。
图5是示出图4的RTC电路的一个例子的电路图。
图6是示出图4的差动放大器的详细的结构的一个例子的电路图。
图7是将图4的差电压电路和其周边部取出而示出的电路图。
图8是示出图7的各部中的电压波形的图。
图9是示出图7的差电压电路的变形例的结构的电路图。
图10是示出图9的各部中的电压波形的图。
图11是示出应用实施方式2所涉及的短路保护电路的半导体系统的结构的电路图。
图12是示出图11的差电压电路的变形例的结构的电路图。
图13是示出具备实施方式3所涉及的短路保护电路的半导体系统的结构的电路图。
图14是示出具备实施方式4所涉及的短路保护电路的半导体系统的结构的电路图。
图15是示出具备实施方式5所涉及的短路保护电路的半导体系统的结构的电路图。
(符号说明)
2、3：栅极输出用晶体管；4、5、12、12B、23、23B：栅极电阻；6：正电源；7：负电源；8、8B：栅极布线；9、9B、109、109B：半导体开关元件；10、10B：RTC电路；11：动作监视电路；13：PNP晶体管；14：电阻元件；15：集电极端子；16：切断电路；17：紧急停止电路；19、19B、24、24B、25、25B：二极管；20、20A：差电压电路；21：第1差动放大器；22：第2差动放大器；27：栅极驱动器；40、40B：栅极端子；41：传感单元；50、55、55B：输出节点；53：连接节点；OPA：运算放大器；Out：输出端子；Ref：参照端子；VinH：高电位侧输入端子(正侧输入端子)；VinL：低电位侧输入端子(负侧输入端子)。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明各实施方式。此外，有时对同一或者相当的部分附加同一参照符号，不反复其说明。
序论.
首先，参照图1～图3，说明专利文献1记载的短路保护电路的问题。此外，图1～图3的电路图是示出用于与本申请的各实施方式对比的比较例的图，与专利文献1公开的短路保护电路关联，但与该文献公开的电路不同。
[比较例1]
图1是示出作为比较例1的半导体开关元件的短路保护电路的结构的电路图。图1的电路图与专利文献1的图7对应。
参照图1，从驱动电路101输出的驱动信号DS被输入到栅极驱动器127。栅极驱动器127具有栅极输出用晶体管102、103。晶体管102是N沟道MOSFET(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)，其漏极端子与正电源106连接。晶体管103是P沟道MOSFET，其漏极端子与负电源107连接。
晶体管102的源极端子和晶体管103的源极端子经由连接节点150相互结合。连接节点150与半导体开关元件109的栅极端子140经由栅极布线108连接。在栅极布线108设置有栅极电阻112。
在半导体开关元件109中内置有传感单元。传感单元还被称为传感电极。作为第1保护电路的实时控制(RTC：Real-Time Control)电路110与该传感单元连接。RTC电路110在判定在传感单元中流过的电流的大小而判断为是过电流的情况下，以下拉半导体开关元件的栅极电压的方式动作。
RTC电路110通过紧急地下拉栅极电压来防止半导体开关元件109的破坏。因此，通过RTC电路110虽然限制半导体开关元件109的短路电流但未被完全切断，所以在这个状态下可能不久半导体开关元件109过热而导致破坏。因此，准备：切断电路116，探测RTC电路110的动作来进行驱动信号DS的切断；以及紧急停止电路117，最终地使驱动电路101停止。切断电路116和紧急停止电路117需要在RTC电路110的动作后立即动作。
一般而言，在RTC电路110中，有报告用于对上述切断电路116以及紧急停止电路117通知探测到短路的SC(Short Circuit，短路)信号的例子。但是，SC信号易于被噪声污染，为了排除噪声需要滤波器。在噪声多到必须增大滤波器的时间常数的程度的环境下，在SC信号的判定中花费时间而保护动作延迟。
为了避免上述问题，有通过监视栅极电流来探测RTC电路110的动作的方法，该方法记载于专利文献1。栅极电流由于用强力的正电源106驱动而不易受到噪声的影响。作为监视栅极电流的方法，有监视在半导体开关元件109接通时在栅极电阻112中产生的电压的方法。
在该方法中，作为第2保护电路准备动作监视电路111，对其中的PNP晶体管113的基极端子以及发射极端子分别连接栅极电阻112的两端的端子。进而，在PNP晶体管113的基极和发射极之间，连接有电阻值比较大的电阻元件114。
动作监视电路111的具体的动作如以下所述。通过电阻元件114，基极电位被上拉到发射极电位，所以PNP晶体管113在通常时是断开状态。在半导体开关元件109中产生短路而RTC电路110动作时，半导体开关元件109的栅极电位被强制地下拉，所以栅极电流增加。该增加的栅极电流增大栅极电阻112的两端之间的电位差。由此，与栅极电阻112连接的PNP晶体管113的基极和发射极之间的电位差也变大，作为结果，PNP晶体管113成为接通状态。在PNP晶体管113成为接通时，正电源106的电压Vs经由PNP晶体管113的集电极端子115被输入到切断电路116和紧急停止电路117。被输入正电压Vs的切断电路116和紧急停止电路117分别动作而切断驱动信号DS，使驱动电路101停止。
在图1的电路中，在半导体开关元件109是断开状态时，晶体管103是接通状态，所以半导体开关元件109的栅极电位降低至作为负电源107的电位的-Vs。因此，栅极电阻112的两端都是负电源107的电位(-Vs)，由此PNP晶体管113的发射极端子、基极端子都等于负电源107的电位(-Vs)。在该情况下，在PNP晶体管113的集电极端子的电位比切断电路116以及紧急停止电路117各自的输入节点的电位降低时，PNP晶体管113成为逆偏置状态而可能破坏。因此，以防止这个情况为目的，在PNP晶体管113的集电极端子与切断电路116以及紧急停止电路117各自的输入节点之间设置有二极管118。
但是，在图1的短路保护电路中，存在保护动作的延迟这样的问题。其理由在于，如上所述，在半导体开关元件109是断开状态时，动作监视电路111的整体的电位降低至作为负电源107的电位的-Vs。发生短路故障的是半导体开关元件109为接通状态时，一般从半导体开关元件109从断开状态变化为接通状态的导通的时间点，开始短路。在图1的短路保护电路中，在半导体开关元件109的导通的瞬间，动作监视电路111的PNP晶体管113的发射极端子与正电源106连接，但动作监视电路111的其他部分的电位由于寄生电容而不会立即上升。因此，直至动作监视电路111转移到正常的动作状态花费时间，作为结果利用短路保护电路的保护动作延迟。换言之，该问题是动作监视电路111的各部的电位与栅极电阻112的两端的电位的同相分量一起变动所引起的。
在以下的实施方式1中，说明能够避免上述比较例1中的问题的短路保护电路的结构。
[比较例2]
图2是示出作为比较例2的半导体开关元件的短路保护电路的结构的电路图。该电路与专利文献1的图10对应。
图2的电路在代替图1的栅极电阻112而具备在晶体管102的漏极端子与正电源106之间连接的栅极电阻104和在晶体管103的漏极端子与负电源107之间连接的栅极电阻105的点，与图1的电路不同。进而，图2的电路在构成动作监视电路111的PNP晶体管113的基极端子以及发射极端子与栅极电阻104的两端的端子分别连接的点，与图1的电路不同。
在图2的电路的情况下，与半导体开关元件109的接通断开无关地、即与晶体管102、103的接通断开无关地，动作监视电路111的各部的电位大致等于作为正电源106的电位的+Vs。因此，如在图1的电路的情况下产生的保护动作的延迟在图2的电路的情况下不产生。然而，在想要将多个半导体开关元件109并联连接而增加能够控制的电力的情况下，存在在图2的短路保护电路的情况下保护动作延迟这样的问题。以下，参照图3进一步进行说明。
图3是示出在图2中半导体开关元件被并联化的结构的电路图。在图3中，与半导体开关元件109并联地设置半导体开关元件109B。半导体开关元件109B的栅极端子140B与半导体开关元件109的栅极端子140结合。由此，通过栅极驱动器127同时驱动半导体开关元件109和半导体开关元件109B。
在半导体开关元件109B中，设置有与第1RTC电路110相同的结构的第2RTC电路110B。第2RTC电路110B在半导体开关元件109B成为短路状态的情况下，以强制地下拉半导体开关元件109B的栅极电压的方式动作。
另外，在图3的并联驱动电路中，为了使半导体开关元件109以及109B的通常动作时的驱动速度与图2的单独驱动的情况的半导体开关元件109的驱动速度相同，必须使在栅极电阻104中流过的电流成为2倍。其原因为，在图3的半导体开关元件109、109B各自的栅极端子中流过的栅极电流必须与图2的情况相同。因此，需要使栅极电阻104、105各自的电阻值成为图2的情况的一半。在图3的情况下，通过对具有与图2的情况相同的电阻值的电阻元件进行并联化，使栅极电阻104、105各自的电阻值成为图2的情况的一半。
然而，在如图3所示，使栅极电阻104的电阻值成为一半时，有时RTC电路110、110B的动作的探测延迟，而成为短路保护动作延迟的原因。以下，参照图3，具体地说明。
首先，设为在驱动中的半导体开关元件109和半导体开关元件109B中同时发生短路。这样的同时短路在由于驱动信号DS的设定的错误而不应成为接通时发出接通的驱动信号DS的情况等下产生。
在这样的同时短路的情况下，RTC电路110、110B同时动作。由此，下拉栅极布线108的电位的能力成为图2的情况的2倍。因此，在栅极电阻104中流过的栅极电流也成为图2的情况的2倍。因此，即使图3的栅极电阻104的电阻值仅为图2的情况的一半，在图3的栅极电阻104中产生的电压也与图2的情况相同。其结果，利用动作监视电路111的RTC电路110、110B的动作探测速度与图2的情况相同，所以在短路保护动作中不产生延迟。
另一方面，在半导体开关元件109、109B中的仅一方的半导体开关元件引起短路的情况下，情形不同。例如，考虑仅半导体开关元件109短路且半导体开关元件109B未短路的情况。有时由于元件的过热而发生这样的失衡的短路。
在仅半导体开关元件109短路的情况下，RTC电路110动作但RTC电路110B不动作。其意味着，下拉栅极布线108的电位的能力仅与图2的情况相同。然而，图3的栅极电阻104的大小成为图2的栅极电阻104的一半，所以在栅极电阻104中产生的电压成为图2的情况的一半。其结果，动作监视电路111的动作延迟，切断电路116以及紧急停止电路117的动作也延迟。这样的短路保护动作的延迟有时引起半导体开关元件109的破坏，成为大的问题。
在以下的实施方式2中，说明能够避免上述比较例2中的问题的短路保护电路的结构。
实施方式1.
[包括短路保护电路的半导体系统的整体结构]
图4是示出应用实施方式1所涉及的短路保护电路的半导体系统的结构的电路图。
参照图4，短路保护电路保护半导体开关元件9。短路保护电路具备实时控制(RTC：Real-Time Control)电路10、动作监视电路11、切断电路16、紧急停止电路17以及栅极电阻12。
半导体开关元件9是自消弧型的半导体开关元件，通过驱动电路1驱动控制。半导体开关元件9的种类没有特别限定。例如，半导体开关元件9既可以是图示的N沟道MOSFET，也可以是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)，还可以是双极性晶体管。
从驱动电路1输出的驱动信号DS被输入到栅极驱动器27，通过栅极驱动器27驱动半导体开关元件9。栅极驱动器27具有栅极输出用晶体管2、3。晶体管2是N沟道MOSFET，其漏极端子与正电源6连接。晶体管3是P沟道MOSFET，其漏极端子与负电源7连接。
此外，构成栅极驱动器27的晶体管2、3的沟道极性不限于图4，例如，也可以两方都是N沟道MOSFET。在该情况下，输入到一方的晶体管的栅极端子的驱动信号DS成为使输入到另一方的晶体管的栅极端子的驱动信号DS的逻辑电平反转而成的结果。另外，晶体管2、3的种类不限于MOSFET。例如，也可以代替MOSFET而是双极性晶体管。
晶体管2的源极端子和晶体管3的源极端子经由连接节点(以下称为栅极驱动器27的输出节点50)相互结合。输出节点50与半导体开关元件9的栅极端子40经由栅极布线8连接。在栅极布线8中设置有栅极电阻12。
在半导体开关元件9中内置有传感单元。RTC电路10与该传感单元连接。RTC电路10在判定在传感单元中流过的电流的大小而判断为是过电流的情况下，以下拉半导体开关元件9的栅极电压的方式动作。
图5是示出图4的RTC电路的一个例子的电路图。参照图5，RTC电路10包括电阻元件43、45、检测短路电流的检测电路42、二极管44以及晶体管46。
电阻元件43连接于半导体开关元件9的传感单元41与提供基准电位Gnd的节点之间。电阻元件43被用作用于检测传感电流Is的电流传感电阻。
二极管44、电阻元件45以及晶体管46以按照该排列顺序使二极管44的极性成为正向的方式，在栅极布线8与提供基准电位Gnd的节点之间串联地连接。晶体管46例如既可以是MOSFET也可以是双极性晶体管。在图4中，例示晶体管46是NPN型的双极性晶体管的情况。晶体管46的控制电极(栅极或者基极)与检测电路42连接。
检测电路42检测电阻元件43的两端之间的电压，判定检测到的电压是否超过阈值。检测电路42在电阻元件43的电压超过阈值的情况下，将晶体管46从断开状态切换为接通状态。由此，经由二极管44、电阻元件45以及晶体管46，流过栅极电流Ig。
此外，半导体开关元件9的栅极端子40经由接通状态的晶体管2与正电源6连接。因此，RTC电路10即使能够通过紧急地下拉半导体开关元件9的栅极端子40的电位来限制在半导体开关元件9中流过的短路电流，也无法使半导体开关元件9完全地断开。
再次参照图4，动作监视电路11通过监视在栅极电阻12中流过的栅极电流来探测RTC电路10的动作。具体而言，动作监视电路11在半导体开关元件9是接通时，检测栅极电阻12的两端之间的电位差。
如图4所示，动作监视电路11包括差电压电路20和PNP型的双极性晶体管(PNP晶体管)13。
差电压电路20取出并输出栅极电阻12的两端的电位差。换言之，栅极电阻12的两端的电位中的同相分量被去除，仅取出差动分量。由差电压电路20取出的差动分量的绝对值被输出到PNP晶体管13的发射极端子与基极端子之间。PNP晶体管13的发射极端子与正电源6连接，所以结果，差电压电路20能够将与栅极电阻12的两端的电位差成比例的电位和正电源6的电位的电位差、或者与该电位差成比例的电压，输出到PNP晶体管13的发射极端子与基极端子之间。
在动作监视电路11中，还设置有电阻元件14。电阻元件14连接于PNP晶体管13的基极端子与发射极端子之间。另外，PNP晶体管13的集电极端子与切断电路16以及紧急停止电路17连接。
根据上述动作监视电路11的电路结构，通过电阻元件14，基极电位被上拉到发射极电位(即正电源6的电位+Vs)，所以PNP晶体管13在通常时是断开状态。在半导体开关元件9中产生短路而RTC电路10动作时，半导体开关元件9的栅极电位被强制地下拉，所以栅极电流增加。该增加的栅极电流增大栅极电阻12的两端之间的电位差。由此，差电压电路20的输出电压增加，所以PNP晶体管13的基极和发射极之间的电位差也变大，作为结果，PNP晶体管13成为接通状态。在PNP晶体管13成为接通时，正电源6的电位Vs经由PNP晶体管13的集电极端子15被输入到切断电路16和紧急停止电路17。
如上所述，PNP晶体管13的发射极端子与正电源6连接，未与栅极电阻12的一端连接。在该点，图4的动作监视电路11与图1的动作监视电路111不同。因此，与图1的情况不同，即使在半导体开关元件9成为断开状态的情况下，动作监视电路11的整体的电位也不会降低至作为负电源7的电位的-Vs。因此，在半导体开关元件9的导通以及关断时在动作监视电路11中不发生寄生电容的充放电，在动作中不产生延迟。另外，动作监视电路11的电位不变动，所以在PNP晶体管13的集电极端子侧，不需要如图1所示的二极管118。
切断电路16在从动作监视电路11接受到正电压+Vs的信号时，进行驱动信号DS的切断。例如，切断电路16将连接驱动电路1的输出节点和栅极驱动器27的输入节点的布线的电位，固定为作为负电源7的电位的-Vs。
紧急停止电路17在从动作监视电路11接受到正电压+Vs的信号时，以使驱动信号DS的逻辑电平固定为低电平(L电平)的方式，控制驱动电路1。
[差电压电路的结构]
以下，更详细地说明差电压电路20的结构。如图4所示，差电压电路20包括第1差动放大器21和第2差动放大器22。差动放大器21、22各自具有作为2个输入端子的正侧输入端子以及负侧输入端子，将该端子之间的电位差作为绝对值从输出端子Out输出。
差动放大器21的正侧输入端子(还被称为高电位侧输入端子VinH)与栅极电阻12和栅极驱动器27的连接节点连接。差动放大器21的负侧输入端子(还被称为低电位侧输入端子VinL)与栅极电阻12和半导体开关元件9的栅极端子40的连接节点连接。差动放大器21的输出端子Out与差动放大器22的负侧输入端子连接。差动放大器22的正侧输入端子与正电源6连接。差动放大器22的输出端子Out与PNP晶体管13的基极端子连接。
图6是示出图4的差动放大器的详细的结构的一个例子的电路图。如图5所示，图4的差动放大器21、22各自能够使用运算放大器OPA和电阻元件R1、R2、R3、R4来构成。
如图6所示，运算放大器OPA的正侧输入端子与高电位侧输入端子VinH经由电阻元件R3连接，与参照端子Ref经由电阻元件R4连接。运算放大器OPA的负侧输入端子与低电位侧输入端子VinL经由电阻元件R1连接，与运算放大器OPA的输出端子经由电阻元件R2连接。运算放大器OPA的输出端子与差动放大器的输出端子Out连接。
在此，将电阻元件R1、R2、R3、R4的电阻值设为R1、R2、R3、R4，设为R1＝R3并且R2＝R4。进而，将高电位侧输入端子VinH、低电位侧输入端子VinL、输出端子Out以及参照端子Ref的电位分别设为VinH、VinL、Out、Ref。由此，下式成立。
Out＝(VinH-VinL)×R2/R1+Ref…(1)
特别地，如果设为R1＝R2＝R3＝R4，则差动放大器的输出端子Out的电位等于对从高电位侧输入端子VinH的电位减去低电位侧输入端子VinL的电位而得到的结果加上参照端子Ref的电位而得到的值。
[动作监视电路的动作]
接下来，说明动作监视电路11的动作。
图7是将图4的差电压电路和其周边部取出而示出的电路图。在图7中，对构成差电压电路20的差动放大器21、22的输入侧以及输出侧的各部附加参照符号。
图8是示出图7的各部中的电压波形的图。具体而言，图8(A)的图形示出差动放大器21的正侧输入电位26A、差动放大器21的负侧输入电位26B以及差动放大器21的输出电位26D。差动放大器21的正侧输入电位26A等于栅极驱动器27的输出节点50的电位。差动放大器21的负侧输入电位26B等于半导体开关元件9的栅极电位。
图8(B)的图形示出差动放大器22的正侧输入电位26E、差动放大器22的输出电位26F以及PNP晶体管13的栅极和发射极之间的电位差26G。差动放大器22的正侧输入电位26E等于作为正电源6的电位的+Vs。
参照图7以及图8，在图8的时刻t0中晶体管2导通。在半导体开关元件9中发生短路的情况下，RTC电路10在时刻t1动作，半导体开关元件9的栅极电位、即差动放大器21的负侧输入电位26B由于RTC电路10被强制地下拉。从差动放大器21的正侧输入电位26A减去负侧输入电位26B而得到的差电压等于差动放大器21的输出电位26D(将差动放大器21的放大率设为1)。
该差动放大器21的输出电位26D被输入到差动放大器22的低电位侧输入端子VinL。从作为正电源6的电位的+Vs、即差动放大器22的正侧输入电位26E减去差动放大器21的输出电位26D而得到的差电压等于差动放大器22的输出电位26F(将差动放大器22的放大率设为1)。
因此，作为PNP晶体管13的基极和发射极间电压的电位差26G是从差动放大器22的输出电位26F减去正电源6的电位Vs(等于26E)而得到的结果。该电位差26G在RTC电路10动作时被下拉到负，PNP晶体管13接通。由此，进行利用图4的切断电路16以及紧急停止电路17的保护动作。该保护动作由于无动作监视电路11的寄生电容的充放电而不会产生延迟。
另外，图7的差电压电路20的结构是以使差动放大器21、22各自的参照端子Ref的电位成为0V的方式研究的结构，保证电压输出的高精度的动作。
[差电压电路的其他结构例]
在保护速度有富余，能够使差动放大器21的参照端子Ref的电位成为高电压的情况下，能够将构成差电压电路20的差动放大器削减为1个。
图9是示出图7的差电压电路的变形例的结构的电路图。图9的差电压电路20A在仅包括差动放大器21而不包括差动放大器22的点，与图7的差电压电路20不同。
进而，在图9的差电压电路20A中，差动放大器21的正侧输入端子、负侧输入端子以及参照端子Ref的连接与图7的差电压电路20的情况不同。具体而言，在图9的差电压电路20A的情况下，差动放大器21的正侧输入端子与栅极电阻12和半导体开关元件9的栅极端子40的连接节点连接。差动放大器21的负侧输入端子与栅极电阻12和栅极驱动器27的连接节点连接。这些连接关系与图7的情况相逆。进而，差动放大器21的参照端子Ref与正电源6连接。
通过上述结构，能够将差动放大器21的输出端子Out与PNP晶体管13的栅极连接，所以不需要差动放大器22，能够削减差动放大器22的成本。图9的其他点与图7相同，所以对同一或者相当的部分附加同一参照符号而不反复说明。接下来，说明图9的差电压电路20A的动作。
图10是示出图9的各部中的电压波形的图。具体而言，图10(A)的图形示出差动放大器21的正侧输入电位26B、差动放大器21的负侧输入电位26A以及它们的电位差(即26B-26A)。差动放大器21的负侧输入电位26A等于栅极驱动器27的输出节点50的电位。差动放大器21的正侧输入电位26B等于半导体开关元件9的栅极电位。
图10(B)的图形示出差动放大器21的输出电位26D以及PNP晶体管13的栅极和发射极之间的电位差26G。
参照图9以及图10，在图10的时刻t0，晶体管2导通。在半导体开关元件9中发生短路的情况下，在时刻t1，RTC电路10动作，半导体开关元件9的栅极电位、即差动放大器21的正侧输入电位26B通过RTC电路10被强制地下拉。将对从差动放大器21的正侧输入电位26B减去负侧输入电位26A而得到的差电压(图10(A)的虚线所示)加上作为差动放大器21的参照端子Ref的电位的+Vs而得到的电压，作为差动放大器21的输出电位26D输出(将差动放大器21的放大率设为1)。
因此，作为PNP晶体管13的基极和发射极间电压的电位差26G是从差动放大器21的输出电位26D减去正电源6的电位Vs(等于26E)而得到的结果。该电位差26G在RTC电路10动作时被下拉到负，PNP晶体管13接通。由此，进行利用图4的切断电路16以及紧急停止电路17的保护动作。
[效果]
如以上所述，根据实施方式1的短路保护电路，与比较例1的情况不同，在半导体开关元件9的导通时以及关断时不产生动作监视电路11的充放电，所以能够比比较例1的情况更高速地实现保护动作。进而，如在接下来的实施方式2中说明的那样，实施方式1的短路保护电路的结构还能够容易地应用于半导体开关元件9被并联化的情况。
此外，如果实施噪声对策，则也可以代替PNP晶体管13，例如，在动作监视电路11设置比较差动放大器21的输出和参照电压的比较器，将该比较器的输出传递给切断电路16以及紧急停止电路17。
实施方式2.
在实施方式2中，处置为了增加控制的电力而将多个半导体开关元件并联地连接的情况。如在比较例2中说明的那样，在以在驱动并联连接的半导体开关元件的情况下使驱动速度不降低的方式使栅极电阻减少时，成为半导体开关元件的短路故障的探测的延迟的原因。为了避免该问题，与图3的情况不同，在实施方式2中，栅极电阻设置于栅极驱动器27与各半导体开关元件之间。因此，实施方式2是将实施方式1扩展而得到的。
以下，以与实施方式1不同的点为中心进行说明。有时对与实施方式1共同的部分附加同一参照符号而不反复说明。
[包括短路保护电路的半导体系统的整体结构]
图11是示出应用实施方式2所涉及的短路保护电路的半导体系统的结构的电路图。在图11中，为了简化而处置并联连接的2个半导体开关元件9、9B的情况，但即便是并联地连接更多的半导体开关元件的情况也能够同样地处置。
半导体开关元件9、9B与实施方式1的情况同样地，是自消弧型的半导体开关元件，通过共同的驱动电路1驱动控制。从驱动电路1输出的驱动信号DS被输入到共同的栅极驱动器27。因此，半导体开关元件9、9B通过从栅极驱动器27接受共同的驱动电压(即作为正电源6的电位的+Vs以及作为负电源7的电位的-Vs)而同时被驱动。栅极驱动器27的具体的结构例与图4的情况相同，所以不反复说明。
在栅极驱动器27的输出节点50与半导体开关元件9的栅极端子40之间连接栅极电阻12，在栅极驱动器27的输出节点50与半导体开关元件9B的栅极端子40B之间连接栅极电阻12B。即，从栅极驱动器27的输出节点50延伸的栅极布线在分支点52分支，在半导体开关元件9用的栅极布线8设置栅极电阻12，在半导体开关元件9B用的栅极布线8B设置栅极电阻12B。因此，针对半导体开关元件9、9B的每个，分别设置有栅极电阻12、12B。
短路保护电路具备用于半导体开关元件9的RTC电路10、用于半导体开关元件9B的RTC电路10B、动作监视电路11、切断电路16、紧急停止电路17、上述栅极电阻12、12B以及二极管19、19B。动作监视电路11、切断电路16以及紧急停止电路17针对半导体开关元件9、9B共同地设置。
RTC电路10与半导体开关元件9的传感单元连接，在判定在传感单元中流过的电流的大小而判断为是过电流的情况下以下拉半导体开关元件9的栅极电压的方式动作。同样地，RTC电路10B与半导体开关元件9B的传感单元连接，在判定在传感单元中流过的电流的大小而判断为是过电流的情况下以下拉半导体开关元件9B的栅极电压的方式动作。RTC电路10、10B的结构例与实施方式1的情况相同，所以不反复说明。
动作监视电路11通过监视在栅极电阻12中流过的栅极电流来探测RTC电路10的动作，并且通过监视在栅极电阻12B中流过的栅极电流来探测RTC电路10B的动作。具体而言，动作监视电路11检测在半导体开关元件9是接通时在栅极电阻12产生的电压，并且检测在半导体开关元件9B是接通时在栅极电阻12B产生的电压。
动作监视电路11的具体的结构例与实施方式1的情况相同。具体地，如在图4以及图7中说明的那样，动作监视电路11包括差电压电路20、PNP晶体管13以及电阻元件14。进而，差电压电路20包括差动放大器21、22。
动作监视电路11和栅极电阻12、12B的连接关系与实施方式1的图4以及图7的情况不同。在图11的情况下，为了能够通过动作监视电路11同时监视在栅极电阻12、12B的各个产生的电压，设置有二极管19、19B。具体而言，二极管19的阴极端子与栅极电阻12和半导体开关元件9的栅极端子40之间的连接节点51连接。二极管19B的阴极端子与栅极电阻12B和半导体开关元件9B的栅极端子40B之间的连接节点51B连接。二极管19的阳极端子和二极管19B的阳极端子经由阳极侧的连接节点53与差动放大器21的负侧输入端子连接。另外，差动放大器21的正侧输入端子连接于栅极驱动器27的输出节点50与栅极布线的分支点52之间。
[关于动作监视电路的动作]
根据上述动作监视电路11和栅极电阻12、12B的连接，不相互造成影响，而能够检测半导体开关元件9、9B各自短路故障的情况。
例如，在由于半导体开关元件9短路故障而RTC电路10动作时，半导体开关元件9的栅极电压降低，所以在栅极电阻12中流过栅极电流。在该情况下，二极管19的阴极侧的连接节点51的电位降低，与其相伴地，二极管19的阳极侧的连接节点53的电位也降低。然而，在半导体开关元件9B未短路故障的情况下，二极管19B的阴极侧的连接节点51B的电位高于阳极侧的连接节点53的电位，所以连接节点53的电位降低被二极管19B阻碍。因此，即使由于半导体开关元件9短路故障而RTC电路10动作，半导体开关元件9B的栅极端子40B的电位也不会降低。
另外，图11的半导体系统的通常时的动作速度以及故障时的保护速度与图4的实施方式1的情况相同。在此，设为图11的栅极电阻12、12B各自的电阻值等于图4的栅极电阻12的电阻值。设为图11的正电源6的电位(+Vs)以及负电源7的电位(-Vs)的大小与图4的情况相同。
首先，说明通常时的动作速度。在图11中在半导体开关元件9、9B的导通时在栅极电阻12、12B中流过的电流与在图4的单一的栅极电阻12中流过的电流相同。其原因为，对并联连接的栅极电阻12、12B的各个，施加与图4的情况相同的正电源6的电位。因此，在如图11所示并联连接半导体开关元件9的情况和如图4所示单一的半导体开关元件9的情况下，动作速度无差异。
接下来，说明利用短路保护电路的故障探测的速度。首先，在任意一方的半导体开关元件9短路故障的情况、例如仅半导体开关元件9短路故障的情况下，仅RTC电路10动作。在该情况下，电位被下拉的栅极端子仅为半导体开关元件9的栅极端子40，半导体开关元件9B的栅极端子40B的电位不被下拉。因此，增加的栅极电流仅在栅极电阻12中流过，使栅极电阻12的两端之间的电位差增大。这样，在图11的情况下，通过利用单一的RTC电路10下拉栅极电压而产生的栅极电流仅在单一的栅极电阻12中流过，所以在栅极电阻12中产生的电压与实施方式1的图4的情况相同。因此，在图11的情况和图4的情况下，动作监视电路11的短路探测能力不产生差异，半导体开关元件的保护速度相同。
接下来，说明两方的半导体开关元件9、9B同时短路故障的情况。在该情况下，RTC电路10、10B的两方都动作，所以通过RTC电路10，半导体开关元件9的栅极端子40的电位被下拉，通过RTC电路10B，半导体开关元件9B的栅极端子40B的电位被下拉。由此，栅极电阻12、12B各自的两端的电位差增大，所以在栅极电阻12、12B的各个产生的电压与实施方式1的图4的情况相同。因此，在图11的情况和图4的情况下，动作监视电路11的短路探测能力不产生差异，半导体开关元件的保护速度相同。
[差电压电路的变形例]
也可以如在图9中说明的那样，代替差电压电路20而设置仅包括差动放大器21的差电压电路20A。以下，说明该情况的连接。
图12是示出图11的差电压电路的变形例的结构的电路图。图12的差电压电路20A在仅包括差动放大器21而不包括差动放大器22的点，与图11的差电压电路20不同。
进而，在图12的差电压电路20A中，差动放大器21的正侧输入端子、负侧输入端子以及参照端子Ref的连接与图11的差电压电路20的情况不同。具体而言，在图12的差电压电路20A的情况下，差动放大器21的正侧输入端子与二极管19、19B的阳极侧的连接节点53连接。差动放大器21的负侧输入端子连接于栅极驱动器27的输出节点50与栅极布线的分支点52之间。这些连接关系与图11的情况相逆。进而，差动放大器21的参照端子Ref与正电源6连接。
通过上述结构，能够将差动放大器21的输出端子Out与PNP晶体管13的栅极连接，所以不需要差动放大器22，能够削减差动放大器22的成本。图12的其他点与图11相同，所以对同一或者相当的部分附加同一参照符号而不反复说明。
另外，关于图12的差电压电路20A的动作，在栅极电阻12、12B中的任意一方产生的电压被输入到差动放大器21的正侧输入端子的点有差异，但其他点与在图10中说明的点相同。因此，不反复详细的说明。
[效果]
这样，根据具备实施方式2的短路保护电路的半导体系统，在将多个半导体开关元件并联地连接而驱动的情况下，不论是在仅一部分的元件短路的情况、还是在全部的元件同时短路的情况下，都能够无迟滞而高速地保护半导体开关元件。
实施方式3.
图13是示出具备实施方式3所涉及的短路保护电路的半导体系统的结构的电路图。实施方式3的短路保护电路构成为半导体开关元件9、9B的栅极电阻12、12B的电阻值在导通时和关断时成为不同的值。因此，实施方式3的短路保护电路除了栅极电阻12、12B以外还具备栅极电阻23、23B。
具体地，参照图13，在栅极驱动器27的输出节点50与半导体开关元件9的栅极端子40之间，并联地设置导通用的栅极电阻12和关断用的栅极电阻23。与栅极电阻12串联地，以使半导体开关元件9的栅极端子40成为阴极侧的方式连接二极管24。另外，与栅极电阻23串联地，以使半导体开关元件9的栅极端子40成为阳极侧的方式连接二极管25。
同样地，在栅极驱动器27的输出节点50与半导体开关元件9B的栅极端子40B之间，并联地设置导通用的栅极电阻12B和关断用的栅极电阻23B。与栅极电阻12B串联地，以使半导体开关元件9B的栅极端子40B成为阴极侧的方式连接二极管24B。另外，与栅极电阻23B串联地，以使半导体开关元件9B的栅极端子40B成为阳极侧的方式连接二极管25B。
在导通时，通过二极管25、25B阻止电流，所以仅在栅极电阻12、12B中流过电流。在关断时，通过二极管24、24B阻止电流，所以仅在栅极电阻23、23B中流过电流。
通过上述结构，能够单独地控制半导体开关元件9、9B的驱动时的导通速度和关断速度。即，能够在调整半导体开关元件的开关损耗和浪涌电压的折中的同时，在导通和关断中单独地选择最佳的开关速度。由此，实现装置的小型化、低功耗化。
图13的其他点与图11的情况相同，所以对同一或者相当的部分附加同一参照符号而不反复说明。另外，在图12中说明的差电压电路20的变形例的电路也能够应用于图13的情况。
实施方式4.
在实施方式4中，也说明变更栅极电阻的结构的例子。实施方式4的短路保护电路除了栅极电阻12、12B以外还具备栅极电阻5。
图14是示出具备实施方式4所涉及的短路保护电路的半导体系统的结构的电路图。以下，说明图14的半导体系统的特征。
(i)图14的半导体系统在栅极驱动器27具有2个输出节点55、55B的点，与图11以及图13的半导体系统不同。输出节点55经由晶体管2与正电源6连接。输出节点55B经由晶体管3与负电源7连接。
(ii)图14的半导体系统在输出节点55B与负电源7之间与晶体管3串联地设置关断用的栅极电阻5的点，与图11以及图13的半导体系统不同。栅极电阻5构成为根据半导体开关元件9、9B的并联数而被并联化，其大小变小。由此，在半导体开关元件9、9B的关断时，通过共同的栅极电阻5，决定关断速度，所以具有不会受到栅极电阻的电阻值的偏差所致的影响这样的优点。
相对于此，在图13的实施方式3中，针对半导体开关元件9、9B的各个，设置有关断用栅极电阻23、23B，所以存在在栅极电阻的大小中有制造条件所致的偏差时在关断速度中也产生偏差这样的缺点。根据图14的实施方式4，不发生这样的偏差。由此，能够使关断速度均匀化，防止电流失衡的发生，防止元件的发热不均匀所致的温度差的发生、疲劳破坏。
(iii)在图14的半导体系统中，栅极驱动器27的输出节点55(即晶体管2的源极端子)经由导通用的栅极电阻12与半导体开关元件9的栅极端子40连接，经由导通用的栅极电阻12B与半导体开关元件9B的栅极端子40B连接。通过该结构，不需要与导通用的栅极电阻12、12B分别串联地连接的二极管。其意味着，能够将导通用栅极电阻12、12B的电阻值维持得较大。
在更详细说明时，在图13的实施方式3的情况下，与导通用的栅极电阻12、12B串联地，分别连接电流方向限制用的二极管24、24B。因此，为了不改变导通时的开关速度，必须减小导通用的栅极电阻12、12B的电阻值。其原因为，二极管的过渡的正向电压下降发挥与栅极电阻同样的效果，所以需要相应地预先减小栅极电阻的电阻值。但是，稳定状态下的二极管的正向电压下降比过渡性的情形小，所以在半导体开关元件9、9B的导通动作结束之后RTC电路10或者10B动作而下拉半导体开关元件9或者9B的栅极电压的情况下，输入到动作监视电路的电位差实质上比过渡状态的情况小。由此，导致保护动作的延迟。相对于此，在图14的实施方式4的情况下，未设置电流方向限制用的二极管24、24B，所以无需减小导通用的栅极电阻12、12B的电阻值。因此，不发生保护动作的延迟。
此外，在图14的情况下，构成差电压电路20的差动放大器21的正侧输入端子连接于栅极电阻12、12B被共同地连接的连接节点54与栅极驱动器27的输出节点55之间。
(iv)在图14的半导体系统中，在栅极驱动器27的输出节点55B与半导体开关元件9的栅极端子40之间，以使栅极端子40成为阳极侧的方式设置二极管25。进而，在栅极驱动器27的输出节点55B与半导体开关元件9B的栅极端子40B之间，以使栅极端子40B成为阳极侧的方式设置二极管25B。
该二极管25、25B并非以控制开关时的电流方向为目的，而是用于使得在仅RTC电路10、10B的一方动作而对应的一方的栅极端子的电位被下拉的情况下其影响不波及到另一方的栅极端子。
图14的其他点与图11的情况相同，所以对同一或者相当的部分附加同一参照符号而不反复说明。另外，在图12中说明的动作监视电路11的差电压电路20的变形例的电路也能够应用于图14的情况。
这样，根据实施方式4的半导体系统，能够高速并且高精度地实现半导体开关元件的短路保护。在该情况下，不论是在并联连接的半导体开关元件中的仅一部分的半导体开关元件短路的情况、还是在全部的半导体开关元件同时短路的情况下，都能够无延迟地实现短路保护。进而，根据实施方式4的半导体系统，能够抑制关断时的电流失衡而使发热均匀化。
实施方式5.
图15是示出具备实施方式5所涉及的短路保护电路的半导体系统的结构的电路图。
图15的半导体系统在正电源6与栅极驱动器27的输出节点55之间与晶体管2串联地还设置导通用的栅极电阻4的点，与图14的半导体系统不同。即，在图15的半导体系统中，导通用的栅极电阻被分割，一部分作为栅极电阻12、12B与半导体开关元件9、9B的栅极端子40、40B连接，剩余的一部分作为栅极电阻4与栅极驱动器的正电源6连接。
上述理由在于，在短路保护电路的速度有充分的富余的情况下，通过以在半导体开关元件9、9B中共用的方式汇集导通用的栅极电阻的一部分，减小栅极电阻的值的偏差的影响。通过汇集的栅极电阻4，偏差被均匀化，并且对所有半导体开关元件共同地发挥作用，所以不会成为电流失衡的原因。由此，将栅极电阻12、12B的大小抑制为必要最小限的值，将在导通的开关时产生的电流失衡抑制为最小限。
图15的其他点与图14的情况相同，所以对同一或者相当的部分附加同一参照符号而不反复说明。另外，在图12中说明的差电压电路20的变形例的电路也能够应用于图15的情况。
这样，根据实施方式5的半导体系统，除了实施方式4的效果以外，导通时的电流失衡也能够抑制为最小限。
应认为本次公开的实施方式在所有点仅为例示而不限定于此。本发明的范围并非由上述说明而由权利要求书表示，意图包括与权利要求书均等的意义以及范围内的所有变更。

Claims (10)

1.一种半导体开关元件的短路保护电路，其中，
由所述短路保护电路保护的第1半导体开关元件具有第1栅极端子，通过从栅极驱动器的第1输出节点对所述第1栅极端子供给第1电源的电位而第1半导体开关元件导通，
所述短路保护电路具备：
第1栅极电阻，连接于所述栅极驱动器的所述第1输出节点与所述第1栅极端子之间；
第1实时控制电路，在检测到在所述第1半导体开关元件中流过短路电流的情况下，以使所述第1栅极端子的电位减小的方式动作；以及
动作监视电路，
所述动作监视电路包括差电压电路，该差电压电路构成为输出与所述第1栅极电阻的两端的电位差成比例的电位和所述第1电源的电位的电位差，所述动作监视电路根据所述差电压电路的输出，监视所述第1实时控制电路是否动作。
2.根据权利要求1所述的半导体开关元件的短路保护电路，其中，
由所述短路保护电路保护的第2半导体开关元件具有第2栅极端子，通过从所述栅极驱动器的所述第1输出节点对所述第2栅极端子供给所述第1电源的电位而第2半导体开关元件导通，
所述短路保护电路还具备：
第2栅极电阻，连接于所述栅极驱动器的所述第1输出节点与所述第2栅极端子之间；以及
第2实时控制电路，在检测到在所述第2半导体开关元件中流过短路电流的情况下，以使所述第2栅极端子的电位减小的方式动作，
所述差电压电路构成为还输出与所述第2栅极电阻的两端的电位差成比例的电位和所述第1电源的电位的电位差。
3.根据权利要求2所述的半导体开关元件的短路保护电路，其中，
所述短路保护电路还具备：
第1二极管，以使所述第1栅极端子成为阴极侧的方式与所述第1栅极端子连接；
第2二极管，以使所述第2栅极端子成为阴极侧的方式与所述第2栅极端子连接；以及
连接节点，所述第1二极管的阳极和所述第2二极管的阳极共同地连接，
所述差电压电路构成为将与所述栅极驱动器的所述第1输出节点和所述连接节点的电位差成比例的电压作为与所述第1电源的电位差而输出。
4.根据权利要求3所述的半导体开关元件的短路保护电路，其中，
所述差电压电路包括：
第1差动放大器，具有与所述栅极驱动器的第1输出节点连接的正侧输入端子、与所述连接节点连接的负侧输入端子及输出从所述正侧输入端子的电位减去所述负侧输入端子的电位而得到的电位差的输出端子；以及
第2差动放大器，具有与所述第1电源连接的正侧输入端子、与所述第1差动放大器的所述输出端子连接的负侧输入端子及输出从所述正侧输入端子的电位减去所述负侧输入端子的电位而得到的电位差的恒数倍的输出端子，
所述动作监视电路根据所述第2差动放大器的所述输出端子的电位，监视所述第1实时控制电路是否动作。
5.根据权利要求4所述的半导体开关元件的短路保护电路，其中，
所述动作监视电路还包括PNP晶体管，该PNP晶体管具有与所述第2差动放大器的所述输出端子连接的基极端子和与所述第1电源连接的发射极端子，
从所述PNP晶体管的集电极端子输出表示所述第1实时控制电路及所述第2实时控制电路是否为动作状态的信号。
6.根据权利要求3所述的半导体开关元件的短路保护电路，其中，
所述差电压电路包括第1差动放大器，该第1差动放大器具有与所述栅极驱动器的第1输出节点连接的负侧输入端子、与所述连接节点连接的正侧输入端子、与所述第1电源连接的参照端子以及输出对从所述正侧输入端子的电位减去所述负侧输入端子的电位而得到的电位差的恒数倍加上所述参照端子的电位而得到的电位的输出端子，
所述动作监视电路根据所述第1差动放大器的所述输出端子的电位，监视所述第1实时控制电路是否动作。
7.根据权利要求6所述的半导体开关元件的短路保护电路，其中，
所述动作监视电路还包括PNP晶体管，该PNP晶体管具有与所述第1差动放大器的所述输出端子连接的基极端子和与所述第1电源连接的发射极端子，
从所述PNP晶体管的集电极端子输出表示所述第1实时控制电路及所述第2实时控制电路是否为动作状态的信号。
8.根据权利要求2～7中的任意一项所述的半导体开关元件的短路保护电路，其中，
所述短路保护电路还具备：
第3栅极电阻，与所述第1栅极电阻并联地连接在所述栅极驱动器的所述第1输出节点与所述第1栅极端子之间；
第4栅极电阻，与所述第2栅极电阻并联地连接在所述栅极驱动器的所述第1输出节点与所述第2栅极端子之间；
第3二极管，以使所述第1栅极端子成为阴极侧的方式与所述第1栅极电阻串联地连接在所述栅极驱动器的所述第1输出节点与所述第1栅极端子之间；
第4二极管，以使所述第1栅极端子成为阳极侧的方式与所述第3栅极电阻串联地连接在所述栅极驱动器的所述第1输出节点与所述第1栅极端子之间；
第5二极管，以使所述第2栅极端子成为阴极侧的方式与所述第2栅极电阻串联地连接在所述栅极驱动器的所述第1输出节点与所述第2栅极端子之间；以及
第6二极管，以使所述第2栅极端子成为阳极侧的方式与所述第4栅极电阻串联地连接在所述栅极驱动器的所述第1输出节点与所述第2栅极端子之间。
9.根据权利要求2～7中的任意一项所述的半导体开关元件的短路保护电路，其中，
所述栅极驱动器包括：
所述第1输出节点；
第1晶体管，连接于所述第1输出节点与所述第1电源之间；
第2输出节点，与所述第1输出节点不同；以及
第2晶体管，连接于所述第2输出节点与第2电源之间，
所述短路保护电路还具备：
第5栅极电阻，与所述第2晶体管串联地连接在所述第2输出节点与所述第2电源之间；
第7二极管，以使所述第1栅极端子成为阳极侧的方式连接在所述第1栅极端子与所述第2输出节点之间；以及
第8二极管，以使所述第2栅极端子成为阳极侧的方式连接在所述第2栅极端子与所述第2输出节点之间。
10.根据权利要求9所述的半导体开关元件的短路保护电路，其中，
所述短路保护电路还具备第6栅极电阻，该第6栅极电阻与所述第1晶体管串联地连接在所述第1输出节点与所述第1电源之间。
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