CN111953331A - 半导体装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供半导体装置，即使将功率半导体元件导通控制时的控制信号的电压因噪声混入而急剧下降，也能够可靠地维持导通控制。设定功率半导体元件的阈值的阈值设定部构成为，通过二极管向电阻与切断信号生成部的电源端子之间的连接部供给蓄积于功率半导体元件的栅极电容的电荷，电阻将输入到输入端子的控制信号Vin的电压降低为电压信号Vs，切断信号生成部将电压信号Vs作为动作电源。即使控制信号Vin的电压在功率半导体元件的导通控制中急剧下降，电压信号Vs也接受蓄积于功率半导体元件的栅极电容的电荷的供给，由此避免电压下降，防止切断信号生成部的误动作。

Description

半导体装置

技术领域

本发明涉及半导体装置。

背景技术

在汽车的内燃机的点火系统中，使用半导体装置作为控制对点火线圈的通电及切断的点火器。已知这样的半导体装置具备处理大电力的功率半导体元件以及具有用于使该功率半导体元件可靠地开关的功能的集成电路(例如，参照专利文献1)。以下，对基于该专利文献1所记载的半导体装置而构成的以往的半导体装置进行说明。

图8是表示使用以往的半导体装置的点火系统的构成例的电路图，图9是表示使用以往的半导体装置的点火系统的动作例的时序图，图9的(A)表示正常动作时的动作例，图9的(B)表示混入噪声时的动作例。

搭载于汽车的内燃机的点火系统具备半导体装置100、点火线圈110、火花塞120、电池130、发动机控制单元(ECU：Engine Control Unit)140。半导体装置100具有被输入来自发动机控制单元140的控制信号Vin的输入端子101、连接于点火线圈110的初级线圈111的一个端子的输出端子102、以及连接于电池130的负极端子的接地端子103。点火线圈110的初级线圈111的另一端子连接于电池130的正极端子。点火线圈110的次级线圈112的一个端子连接于火花塞120的一个电极，火花塞120的另一电极被接地。点火线圈110的次级线圈112的另一端子连接于电池130的正极端子。应予说明，电池130的负极端子成为该点火系统的基准电位。

半导体装置100具备功率半导体元件104、电阻105、阈值设定部106、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应管)107。功率半导体元件104在该例中使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)。功率半导体元件104的集电极端子连接于半导体装置100的输出端子102，功率半导体元件104的发射极端子连接于半导体装置100的接地端子103。功率半导体元件104的栅极端子连接于电阻105的一个端子，电阻105的另一端子连接于半导体装置100的输入端子101。

阈值设定部106具有电阻106a、电容器106b、切断信号生成部106c。电阻106a的一个端子连接于半导体装置100的输入端子101，电阻106a的另一端子连接于电容器106b的一个端子，电容器106b的另一端子连接于半导体装置100的接地端子103。电阻106a和电容器106b构成低通滤波器，电阻106a及电容器106b的连接端子连接于切断信号生成部106c的电源端子。切断信号生成部106c的输出端子连接于MOSFET107的栅极端子，切断信号生成部106c的接地端子连接于半导体装置100的接地端子103。MOSFET107的漏极端子连接于功率半导体元件104的栅极端子，MOSFET107的源极端子连接于半导体装置100的接地端子103。

接着，参照图9的(A)所示的时序图，对发动机控制单元140输出控制信号Vin时的点火系统的动作进行说明。应予说明，图9的(A)中从上侧起依次表示控制信号Vin、作为切断信号生成部106c的电源的电压信号Vs、功率半导体元件104的栅极电压Vg及集电极电流Ic、以及火花塞120的电压Vp的变化。

首先，在控制信号Vin输出基准电位的关断信号时，施加于功率半导体元件104的栅极端子的栅极电压Vg也是关断信号，所以功率半导体元件104处于关断状态。此时，功率半导体元件104的集电极电流Ic未流通。另外，火花塞120的电压Vp维持在电池130的电压。

如果在时刻t0向半导体装置100的输入端子101输入导通信号的控制信号Vin，则该导通信号首先作为电源电压而输入到阈值设定部106。在阈值设定部106中，控制信号Vin经由由电阻106a和电容器106b构成的低通滤波器而变为切断信号生成部106c的电压信号Vs。切断信号生成部106c在电压信号Vs上升时直到达到预定的阈值Vthin为止，输出导通信号的切断信号而使MOSFET107处于导通状态，并将功率半导体元件104的栅极电压Vg下拉至基准电位。

如果在时刻t1电压信号Vs达到预定的阈值Vthin，则MOSFET107变为关断状态。此时，功率半导体元件104的栅极电压Vg变为比使功率半导体元件104导通的阈值更高的电压，从而在MOSFET107变为关断状态的时刻，功率半导体元件104变为导通状态。

如果功率半导体元件104变为导通状态，则在点火线圈110的初级线圈111开始流通有电流，因此，功率半导体元件104的集电极电流Ic逐渐增加。如果在时刻t2功率半导体元件104的集电极电流Ic饱和，则集电极电流Ic维持恒定的值。

如果在时刻t3控制信号Vin变为关断信号，则阈值设定部106的切断信号生成部106c判断控制信号Vin下降。即，如果电压信号Vs下降到预定的阈值Vthin，则切断信号生成部106c输出导通信号的切断信号而使MOSFET107处于导通状态，将功率半导体元件104的栅极电压Vg下拉到基准电位。由此，功率半导体元件104由于变为关断状态，所以集电极电流Ic被切断。如果在点火线圈110的初级线圈111流通的电流被切断，则磁场发生变化，因自感作用而在初级线圈111产生电压，并因互感而在次级线圈112产生高电压。该高电压被供给到火花塞120，通过该电压Vp而在火花塞120的间隙之间产生放电而产生火花。

在汽车中，设置与内燃机的气缸数对应的数量的用作点火器的半导体装置100，并在分别产生火花时，会产生噪声。另外，在汽车中，搭载有大量的电气设备，这些电气设备也成为噪声的发生源。特别是，在该半导体装置100中，谋求对噪声的耐性，如果受到噪声的影响而进行误动作，则不仅不能获得适当的点火时期，而且有可能使内燃机损坏。

图9的(B)示例了在功率半导体元件104处于导通状态时，在时刻t2a，沿负向受到大的外来噪声(负的浪涌电压)的混入的影响而使控制信号Vin急剧地大幅下降的情况。在这样的情况下，供给到切断信号生成部106c的电压信号Vs也下降，根据情况，有时会下降到比阈值Vthin小，而导致切断信号生成部106c输出切断信号。如果切断信号生成部106c输出切断信号，则MOSFET107变为导通状态，所以功率半导体元件104的栅极电压Vg瞬间被强制性地降低。特别是，在噪声的持续时间长的情况下，会将栅极电压Vg完全下拉到基准电位，导致半导体装置100做出尽管接收到使功率半导体元件104成为导通状态的控制信号Vin，也设为关断状态这样的误动作。即使栅极电压Vg没有达到使功率半导体元件104成为关断状态的电压，也因为栅极电压Vg下降而使集电极电流Ic急剧下降，所以有在点火线圈110的次级线圈112产生负的电压Vp的情况。如果该电压Vp超过放电电压，则会在不是目标的点火时期时，产生放电。

为了防止这样的误动作，只要增大阈值设定部106的低通滤波器的时间常数即可。由此，即使控制信号Vin受到外来噪声混入的影响而急剧下降，也因为电阻106a或电容器106b抑制电压信号Vs的下降，而能够防止误点火这样的误动作。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-284420号公报(第〔0002〕～〔0005〕段，图6)

发明内容

技术问题

但是，虽然为了提高噪声耐量，需要增大低通滤波器的时间常数，但是为了在集成电路中实现大容量的电容器，不得不增大芯片尺寸，存在导致成本提高这样的问题。

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于，提供一种不增大芯片尺寸而使噪声耐性提高的半导体装置。

技术方案

在本发明中，为了解决上述课题，在一个方案中，提供一种半导体装置，其具备：功率半导体元件，其连接在半导体装置的输出端子与接地端子之间，并且根据栅极电位而被控制为导通或关断；阈值设定部，其将供给到半导体装置的输入端子的控制信号作为动作电源，在控制信号的电压低于被设定为功率半导体元件的阈值的预定的电压时，输出切断信号；以及切断电路，其连接在功率半导体元件的栅极端子与接地端子之间，通过接收到切断信号而变为导通状态，从而使功率半导体元件关断。在此，阈值设定部具有供电电路，所述供电电路在控制信号的电压急剧下降时，将蓄积于功率半导体元件的栅极电容的电荷作为辅助电源而给阈值设定部供电。

技术效果

上述构成的半导体装置在功率半导体元件被导通控制时，即使控制信号的电压急剧下降，根据控制信号而生成的阈值设定部的动作电源的电压也能通过蓄积于功率半导体元件的栅极电容的电荷来补充，所以有阈值设定部不会发生误动作这样的优点。

附图说明

图1是表示使用第一实施方式的半导体装置的点火系统的构成例的电路图。

图2是表示切断信号生成部的构成例的电路图。

图3是表示切断信号生成部的输入输出特性的图。

图4是表示使用第一实施方式的半导体装置的点火系统的动作例的时序图，图4的(A)表示正常动作时的动作例，图4的(B)表示噪声混入时的动作例。

图5是表示使用第二实施方式的半导体装置的点火系统的构成例的电路图。

图6是表示使用第三实施方式的半导体装置的点火系统的构成例的电路图。

图7是表示使用第四实施方式的半导体装置的点火系统的构成例的电路图。

图8是表示使用以往的半导体装置的点火系统的构成例的电路图。

图9是表示使用以往的半导体装置的点火系统的动作例的时序图，图9的(A)表示正常动作时的动作例，图9的(B)表示噪声混入时的动作例。

符号说明

10、10a、10b、10c 半导体装置

11 输入端子

12 输出端子

13 接地端子

14 功率半导体元件

15 电阻(栅极电阻)

16 阈值设定部

16a 电阻

16b 切断信号生成部

16c 二极管(供电电路)

16d 电容器

16e MOSFET(供电电路)

17 MOSFET(切断电路)

18 MOSFET(切断电路)

19 电阻

20 点火线圈

21 初级线圈

22 次级线圈

30 火花塞

40 电池

50 发动机控制单元

61 电源端子

62 接地端子

63 输出端子

64、65 电阻(分压电路)

66 反相器

具体实施方式

以下，参照附图，以应用于汽车的内燃机的点火系统所使用的点火器的情况为例对本发明的实施方式进行详细说明。应予说明，在图中，由同一符号示出的部分表示同一构成要素。另外，各实施方式能够在不矛盾的范围内将多个实施方式以部分的方式进行组合来实施。

图1是表示使用第一实施方式的半导体装置的点火系统的构成例的电路图，图2是表示切断信号生成部的构成例的电路图，图3是表示切断信号生成部的输入输出特性的图，图4是表示使用第一实施方式的半导体装置的点火系统的动作例的时序图，图4的(A)表示正常动作时的动作例，图4的(B)表示噪声混入时的动作例。

图1所示例的点火系统具备半导体装置10、点火线圈20、火花塞30、电池40、发动机控制单元50。半导体装置10具有：被输入来自发动机控制单元50的控制信号Vin的输入端子11；与点火线圈20的初级线圈21的一个端子连接的输出端子12；与电池40的负极端子连接的接地端子13。点火线圈20的初级线圈21的另一端子与电池40的正极端子连接，电池40的负极端子与成为该点火系统的基准电位的汽车的底盘连接。点火线圈20的次级线圈22的一个端子与火花塞30的中心电极连接，火花塞30的接地电极与电池40的负极端子连接。点火线圈20的次级线圈22的另一端子与电池40的正极端子连接。

半导体装置10具备功率半导体元件14、电阻(栅极电阻)15、阈值设定部16、MOSFET(切断电路)17。在此，电阻15、阈值设定部16及MOSFET17被集成电路化。

功率半导体元件14在此使用IGBT，作为一例，具有达到数百伏(V)的耐圧。功率半导体元件14例如是在基板的第1面侧形成有集电极，并且在与第1面相反侧的第2面侧形成有栅电极和发射极的纵型器件。应予说明，功率半导体元件14能够使用纵型结构的功率MOSFET那样的其他电压控制型的功率半导体元件来代替IGBT。

功率半导体元件14的集电极端子连接于半导体装置10的输出端子12，功率半导体元件14的发射极端子连接于半导体装置10的接地端子13。功率半导体元件14的栅极端子连接于电阻15的一个端子，电阻15的另一端子连接于半导体装置10的输入端子11。该电阻15成为在功率半导体元件14的栅极端子与半导体装置10的输入端子11之间产生栅极电压Vg与控制信号Vin的电压的电位差的电位差生成部。由电阻15构成的电位差生成部的电阻值优选为1～10kΩ左右。

阈值设定部16具有降低控制信号Vin的电压的电阻16a、生成切断信号的切断信号生成部16b、构成供电电路的二极管16c。电阻16a的一个端子连接于半导体装置10的输入端子11，电阻16a的另一端子连接于切断信号生成部16b的电源端子。切断信号生成部16b的输出端子连接于n沟道型的MOSFET17的栅极端子，切断信号生成部16b的接地端子连接于半导体装置10的接地端子13。MOSFET17的漏极端子连接于功率半导体元件14的栅极端子，MOSFET17的源极端子连接于半导体装置10的接地端子13。二极管16c的阳极端子连接于功率半导体元件14的栅极端子，二极管16c的阴极端子连接于切断信号生成部16b的电源端子。二极管16c只要是能够进行微安(μA)数量级的供电的二极管即可。

如图2所示，切断信号生成部16b具有电源端子61、接地端子62、输出端子63、构成分压电路的电阻64、65、和反相器66。电源端子61与电阻16a的另一端子和二极管16c的阴极连接，接地端子62连接于半导体装置10的接地端子13，输出端子63连接于MOSFET17的栅极端子。

在切断信号生成部16b中，电源端子61连接于电阻64的一个端子和反相器66的电源端子。电阻64的另一端子连接于电阻65的一个端子和反相器66的输入端子。电阻65的另一端子连接于切断信号生成部16b的接地端子62和反相器66的接地端子。反相器66的输出端子连接于切断信号生成部16b的输出端子63。反相器66将利用电阻16a、和电阻64与电阻65的串联电路对控制信号Vin进行分压而得的电压信号Vs作为动作电源。应予说明，电阻16a的电阻值被设定为，使由电阻16a、和电阻64与电阻65的串联电路之间的分压比而产生的在电阻16a上的电压降(Vin-Vs)小于二极管16c的正向电压。

该切断信号生成部16b具有图3所示的输入输出特性。即，切断信号生成部16b将降低控制信号Vin的电压而得的电压信号Vs作为动作电源。因此，在控制信号Vin瞬间上升的过程中，输出与控制信号Vin大致相同电位的输出电压Vout，直到利用由电阻64、65构成的分压电路对电压信号Vs进行分压而得的电压达到反相器66的阈值Vthin为止。该输出电压Vout起到切断信号的作用，如果超过MOSFET17的阈值，则使MOSFET17处于导通状态，并使功率半导体元件14的栅极电压Vg下降至接地电位附近。由此，功率半导体元件14尽管正被输入导通的控制信号Vin，也不变为导通而处于关断。

在控制信号Vin上升的中途，如果利用电阻64、65对电压信号Vs进行分压而得的电压超过使反相器66关闭的阈值Vthin，则反相器66输出低电位，MOSFET17处于关断状态。在该瞬间，控制信号Vin经由电阻15而施加在功率半导体元件14的栅极端子，所以功率半导体元件14导通而变为导通状态。

接着，在控制信号Vin下降的中途，如果反相器66的输入电压低于其阈值Vthin，则反相器66输出高电位，MOSFET17处于导通状态。在该瞬间，功率半导体元件14的栅极电压Vg下降，所以功率半导体元件14关断而变为非导通状态。

之后，反相器66的输出电压Vout与控制信号Vin的电压对应地下降，如果输出电压Vout低于MOSFET17的阈值，则MOSFET17处于关断状态。

由此，该阈值设定部16不将特性偏差大的功率半导体元件14的阈值用于使功率半导体元件14导通、关断的时刻，而利用特性偏差小的反相器66的阈值Vthin。应予说明，为了容易理解控制信号Vin和输出电压Vout的瞬态变化，图3所示的图放大表示时间轴。

参照图4的(A)和图4的(B)，对使用以上构成的半导体装置10的点火系统的动作进行说明。在图4的(A)和图4的(B)中，横轴表示时间，纵轴表示电压值或电流值，从上起依次表示控制信号Vin、电压信号Vs、功率半导体元件14的栅极电压Vg、功率半导体元件14的集电极电流Ic及火花塞30的电压Vp。

首先，在正常动作时，如图4的(A)所示，在时刻t10，如果从发动机控制单元50供给的控制信号Vin从低电位的0V上升到高电位(例如5V)，则阈值设定部16的电压信号Vs也同样上升。如果对电压信号Vs进行分压而得的电压超过反相器66的阈值Vthin，则切断电路的MOSFET17处于关断状态。由此，功率半导体元件14的栅极电压Vg上升，功率半导体元件14的栅极-发射极间电容(栅极电容)被充电，功率半导体元件14导通。

由此，从电池40经由点火线圈20的初级线圈21向功率半导体元件14流通有集电极电流Ic。应予说明，集电极电流Ic的时间变化dI/dt根据初级线圈21的电感和电池40的供给电压而定，并增加直到成为预先设定的电流值的时刻t11。之后，集电极电流Ic维持恒定。

在时刻t12，如果控制信号Vin从高电位下降至低电位，则功率半导体元件14关断，并且集电极电流Ic急剧减小。由于集电极电流Ic急剧减小，所以初级线圈21的两端电压因自感电动势而急剧增加，在次级线圈22的两端产生达到数十kV程度的感应电动势。该次级线圈22的电压Vp被供给到火花塞30，在火花塞30的间隙之间产生火花。

由此，在控制信号Vin的电压在功率半导体元件的导通控制中没有急剧下降的情况下，因为在栅极电压Vg与电压信号Vs之间不产生超过二极管16c的正向电压的电位差，所以二极管16c不起任何作用。

接着，如图4的(B)所示，对在功率半导体元件14处于导通状态时的时刻t11a，控制信号Vin受负的浪涌电压的影响而急剧(例如，数μ秒)下降的情况进行说明。

在时刻t11a，如果向输入端子11施加负的浪涌电压，则该负的浪涌电压因电阻16a而衰减从而成为电压信号Vs，并被输入到切断信号生成部16b。此时，即使为了使负的浪涌电压衰减而使电压信号Vs衰减，如果输入到切断信号生成部16b的反相器66的电压低于反相器66的阈值Vthin，则MOSFET17变为导通状态，所以栅极电压Vg也会急剧下降。

在即将施加该负的浪涌电压前的集电极电流Ic为Ic＞1/2×gm×(Vga-Vthi)的情况下，集电极电流Ic因负的浪涌电压而急剧减小。在此，Vga是刚产生浪涌电压后的功率半导体元件14的栅极电压，Vthi是功率半导体元件14的阈值，gm是功率半导体元件14的跨导。

如上所述可知，即使控制信号Vin满足功率半导体元件14的导通条件，功率半导体元件14也存在因负的浪涌电压而使集电极电流Ic急剧减小的情况。在该情况下，火花塞30本来在直到时刻t12之前不能点火，但是却在时刻t11a提前误点火。

但是，在该半导体装置10中，在控制信号Vin处于高电位的状态时，即使因负的浪涌电压而使控制信号Vin急剧下降，电压信号Vs也不会低于反相器66的阈值Vthin。即，如果控制信号Vin急剧下降而使控制信号Vin与电压信号Vs之间的电位差大于二极管16c的正向电压，则二极管16c变为导通状态。由此，二极管16c将存储于功率半导体元件14的栅极电容的电荷供给到切断信号生成部16b的电源端子61。由此，将栅极电容的电荷作为控制信号Vin急剧下降的紧急时刻的辅助电源，并由二极管16c向切断信号生成部16b的电源端子61供电，因此抑制电压信号Vs的下降。其结果是，能够防止因负的浪涌电压带来的阈值设定部16的误动作和火花塞30的误点火。

图5是表示使用第二实施方式的半导体装置的点火系统的构成例的电路图。在该图5中，对与图1所示的构成要素相同或者等同的构成要素标注相同的符号而省略其详细的说明。

第二实施方式的半导体装置10a在切断信号生成部16b的电源端子和接地端子连接有电容器16d。由此，电阻16a和电容器16d形成低通滤波器，能够使进入切断信号生成部16b的高频噪声衰减。

追加到阈值设定部16的电容器16d因为是与电阻16a、切断信号生成部16b及二极管16c一起形成，所以具有皮法(pF)数量级的电容值。相对于此，功率半导体元件14的栅极电容具有纳法(nF)数量级的电容值而比电容器16d的电容值大三个数量级左右。因此，在控制信号Vin急剧下降时从功率半导体元件14的栅极电容供给电荷时，向电容器16d的充电急剧地进行，所以电压信号Vs不会在实质上下降。因此，第二实施方式的半导体装置10a进行与第一实施方式的半导体装置10实质上相同的动作。

图6是表示使用第三实施方式的半导体装置的点火系统的构成例的电路图。在该图6中，对与图5所示的构成要素相同或者等同的构成要素标注相同的符号而省略其详细说明。

在第三实施方式的半导体装置10b中，利用n沟道的MOSFET16e来代替第一及第二实施方式的二极管16c从而构成提供栅极电容的电荷的供电电路。即，MOSFET16e的漏极端子连接于功率半导体元件14的栅极端子，MOSFET16e的源极端子连接于切断信号生成部16b的电源端子。并且，MOSFET16e将其栅极端子连接于自身的漏极端子而构成二极管。

在该半导体装置10b中，也在控制信号Vin急剧下降时，将蓄积于功率半导体元件14的栅极电容的电荷经由构成二极管的MOSFET16e而供给到切断信号生成部16b的电源端子。由此，即使控制信号Vin急剧下降，切断信号生成部16b的电源端子处的电压信号Vs也不会下降，所以能够防止反相器66的误动作，进而防止火花塞30的误点火。

另外，该半导体装置10b也可以构成为，与第一实施方式的半导体装置10相同地，不在切断信号生成部16b的电源端子和接地端子连接电容器16d。

图7是表示使用第四实施方式的半导体装置的点火系统的构成例的电路图。在该图7中，对与图5所示的构成要素相同或者等同的构成要素标注相同的符号而省略其详细说明。

在第四实施方式的半导体装置10c中，作为切断功率半导体元件14的电路，而在功率半导体元件14的栅极端子与半导体装置10c的输入端子11之间连接有p沟道型的MOSFET18。即，MOSFET18的漏极端子连接于功率半导体元件14的栅极端子，MOSFET18的源极端子连接于半导体装置10c的输入端子11，MOSFET18的栅极端子连接于切断信号生成部16b的输出端子。由此，该MOSFET18成为在被输入将功率半导体元件14导通的控制信号Vin时，产生栅极电压Vg与控制信号Vin的电压的电位差的电位差生成部。因此，MOSFET18导通动作时的导通电阻的电阻值设为1～10kΩ左右。MOSFET18还接收来自切断信号生成部16b的切断信号而进行关断动作，并将功率半导体元件14关断，所以MOSFET18代替在第一至第三实施方式中作为切断电路而起作用的MOSFET17。

在第四实施方式的半导体装置10c中，还在功率半导体元件14的栅极端子与半导体装置10c的接地端子13之间连接有电阻19。该电阻19用于在MOSFET18从切断信号生成部16b接收到切断信号而进行关断动作时，将功率半导体元件14的栅极端子的电位下拉。

根据该第四实施方式的半导体装置10c，如果被输入关断控制的控制信号Vin，则切断信号生成部16b和MOSFET18变为关断状态，功率半导体元件14的栅极端子被电阻19降低到接地电位附近。

如果被输入导通控制的控制信号Vin而切断信号生成部16b输出低电位的信号，则MOSFET18变为导通状态，功率半导体元件14导通。

在被输入高电位的控制信号Vin时，如果混入负的浪涌电压而使控制信号Vin急剧下降，则蓄积于功率半导体元件14的栅极电容的电荷经由二极管16c而供给到切断信号生成部16b的电源端子。由此，即使控制信号Vin急剧下降，切断信号生成部16b的电源端子处的电压信号Vs也不会下降，所以能够防止反相器66的误动作，进而能够防止火花塞30的误点火。

该半导体装置10c也可以构成为，与第一实施方式的半导体装置10相同地，不在切断信号生成部16b的电源端子和接地端子连接电容器16d。另外，构成供电电路的二极管16c也可以与第三实施方式的半导体装置10b相同地，由MOSFET构成。

Claims (10)

1.一种半导体装置，其特征在于，具备：

功率半导体元件，其连接在半导体装置的输出端子与接地端子之间，并且根据栅极电位而被控制为导通或关断；

阈值设定部，其将供给到半导体装置的输入端子的控制信号作为动作电源，并在所述控制信号的电压低于被设定为所述功率半导体元件的阈值的预定的电压时，输出切断信号；以及

切断电路，其连接在所述功率半导体元件的栅极端子与所述接地端子之间，并通过接收到所述切断信号而变为导通状态，从而使所述功率半导体元件关断，

所述阈值设定部具有供电电路，所述供电电路在所述控制信号的电压急剧下降时，将蓄积于所述功率半导体元件的栅极电容的电荷作为辅助电源而给所述阈值设定部供电。

2.一种半导体装置，其特征在于，具备：

功率半导体元件，其连接在半导体装置的输出端子与接地端子之间，并且根据栅极电位而被控制为导通或关断；

阈值设定部，其将供给到半导体装置的输入端子的控制信号作为动作电源，并在所述控制信号的电压低于被设定为所述功率半导体元件的阈值的预定的电压时，输出切断信号；以及

切断电路，其连接在所述功率半导体元件的栅极端子与所述输入端子之间，并通过接收到所述切断信号而变为关断状态，从而使所述功率半导体元件关断，

所述阈值设定部具有供电电路，所述供电电路在所述控制信号的电压急剧下降时，将蓄积于所述功率半导体元件的栅极电容的电荷作为辅助电源而给所述阈值设定部供电。

3.如权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，

所述阈值设定部具有：电阻，其将所述控制信号的电压降低而使其成为电压信号；以及切断信号生成部，其监视所述电压信号而在所述控制信号低于所述预定的电压时，输出所述切断信号。

4.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，

所述切断信号生成部具有：分压电路，其对所述电压信号进行分压；以及反相器，其将所述电压信号作为电源，并在被所述分压电路进行分压而得的电压低于自身的阈值时，输出高电位，在被所述分压电路进行分压而得的电压为所述自身的阈值以上时，输出低电位。

5.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，

所述供电电路是阳极端子连接于所述功率半导体元件的栅极端子并且阴极端子连接于所述电阻与所述切断信号生成部的电源端子之间的连接部的二极管。

6.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，

所述供电电路是漏极端子和栅极端子连接于所述功率半导体元件的栅极端子并且源极端子连接于所述电阻与所述切断信号生成部的电源端子之间的连接部的n沟道的MOSFET。

7.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，

所述切断电路是漏极端子连接于所述功率半导体元件的栅极端子，源极端子连接于所述接地端子并且栅极端子连接于所述阈值设定部的输出端的n沟道的MOSFET。

8.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，

所述切断电路是漏极端子连接于所述功率半导体元件的栅极端子，源极端子连接于所述输入端子并且栅极端子连接于所述阈值设定部的输出端的p沟道的MOSFET。

9.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，

所述阈值设定部具有电容器，所述电容器连接在所述电阻和所述切断信号生成部的电源端子之间的连接部与所述接地端子。

10.如权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，

所述功率半导体元件是绝缘栅双极型晶体管或纵型MOSFET。

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