DE102019132706A1

DE102019132706A1 - Bewertungsverfahren, schätzverfahren, bewertungsvorrichtung und kombinierte bewertungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102019132706A1
Application number: DE102019132706.7A
Authority: DE
Inventors: Miwako FUJITA; Michio Tamate; Tamiko Asano; Yuhei SUZUKI; Ryu ARAKI
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2019-01-07
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2020-07-23
Also published as: JP7331363B2; JP2020109376A; CN111413555A; US11506701B2; US20200217884A1

Abstract

Das elektromagnetische Rauschen einer Halbleitereinrichtung wird bequem bewertet und das elektromagnetische Rauschen einer Vorrichtung, die mit der Halbleitereinrichtung ausgestattet ist, wird geschätzt. Ein Bewertungsverfahren wird geschaffen, das ein Bewirken, dass eine erste Einrichtung oder eine zweite Einrichtung einer Halbleitereinrichtung einen Schaltvorgang durchführt, wobei die Halbleitereinrichtung die erste Einrichtung und die zweite Einrichtung, die in Reihe geschaltet sind, und eine dritte Einrichtung und eine vierte Einrichtung, die miteinander in Reihe geschaltet sind und mit einer Reihenschaltung der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung parallelgeschaltet sind, umfasst; ein Messen einer Spannungsschwankung, die zwischen der dritten Einrichtung und der vierten Einrichtung während des Schaltvorgangs auftritt; und ein Ausgeben eines Bewertungsrichtwerts für elektromagnetisches Rauschen der Halbleitereinrichtung auf der der Grundlage der Spannungsschwankung umfasst.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bewertungsverfahren, ein Schätzverfahren, eine Bewertungsvorrichtung und eine kombinierte Bewe rtu ngsvorrichtu ng.
VERWANDTES GEBIET
Im verwandten Gebiet wird durch EMC-Normen (Normen für elektromagnetische Verträglichkeit) ein Grenzwert für elektromagnetisches Rauschen (des weitergeleiteten und des abgestrahlten Typs), das durch elektrische/elektronische Geräte, die Leistungsumsetzvorrichtungen wie z. B. Wechselrichter und PWM-Gleichrichter enthalten, erzeugt wird, festgelegt. Das elektromagnetische Rauschen, dessen Grenzwert durch die Normen festgelegt wird, enthält weitergeleitetes Rauschen, das zu einer Energieversorgung zurückgeführt wird, und abgestrahltes Rauschen, das sich in den umgebenden Raum ausbreitet, und muss ausreichend reduziert werden, so dass eine Intensität des elektromagnetischen Rauschen den Grenzwert, der durch die Normen festgelegt wird, nicht überschreitet. Es wird ein Verfahren vorgeschlagen, um das elektromagnetische Rauschen, das während eines Betriebs der Leistungsumsetzvorrichtung erzeugt wird, mittels Simulation oder einfacher Messung (z. B. Bezug nehmend auf Patentdokument 1 bis Patentdokument 3) zu bewerten. Außerdem werden als ein Verfahren zum Bewerten des abgestrahlten Rauschens einer Halbleitereinrichtung ein Verfahren des Verwendens einer Simulation und ein Verfahrens des Messens einer Spannungsschwankung, wie sie in Patentdokument 4 offenbart werden, vorgeschlagen.

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungsschrift Nr. H6-309420
Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldungsschrift Nr. 2014-135095
Patentdokument 3: Japanische Patentanmeldungsschrift Nr. 2005-233833
Patentdokument 4: Japanisches Patent Nr. 6,191,797B

ZUSAMMENFASSUNG
Eine derartige Simulation verwendet Analysemodelle. Allerdings können die Analysemodelle lediglich erstellt werden, nachdem Details einer Leiterplatte und einer Gehäusestruktur der Leistungsumsetzvorrichtung festgelegt wurden. Außerdem kann die Bewertung elektromagnetischen Rauschens mittels einfacher Messung lediglich nach dem Fertigstellen der Leistungsumsetzvorrichtung durchgeführt werden. Deshalb kann das elektromagnetische Rauschen als „nicht den Normen entsprechend“ bewertet werden, nachdem die Leistungsumsetzvorrichtung fertiggestellt wurde. Außerdem kann gemäß dem Verfahren zum Bewerten des Rauschens der Einrichtung mittels Messung der Spannungsschwankung aufgrund eines Einflusses einer kleinen Streuschaltung und dergleichen um die Einrichtung ein Fehler, der aus einer Differenz von Konfigurationen einer Bewertungsvorrichtung und der Leistungsumsetzvorrichtung resultiert, auftreten und das elektromagnetische Rauschen kann als „nicht den Normen entsprechend“ bewertet werden, nachdem die Leistungsumsetzvorrichtung fertiggestellt worden ist. In diesem Fall müssen der EMC-Filterentwurf, die Komponentenauswahl, die Leiterplattengestaltungsarbeit, die Strukturbetrachtung und dergleichen erneut ausgeführt werden.
Um die oben genannten Probleme zu lösen, schafft ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Bewertungsverfahren. Das Bewertungsverfahren kann ein Bewirken enthalten, dass eine erste Einrichtung oder eine zweite Einrichtung einer Halbleitereinrichtung einen Schaltvorgang durchführt, wobei die Halbleitereinrichtung die erste Einrichtung und die zweite Einrichtung, die in Reihe geschaltet sind, und eine dritte Einrichtung und eine vierte Einrichtung, die miteinander in Reihe geschaltet sind und mit einer Reihenschaltung der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung parallelgeschaltet sind, enthält. Das Bewertungsverfahren kann ein Messen einer Spannungsschwankung, die zwischen der dritten Einrichtung und der vierten Einrichtung während des Schaltvorgangs auftritt, enthalten. Das Bewertungsverfahren kann ein Ausgeben eines Bewertungsrichtwerts für elektromagnetisches Rauschen der Halbleitereinrichtung auf der der Grundlage der Spannungsschwankung enthalten.
Die Halbleitereinrichtung kann ferner eine fünfte Einrichtung und eine sechste Einrichtung, die miteinander in Reihe geschaltet sind und zur Reihenschaltung der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung parallelgeschaltet sind, enthalten und das Messen kann ferner ein Messen einer Spannungsschwankung, die während des Schaltvorgangs zwischen der fünften Einrichtung und der sechsten Einrichtung auftritt, enthalten.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft ein Bewertungsverfahren. Das Bewertungsverfahren kann ein Bewirken enthalten, dass eine erste Einrichtung oder eine zweite Einrichtung einer Halbleitereinrichtung einen Schaltvorgang durchführt, wobei die Halbleitereinrichtung die erste Einrichtung und die zweite Einrichtung, die in Reihe geschaltet sind, und eine dritte Einrichtung und eine vierte Einrichtung, die miteinander in Reihe geschaltet sind und mit einer Reihenschaltung der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung parallelgeschaltet sind, enthält. Das Bewertungsverfahren kann ein Messen einer Spannungsschwankung, die in der dritten Einrichtung und/oder der vierten Einrichtung während des Schaltvorgangs auftritt, enthalten. Das Bewertungsverfahren kann ein Ausgeben eines Bewertungsrichtwerts für elektromagnetisches Rauschen der Halbleitereinrichtung auf der Grundlage der Spannungsschwankung enthalten.
Die Halbleitereinrichtung kann ferner eine fünfte Einrichtung und eine sechste Einrichtung, die miteinander in Reihe geschaltet sind und zur Reihenschaltung der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung parallelgeschaltet sind, enthalten und das Messen kann ferner ein Messen einer Spannungsschwankung, die in der fünften Einrichtung und/oder der sechsten Einrichtung während des Schaltvorgangs auftritt, enthalten.
Das Bewertungsverfahren kann ferner ein Vergleichen des Bewertungsrichtwerts, der zur Halbleitereinrichtung ausgegeben wird, und des Bewertungsrichtwerts, der zu einer Bezugseinrichtung, die von der Halbleitereinrichtung verschieden ist, ausgegeben wird, und ein Bewerten einer Intensität des elektromagnetischen Rauschens der Halbleitereinrichtung im Vergleich zur Bezugseinrichtung auf der Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs umfassen.
Das Ausgeben des Bewertungsrichtwerts kann ein Berechnen der Spannungsschwankung in der Halbleitereinrichtung für jede Frequenzkomponente als den Bewertungsrichtwert umfassen.
Der Schaltvorgang kann mindestens zwei eines Einschaltvorgangs, eines Ausschaltvorgangs, eines Sperrerholvorgangs und eines Durchlasserholvorgangs der Halbleitereinrichtung umfassen.
Der Schaltvorgang kann mindestens den Sperrerholvorgang der Halbleitereinrichtung umfassen.
Das Messen kann ein Messen einer Schwankung einer Spannung der Halbleitereinrichtung in Bezug auf ein Bezugspotential umfassen, wobei das Bezugspotential ein Potential eines leitendes Elements, an dem die Halbleitereinrichtung mittels eines Isolationsmaterial angebracht ist, ist.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft ein Schätzverfahren. Das Schätzverfahren kann konfiguriert sein, ein elektromagnetisches Rauschen einer Vorrichtung, die mit der Halbleitervorrichtung versehen ist, zu schätzen. Das Schätzverfahren kann ein Erfassen mehrerer Bewertungsrichtwerte für die Halbleitereinrichtung, die in Verbindung mit dem Schaltvorgang unter mehreren Bedingungen ausgegeben werden, unter Verwendung des oben beschriebenen Bewertungsverfahrens umfassen. Das Schätzverfahren kann ein Kombinieren der mehreren Bewertungsrichtwerte umfassen, um das elektromagnetische Rauschen der Vorrichtung zu schätzen.
Eine Kombination der Bewertungsrichtwerte kann ein Höchstwert oder eine Summe der mehreren Bewertungsrichtwerte für die Halbleitereinrichtung sein.
Eine Kombination der Bewertungsrichtwerte kann ein Durchschnittswert der mehreren Bewertungsrichtwerte für die Halbleitereinrichtung sein.
Eine Kombination der Bewertungsrichtwerte kann ein Durchschnittswert sein, der nach dem Multiplizieren der mehreren Bewertungsrichtwerte für die Halbleitereinrichtung mit entsprechenden Gewichten, die den mehreren Bedingungen entsprechen, berechnet wird.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft eine Bewertungsvorrichtung. Die Bewertungsvorrichtung kann eine Signalzufürheinheit enthalten, die konfiguriert ist, ein vorgegebenes Schaltsignal zu einer Halbleitereinrichtung, die eine erste Einrichtung und eine zweite Einrichtung, die in Reihe geschaltet sind, und eine dritte Einrichtung und eine vierte Einrichtung, die miteinander in Reihe geschaltet sind und mit einer Reihenschaltung der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung parallelgeschaltet sind, umfasst, zu liefern. Die Bewertungsvorrichtung kann eine Detektionseinheit enthalten, die konfiguriert ist, eine Spannungsschwankung, die zwischen der dritten Einrichtung und der vierten Einrichtung während eines Schaltvorgangs der ersten Einrichtung oder der zweiten Einrichtung auftritt, zu detektieren. Die Bewertungsvorrichtung kann eine Bewertungsrichtwertausgabeeinheit enthalten, die konfiguriert ist, einen Bewertungsrichtwert für elektromagnetisches Rauschen der Halbleitereinrichtung auf der der Grundlage eines Detektionsergebnisses der Detektionseinheit auszugeben.
Die Halbleitereinrichtung kann ferner eine fünfte Einrichtung und eine sechste Einrichtung, die miteinander in Reihe geschaltet sind und zur Reihenschaltung der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung parallelgeschaltet sind, enthalten und die Detektionseinheit kann ferner konfiguriert sein, eine Spannungsschwankung, die zwischen der fünften Einrichtung und der sechsten Einrichtung auftritt, zu detektieren.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft eine Bewertungsvorrichtung. Die Bewertungsvorrichtung kann eine Signalzufürheinheit enthalten, die konfiguriert ist, ein vorgegebenes Schaltsignal zu einer Halbleitereinrichtung, die eine erste Einrichtung und eine zweite Einrichtung, die in Reihe geschaltet sind, und eine dritte Einrichtung und eine vierte Einrichtung, die miteinander in Reihe geschaltet sind und mit einer Reihenschaltung der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung parallelgeschaltet sind, enthält, zu liefern. Die Bewertungsvorrichtung kann eine Detektionseinheit enthalten, die konfiguriert ist, eine Spannungsschwankung, die in der dritten Einrichtung und/oder der vierten Einrichtung während eines Schaltvorgangs der ersten Einrichtung oder der zweiten Einrichtung auftritt, zu detektieren. Die Bewertungsvorrichtung kann eine Bewertungsrichtwertausgabeeinheit enthalten, die konfiguriert ist, einen Bewertungsrichtwert für elektromagnetisches Rauschen der Halbleitereinrichtung auf der der Grundlage eines Detektionsergebnisses der Detektionseinheit auszugeben.
Die Halbleitereinrichtung kann ferner eine fünfte Einrichtung und eine sechste Einrichtung, die miteinander in Reihe geschaltet sind und zur Reihenschaltung der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung parallelgeschaltet sind, enthalten und die Detektionseinheit kann ferner konfiguriert sein, eine Spannungsschwankung, die in der fünften Einrichtung und/oder der sechsten Einrichtung auftritt, zu detektieren.
Die Bewertungsvorrichtung kann ferner eine Speichereinheit, die konfiguriert ist, den Bewertungsrichtwert, der durch die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit ausgegeben wird, zu speichern, eine Vergleichseinheit, die konfiguriert ist, den Bewertungsrichtwert, der durch die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit ausgegeben wird, und den Bewertungsrichtwert, der zu einer Bezugseinrichtung ausgegeben wird, die von der Halbleitereinrichtung, die in der Speichereinheit gespeichert ist, verschieden ist, zu vergleichen, und eine Bewertungseinheit, die konfiguriert ist, eine relative Änderung der Intensität des Bewertungsrichtwerts für das elektromagnetische Rauschen der Halbleitereinrichtung auf der Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs zu bewerten, enthalten.
Ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft eine Bewertungsvorrichtung. Die Bewertungsvorrichtung kann eine Signalzufürheinheit enthalten, die konfiguriert ist, ein vorgegebenes Schaltsignal zu einer zu bewertenden Halbleitereinrichtung zu liefern. Die Bewertungsvorrichtung kann eine Detektionseinheit enthalten, die konfiguriert ist, eine Spannungsschwankung in einer Halbleitereinrichtung, die zu der Halbleitereinrichtung parallelgeschaltet ist, zu detektieren. Die Bewertungsvorrichtung kann eine Bewertungsrichtwertausgabeeinheit enthalten, die konfiguriert ist, einen Bewertungsrichtwert für elektromagnetisches Rauschen der Halbleitereinrichtung auf der der Grundlage eines Detektionsergebnisses der Detektionseinheit auszugeben. Die Bewertungsvorrichtung kann eine Speichereinheit enthalten, die konfiguriert ist, den Bewertungsrichtwert, der durch die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit ausgegeben wird, zu speichern. Die Bewertungsvorrichtung kann eine Vergleichseinheit enthalten, die konfiguriert ist, den Bewertungsrichtwert, der durch die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit ausgegeben wird, und den Bewertungsrichtwert, der zu einer Bezugseinrichtung ausgegeben wird, die von der Halbleitereinrichtung, die in der Speichereinheit gespeichert ist, verschieden ist, zu vergleichen. Die Bewertungsvorrichtung kann eine Bewertungseinheit enthalten, die konfiguriert ist, eine relative Änderung der Intensität des Bewertungsrichtwerts für das elektromagnetische Rauschen der Halbleitereinrichtung auf der Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs zu bewerten.
Die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit kann konfiguriert sein, eine elektrische Feldstärke, die dem elektromagnetischen Rauschen der Halbleitereinrichtung entspricht, auf der Grundlage einer Frequenzkomponente der Spannungsschwankung zu berechnen.
Die Signalzuführeinheit kann konfiguriert sein, ein Schaltsignal zu liefern, um zu bewirken, dass die Halbleitereinrichtung mindestens zwei eines Einschaltvorgangs, eines Ausschaltvorgangs, eines Sperrerholvorgangs und eines Durchlasserholvorgangs durchführt.
Ein siebter Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft eine kombinierte Bewertungsvorrichtung. Die kombinierte Bewertungsvorrichtung kann eine Erfassungseinheit enthalten, die konfiguriert ist, mehrere Bewertungsrichtwerte für die Halbleitereinrichtung, die in Verbindung mit dem Schaltsignal unter mehreren Bedingungen durch die oben beschriebene Bewertungsvorrichtung ausgegeben werden, zu erfassen. Die kombinierte Bewertungsvorrichtung kann eine kombinierte Bewertungseinheit, die konfiguriert ist, die mehreren Bewertungsrichtwerte zu kombinieren, um das elektromagnetische Rauschen einer Vorrichtung, die mit der Halbleitereinrichtung versehen ist, zu schätzen.
Währenddessen beschreibt die Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung nicht notwendigerweise alle Merkmale der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Unterkombination der Merkmale, die oben beschrieben werden, sein.
Figurenliste

1 zeigt ein Konfigurationsbeispiel einer Bewertungsschaltung 100 zum Bewerten von Schalteigenschaften einer Halbleitereinrichtung 10.
2 zeigt ein Beispiel eines Ergebnisses des Messens der Schalteigenschaften der Halbleitereinrichtung 10 unter Verwendung der Bewertungsschaltung 100.
3 zeigt ein Konfigurationsbeispiel einer Bewertungsvorrichtung 200 in der vorliegenden Ausführungsform gemeinsam mit der zu bewertenden Halbleitereinrichtung 10.
4 zeigt einen Betriebsablauf der Bewertungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
5 zeigt ein Beispiel einer Spannung (V_ce) zwischen Kollektor- und Emitter-Anschlüssen, die durch eine Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 der vorliegenden Ausführungsform ausgegeben wird.
6 zeigt ein Konfigurationsbeispiel eines Messsystems zum Messen des abgestrahlten Rauschens einer Motoransteuervorrichtung 600, die mit der Halbleitereinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgestattet ist.
7 zeigt ein Beispiel des abgestrahlten Rauschens, das durch das Messsystem, das in 6 gezeigt ist, gemessen wurde.
8 zeigt ein Konfigurationsbeispiel eines Messsystems zum Messen der elektrischen Motoransteuersignale der Motoransteuervorrichtung 600, die mit der Halbleitereinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgestattet ist.
9 zeigt ein Ergebnis, das durch Messen der Spannungen (V_ce) zwischen den Kollektor- und Emitter-Anschlüssen der Einrichtung nach der Messung des abgestrahlten Rauschens, das in 7 gezeigt ist, mittels des Messsystems, das in 8 gezeigt ist, und des Durchführens einer Frequenzanalyse erhalten wurde.
10 zeigt ein geändertes Beispiel der Bewertungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
11 zeigt ein Beispiel von Einschalteigenschaften der Halbleitereinrichtung 10, die durch die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 gemäß der vorliegenden Ausführungsform als ein Bewertungsrichtwert ausgegeben werden.
12 zeigt ein Konfigurationsbeispiel einer kombinierten Bewertungsvorrichtung 300 in der vorliegenden Ausführungsform gemeinsam mit einer Datenbank 410.
13 zeigt einen Betriebsablauf der kombinierten Bewertungsvorrichtung 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
14 zeigt ein Beispiel eines Ergebnisses einer kombinierten Bewertung an abgestrahltem Rauschen, die durch die kombinierte Bewertungsvorrichtung 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch Kombinieren der mehreren Bewertungsrichtwerte, die in 11 gezeigt sind, durchgeführt wurde.
15 zeigt ein Beispiel einer Stromwellenform, die durch die zu bewertende Halbleitereinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgegeben wurde.
16 zeigt ein Beispiel, in dem die Halbleitereinrichtung 10 gemäß einem ersten geänderten Beispiel durch die Bewertungsvorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform bewertet werden soll.
17 zeigt ein Beispiel, in dem die Halbleitereinrichtung 10 gemäß einem zweiten geänderten Beispiel durch die Bewertungsvorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform bewertet werden soll.
18 zeigt ein Beispiel, in dem die Halbleitereinrichtung 10 gemäß einem dritten geänderten Beispiel durch die Bewertungsvorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform bewertet werden soll.
19 zeigt ein weiteres geändertes Beispiel der Bewertungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.

BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Ausführungsformen beschränken nicht die Erfindung gemäß den Ansprüchen. Außerdem sind nicht alle Kombinationen von Merkmalen, die in den Ausführungsformen beschrieben werden, notwendigerweise wesentlich zum Lösen erfindungsgemäßer Mittel.
1 zeigt eine Beispielkonfiguration einer Bewertungsschaltung 100 zum Bewerten von Schalteigenschaften einer Halbleitereinrichtung 10. Es ist ein Beispiel gezeigt, in dem die zu bewertende Halbleitereinrichtung 10 eine erste Einrichtung 12 und eine zweite Einrichtung 14, die in Reihe geschaltet sind, enthält. 1 zeigt ein Beispiel, in dem die erste Einrichtung 12 eine Diode ist und die zweite Einrichtung 14 eine Kombination eines IGBT und einer antiparallel geschalteten Diode ist. Unter Verwendung der Bewertungsschaltung 100, die in 1 gezeigt ist, können Schaltverluste, Spannungsüberschwinger und dergleichen der Halbleitereinrichtung 10 bewertet werden, indem Einschaltvorgänge, Ausschaltvorgänge und dergleichen der zweiten Einrichtung 14 durchgeführt werden. Die Bewertungsschaltung 100 enthält eine Energieversorgung 110, eine erste kapazitive Einheit 120, eine zweite kapazitive Einheit 130, eine Lastspule 140 und eine Signalzuführeinheit 150.
Die Energieversorgung 110 ist eine Gleichstromenergieversorgung, die eine Gleichspannung V_DC ausgibt. Die Energieversorgung 110 ist mit beiden Enden der Halbleitereinrichtung 10 verbunden. Zum Beispiel ist die Energieversorgung 110 mit einem Ende (dem Kathodenanschluss) der ersten Einrichtung 12 und dem anderen Ende (dem Emitteranschluss) der zweiten Einrichtung 14 verbunden und liefert die Gleichspannung zur ersten Einrichtung 12 und zur zweiten Einrichtung 14. In diesem Fall ist das andere Ende (der Anodenanschluss) der ersten Einrichtung 12 mit einem Ende (dem Kollektoranschluss) der zweiten Einrichtung 14 verbunden.
Die erste kapazitive Einheit 120 ist mit der Halbleitereinrichtung 10 parallelgeschaltet und glättet die Gleichspannung V_DC, die von der Energieversorgung 110 ausgegeben wird. Die erste kapazitive Einheit 120 ist ein Kondensator, der z. B. eine Kapazität C_DC besitzt. Die erste kapazitive Einheit 120 ist als ein Beispiel ein Elektrolytkondensator. Die zweite kapazitive Einheit 130 ist mit der Halbleitereinrichtung 10 parallelgeschaltet und verringert Spannungsüberschwinger. Die zweite kapazitive Einheit 130 ist ein Kondensator, der z. B. eine Kapazität Cs besitzt. Es ist wünschenswert, dass die erste kapazitive Einheit 120 und die zweite kapazitive Einheit 130 Kondensatoren sind, die z. B. verschiedene Kapazitäten besitzen, wobei die Kapazität CDC größer als die Kapazität Cs ist.
Die Lastspule 140 ist mit beiden Enden der ersten Vorrichtung 12 verbunden. Die Lastspule 140 besitzt z. B. eine Induktivität L.
Die Signalzuführeinheit 150 liefert ein vorgegebenes Schaltsignal zur Halbleitereinrichtung 10. Zum Beispiel enthält die Signalzuführeinheit 150 einen Impulsgeber, eine Verstärkungsschaltung und dergleichen und liefert ein gepulstes Schaltsignal Vs zum Gate-Anschluss der zweiten Einrichtung 14. In der zweiten Einrichtung 14 wird, wenn das Schaltsignal Vs zum Gate-Anschluss geliefert wird, die elektrische Verbindung zwischen dem Kollektoranschluss und dem Emitteranschluss zwischen einem verbundenen Zustand (EIN-Zustand) und einem getrennten Zustand (AUS-Zustand) umgeschaltet.
In der oben beschriebenen Bewertungsschaltung 100 kann bewirkt werden, dass die Halbleitereinrichtung 10 Schaltvorgänge durch Liefern des Schaltsignals zur zweiten Einrichtung 14 durchführt. Deshalb können Schalteigenschaften der zweiten Einrichtung 14 z. B. durch Messen eines Kollektorstroms i_c, der während der Schaltvorgänge in den Kollektoranschluss fließt, mit einer externen Messvorrichtung oder dergleichen erfasst werden.
Außerdem können die Schalteigenschaften der ersten Einrichtung 12 durch Messen eines Durchlassstroms if, der während der Schaltvorgänge in die erste Einrichtung 12 fließt, mit einer externen Messvorrichtung oder dergleichen bewertet werden. Es ist festzuhalten, dass die Spannung zwischen dem Kollektor- und Emitteranschluss der zweiten Einrichtung 14 als V_ce2 bezeichnet wird und die Spannung über der ersten Einrichtung 12 als V_r bezeichnet wird. Die Messung der Schalteigenschaften unter Verwendung der Bewertungsschaltung 100 ist wie folgt beschrieben.
2 zeigt ein Beispiel des Ergebnisses des Messens der Schalteigenschaften der Halbleitereinrichtung 10 unter Verwendung der Bewertungsschaltung 100. In 2 zeigt die horizontale Achse eine Zeit und die vertikale Achse Spannungswerte oder Stromwerte. 2 zeigt ein Beispiel, in dem die Bewertungsschaltung 100 die zweite Einrichtung 14 mit dem Schaltsignal Vs zwischen dem EIN-Zustand und dem AUS-Zustand umschaltet, um zu bewirken, dass die zweite Einrichtung 14 Einschaltvorgänge und Ausschaltvorgänge durchführt.
Zur Zeit t₁ wird das Schaltsignal Vs eine hohe Spannung und schaltet die zweite Einrichtung 14 zum EIN-Zustand. Wenn ein Durchleiten zwischen dem Kollektoranschluss und dem Emitteranschluss der zweiten Einrichtung 14 hergestellt wird, fließt ein Strom von der Energieversorgung 110 über die Lastspule 140 in die zweite Einrichtung 14. Der Strom, der in die zweite Einrichtung 14 fließt, wird als ein Kollektorstroms i_c betrachtet und steigt ab der Zeit t₁ bei einer im Wesentlichen konstanten Änderungsrate di/dt. Die Änderungsrate di/dt wird durch die folgende Gleichung repräsentiert. $di/dt = V_{DC} /L$
Zur Zeit t₂ wird das Schaltsignal Vs eine niedrige Spannung und schaltet die zweite Einrichtung 14 zum AUS-Zustand. In der Bewertungsschaltung 100 kann der Zeitraum von der Zeit t₁ zur Zeit t₂ derart eingestellt werden, dass die zweite Einrichtung 14 zu dem Zeitpunkt, zu dem ein vorgegebener Betrag des Kollektorstroms i_c fließt, zum AUS-Zustand geschaltet wird. Auf diese Weise kann in der Bewertungsschaltung 100 der Ausschaltvorgang der zweiten Einrichtung 14 unter einer vorgegebenen Bedingung des Kollektorstroms i_c durchgeführt werden. Das heißt, das Einschwingverhalten der zweiten Einrichtung 14 kann für ihren Einschaltvorgang unter einer vorgegebenen Bedingung des Kollektorstroms i_c gemessen werden.
Die Spannung V_ce2 zwischen dem Kollektor- und dem Emitteranschluss ist im Wesentlichen die gleiche, wie die Gleichspannung V_DC während des Zeitraums bis zur Zeit t₁, in dem sich die zweite Einrichtung 14 im AUS-Zustand befindet. Während des Zeitraums von der Zeit t₁ bis zur Zeit t₂ befindet sich die zweite Einrichtung 14 im EIN-Zustand und somit ist die Spannung V_ce2 zwischen den Anschlüssen im Wesentlichen 0 V. Während des Zeitraums bis zur Zeit t₂ fließt kein Strom in die erste Einrichtung 12 und somit ist der Durchlassstrom i_f im Wesentlichen 0 A. Die Spannung V_r über der ersten Einrichtung 12 ist bis zur Zeit t₁ im Wesentlichen 0 V und ist während des Zeitraums von der Zeit t₁ bis zur Zeit t₂ im Wesentlichen dieselbe wie die Gleichspannung V_DC.
Wenn die zweite Einrichtung 14 zur Zeit t₂ zum AUS-Zustand geschaltet wird, wirkt die Lastspule 140 derart, dass sie den Strom, der in ihr geflossen ist, kontinuierlich weiterleitet, und deshalb fließt der Strom entlang eines Pfads von der Lastspule 140 zur ersten Einrichtung 12 zurück. Deshalb steigt der Durchlassstrom if der ersten Einrichtung 12 zur Zeit t₂ und sein Stromwert nimmt im Zeitablauf allmählich ab. Es ist festzuhalten, dass das Ansteigen des Durchlassstroms if der ersten Einrichtung 12 zur Zeit t₂ als ein Durchlasserholvorgang bezeichnet wird. Durch Schalten der zweiten Einrichtung 14 zum EIN-Zustand, während der Durchlassstrom if in die erste Einrichtung 12 fließt, können ein Sperrerholvorgang der ersten Einrichtung 12 und ein Einschaltvorgang der zweiten Einrichtung 14 durchgeführt werden.
In der Bewertungsschaltung 100 kann der Zeitraum von der Zeit t₂ zur Zeit t₃ derart eingestellt werden, dass die zweite Einrichtung 14 zu dem Zeitpunkt, zu dem ein vorgegebener Betrag des Durchlassstroms if fließt, zum EIN-Zustand geschaltet wird. Auf diese Weise können in der Bewertungsschaltung 100 der Sperrerholvorgang der ersten Einrichtung 12 und der Einschaltvorgang der zweiten Einrichtung 14 unter einer vorgegebenen Bedingung des Durchlassstroms if durchgeführt werden. Das heißt, das Einschwingverhalten der zweiten Einrichtung 14 und der ersten Einrichtung 12 für den Einschaltvorgang der zweiten Einrichtung 14 unter einer vorgegebenen Bedingung des Durchlassstroms if können gemessen werden.
Somit wird das Schaltsignal Vs zur Zeit t₃ erneut eine hohe Spannung und schaltet die zweite Einrichtung 14 zum EIN-Zustand. Die Spannung V_ce2 zwischen den Anschlüssen der zweiten Einrichtung 14 ist während des Zeitraums von der Zeit t₂ bis zur Zeit t₃, in dem die zweite Einrichtung 14 sich im AUS-Zustand befindet, im Wesentlichen die gleiche Spannung wie die Gleichspannung V_DC und wird ab der Zeit t₃ erneut im Wesentlichen 0 V. Die Spannung V_r über der ersten Einrichtung 12 ist während des Zeitraums von der Zeit t₂ bis zur Zeit t₃, im Wesentlichen 0 V und wird ab der Zeit t₃ erneut im Wesentlichen dieselbe wie die Gleichspannung V_DC.
Der Durchlasserholvorgang der ersten Einrichtung 12 und der Ausschaltvorgang der zweiten Einrichtung 14 können mindestens teilweise im selben Zeitbereich mit demselben Schaltsignal Vs beobachtet werden. Ebenso können der Sperrerholvorgang der ersten Einrichtung 12 und der Einschaltvorgang der zweiten Einrichtung 14 mindestens teilweise im selben Zeitbereich mit demselben Schaltsignal Vs beobachtet werden.
Zum Beispiel wird ein Fall betrachtet, in dem die Signalzuführeinheit 150 das Schaltsignal Vs zum Gate-Anschluss der zweiten Einrichtung 14 liefert, um zu bewirken, dass die zweite Einrichtung 14 einen Einschaltvorgang durchführt. In diesem Fall können Einschalteigenschaften der zweiten Einrichtung 14 beobachtet werden, indem das Einschaltverhalten der Spannung V_ce2 zwischen dem Kollektor- und dem Emitteranschluss der zweiten Einrichtung 14 detektiert wird. Außerdem können Durchlasserholeigenschaften der ersten Einrichtung 12 beobachtet werden, indem der Durchlassstrom if, der in die erste Einrichtung 12 fließt, detektiert wird.
Entsprechend wird ein Fall betrachtet, in dem die Signalzuführeinheit 150 das Schaltsignal Vs zum Gate-Anschluss der zweiten Einrichtung 14 liefert, um zu bewirken, dass die zweite Einrichtung 14 einen Ausschaltvorgang durchführt. In diesem Fall können die Ausschalteigenschaften der zweiten Einrichtung 14 beobachtet werden, indem die Spannung V_ce2 zwischen dem Kollektor- und dem Emitteranschluss der zweiten Einrichtung 14 detektiert wird. Außerdem können die Sperrerholeigenschaften der ersten Einrichtung 12 beobachtet werden, indem der Durchlassstrom if, der in die erste Einrichtung 12 fließt, detektiert wird.
Die Schalteigenschaften der Halbleitereinrichtung 10 werden somit unter Verwendung der Bewertungsschaltung 100 gemessen und z. B. dann, wenn die Halbleitereinrichtung 10 derart bewertet wird, dass sie ein nicht defektes Produkt ist, das ein vorgegebenes Kriterium erfüllt, wird die Halbleitereinrichtung 10 zum Markt ausgeliefert oder dergleichen. Allerdings kann selbst dann, wenn eine Leistungsumsetzvorrichtung oder dergleichen unter Verwendung der Halbleitereinrichtung 10 mit guten Schalteigenschaften hergestellt wird, ein elektromagnetisches Rauschen, das durch die Leistungsumsetzvorrichtung erzeugt wird, einen Normwert, der durch die EMC-Normen definiert ist, überschreiten. In diesem Fall müssen der EMC-Filterentwurf, eine Neuauswahl von Teilen, die die Halbleitereinrichtung 10 enthalten, die Leiterplattengestaltungsarbeit, die Strukturbetrachtung und dergleichen nach dem Fertigstellen der Leistungsumsetzvorrichtung erneut ausgeführt werden und enorme Kosten würden auftreten.
Deshalb ist die Bewertungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich zum Bewerten der Schalteigenschaften der Halbleitereinrichtung 10 konfiguriert, ein abgestrahltes Rauschen der Halbleitereinrichtung 10 zu bewerten und einen Bewertungsrichtwert auszugeben. Auf diese Weise kann ein abgestrahltes Rauschen, das durch die Leistungsumsetzvorrichtung und dergleichen, die mit der Halbleitereinrichtung 10 ausgestattet ist, erzeugt wird, geschätzt werden, bevor die Leistungsumsetzvorrichtung fertiggestellt wird, derart, dass die Probleme und Kosten, die am Herstellungsvorgang beteiligt sind, verringert werden. Währenddessen enthält die Halbleitereinrichtung 10, die durch die Bewertungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bewertet werden soll, eine Einrichtung, die von der Halbleitereinrichtung 10, die in 1 gezeigt ist, verschieden ist. Eine derartige Bewertungsvorrichtung 200 ist wie folgt beschrieben.
3 zeigt ein Konfigurationsbeispiel der Bewertungsvorrichtung 200 in der vorliegenden Ausführungsform gemeinsam mit der zu bewertenden Halbleitereinrichtung 10. Eine Konfiguration der Bewertungsvorrichtung 200 ist teilweise ähnlich zur Bewertungsschaltung 100, die in 1 gezeigt ist. Deshalb kann die Bewertungsvorrichtung 200 verwendet werden, die Schalteigenschaften der Halbleitereinrichtung 10, die unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben wurde, zu bewerten. Die Bewertungsvorrichtung 200 enthält eine Energieversorgung 110, eine erste kapazitive Einheit 120, eine zweite kapazitive Einheit 130, eine Lastspule 140, eine Signalzuführeinheit 150, eine Ansteuerbedingungseinstelleinheit 210, eine Detektionseinheit 220, eine Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230, eine Speichereinheit 240, eine Vergleichseinheit 250 und eine Bewertungseinheit 260.
Die Energieversorgung 110, die erste kapazitive Einheit 120, die zweite kapazitive Einheit 130, die Lastspule 140 und die Signalzuführeinheit 150, die in 3 gezeigt sind, arbeiten im Wesentlichen in der gleichen Weise wie die Energieversorgung 110, die erste kapazitive Einheit 120, die zweite kapazitive Einheit 130, die Lastspule 140 und die Signalzuführeinheit 150, die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurden, und sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Deshalb wird ihre Beschreibung hier unterlassen.
In 3 enthält die zu bewertende Halbleitereinrichtung 10 eine erste Reihenschaltung 10a, eine zweite Reihenschaltung 10b und eine dritte Reihenschaltung 10c. Die erste Reihenschaltung 10a enthält eine erste Einrichtung 12a und eine zweite Einrichtung 14a, die in Reihe geschaltet sind. Die zweite Reihenschaltung 10b enthält eine dritte Einrichtung 12b und eine vierte Einrichtung 14b, die in Reihe geschaltet sind. Die dritte Reihenschaltung 10c enthält eine fünfte Einrichtung 12c und eine sechste Einrichtung 14c, die in Reihe geschaltet sind. Das heißt, die Halbleitereinrichtung 10 enthält die erste Einrichtung 12a und die zweite Einrichtung 14b, die in Reihe geschaltet sind, und die dritte Einrichtung 12b und die vierte Einrichtung 14b, die miteinander in Reihe geschaltet sind und zu der Reihenschaltung der ersten Einrichtung 12a und der zweiten Einrichtung 14b parallelgeschaltet sind. Außerdem enthält die Halbleitereinrichtung 10 ferner die fünfte Einrichtung 12c und die sechste Einrichtung 14c, die miteinander in Reihe geschaltet sind und zu der Reihenschaltung der ersten Einrichtung 12a und der zweiten Einrichtung 14b parallelgeschaltet sind. Hier sind die erste Einrichtung 12a bis zur sechsten Einrichtung 14c Halbleiterschalter wie z. B. MOSFET oder IGBT. 3 zeigt ein Beispiel, in dem die erste Einrichtung 12a bis zur sechsten Einrichtung 14c IGBTs sind, mit denen entsprechende Dioden antiparallel verbunden sind. Das heißt, die Lastspule 140 ist zwischen dem einen und dem anderen Ende der ersten Einrichtung 12a verbunden, wobei das eine Ende der ersten Einrichtung 12a ein Kollektoranschluss ist und das andere Ende ein Emitteranschluss ist. Obwohl einige nicht gezeigt sind, sind Gate-Anschlüsse der ersten Einrichtung 12a bis zur sechsten Einrichtung 14c jeweils mit der Signalzuführeinheit 150 verbunden. Die entsprechenden Einrichtungen, die in Reihe geschaltet sind, können durch eine Kombination separater Elemente oder durch ein 2-in-1-Modul konfiguriert sein. Außerdem kann die Brückenschaltung durch eine Kombination diskreter Elemente, eine Kombination von 2-in-1-Modulen, ein 6-in-1-Modul, ein IPM (Intelligentes Leistungsmodul) oder dergleichen konfiguriert sein. Eine Konfiguration, die zu dem Fall, in dem die zu bewertende Einrichtung die Leistungsumsetzvorrichtung konfiguriert, weitgehend ähnlich ist, ist vorteilhaft.
Die Ansteuerbedingungseinstelleinheit 210 ist mit der Signalzuführeinheit 150 verbunden und ist konfiguriert, Bedingungen einzustellen, unter denen die Signalzuführeinheit 150 jede Einrichtung der Halbleitereinrichtung 10 ansteuern soll. Zum Beispiel ist die Ansteuerbedingungseinstelleinheit 210 konfiguriert, mehrere Ansteuerbedingungen einzustellen, in denen Zeitpunkte und Beträge von Signalen, die jeweils den Gate-Anschlüssen der entsprechenden Einrichtungen der Halbleitereinrichtung 10 durch die Signalzuführeinheit 150 geliefert werden sollen, voneinander verschieden gestaltet werden.
Die Detektionseinheit 220 ist konfiguriert, eine Spannungsschwankung in der Halbleitereinrichtung 10 zu detektieren. Die Detektionseinheit 220 ist konfiguriert, eine Spannungsschwankung in der Halbleitereinrichtung 10, die z. B. in Verbindung mit dem Schaltvorgang auftritt, zu detektieren. Zum Beispiel ist die Detektionseinheit 220 konfiguriert, eine Spannungsschwankung zu detektieren, die zwischen der dritten Einrichtung 12b und der vierten Einrichtung 14b während eines Schaltvorgangs, in dem bewirkt wird, dass die erste Einrichtung 12a oder die zweite Einrichtung 14a der Halbleitereinrichtung 10 einen Schaltvorgang durchführt, auftritt. Alternativ kann die Detektionseinheit 220 konfiguriert sein, eine Schwankung mindestens einer Spannung zwischen Anschlüssen einer Spannung V_ce3 zwischen dem Kollektor- und dem Emitteranschluss, d. h. zwischen einem und einem weiteren Ende der dritten Einrichtung 12b, und einer Spannung V_ce4 zwischen dem Kollektor- und dem Emitteranschluss, d. h. zwischen einem und einem weiteren Ende der vierten Einrichtung 14b, während des Schaltvorgangs zu detektieren. Außerdem kann die Detektionseinheit 220 konfiguriert sein, eine Spannungsschwankung, die zwischen der fünften Einrichtung 12c und der sechsten Einrichtung 14c auftritt, während des Schaltvorgangs zu detektieren. Alternativ kann die Detektionseinheit 220 konfiguriert sein, eine Schwankung mindestens einer Spannung zwischen Anschlüssen einer Spannung V_ce5 zwischen dem Kollektor- und dem Emitteranschluss, d. h. zwischen einem und einem weiteren Ende der fünften Einrichtung 12c, und einer Spannung V_ce6 zwischen dem Kollektor- und Emitteranschluss, d. h. zwischen einem und einem weiteren Ende der sechsten Einrichtung 14c, während des Schaltvorgangs zu detektieren. Außerdem kann die Detektionseinheit 220 konfiguriert sein, eine Spannungsschwankung, die zwischen der ersten Einrichtung 12a und der zweiten Einrichtung 14a auftritt, während des Schaltvorgangs zu detektieren. Alternativ kann die Detektionseinheit 220 konfiguriert sein, eine Schwankung mindestens einer Spannung zwischen Anschlüssen einer Spannung V_ce1 zwischen dem Kollektor- und dem Emitteranschluss, d. h. zwischen einem und einem weiteren Ende der ersten Einrichtung 12a, und einer Spannung V_ce2 zwischen dem Kollektor- und dem Emitteranschluss, d. h. zwischen einem und einem weiteren Ende der zweiten Einrichtung 14a, während des Schaltvorgangs zu detektieren. Die Detektionseinheit 220 besitzt Spannungssonden und die Spannungssonden sind mit einen und weiteren Enden der ersten Einrichtung 12a bis zur sechsten Einrichtung 14c elektrisch verbunden.
Währenddessen ist die Detektionseinheit 220 konfiguriert, eine Spannungsschwankung der zweiten Reihenschaltung 10b und/oder der dritten Reihenschaltung 10c, die zur ersten Reihenschaltung 10a parallelgeschaltet sind, während des Schaltvorgangs der ersten Reihenschaltung 10a zu detektieren. In diesem Fall kann die Detektionseinheit 220 konfiguriert sein, eine Spannungsschwankung in lediglich einer der zweiten Reihenschaltung 10b und der dritten Reihenschaltung 10c oder eine Spannungsschwankung in beiden Reihenschaltungen zu detektieren. Zusätzlich dazu kann die Detektionseinheit 220 konfiguriert sein, eine Spannungsschwankung der ersten Reihenschaltung 10a, die dem Schaltvorgang unterworfen ist, zu detektieren. In der Beschreibung oberhalb ist das Beispiel gezeigt, in dem bewirkt wird, dass die erste Reihenschaltung 10a den Schaltvorgang durchführt. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Detektionseinheit 220 konfiguriert sein, eine Spannungsschwankung der ersten Reihenschaltung 10a und/oder der dritten Reihenschaltung 10c während des Schaltvorgangs der zweiten Reihenschaltung 10b oder eine Spannungsschwankung der ersten Reihenschaltung 10a und/oder der zweiten Reihenschaltung 10b während des Schaltvorgangs der dritten Reihenschaltung 10c zu detektieren.
Die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 ist konfiguriert, einen Bewertungsrichtwert für abgestrahltes Rauschen der Halbleitereinrichtung 10 auf der Grundlage eines Detektionsergebnisses der Detektionseinheit 220 auszugeben. Die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 ist konfiguriert, Frequenzkomponenten der Spannungsschwankung, die durch die Detektionseinheit 220 detektiert wird, als den Bewertungsrichtwert für abgestrahltes Rauschen auszugeben. Als ein Beispiel enthält die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 ein Messinstrument zum Durchführen einer Frequenzdomänenmessung wie z. B. einen Spektrumanalysator und ist konfiguriert, ein Ergebnis der Frequenzdomänenmessung als den Bewertungsrichtwert auszugeben. Außerdem enthält die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 ein Mittel zur Zeitdomänenmessung wie z. B. ein Oszilloskop und ist konfiguriert, eine Fourier-Transformation an einem Ergebnis der Zeitdomänenmessungen durchzuführen, um dadurch dasselbe in Frequenzdomänendaten umzuwandeln, und die Frequenzdomänendaten als den Bewertungsrichtwert auszugeben. Die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 ist konfiguriert, den Bewertungsrichtwert zur Speichereinheit 240 und zur Vergleichseinheit 250 zu liefern.
Die Speichereinheit 240 ist konfiguriert, den Bewertungsrichtwert, der durch die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 ausgegeben wurde, zu speichern. Zum Beispiel ist die Speichereinheit 240 konfiguriert, den Bewertungsrichtwert zu speichern, indem er der zu bewertenden Halbleitereinrichtung 10, die durch die Bewertungsvorrichtung 200 bewertet wird, zugeordnet wird. Als ein Beispiel kann die Speichereinheit 240 konfiguriert sein, als eine Bewertungsrichtwertdatenbank zum Speichern vorhergehender Bewertungsrichtwerte, die durch die Bewertungsvorrichtung 200 nach dem Durchführen von Bewertungen ausgegeben werden, dienen. Währenddessen kann die Speichereinheit 240 entweder intern oder extern zur Bewertungsvorrichtung 200 vorgesehen sein. Außerdem kann die Speichereinheit 240 als eine Datenbank, die mit dem Gehäuse der Bewertungsvorrichtung 200 über ein Netz oder dergleichen verbunden ist, konfiguriert sein.
Die Vergleichseinheit 250 ist konfiguriert, den Bewertungsrichtwert, der durch die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 im vorliegenden Zyklus ausgegeben wird, und einen vorhergehenden Bewertungsrichtwert für eine Bezugseinrichtung, die von der Halbleitereinrichtung 10, die in der Speichereinheit 240 gespeichert ist, verschieden ist, zu vergleichen. Die Vergleichseinheit 250 ist konfiguriert, in einem Fall, in dem die Halbleitereinrichtung 10 eine verbesserte Version der Bezugseinrichtung ist, einen Bewertungsrichtwert für die Bezugseinrichtung vor der Verbesserung und einen Bewertungsrichtwert für die Halbleitereinrichtung 10 nach der Verbesserung zu vergleichen.
Die Bewertungseinheit 260 ist konfiguriert, eine relative Änderung der Intensität des abgestrahlten Rauschens der Halbleitereinrichtung 10 auf der Grundlage eines Vergleichsergebnisses der Vergleichseinheit 250 zu bewerten. Die Bewertungseinheit 260 ist konfiguriert, ein Bewertungsergebnis auszugeben. Die Bewertungseinheit 260 kann konfiguriert sein, das Bewertungsergebnis zu einer Anzeigevorrichtung oder dergleichen auszugeben und ferner dasselbe zu einer externen Datenbank oder dergleichen auszugeben. Außerdem kann die Bewertungseinheit 260 konfiguriert sein, das Bewertungsergebnis in einem vorgegebenen Format wie z. B. einem Datenblatt auszugeben.
Die Bewertungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bewertet das abgestrahlte Rauschen der zu bewertenden Halbleitereinrichtung 10, die in 3 gezeigt ist, durch Bewirken, dass die Halbleitereinrichtung 10, die unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben wird, Schaltvorgänge durchführt.
Die Bewertungsvorgänge an der Halbleitereinrichtung 10 durch die Bewertungsvorrichtung 200 sind wie folgt beschrieben.
4 zeigt einen Betriebsablauf der Bewertungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Bewertungsvorrichtung 200 führt die Vorgänge von S410 bis S460, die in 4 gezeigt sind, aus, um das abgestrahlte Rauschen der zu bewertenden Halbleitereinrichtung 10 zu bewerten.

Zunächst wird bewirkt, dass die Halbleitereinrichtung 10, mit der die Spannungssonden der Detektionseinheit 220 elektrisch verbunden sind, einen Schaltvorgang durchführen (S410). Zum Beispiel bewirkt die Signalzuführeinheit 150, dass die Halbleitereinrichtung 10 den Schaltvorgang gemäß den Bedingungen, die durch die Ansteuerbedingungseinstelleinheit 210 eingestellt werden, durchführt. Zum Beispiel liefert die Signalzuführeinheit 150 das Schaltsignal Vs, das in 2 gezeigt ist, zum Gate-Anschluss der zweiten Einrichtung 14a und liefert ein Aus-Signal zum Gate-Anschluss der ersten Einrichtung 12a, wodurch Schaltvorgänge wie z. B. ein Durchlasserholvorgang und ein Sperrerholvorgang der ersten Einrichtung 12 und ein Einschaltvorgang und ein Ausschaltvorgang der zweiten Einrichtung 14 bewirkt werden. Währenddessen ist, wie oben beschrieben wird, die Signalzuführeinheit 150 auch mit den Gate-Anschlüssen der dritten Einrichtung 12b bis sechsten Einrichtung 14c verbunden und liefert gemäß den Bedingungen, die durch die Ansteuerbedingungseinstelleinheit 210 eingestellt wurden, zu jedem Gate-Anschluss ein Signal von Fall 1 bis Fall 9 in Tabelle 1. [Tabelle 1]

	Dritte Einrichtung	Vierte Einrichtung	Fünfte Einrichtung	Sechste Einrichtung
Fall 1	Aus-Signal	Aus-Signal	Aus-Signal	Aus-Signal
Fall 2	Vs	Aus-Signal	Vs	Aus-Signal
Fall 3	Vs	Aus-Signal	Aus-Signal	Vs
Fall 4	Aus-Signal	Vs	Vs	Aus-Signal
Fall 5	Aus-Signal	Vs	Aus-Signal	Vs
Fall 6	Aus-Signal	Aus-Signal	Vs	Aus-Signal
Fall 7	Aus-Signal	Aus-Signal	Aus-Signal	Vs
Fall 8	Vs	Aus-Signal	Aus-Signal	Aus-Signal
Fall 9	Aus-Signal	Vs	Aus-Signal	Aus-Signal

Die Detektionseinheit 220 detektiert eine Spannungsschwankung in der zweiten Reihenschaltung 10b der Halbleitereinrichtung 10 während des Schaltvorgangs der Halbleitereinrichtung 10 (S420). In diesem Fall kann die Detektionseinheit 220 eine Spannungsschwankung, die zwischen der dritten Einrichtung 12b und der vierten Einrichtung 14b auftritt, oder eine Spannungsschwankung, die in der dritten Einrichtung 12b und/oder der vierten Einrichtung 14b auftritt, detektieren. Außerdem kann die Detektionseinheit 220 eine Spannungsschwankung in der dritten Reihenschaltung 10c der Halbleitereinrichtung 10 detektieren. In diesem Fall kann die Detektionseinheit 220 eine Spannungsschwankung, die zwischen der fünften Einrichtung 12c und der sechsten Einrichtung 14c auftritt, oder eine Spannungsschwankung, die in der fünften Einrichtung 12c und/oder der sechsten Einrichtung 14c auftritt, detektieren. Außerdem kann die Detektionseinheit 220 eine Spannungsschwankung in der ersten Reihenschaltung 10c der Halbleitereinrichtung 10 detektieren. In diesem Fall kann die Detektionseinheit 220 eine Spannungsschwankung, die zwischen der ersten Einrichtung 12a und der zweiten Einrichtung 14a auftritt, oder eine Spannungsschwankung, die in der ersten Einrichtung 12a und/oder der zweiten Einrichtung 14a auftritt, detektieren.
Währenddessen enthalten Schaltvorgänge des Halbleiters einen EIN-Vorgang eines IGBT, einen AUS-Vorgang eines IGBT, einen Durchlasserholvorgang einer Diode und einen Sperrerholvorgang einer Diode. Da der Sperrerholvorgang hinsichtlich einer Arbeitsgeschwindigkeit schnell ist, besitzt er insbesondere einen großen Einfluss auf das in einem Frequenzband von 10 MHz oder höher abgestrahlte Rauschen. Die Sperrerholung tritt auf, wenn eine EIN-Anweisung der Halbleitereinrichtung ausgegeben wird, d. h. das Schaltsignal Vs an den Gate-Anschluss des Schaltelements angelegt wird. Deshalb ist es bevorzugt, Daten in einer Form zu erfassen, die eine Spannung zur Zeit der Sperrerholung enthält.
Außerdem können die Spannung der mehreren Einrichtungen gleichzeitig gemessen werden. Außerdem kann ein Berechnungsergebnis unter Verwendung der mehreren Messwerte detektiert werden. Zum Beispiel tendiert in einem Frequenzband von etwa 10 MHz oder niedriger das hohe abgestrahlte Rauschen dazu, in einem Zustand aufzutreten, in dem ein IGBT ausgeschaltet ist. Deshalb ist dann, wenn das abgestrahlte Rauschen in dem Frequenzband bewertet wird, bevorzugt, Daten zu erhalten, die eine Zeit enthalten, zu der ein IGBT ausgeschaltet ist.
In der Beschreibung oberhalb wird das Beispiel beschrieben, in dem bewirkt wird, dass die zweite Einrichtung 14a den Schaltvorgang durchführt. Allerdings kann bewirkt werden, dass die weiteren Vorrichtungen wie z. B. die erste Einrichtung 12a, die dritte Einrichtung 12b, die vierte Einrichtung 14b, die fünfte Einrichtung 12c und die sechste Einrichtung 14c den Schaltvorgang durchführen.
Dann werden Frequenzkomponenten der Spannungsschwankung berechnet (S430). Zum Beispiel berechnet die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 die Frequenzkomponenten durch Durchführen eines Frequenzumsetzens an der Spannungsschwankung in der Halbleitereinrichtung 10, die durch die Detektionseinheit 220 detektiert wird, d. h. an ihrer Spannungswellenform. Die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 kann eine Einrichtung zur Frequenzdomänenmessung wie z. B. einen Spektrumanalysator enthalten und die Frequenzkomponenten der Spannungsschwankung beobachten.
Dann wird ein Bewertungsrichtwert für das abgestrahlte Rauschen auf der Grundlage der Spannungsschwankung ausgegeben (S440). Zum Beispiel gibt die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 berechnete Frequenzeigenschaften der Spannungsschwankung als einen Bewertungsrichtwert für das abgestrahlte Rauschen aus. Der Bewertungsrichtwert ist ein Berechnungsergebnis von Frequenzeigenschaften in einem vorgegebenen Frequenzband wie z. B. von 30 MHz bis 1 GHz. Die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 gibt den Bewertungsrichtwert zu seiner Speicherung zur Speichereinheit 240 aus. Außerdem liefert die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 den Bewertungsrichtwert zur Vergleichseinheit 250. Die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 kann den Bewertungsrichtwert als einen Teil des Datenblatts für die Halbleitereinrichtung 10 ausgeben.
Dann werden der Bewertungsrichtwert, der für die Halbleitereinrichtung 10 ausgegeben wird, und ein Bewertungsrichtwert, der zuvor für eine Bezugseinrichtung, die von der Halbleitereinrichtung 10 verschieden ist, ausgegeben wurde, verglichen (S450). Zum Beispiel liest die Vergleichseinheit 250 den vorhergehenden Bewertungsrichtwert aus der Speichereinheit 240 und vergleicht den Bewertungsrichtwert, der durch die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 ausgegeben wird, und den vorhergehenden Bewertungsrichtwert. Als ein Beispiel berechnet die Vergleichseinheit 250 ein Differenzspektrum zwischen den Bewertungsrichtwerten in einem vorgegebenen Frequenzband.
Dann wird eine relative Änderung der Intensität des abgestrahlten Rauschens der Halbleitereinrichtung 10 auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses bewertet (S460). Zum Beispiel kann die Bewertungseinheit 260 das Differenzspektrum als die relative Änderung der Intensität verwenden. Außerdem kann die Bewertungseinheit 260 das Differenzspektrum als die relative Änderung der Intensität verwenden. Außerdem kann die Bewertungseinheit 260 einen Wert im Differenzspektrum, der einer vorgegebenen Frequenz entspricht, als die relative Änderung der Intensität verwenden. Außerdem kann die Bewertungseinheit 260 einen Durchschnittswert von Werten im Differenzspektrum, die mehreren vorgegebenen Frequenzen entsprechen, als die relative Änderung der Intensität verwenden.
Die Bewertungseinheit 260 gibt die relative Änderung der Intensität als ein Bewertungsergebnis aus. Die Bewertungseinheit 260 kann das Bewertungsergebnis für jeden Typ der Schaltvorgänge der Halbleitereinrichtung 10 ausgeben. Als ein Beispiel ist in einem Fall, in dem die Bezugseinrichtung eine Einrichtung ist, mit der eine Vorrichtung oder dergleichen vorab ausgestattet worden ist, die relative Änderung der Intensität ein Richtwert für eine relative Änderung der abgestrahlten elektrischen Feldstärke, die durch Ausrüstung der Vorrichtung oder dergleichen mit der Halbleitereinrichtung 10 bewirkt wird. Auch in einem Fall, in dem die Bezugseinrichtung im Wesentlichen dieselbe wie die Halbleitereinrichtung 10 ist, ist die relative Änderung der Intensität ein Richtwert für die Herstellungsschwankungsbreite oder die Änderung im Zeitablauf der Einrichtungen, eine Differenz zwischen Strukturen, in denen die Einrichtungen implementiert sind, oder dergleichen.
Die Bewertungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann das abgestrahlte Rauschen der Halbleitereinrichtung 10 bewerten und das Bewertungsergebnis durch den oben beschriebenen Betriebsablauf ausgeben. Während oben das Beispiel beschrieben worden ist, in dem die Bewertungsvorrichtung 200 die relative Änderung der Intensität, die die Differenz von einem vorhergehenden Bewertungsrichtwert ist, als das Bewertungsergebnis ausgibt, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Bewertungsvorrichtung 200 einen Bewertungsrichtwert ausgeben, der ein Betragsfrequenzspektrum, das durch die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 berechnet wurde, angibt. In einem Fall, in dem die Bewertungsvorrichtung 200 eine Vorrichtung zum Ausgeben des Bewertungsrichtwerts ist, können die Vergleichseinheit 250 und die Bewertungseinheit 260 ausgelassen werden.
5 zeigt ein Beispiel einer Spannung (V_ce) zwischen dem Kollektor- und dem Emitteranschluss, die durch eine Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 der vorliegenden Ausführungsform ausgegeben wird. In 5 zeigt die vertikale Achse die Spannungen [dBµV] zwischen den Kollektor- und dem Emitteranschlüssen und die horizontale Achse zeigt Frequenzen [MHz] in einem Band im Bereich von 1 MHz bis 1 GHz. In 5 zeigt eine Wellenform 510 die Spannungen zwischen den Kollektor- und den Emitteranschlüssen der dritten Einrichtung 12b, wenn das Schaltsignal Vs zum Gate-Anschluss der zweiten Einrichtung 14a geliefert wird, das Aus-Signal zum Gate-Anschluss der ersten Einrichtung 12a geliefert wird und das Signal von Fall 1 in Tabelle 1 zu jedem der Gate-Anschlüsse der dritten Einrichtung 12b bis zur sechsten Einrichtung 14c geliefert wird. Eine Wellenform 520 zeigt die Spannungen zwischen den Kollektor- und den Emitteranschlüssen der ersten Einrichtung 12a unter denselben Bedingungen an. Eine Wellenform 530 zeigt die Spannungen zwischen den Kollektor- und den Emitteranschlüssen der zweiten Einrichtung 14a unter denselben Bedingungen an. Eine Wellenform 540 zeigt Höchstwerte von Spannungen an, die zwischen dem Kollektor und dem Emitter gemessen werden, wenn die Halbleitereinrichtung 10 unter verschiedenen Bedingungen betrieben wird, wobei der Wechselrichter mit ihr ausgestattet ist. Wie später beschrieben wird, sind die Frequenzkomponente, die aus der geschalteten Wellenform der Halbleitereinrichtung 10 umgewandelt wird, und das abgestrahlte Rauschen korreliert. Deshalb kann, wenn Eigenschaften, die näher an der Wellenform 540 liegen, erhalten werden, ein abgestrahltes Rauschen näher am tatsächlichen abgestrahlten Rauschen geschätzt werden. Hier besteht die Wellenform 510 aus den Spannungen zwischen den Kollektor- und Emitteranschlüssen der dritten Einrichtung 12b und es existiert kein Element, das in einem ihrer Beine schaltet. Allerdings können in der Nähe von 20 MHz Eigenschaften erhalten werden, die Spannungen höher als die Wellenform 520 der ersten Einrichtung 12a und die Wellenform 530 der zweiten Einrichtung 14a von Beinen, in denen ein Element, das geschaltet wird, enthalten ist, besitzen und näher bei der Wellenform 540, die Messwerte anzeigt, wenn der Wechselrichter damit ausgestattet ist, liegen. Dies wird aufgrund eines Einflusses einer kleinen Schaltung wie z. B. einer nicht vorgesehenen Streukapazität, in der Nähe der Einrichtung erzeugt wird, bewirkt. Gemäß der Bewertungsvorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, das abgestrahlte Rauschen der Einrichtung genauer zu bewerten und ein Bewertungsergebnis durch Bewerten der Spannungsschwankung im Bein ohne ein Element, das geschaltet wird, auszugeben. Bezüglich Maßnahmen gegen Rauschen ist es sehr wichtig, z. B. einen hohen Spitzenwert, der in der Nähe von 20 MHz von 5 auftritt, zu betrachten. Unter Verwendung des vorliegenden Richtwerts ist es möglich, wirksamere Maßnahmen gegen Rauschen zu implementieren.
6 zeigt ein Konfigurationsbeispiel eines Messsystems zum Messen des abgestrahlten Rauschens einer Motoransteuervorrichtung 600, die mit der Halbleitereinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgestattet ist. Die Motoransteuervorrichtung 600 ist ein Beispiel einer Vorrichtung, die mit der Halbleitereinrichtung 10 ausgestattet ist. Die Motoransteuervorrichtung 600 enthält eine Energieversorgungseinheit 610, ein Eingangskabel 620, eine Ansteuerschaltung 630, ein Ausgangskabel 640 und einen Motor 650.
Die Energieversorgungseinheit 610 ist eine Wechselstromenergieversorgung. Die Energieversorgungseinheit 610 kann ein Leitungsimpedanzstabilisierungsnetz (LISN) enthalten. Das Eingangskabel 620 ist konfiguriert, eine Wechselspannung, die durch die Energieversorgungseinheit 610 ausgegeben wird, zur Ansteuerschaltung 630 zu übertragen. Die Ansteuerschaltung 630 ist konfiguriert, elektrische Signale zu erzeugen, um den Motor 650 anzutreiben. Zum Beispiel ist die Ansteuerschaltung 630 konfiguriert, die Wechselspannung der Energieversorgungseinheit 610 durch eine Gleichrichtschaltung gleichzurichten, das gleichgerichtete Signal zu einer Wechselrichterschaltung zu liefern und die elektrischen Signale zu erzeugen. Das Ausgangskabel 640 ist konfiguriert, die elektrischen Signale, die durch die Ansteuerschaltung 630 ausgegeben werden, zum Motor 650 zu übertragen. Der Motor 650 ist konfiguriert, sich gemäß den elektrischen Signalen zu drehen.
Die Ansteuerschaltung 630 der Motoransteuervorrichtung 600, die oben beschrieben wird, ist mit der Halbleitereinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgestattet. In 6 ist z. B. eine Einrichtung S₁ die erste Einrichtung 12a und eine Einrichtung S₄ ist die zweite Einrichtung 14a. Außerdem kann eine Einrichtung S₂ die erste Einrichtung 12a sein und eine Einrichtung S₅ kann die zweite Einrichtung 14a sein. Außerdem kann eine Einrichtung S₃ die erste Einrichtung 12a sein und eine Einrichtung S₆ kann die zweite Einrichtung 14a sein. Die Halbleitereinrichtung 10 kann als ein Teil der Wechselrichterschaltung der Ansteuerschaltung 630 eingerichtet sein. Die Halbleitereinrichtung 10 führt Schaltvorgänge gemäß elektrischen Signalen durch und erzeugt deshalb als ein Ergebnis dieser Vorgänge abgestrahltes Rauschen.
Eine Antenne 660 und eine Messvorrichtung 670 sind konfiguriert, ein derartiges abgestrahltes Rauschen zu erzeugen. Die Antenne 660 ist konfiguriert, abgestrahltes Rauschen, das sich im Raum ausgebreitet hat, zu empfangen. Die Antenne 660 ist in einer Position angeordnet, die in einer vorgegebenen Entfernung von der Motoransteuervorrichtung 600 beabstandet ist. Die Messvorrichtung 670 ist konfiguriert, das Signal, das durch die Antenne 660 empfangen wurde, zu empfangen und das empfangene Signal zur Ausgabe in eine Frequenzdomäne umzusetzen. Die Messvorrichtung 670 kann konfiguriert sein, einen höheren Frequenzbereich als eine Drehfrequenz des Motors 650 zu messen. Die Messvorrichtung 670 kann ein Spektrumanalysator oder dergleichen sein.
7 zeigt ein Beispiel des abgestrahlten Rauschens, das durch das Messsystem, das in 6 gezeigt ist, gemessen wurde. 7 zeigt abgestrahltes Rauschen, das beobachtet wird, wenn die Halbleitereinrichtung 10 unter zwei verschiedenen Bedingungen angesteuert wird. Zum Beispiel ist zu erkennen, dass dann, wenn die Ansteuerbedingung der Halbleitereinrichtung 10 von Ansteuerbedingung A zu Ansteuerbedingung B geändert wird, die abgestrahlte elektrische Feldstärke in einem Frequenzbereich von 30 MHz bis 100 MHz um etwa im Bereich von 2 dB bis 6 dB verringert wird.
8 zeigt ein Konfigurationsbeispiel eines Messsystems zum Messen der elektrischen Motoransteuersignale der Motoransteuervorrichtung 600, die mit der Halbleitereinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgestattet ist. Im Messsystem, das in 8 gezeigt ist, sind die Elemente, die in im Wesentlichen derselben Weise wie diejenigen im Messsystem, das in 6 gezeigt ist, arbeiten, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird unterlassen. Die Motoransteuervorrichtung 600 ist im Wesentlichen dieselbe wie die Vorrichtung, die mit der Halbleitereinrichtung 10, die in 6 gezeigt ist, ausgestattet ist.
In 8 ist die Messvorrichtung 670 konfiguriert, elektrische Signale zum Ansteuern des Motors 650, die durch die Ansteuerschaltung 630 ausgegeben werden, zu messen. Die Messvorrichtung 670 ist konfiguriert, eine Schaltspannungswellenform der Halbleitereinrichtung 10 zu messen, während der Motor 650 durch die Motoransteuervorrichtung 600 angesteuert wird.
9 zeigt ein Ergebnis, das durch Messen der Spannungen (V_ce) zwischen den Kollektor- und Emitter-Anschlüssen der Einrichtung nach der Messung des abgestrahlten Rauschens, die in 7 gezeigt ist, mittels des Messsystems, das in 8 gezeigt ist, und Durchführen einer Frequenzanalyse erhalten wurde. Zum Beispiel ist erkennbar, dass dann, wenn die die Ansteuerbedingung der Halbleitereinrichtung 10 von Ansteuerbedingung A zu Ansteuerbedingung B geändert wird, die abgestrahlte elektrische Feldstärke in einem Frequenzbereich von 30 MHz bis 100 MHz dazu tendiert, um etwa im Bereich von 2 dB bis 6 dB verringert zu sein.
Durch Vergleichen der Messergebnisse von 7 und 9 kann bestätigt werden, dass die relativen Änderungswerte vor und nach der Änderung zwischen Ansteuerbedingung A und Ansteuerbedingung B ähnliche Tendenzen zeigen, z. B. in einem Frequenzbereich von 30 MHz bis 500 MHz. Das heißt, es ist erkennbar, dass die Frequenzkomponenten, die aus der Schaltwellenform der Halbleitereinrichtung 10 umgewandelt wurden, und das abgestrahlte Rauschen korreliert sind, und somit können Relativwerte des abgestrahlten Rauschens auf der Grundlage der Schaltwellenform der Halbleitereinrichtung 10 beobachtet werden. Außerdem ist erkennbar, dass durch Messen dieser Korrelation im Voraus die abgestrahlte elektrische Feldstärke des abgestrahlten Rauschens auf der Grundlage der Schaltwellenform der Halbleitereinrichtung 10 beobachtet werden kann.
Außerdem sind, wie oben beschrieben wird, die Höchstwerte der Spannungswerte, die zwischen dem Kollektor und dem Emitter im Betrieb unter verschiedenen Ansteuerbedingungen durch das Messsystem, das in 8 gezeigt ist, gemessen werden, die Wellenform 540, die in 5 gezeigt ist. Deshalb ist es gemäß der Bewertungsvorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform möglich, eine Menge des erzeugten Rauschens für jeden Typ von Schalteigenschaften durch Analysieren der Spannungsschwankung der Einrichtung, die Eigenschaften in der Nähe der Wellenform 540 anzeigen, d. h. der Spannungsschwankung im Bein ohne Element, das geschaltet wird, zu bewerten.
Die Bewertungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bewertet das abgestrahlte Rauschen auf der Grundlage der Frequenzeigenschaften der Schaltspannungswellenformen, die durch Bewirken, dass die Halbleitereinrichtung 10 den Einschaltvorgang, den Ausschaltvorgang, den Sperrerholvorgang und den Durchlasserholvorgang durchführt, erhalten wurden. Die Frequenzeigenschaften der Schaltspannungswellenformen, die in Übereinstimmung mit dem Einschaltvorgang, dem Ausschaltvorgang, dem Sperrerholvorgang und dem Durchlasserholvorgang erhalten werden, werden als Einschalteigenschaften, Ausschalteigenschaften, Sperrerholeigenschaften bzw. Durchlasserholeigenschaften bezeichnet.
Wie in 5 gezeigt ist, sind die Ergebnisse der Frequenzeigenschaften der Schaltspannungswellenformen, die durch die Bewertungsvorrichtung 200 erhalten werden, abhängig vom Typ des Schaltvorgangs in Ihrer Spannung verschieden. Insbesondere können die Sperrerholeigenschaften eine höhere Spannung als die Weiteren bei Frequenzen von 30 MHz oder höher aufweisen, was den Vorschriften abgestrahlten Rauschens unterliegt. Deshalb ist bevorzugt, dass die Bewertungsvorrichtung 200 Schaltvorgänge durchführt, die mindestens den Sperrerholvorgang der Halbleitereinrichtung 10 enthalten und dadurch die Bewertungsrichtwerte ausgibt.
Darüber hinaus können, wenn mindestens zwei der vier Typen von Eigenschaften bekannt sind, die weiteren Typen von Eigenschaften in Analogie dazu geschätzt werden. Deshalb ist bevorzugt, dass die Bewertungsvorrichtung 200 Schaltvorgänge, die mindestens zwei des Einschaltvorgangs, des Ausschaltvorgangs, des Sperrerholvorgangs und des Durchlasserholvorgangs der Halbleitereinrichtung enthalten, durchführt und dadurch die Bewertungsrichtwerte ausgibt. In diesem Fall ist es stärker bevorzugt, dass einer der mindestens zwei Vorgänge der Sperrerholvorgang ist.
Zusätzlich können die Einschalteigenschaften der vier Typen von Eigenschaften die nächsthöhere Spannung nach den Sperrerholeigenschaften als die Weiteren aufweisen. Deshalb ist stärker bevorzugt, dass die Bewertungsvorrichtung 200 Schaltvorgänge durchführt, die mindestens den Sperrerholvorgang und den Einschaltvorgang der Halbleitereinrichtung 10 enthalten, und dadurch die Bewertungsrichtwerte ausgibt. Wie oben beschrieben wird, kann die Signalzuführeinheit 150 konfiguriert sein, ein Schaltsignal zu liefern, um zu bewirken, dass die Halbleitereinrichtung 10 einen oder mindestens zwei des Einschaltvorgangs, des Ausschaltvorgangs, der Sperrerholvorgangs und des Durchlasserholvorgangs durchführt. Auf diese Weise kann die Bewertungsvorrichtung 200 die Zeit zur Bewertung verkürzen und die Probleme zur Bewertung und dergleichen verringern.
Oben wurde das Beispiel beschrieben, in dem die Bewertungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Spannungsschwankung zwischen der dritten Einrichtung 12b und der vierten Einrichtung 14b, die in Reihe geschaltet sind, und die Spannungsschwankung zwischen der fünften Einrichtung 12c und der sechsten Einrichtung 14c, die in Reihe geschaltet sind, beobachtet. Zusätzlich oder alternativ kann die Bewertungsvorrichtung 200 konfiguriert sein, die Spannungsschwankung zwischen der ersten Einrichtung 12a und der dritten Einrichtung 12b, die Spannungsschwankung zwischen der ersten Einrichtung 12a und der fünften Einrichtung 12c und die Spannungsschwankung zwischen der dritten Einrichtung 12b und der fünften Einrichtung 12c zu beobachten. Die Spannungen entsprechen Ausgangsspannungen einer Brückenschaltung und sind auch eine Wellenform, die einen Einfluss der kleinen Schaltung um die Einrichtung berücksichtigt. Die Bewertungsvorrichtung 200 kann konfiguriert sein, das abgestrahlte Rauschen der Halbleitereinrichtung 10 durch Beobachten der Hochfrequenzschwankungskomponente zu bewerten.
Zusätzlich oder alternativ kann die Bewertungsvorrichtung 200 konfiguriert sein, die Spannungsschwankung in der ersten Einrichtung 12a und/oder der zweiten Einrichtung 14a, in der dritten Einrichtung 12b und/oder der vierten Einrichtung 14b oder in der fünften Einrichtung 12c und/oder der sechsten Einrichtung 14c zu beobachten. Das heißt, die Detektionseinheit 220 ist mit einem Ende der ersten Einrichtung 12a und dem anderen Ende der zweiten Einrichtung 14a elektrisch verbunden und ist konfiguriert, die Schwankung der Spannung über der ersten Einrichtung 12a und der zweiten Einrichtung 14a zu detektieren.
Die Spannung über der ersten Einrichtung 12a bis zur sechsten Einrichtung 14c weist eine Wellenform auf, in der eine Hochfrequenzschwankungskomponente ΔV_DC aufgrund der Schaltvorgänge der Gleichspannung V_DC, die durch die Energieversorgung 110 geliefert wird, überlagert wird. Die Bewertungsvorrichtung 200 kann konfiguriert sein, das abgestrahlte Rauschen der Halbleitereinrichtung 10 durch Beobachten der Hochfrequenzschwankungskomponente ΔV_DC zu bewerten.
Währenddessen wird, wenn die Hochfrequenzschwankungskomponente ΔV_DC dadurch beobachtet wird, dass bewirkt wird, dass die Halbleitereinrichtung 10 den Einschaltvorgang durchführt, eine Spannungsschwankung beobachtet, in der die Sperrerholeigenschaften der ersten Einrichtung 12a und die Einschalteigenschaften der zweiten Einrichtung 14a überlagert sind. Das heißt, in diesem Fall ist die Hochfrequenzschwankungskomponente ΔV_DC mit den Eigenschaften, die eine höhere Spannung der Sperrerholeigenschaften der ersten Einrichtung 12a aufweisen, und den Einschalteigenschaften der zweiten Einrichtung 14a korreliert.
Ebenso wird dann, wenn die Hochfrequenzschwankungskomponente ΔV_DC beobachtet wird, indem bewirkt wird, dass die Halbleitereinrichtung 10 den Ausschaltvorgang durchführt, eine Spannungsschwankung beobachtet, in der die Durchlasserholeigenschaften der ersten Einrichtung 12a und die Ausschalteigenschaften der zweiten Einrichtung 14a überlagert sind. Das heißt, in diesem Fall ist die Hochfrequenzschwankungskomponente ΔV_DC mit den Eigenschaften, die eine höhere Spannung der Durchlasserholeigenschaften der ersten Einrichtung 12a und der Ausschalteigenschaften der zweiten Einrichtung 14a aufweisen, korreliert.
Deshalb kann die Bewertungsvorrichtung 200 die zwei Schalteigenschaften, die die höhere Spannung unter den vier Schalteigenschaften besitzen, beobachten, indem sie z. B. bewirkt, dass die Halbleitereinrichtung 10 den Einschaltvorgang und den Ausschaltvorgang durchführt, und die Hochfrequenzschwankungskomponente ΔV_DC für jeden Vorgang einmal beobachtet. Außerdem ist die Messung der Hochfrequenzschwankungskomponente ΔV_DC die Beobachtung von Frequenzeigenschaften mit Ausnahme der Gleichstromkomponente und deshalb kann die ΔV_DC-Komponente durch Durchführen der Messung unter Verwendung einer Wechselstromkopplung oder Einsetzen eines Hochpassfilters zwischen der Detektionseinheit 220 und der Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 einfach extrahiert werden. Deshalb kann die Bewertungsvorrichtung 200 die Hochfrequenzschwankungskomponente ΔV_DC mit erhöhtem Signal/RauschVerhältnis und Dynamikbereich messen.
Wie oben beschrieben wurde, beobachtet die Bewertungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Spannungsschwankung in der Halbleitereinrichtung 10 während Schaltvorgängen. Hier kann ein Strom, der in einer Streukapazität der Halbleitereinrichtung 10 fließt, als eine Quelle abgestrahlten Rauschens wirken. Zum Beispiel bildet sich dann, wenn Kühlrippen an der Halbleitereinrichtung 10 angebracht sind, eine Streukapazität zwischen einem leitenden Element als ein Teil der Kühlrippen und der Halbleitereinrichtung 10 und ein Strom, der in der Streukapazität fließt, erzeugt abgestrahltes Rauschen.
In diesem Fall kann die Bewertungsvorrichtung 200 eine relative Bewertung des abgestrahlten Rauschens genauer durchführen, indem ein Beobachtungsergebnis, in dem das Rauschen, das aufgrund der Streukapazität erzeugt wird, hinzugefügt ist, erfasst wird. Eine derartige Bewertungsvorrichtung 200 ist wie folgt beschrieben.
10 zeigt ein geändertes Beispiel der Bewertungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Elemente der Bewertungsvorrichtung 200 im vorliegenden geänderten Beispiel, die im Wesentlichen in derselben Weise wie die der Bewertungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die in 3 gezeigt ist, arbeiten, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird unterlassen. Die Bewertungsvorrichtung 200 des vorliegenden geänderten Beispiels enthält ferner ein leitendes Element 320 und eine dritte kapazitive Einheit 330.
Das leitende Element 320 ist ein Teil einer Temperatureinstelleinheit, die konfiguriert ist, eine Temperatur der Halbleitereinrichtung 10 einzustellen. Zum Beispiel ist das leitende Element 320 ein Teil einer Heizung und/oder einer Kühleinrichtung und/oder von Wärmeabführrippen.
Außerdem besitzt das leitende Element 320 eine Funktion des stabilen Haltens von Umgebungstemperaturen der Halbleitereinrichtung 10. Deshalb ist bevorzugt, dass das leitende Element 320 an der Halbleitereinrichtung 10 direkt befestigt ist. Auf diese Weise kann ein Kontaktwiderstand zwischen der Halbleitereinrichtung 10 und dem leitenden Element 320 bei im Wesentlichen konstanten und stabilen Werten gehalten werden.
Die Bewertungsvorrichtung 200 ist konfiguriert, eine Schwankung der Spannung der Halbleitereinrichtung 10 in Bezug auf ein Bezugspotential zu beobachten, das ein Potential des leitenden Elements 320, das an einem Substrat befestigt ist, auf dem die Halbleitereinrichtung 10 angeordnet ist, ist. Zum Beispiel ist eine der Spannungssonden der Detektionseinheit 220 mit dem leitenden Element 320 elektrisch verbunden und die weitere ist zwischen der ersten Einrichtung 12a und der zweiten Einrichtung 14a, zwischen der dritten Einrichtung 12b und der vierten Einrichtung 14b bzw. zwischen der fünften Einrichtung 12c und der sechsten Einrichtung 14c elektrisch verbunden, wodurch sie eine Spannungsschwankung in den Kollektoranschlüssen der zweiten Einrichtung 14a, der vierten Einrichtung 14b und der sechsten Einrichtung 14c, d. h. in den Emitteranschlüssen der ersten Einrichtung 12a, der dritten Einrichtung 12b und der fünften Einrichtung 12c, detektieren. Alternativ kann eine der Spannungssonden der Detektionseinheit 220 mit dem leitenden Element 320 elektrisch verbunden sein und die weitere kann mit je einem Ende der ersten Einrichtung 12a, der dritten Einrichtung 12b und der fünften Einrichtung 12c näher bei den Kollektoranschlüssen oder den Emittern der zweiten Einrichtung 14a, der vierten Einrichtung 14b bzw. der sechsten Einrichtung 14c elektrisch verbunden sein und dadurch eine Schwankung der Spannung über der ersten Einrichtung 12a und der zweiten Einrichtung 14a, eine Schwankung der Spannung über der dritten Einrichtung 12b und der vierten Einrichtung 14b oder eine Schwankung der Spannung über der fünften Einrichtung 12c und der sechsten Einrichtung 14c detektieren. Das heißt, die Detektionseinheit 220 ist konfiguriert, eine Spannungsschwankung zu detektieren, die zwischen der Verbindung der ersten Einrichtung 12a und der der zweiten Einrichtung 14a und dem leitenden Element 320 und/oder zwischen der Verbindung der dritten Einrichtung 12b und der vierten Einrichtung 14b und dem leitenden Element 320 und/oder zwischen der Verbindung der fünften Einrichtung 12c und der sechsten Einrichtung 14c und dem leitenden Element 320 und/oder zwischen dem Kollektoranschluss der ersten Einrichtung 12a und dem leitenden Element 320 und/oder zwischen dem Kollektoranschluss der dritten Einrichtung 12b und dem leitenden Element 320 und/oder zwischen dem Kollektoranschluss der fünften Einrichtung 12c und dem leitenden Element 320 und/oder zwischen dem Kollektoranschluss der zweiten Einrichtung 14a und dem leitenden Element 320 und/oder zwischen dem Kollektoranschluss der vierten Einrichtung 14b und dem leitenden Element 320 und/oder zwischen dem Kollektoranschluss der sechsten Einrichtung 14c und dem leitenden Element 320 auftritt.
Wie oben beschrieben wurde, stabilisiert die Bewertungsvorrichtung 200 des vorliegenden geänderten Beispiels die Streukapazität zwischen der Halbleitereinrichtung 10 und dem leitenden Element 320. Da das leitende Element 320 zur Temperaturstabilisierung verwendet wird, ist bevorzugt, dass seine Oberfläche größer ist und seine Streukapazität kann größer als weitere Pfade gestaltet werden. Außerdem bildet die Streukapazität einen Pfad für Gleichtaktstrom, der abgestrahltes Rauschen verursacht. Deshalb kann die Bewertungsvorrichtung 200 das Rauschen, das aufgrund der Streukapazität und des Gleichtaktstroms erzeugt wird, stabilisieren, wodurch sie einen Bewertungsrichtwert mit hoher Reproduzierbarkeit ausgibt.
Außerdem enthält die Bewertungsvorrichtung 200 des vorliegenden geänderten Beispiels mehrere kapazitive Einheiten, wovon jede mit der Halbleitereinrichtung parallelgeschaltet ist, und mindestens eine der mehreren kapazitiven Einheiten kann mehrere kapazitive Elemente, die in Reihe geschaltet sind, enthalten. 10 zeigt ein Beispiel der Bewertungsvorrichtung 200, in der die dritte kapazitive Einheit 330 ein erstes kapazitives Element 332 und ein zweites kapazitives Element 334 enthält. Ein Punkt zwischen dem ersten kapazitiven Element 332 und dem zweiten kapazitiven Element 334 kann mit einem Bezugspotential (das nicht gezeigt ist) verbunden sein.
Die dritte kapazitive Einheit 330 ist eine bekannte Schaltung, die als ein EMC-Filter zum Verringern abgestrahlten Rauschens verwendet wird. Ein Bereitstellen einer derartigen Schaltung ermöglicht der Bewertungsvorrichtung 200, eine Schaltungskonfiguration aufzuweisen, die näher an der liegt, die tatsächlich mit der Halbleitereinrichtung 10 ausgestattet werden soll, und ein Bewertungsergebnis mit hoher Genauigkeit auszugeben. Zusätzlich zur dritten kapazitiven Einheit 330 kann die Bewertungsvorrichtung 200 ferner mit einem EMC-Filter desselben Typs und/oder eines verschiedenen Typs oder dergleichen versehen sein.
Wie oben beschrieben wurde, kann die Bewertungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das abgestrahlte Rauschen der Halbleitereinrichtung 10 bewerten, indem sie bewirkt, dass die Halbleitereinrichtung 10 Schaltvorgänge durchführt. Wenn allerdings eine Vorrichtung oder dergleichen tatsächlich mit der Halbleitereinrichtung 10 ausgestattet ist, kann der Schaltstrom der Halbleitereinrichtung 10 kurzzeitig variieren. Die Menge abgestrahlten Rauschens variiert mit dem Schaltstrom und kann somit ein verschiedenes Ergebnis als den Bewertungsrichtwert, der durch die Bewertungsvorrichtung 200 ausgegeben wird, aufweisen.
11 zeigt Beispiele von Einschalteigenschaften der Halbleitereinrichtung 10, die durch die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit 230 gemäß der vorliegenden Ausführungsform als Bewertungsrichtwerte ausgegeben werden. Der Bewertungsrichtwert sind die Einschalteigenschaften, die durch Variieren des Schaltstroms, der in der Halbleitereinrichtung 10 gemäß mehreren Schaltsignalen Vs fließt, erhalten werden. 11 zeigt vergleichende Einschalteigenschaften für einen Schaltstrom von 0 A und drei Fälle von Einschalteigenschaften, die drei vorgegebenen Werten eines Schaltstroms von I₁, 2I₁ und 3I₁ entsprechen.
Durch Vergleichen dieser vier Wellenformen lässt sich erkennen, dass Spannungen nichtlineare Funktionen von Schaltstromwerten sind. Zum Beispiel können die Höchstwerte bei verschiedenen Frequenzen verschiedenen Strombedingungen entsprechen. Als ein Beispiel entspricht der Höchstwert bei 10 MHz der Schaltstrombedingung von 3I₁, während der Höchstwert bei 20 MHz der Schaltstrombedingung von I₁ entspricht. Deshalb kann, wenn der Schaltstrom der Halbleitereinrichtung 10 geändert wird, das abgestrahlte Rauschen, das aufgrund des Schaltstroms erzeugt wird, durch Kombinieren mehrerer Bewertungsrichtwerte auf der Grundlage der Änderung des Ansteuerstroms geschätzt werden. Eine derartige kombinierte Bewertungsvorrichtung 300 ist wie folgt beschrieben.
12 zeigt eine Beispielkonfiguration einer kombinierten Bewertungsvorrichtung 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gemeinsam mit einer Datenbank 410. In der Datenbank sind Bewertungsrichtwerte, die durch die Bewertungsvorrichtung 200 ausgegeben werden, gespeichert. Es ist wünschenswert, dass in der Datenbank 410 Bewertungsrichtwerte gespeichert sind, die für mehrere verschiedene Schaltvorgänge der Halbleitereinrichtung 10, die jeweils unter mehreren verschiedenen Bedingungen des Schaltsignals durchgeführt werden, ausgegeben werden. Die Datenbank 410 kann die Speichereinheit 240 der Bewertungsvorrichtung 200 sein.
Die kombinierte Bewertungsvorrichtung 300 verwendet diese Bewertungsrichtwerte, um eine kombinierte Bewertung am abgestrahlten Rauschen, das durch eine Vorrichtung, die mit der Halbleitereinrichtung 10 versehen ist, abgestrahlt wird, durchzuführen. Die Vorrichtung, die mit der Halbleitereinrichtung 10, die in 6 gezeigt ist, ausgestattet ist, wird als eine ausgestattete Vorrichtung bezeichnet. Die kombinierte Bewertungsvorrichtung 300 enthält eine Erfassungseinheit 420 und eine kombinierte Bewertungseinheit 430.
Die Erfassungseinheit 420 erfasst mehrere Bewertungsrichtwerte für die Halbleitereinrichtung 10, die durch die Bewertungsvorrichtung 200 in Übereinstimmung mit Schaltsignalen mehrerer verschiedener Bedingungen ausgegeben werden. Zum Beispiel erfasst die Erfassungseinheit 420 die Bewertungsrichtwerte aus der Datenbank 410 über ein Netz oder dergleichen. Die Erfassungseinheit 420 kann auch mit der Datenbank 410 direkt verbunden sein, um die Bewertungsrichtwerte zu erfassen. Die Erfassungseinheit 420 kann auch Informationen eines Ansteuersignals zum Ansteuern der Halbleitereinrichtung 10 erfassen.
Die kombinierte Bewertungseinheit 430 kombiniert die mehreren Bewertungsrichtwerte gemäß dem Ansteuersignal zum Ansteuern der Halbleitereinrichtung 10, um eine kombinierte Bewertung am abgestrahlten Rauschen der ausgestatteten Vorrichtung durchzuführen. Zum Beispiel berechnet die kombinierte Bewertungseinheit 430 ein Bewertungsergebnis des abgestrahlten Rauschens durch Summieren der Spannungen der mehreren Bewertungsrichtwerte, die jeder von vorgegebenen Frequenzen entsprechen. Die kombinierte Bewertungseinheit 430 kann auch ein Bewertungsergebnis für das abgestrahlte Rauschen durch Berechnen des Durchschnittswerts oder des Höchstwerts der Spannungen der mehreren Bewertungsrichtwerte, die jeder von vorgegebenen Frequenzen entsprechen, berechnen. Die kombinierte Bewertungseinheit 430 gibt das berechnete Bewertungsergebnis aus.
13 zeigt einen Betriebsablauf der kombinierten Bewertungsvorrichtung 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die kombinierte Bewertungsvorrichtung 300 führt die Vorgänge von S510 bis S530, die in 13 gezeigt sind, durch, um eine kombinierte Bewertung am abgestrahlten Rauschen, das durch die Halbleitereinrichtung 10 in der ausgestatteten Vorrichtung abgegeben wird, durchzuführen.
Zunächst wird ein erstes Ansteuersignal zum Ansteuern der Halbleitereinrichtung 10 erfasst (S510). Die Erfassungseinheit 420 erfasst aus der Datenbank 410 oder dergleichen Informationen des Ansteuersignals, mit denen die ausgestattete Vorrichtung die Datenbank 410 ansteuert. Alternativ kann die Erfassungseinheit 420 mit der ausgestatteten Vorrichtung verbunden sein, um Informationen des Ansteuersignals von der ausgestatteten Vorrichtung zu erfassen. Alternativ kann die Erfassungseinheit 420 Informationen des Ansteuersignals, das durch einen Anwender der kombinierten Bewertungsvorrichtung 300 wie z. B. ein Entwerfer oder ein Anwender der ausgestatteten Vorrichtung eingegeben wird, empfangen.
Dann werden mehrere Bewertungsrichtwerte für die Halbleitereinrichtung 10, die durch die Bewertungsvorrichtung 200 in Übereinstimmung mit Schaltvorgängen unter mehreren verschiedenen Bedingungen ausgegeben werden, erfasst (S520). Die Erfassungseinheit 420 erfasst eine Kombination von mehreren Bewertungsrichtwerten in Übereinstimmung mit dem Ansteuersignal der Halbleitereinrichtung 10. Zum Beispiel erfasst die Erfassungseinheit 420 entsprechende Bewertungsrichtwerte gemäß der Polarität, dem Betrag oder dergleichen des Ansteuersignals. Die Erfassungseinheit 420 kann auch entsprechende Bewertungsrichtwerte gemäß den zeitlichen Änderungen im Ansteuersignal erfassen. Die Erfassungseinheit 420 kann auch mehrere Bewertungsrichtwerte durch Multiplizieren der Bewertungsrichtwerte mit Gewichten, die den zeitlichen Änderungen des Ansteuersignal entsprechen, berechnen.
Dann kombiniert die kombinierte Bewertungseinheit 430 die mehreren Bewertungsrichtwerte, die durch die Erfassungseinheit 420 erfasst wurden, gemäß dem Ansteuersignal zum Ansteuern der Halbleitereinrichtung 10, um die kombinierte Bewertung am abgestrahlten Rauschen der ausgestatteten Vorrichtung durchzuführen (S530). Zum Beispiel ist eine Kombination von Bewertungsrichtwerten, die durch die kombinierte Bewertungseinheit 430 verwendet wird, der Höchstwert oder die Summe der mehreren Bewertungsrichtwerte für die Halbleitereinrichtung 10. Eine Kombination von Bewertungsrichtwerten, die durch die kombinierte Bewertungseinheit 430 verwendet wird, kann auch der Durchschnittswert der mehreren Bewertungsrichtwerte für die Halbleitereinrichtung 10 sein. Eine Kombination von Bewertungsrichtwerten, die durch die kombinierte Bewertungseinheit 430 verwendet wird, kann auch der Höchstwert oder die Summe und der Durchschnittswert der mehreren Bewertungsrichtwerte sein.
Zum Beispiel verwenden die Normen für abgestrahltes Rauschen elektronischer Geräte, die z. B. durch den internationalen Sonderausschuss zu Funkstörungen (SISPR) definiert sind, Quasispitzenwerte, Durchschnittswerte und dergleichen als Grundlage. Deshalb kann die kombinierte Bewertungseinheit 430 zur Vereinbarkeit mit diesen Normen den Höchstwert und den Durchschnittswert der mehreren Bewertungsrichtwerte zur kombinierten Bewertung des abgestrahlten Rauschens verwenden und das Bewertungsergebnis ausgeben. In diesem Falle kann z. B. der Quasispitzenwert auf der Grundlage des Betrags der Differenz zwischen den ausgegebenen Höchst- und Durchschnittswerten oder dergleichen in gewissem Maße vorhergesagt werden.
Eine Kombination von Bewertungsrichtwerten, die durch die kombinierte Bewertungseinheit 430 verwendet wird, kann auch der Durchschnittswert sein, der nach einem Multiplizieren der mehreren Bewertungsrichtwerte für die Halbleitereinrichtung 10 mit entsprechenden Gewichten, die dem Strom, der durch die Halbleitereinrichtung 10 ausgegeben wird, entsprechen, berechnet wird.
Wie oben beschrieben wird, berechnet die kombinierte Bewertungsvorrichtung 300 einen Schätzwert des abgestrahlten Rauschens durch Kombinieren von Bewertungsrichtwerten, die im Voraus gemäß dem Ansteuersignal zum Ansteuern der Halbleitereinrichtung 10 genau geschätzt werden, und kann dadurch eine kombinierte Bewertung am abgestrahlten Rauschen durchführen. Die kombinierte Bewertungsvorrichtung 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erfasst Bewertungsrichtwerte, die dem Ausgangsstrom und dem Schaltstrom zur Zeit des Einbeziehens der Halbleitereinrichtung 10 in eine Vorrichtung entsprechen, aus mehreren Bewertungsrichtwerten, die durch Beobachten und Bewerten einer Spannungsschwankung in der Halbleitereinrichtung 10 aufgrund von Schaltvorgängen unter verschiedenen Bedingungen erhalten werden, und kombiniert sie. Somit kann die kombinierte Bewertungsvorrichtung 300 Bewertungsrichtwerte, die durch Bewerten entsprechender Werte des abgestrahlten Rauschens, das der Spannungsschwankung in der Halbleitereinrichtung 10 entspricht, erhalten werden, verwenden und kann deshalb das abgestrahlte Rauschen genauer schätzen.
14 zeigt Beispiele des Ergebnisses einer kombinierten Bewertung an abgestrahltem Rauschen, die durch die kombinierte Bewertungsvorrichtung 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch Kombinieren der mehreren Bewertungsrichtwerte, die in 11 gezeigt sind, durchgeführt wurde. 14 ist ein Beispiel des Ergebnisses, das durch die kombinierte Bewertungseinheit 430 durch Anwenden des Höchstwerts und des Durchschnittswerts der mehreren Bewertungsrichtwerte als die Kombination ausgegeben wird. Das heißt, die Wellenform, die als „Höchstwert“ in 14 gezeigt ist, zeigt den Höchstwert der vier Kurven der Einschalteigenschaften, die in 11 für jede Frequenz gezeigt sind. Außerdem zeigt die Wellenform, die in 14 als „Durchschnittswert“ gezeigt ist, den Durchschnittswert der vier Kurven der Einschalteigenschaften, die in 11 für jede Frequenz gezeigt sind.
Ferner kann die Tendenz des Quasihöchstwerts auf der Grundlage dieser Schätzergebnisse des abgestrahlten Rauschens vorhergesagt werden. Zum Beispiel lässt sich erkennen, dass in einem Frequenzbereich von 30 MHz bis 60 MHz die Differenz der Spannung für jede Frequenz zwischen den zwei Wellenformen, die durch den Durchschnittswert und den Höchstwert gezeigt sind, 6 dB oder weniger ist. Somit kann, da der Spitzenwert und der Durchschnittswert des abgestrahlten Rauschens etwa denselben Intensitätspegel in diesem Frequenzbereich besitzen, in Erwägung gezogen werden, dass der Quasispitzenwert in dem Frequenzbereich einen Intensitätspegel besitzt, der so hoch wie der Spitzenwert ist.
Außerdem ist erkennbar, dass in einem Frequenzbereich von 100 MHz bis 140 MHz die Differenz der Spannung für jede Frequenz zwischen den zwei Wellenformen, die durch den Durchschnittswert und den Höchstwert gezeigt sind, etwa im Bereich von 6 dB bis 10 dB liegt. Somit kann, da der Spitzenwert und der Durchschnittswert des abgestrahlten Rauschens eine große Differenz in diesem Frequenzbereich besitzen, in Erwägung gezogen werden, dass der Quasispitzenwert im Frequenzbereich einen Intensitätspegel besitzt, der so niedrig wie der Durchschnittswert ist.
Wie oben beschrieben wird, kann die kombinierte Bewertungsvorrichtung 300 mehrere Bewertungsrichtwerte kombinieren, um eine kombinierte Bewertung am abgestrahlten Rauschen durchzuführen, und kann somit den Pegel des abgestrahlten Rauschens des Geräts, das der Regulierung unterliegt, auf der Grundlage des Ergebnisses der kombinierten Bewertung schätzen. Außerdem kann die kombinierte Bewertungsvorrichtung 300 selbst im Falle eines komplexeren Ansteuersignals eine kombinierte Bewertung am abgestrahlten Rauschen durchführen.
15 zeigt ein Beispiel, in dem z. B. ein Dreiphasenwechselrichter als die Vorrichtung verwendet wird und die Ausgangsstromwellenform über eine Halbperiode einer einzelnen Phase normiert ist. In 15 ist die horizontale Achse eine normierte Zeitachse und die vertikale Achse gibt normierte Amplitudenwerte des Ansteuersignals an. Da der Ausgangsstrom ein Teil eines Sinusschwingungssignals ist, gibt die horizontale Achse, die in 15 die Zeitachse ist, Phasen an, die normiert wurden, indem die Zeit, die einer Phase von 180 Grad entspricht als 100 % gesetzt wurde.
Wenn die Polarität des Ausgangsstroms positiv ist, wie in 15 gezeigt ist, erfasst die Erfassungseinheit 420 z. B. einen Bewertungsrichtwert, der gemäß einem Einschaltvorgang der Halbleitereinrichtung 10 ausgegeben wurde. Die Erfassungseinheit 420 kann auch einen Bewertungsrichtwert erfassen, der durch die Bewertungsvorrichtung 200 für eine Bedingung, die dem Spitzenwert der Amplitude der Sinusschwingung entspricht, ausgegeben wird. Die Erfassungseinheit 420 kann auch einen Bewertungsrichtwert erfassen, der durch die Bewertungsvorrichtung 200 für eine Bedingung am nächsten am Spitzenwert der Amplitude der Sinusschwingung ausgegeben wurde. Zum Beispiel multipliziert die Erfassungseinheit 420 den erfassten Bewertungsrichtwert mit Gewichten, die dem Ausgangsstrom entsprechen, um mehrere Bewertungsrichtwerte zu erfassen.
Als ein Beispiel unterteilt die Erfassungseinheit 420 den Ausgangsstrom gemäß dem Amplitudenwert in mehrere Bereiche. 15 zeigt ein Beispiel in dem die Amplitude des Ausgangsstroms gleichmäßig in vier Bereiche von 0 bis 0,25, 0,25 bis 0,5, 0,5 bis 0,75 und 0,75 bis 1 unterteilt ist, wobei der Spitzenwert 1 ist. Die Erfassungseinheit 420 berechnet die Belegung des Ansteuersignals auf der Zeitachse in jedem Bereich. Zum Beispiel belegt der Ausgangsstrom im Bereich von Amplituden von 0 bis 0,25 16 % der 100 %, des gesamten Phasenbereichs, und somit wird die Belegung als 16 % gesetzt.
Entsprechend wird für die Erfassungseinheit 420 die Belegung des Bereichs von Amplituden von 0,25 bis 0,5 als 17 % gesetzt, die Belegung des Bereichs von Amplituden von 0,5 bis 0.75 als 21 % gesetzt und die Belegung des Bereichs Amplituden von 0,75 bis 1 als 46 % gesetzt. Eine derartige Verteilung der Belegung kann mit der Erzeugungsfrequenz von Schaltströmen im Dreiphasenwechselrichterbetrieb direkt ersetzt werden, wodurch die Erfassungseinheit 420 mehrere Bewertungsrichtwerte gemäß der Belegung berechnen kann.
Das heißt, die Erfassungseinheit 420 berechnet einen ersten Bewertungsrichtwert für den Bereich von Amplituden von 0 bis 0,25 durch Multiplizieren der Spannung eines Bezugsbewertungsrichtwerts, der für den Amplitudenspitzenwert des Ausgangsstroms erhalten wird, mit 0,16 für jede Frequenz. Die Erfassungseinheit 420 berechnet außerdem einen zweiten Bewertungsrichtwert für den Bereich von Amplituden von 0,25 bis 0,5 durch Multiplizieren des Bezugsbewertungsrichtwerts mit 0,17. Entsprechend berechnet die Erfassungseinheit 420 einen dritten Bewertungsrichtwert für den Bereich von Amplituden von 0,5 bis 0,75 und einen vierten Bewertungsrichtwert für den Bereich von Amplituden von 0,75 bis 1 durch Multiplizieren des Bezugsbewertungsrichtwerts mit 0,21 bzw. 0,46. Die kombinierte Bewertungseinheit 430 berechnet den Durchschnittswert pro Frequenz der vier ersten bis vierten Bewertungsrichtwerte als einen kombinierten Bewertungsrichtwert für das abgestrahlte Rauschen. Die kombinierte Bewertungseinheit 430 gibt den berechneten kombinierten Bewertungswert aus.
Wie oben beschrieben wird, verwendet die kombinierte Bewertungsvorrichtung 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Berücksichtigung der Erzeugungsfrequenz von Schaltströmen gemäß dem Ausgangsstrom mehrere Bewertungsrichtwerte und kann somit eine kombinierte Bewertung am abgestrahlten Rauschen für verschiedene Ausgangsströme genauer durchführen. Es ist festzuhalten, dass, während in der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel beschrieben worden ist, in dem die Amplitude des Ausgangsstroms gleichmäßig in vier Bereich unterteilt ist, dies nicht derart beschränkt ist. Die Anzahl von Bereichen der Amplitude des Ansteuersignals kann zu verschiedenen Anzahlen von Bereich gesetzt werden. Die Gewichte, mit denen die Bewertungsrichtwerte multipliziert werden und dergleichen können auch gemäß dem Ansteuersignal anpassbar sein.
16 zeigt ein Beispiel, in dem die Halbleitereinrichtung 10 gemäß einem ersten geänderten Beispiel durch die Bewertungsvorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform bewertet werden soll. In 16 sind die Elemente, die im Wesentlichen dieselben Funktionen und Konfigurationen wie die, die in 3 gezeigt sind, besitzen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird mit Ausnahme der Differenzen, die unten beschrieben werden sollen, unterlassen. In 16 ist die Halbleitereinrichtung 10, die durch die Bewertungsvorrichtung 200 bewertet werden soll, mit einem Abschlusswiderstand 1600 verbunden. Der Abschlusswiderstand 1600 enthält einen ersten Abschlusswiderstand 1600b und einen zweiten Abschlusswiderstand 1600c. Ein Ende des ersten Abschlusswiderstands 1600b ist zwischen der dritten Einrichtung 12b und der vierten Einrichtung 14b verbunden und das andere Ende ist mit einem Bezugspotential verbunden. Ein Ende des zweiten Abschlusswiderstands 1600c ist zwischen der fünften Einrichtung 12c und der sechsten Einrichtung 14c verbunden und das weitere Ende ist mit dem Bezugspotential verbunden. Auf diese Weise kann die Bewertungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Halbleitereinrichtung 10 bewerten, wobei ein Mittelpunkt der zweiten Reihenschaltung 10b und ein Mittelpunkt der dritten Reihenschaltung 10c mit der bekannten Impedanz abgeschlossen sind.
17 zeigt ein Beispiel, in dem die Halbleitereinrichtung 10 gemäß einem zweiten geänderten Beispiel durch die Bewertungsvorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform bewertet werden soll. In 17 sind die Elemente, die im Wesentlichen dieselben Funktionen und Konfigurationen wie die, die in 3 gezeigt sind, besitzen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird mit Ausnahme der Differenzen, die unten beschrieben werden sollen, unterlassen. In 17 ist die Halbleitereinrichtung 10, die durch die Bewertungsvorrichtung 200 bewertet werden soll, über Induktivitäten zwischen die erste Einrichtung 12a und die zweite Einrichtung 14a, zwischen die dritte Einrichtung 12b und die vierte Einrichtung 14b bzw. zwischen die fünfte Einrichtung 12c und die sechste Einrichtung 14c sternförmig geschaltet.
18 zeigt ein Beispiel, in dem die Halbleitereinrichtung 10 gemäß einem dritten geänderten Beispiel durch die Bewertungsvorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform bewertet werden soll. In 18 sind die Elemente, die im Wesentlichen dieselben Funktionen und Konfigurationen wie die, die in 3 gezeigt sind, besitzen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird mit Ausnahme der Differenzen, die unten beschrieben werden sollen, unterlassen. In 18 ist die Halbleitereinrichtung 10, die durch die Bewertungsvorrichtung 200 bewertet werden soll, über Induktivitäten zwischen die erste Einrichtung 12a und die zweite Einrichtung 14a, zwischen die dritte Einrichtung 12b und die vierte Einrichtung 14b bzw. zwischen die fünfte Einrichtung 12c und die sechste Einrichtung 14c im Dreieck geschaltet. Für eine Dreiphasenwechselstromschaltung werden Konfigurationen, in denen jede von drei Phasen sternförmig und dreiecksförmig verbunden ist, häufig verwendet. Wie in 17 und 18 gezeigt ist, kann die Bewertungsvorrichtung 200 die Halbleitereinrichtung 10 in Sternschaltung und in Dreieckschaltung bewerten. Außerdem kann die Bewertungsvorrichtung 200 die Halbleitereinrichtung 10 bewerten, die in der Lage ist, die Sternschaltung und die Dreieckschaltung durch einen Schalter umzuschalten. Auf diese Weise kann die Bewertungsvorrichtung 200 das abgestrahlte Rauschen unter denselben Lastbedingungen wie die tatsächlichen Betriebsbedingungen bewerten, wodurch abgestrahltes Rauschen, das während des tatsächlichen Betriebs auftreten wird, richtiger nachgebildet wird.
Im Falle der Verbindungen, die in 17 und 18 gezeigt sind, kann die Ansteuerbedingungseinstelleinheit 210 die Bedingungen zum Ansteuern der Halbleitereinrichtung 10 beschränken. Zum Beispiel kann, wenn das Schaltsignal Vs zum Gate-Anschluss der zweiten Einrichtung 14a geliefert wird und das Aus-Signal zum Gate-Anschluss der ersten Einrichtung 12a geliefert wird, die Verbindung vom (+)-Anschluss der Energieversorgung 110 zum Kollektoranschluss der zweiten Einrichtung 14a getrennt werden, wenn das Aus-Signal zu den Gate-Anschlüssen sowohl der dritten Einrichtung 12b als auch der fünften Einrichtung 12c geliefert wird. Außerdem kann z. B. dann, wenn bewirkt wird, dass die zweite Einrichtung 14a den Ausschaltvorgang durchführt, bewirkt werden, dass ein Rückführungspfad von Strom, dessen Fließen durch die Induktivität L bewirkt wird, getrennt wird, falls das Aus-Signal zu den Gate-Anschlüssen sowohl der dritten Einrichtung 12b als auch der fünften Einrichtung 12c geliefert wird. Deshalb kann dann, wenn die Halbleitereinrichtung 10, die in der Weise, die in 17 oder 18 gezeigt ist, geschaltet ist, bewertet wird, die Ansteuerbedingungseinstelleinheit 210 bewirken, dass die Halbleitereinrichtung 10 Schaltvorgänge mit Ausnahme der Ansteuerbedingungen, unter denen der Strompfad verbunden sein kann, durchführt. Alternativ kann die Ansteuerbedingungseinstelleinheit 210 die Bedingungen zum Ansteuern der Halbleitereinrichtung 10 in einem Zustand bevor bewirkt wird, dass die zweite Einrichtung 14a Schaltvorgänge durchführt, beschränken. Zum Beispiel kann die Ansteuerbedingungseinstelleinheit 210 eine Bedingung setzen, unter der in einem Zustand, bevor die Schaltvorgänge durchgeführt werden, bewirkt wird, dass Strom, dessen kontinuierliches Fließen bewirkt werden kann, selbst wenn die zweite Einrichtung 14a eingeschaltet ist, im Voraus in die Induktivität L fließt, bevor die zweite Einrichtung 14a eingeschaltet wird. Zum Beispiel kann die Ansteuerbedingungseinstelleinheit 210 in einem Zustand vor einem Einschalten der zweiten Einrichtung 14a eine Ansteuerbedingung derart setzen, dass die Halbleitereinrichtung 10 gesteuert wird, mindestens einen von Strömen, die von M2 zu M1 und von M3 zu M1 fließen sollen, in der Induktivität L zu erzeugen, und die zweite Einrichtung 14a in diesem Zustand eingeschaltet wird. Insbesondere die dritte Einrichtung 12b und die fünfte Einrichtung 12c werden aus einem anfänglichen Zustand, in dem die erste Einrichtung 12a bis sechste Einrichtung 14c sich alle in einem Aus-Zustand befinden, derart eingeschaltet, dass bewirkt wird, dass ein Strom über einen Pfad der dritten Einrichtung 12b oder der fünften Einrichtung 12c, die Induktivität L und die antiparallel geschaltete Diode zur ersten Einrichtung 12a fließt. Dann kann die zweite Einrichtung 14a eingeschaltet werden, um zu bewirken, dass die erste Einrichtung 12a den Sperrerholvorgang durchführt. Währenddessen sind die Bedingungen, um zu bewirken, dass die dritte Einrichtung 12b und die fünfte Einrichtung 12c, die den oberen Arm mit Ausnahme der ersten Einrichtung 12a oder der zweiten Einrichtung 14a konfigurieren, und die vierte Einrichtung 14b und die sechste Einrichtung 14c, die den unteren Arm konfigurieren, den Sperrerholvorgang durchführen, von einem Standpunkt der Symmetrie dieselben und deshalb werden ihre Beschreibungen unterlassen.
19 zeigt ein weiteres geändertes Beispiel der Bewertungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In 19 sind die Elemente, die im Wesentlichen dieselben Funktionen und Konfigurationen wie die, die in 10 gezeigt sind, besitzen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird mit Ausnahme der Differenzen, die unten beschrieben werden sollen, unterlassen. In 19 enthält die Bewertungsvorrichtung 200 ferner ein Impedanzelement 1900. Das Impedanzelement 1900 enthält ein erstes Impedanzelement 1900x und ein zweites Impedanzelement 1900y. Ein Ende des ersten Impedanzelements 1900x ist mit einem Mittelpunkt der dritten kapazitiven Einheit 330 verbunden und das andere Ende ist mit einem Bezugspotential verbunden. Ein Ende des zweiten Impedanzelements 1900y ist mit dem leitenden Element 320 verbunden und das andere Ende ist mit dem Bezugspotential verbunden. Auf diese Weise kann die Bewertungsvorrichtung 200 ferner bei einer Frequenz von 30 MHz oder höher statt dem kapazitiven Element oder zusätzlich zum kapazitiven Element mit dem bekannten Impedanzelement versehen sein. Außerdem können das leitende Element 320 und das Bezugspotential bei der Frequenz von 30 MHz oder höher mittels des bekannten Impedanzelements verbunden sein.
Wie oben beschrieben wird, können die Bewertungsvorrichtung 200 und die kombinierte Bewertungsvorrichtung 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das abgestrahlte Rauschen, das bewirkt werden würde, wenn eine Vorrichtung oder dergleichen mit der Halbleitereinrichtung 10 ausgestattet werden würde, vor dem Ausrüsten mit der Vorrichtung bewerten. Außerdem kann die kombinierte Bewertungsvorrichtung 300 selbst dann, wenn das Ansteuersignal zum Ansteuern der Halbleitereinrichtung 10 komplex ist, durch Kombinieren der Bewertungsrichtwerte, die durch die Bewertungsvorrichtung 200 ausgegeben werden, eine kombinierte Bewertung am abgestrahlten Rauschen durchführen.
Außerdem ermöglicht ein Ausgeben der Bewertungsrichtwerte, die durch die Bewertungsvorrichtung 200 als ein Datenblatt für die Halbleitereinrichtung 10 ausgegeben werden, ein Bereitstellen nützlicher Informationen zum Ermöglichen des Einrichtungsentwurfs. Es ist festzuhalten, dass in diesem Falle wünschenswert ist, dass die Bewertungsvorrichtung 200 die Bewertungsrichtwerte gemeinsam mit einem Bewertungsergebnis für eine vorherige Einrichtung ausgibt. Dies ermöglicht ihr z. B. leicht einen Richtwert dafür zu finden, wie viel das abgestrahlte Rauschen im Vergleich zum Fall der zuvor verwendeten Einrichtung abnimmt oder zunimmt, um den Einrichtungsentwurf reibungslos durchführen zu können.
Im oben Genannten wurde das Beispiel beschrieben, in dem das abgestrahlte Rauschen aus den Bewertungsrichtwerten, die durch die Bewertungsvorrichtung 200 ausgegeben werden, geschätzt wird. Allerdings kann auch das weitergeleitete Rauschen unter Verwendung desselben Verfahrens geschätzt werden. Währenddessen ist das Frequenzband, das durch die internationalen Normen reguliert wird, im weitergeleiteten Rauschen und im abgestrahlten Rauschen verschieden und eine zu regulierende obere Beschränkung des weitergeleiteten Rauschens wie z. B. 30 MHz, 108 MHz und dergleichen ist normalerweise niedriger als die des abgestrahlten Rauschens gesetzt. Aus diesem Grund können die zu bewertenden Frequenzen des abgestrahlten Rauschens und des weitergeleiteten Rauschens abhängig von den zu regulierenden Rauschen individuell eingestellt werden.
Ein Beispiel des Einrichtungsentwurfs enthält ein Bestimmen der Ansteuerbedingung oder von Ansteuerschaltungskonstanten für die Halbleitereinrichtung im Voraus, um die internationalen Normen zu erfüllen. Insbesondere die Ansteuerbedingung enthält die Beziehung zwischen dem Gate-Spannungswert, der in den Gate-Anschluss der Halbleitereinrichtung eingegeben wird, und der Zeit und dergleichen. Außerdem enthalten die Ansteuerschaltungskonstanten einen Gate-Widerstandswert, einen Gate-Verteilerinduktivitätswert, eine Kapazität, die Spezifikation einer verwendeten Leistungsversorgung und dergleichen. Darüber hinaus werden dann, wenn das abgestrahlte Rauschen, das zur Zeit des Einschaltens einer Halbleitereinrichtung im unteren Arm einer Halbbrückenschaltung erzeugt wird, dominant ist, z. B. die Ansteuerbedingung, Ansteuerschaltungskonstanten oder dergleichen der Halbleitereinrichtung im unteren Arm angepasst. Die Konfiguration der Vorrichtung enthält ein Bereitstellen einer Abschirmplatte zwischen der Halbleitereinrichtung mit dominantem abgestrahlten Rauschen und einer gedruckten Leiterplatte, ein Bestimmen von Anordnungen in der Vorrichtung gemäß der Intensität von abgestrahltem Rauschen, ein Bereitstellen einer Abschirmplatte am Vorrichtungsgehäuse, ein Verbinden mit Masse und dergleichen.
Für den Entwurf der Halbleitereinrichtung können Innenwiderstandswerte oder dergleichen der Einrichtung angepasst werden. Außerdem kann der Entwurf eines Moduls, das mit der Halbleitereinrichtung ausgestattet ist, Anpassungen für Isolationssubstrate, Harzisolationssubstrate und dergleichen wie z. B. die Anpassung der Anzahl derartiger Substrate, darauf gebildeter Schaltungsmuster, von Dicken, von Strompfaden und von Dicken und Materialien von Isolierplatten, die für die Isolationssubstrate und dergleichen verwendet werden, die Anpassung oder dergleichen der Form, der Ausdehnung und des Materials von Verdrahtungen (Drähte, Leiterrahmen und dergleichen), die mit Oberflächenelektroden, die auf der Halbleitereinrichtung gebildet sind, verbunden sind, und die Anpassung oder dergleichen der Form und des Materials des Gehäuses (der Hülle), das für das Modul verwendet wird, enthalten.
Es ist festzuhalten, dass während in der vorliegenden Ausführungsform die Bewertungsvorrichtung 200 und die kombinierte Bewertungsvorrichtung 300 als einzelne, unabhängige Vorrichtungen beschrieben werden, sie nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt sind. Zum Beispiel können die Bewertungsvorrichtung 200 und die kombinierte Bewertungsvorrichtung 300 als eine einzelne Vorrichtung gebildet sein. Außerdem können die Bewertungsvorrichtung 200 und/oder die kombinierte Bewertungsvorrichtung 300 mindestens teilweise mit einem Computer oder dergleichen gebildet sein.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter Bezugnahme auf Ablaufpläne und Blockdiagramme beschrieben werden, deren Blöcke (1) Schritte von Prozessen, in denen Vorgänge durchgeführt werden, oder (2) Einheiten von Vorrichtungen, die für das Durchführen von Vorgängen verantwortlich sind, repräsentieren können. Bestimmte Schritte und Einheiten können durch eine fest zugeordnete Schaltungsanordnung, eine programmierbare Schaltungsanordnung, die mit computerlesbaren Anweisungen, die auf computerlesbaren Medien gespeichert sind, versorgt wird, und/oder Prozessoren, die mit computerlesbaren Anweisungen, die auf computerlesbaren Medien gespeichert sind, versorgt werden, implementiert werden.
Eine fest zugeordnete Schaltungsanordnung kann digitale und/oder analoge Hardware-Schaltungen enthalten und kann integrierte Schaltungen (IC) und/oder diskrete Schaltungen enthalten. Eine programmierbare Schaltungsanordnung kann neukonfigurierbare Hardwareschaltungen enthalten, die logische AND, OR, XOR, NAND, NOR und weitere logische Operationen, Flipflops, Register, Speicherelemente usw. wie z. B. feldprogrammierbare Gate-Anordnungen (FPGA), programmierbare Logikanordnungen (PLA) usw. umfassen.
Computerlesbare Medien können beliebige materielle Einrichtungen enthalten, die Anweisungen zur Ausführung durch eine geeignete Einrichtung speichern können, derart, dass das computerlesbare Medium, in dem Anweisungen gespeichert sind, einen Herstellungsgegenstand umfasst, der Anweisungen enthält, die ausgeführt werden können, um ein Mittel zum Durchführen von Operationen, die in den Ablaufplänen oder Blockdiagrammen gespeichert sind, zu schaffen. Beispiele von computerlesbaren Medien können ein elektronisches Speichermedium, ein Magnetspeichermedium, ein optisches Speichermedium, ein elektromagnetisches Speichermedium, ein Halbleiterspeichermedium usw. enthalten.
Weitere konkrete Beispiele von computerlesbaren Medien können eine Floppy-Disc, eine Diskette, eine Festplatte, einen Schreib-/Lese-Speicher (RAM), einen schreibgeschützten Speicher (ROM), einen löschbaren, programmierbaren schreibgeschützten Speicher (EPROM oder Flash-Speicher), einen elektrisch löschbaren, programmierbaren schreibgeschützten Speicher (EEPROM), einen statischen Schreib-/Lese-Speicher (SRAM), einen kompakten Datenträger mit schreibgeschütztem Speicher (CD-ROM), einen vielseitigen digitalen Datenträger (DV), einen BLU-RAY(eingetragenes Warenzeichen)-Datenträger, einen Speicherstick, eine integrierte Schaltungskarte usw. enthalten.
Computerlesbare Anweisungen können Assembleranweisungen, Anweisungssatzarchitekturanweisungen (ISA-Anweisungen), Maschinenanweisungen, maschinenabhängige Anweisungen, Mikrocode, Firmware-Anweisungen, Zustandseinstelldaten oder weiteren Quellcode oder Objektcode, der in einer beliebigen Kombination einer oder mehrerer Programmiersprachen, die eine objektorientierte Programmiersprache wie z. B. Smalltalk, JAVA(eingetragenes Warenzeichen), C++ usw. und herkömmliche prozedurale Programmiersprachen wie z. B. die „C“-Programmiersprache oder ähnliche Programmiersprachen enthalten, geschrieben ist, enthalten.
Computerlesbare Anweisungen können einem Prozessor eines allgemein verwendbaren Computers, eines Computers für einen besonderen Zweck oder einer weiteren programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung oder einer programmierbaren Schaltungsanordnung lokal oder über ein lokales Netz (LAN), ein Großraumnetz (WAN) wie z. B. das Internet und dergleichen bereitgestellt werden. Dadurch kann der Prozessor eines allgemein verwendbaren Computers, eines Computers für einen besonderen Zweck oder einer weiteren programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung oder die programmierbare Schaltungsanordnung die computerlesbaren Anweisungen ausführen, um ein Mittel zum Durchführen von Operationen, die in den Ablaufplänen oder Blockdiagrammen festgelegt sind, zu schaffen. Beispiele des Prozessors enthalten einen Computerprozessor, einen Verarbeitungseinheit, einen Mikroprozessor, einen digitalen Signalprozessor, einen Controller, einen Mikrocontroller und dergleichen.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist der technische Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf den Umfang, der in den Ausführungsformen beschrieben ist, beschränkt. Es ist für Fachleute klar, dass die Ausführungsformen vielfältig geändert oder verbessert werden können. Es ist aus den Ansprüchen klar, dass die Änderungen oder Verbesserungen auch in den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen werden können.
Die Vorgänge, Prozeduren, Schritte und Stufen jedes Prozesses, der durch eine Vorrichtung, ein System, ein Programm und ein Verfahren, die in den Ansprüchen, Ausführungsformen und Zeichnungen gezeigt sind, durchgeführt werden, können in einer beliebigen Reihenfolge durchgeführt werden, solange die Reihenfolge nicht ausdrücklich durch „vor“, „bevor“ oder dergleichen angegeben ist und solange die Ausgabe von einem vorhergehenden Prozess nicht in einem späteren Prozess verwendet wird. Selbst wenn der Prozessablauf in den Ansprüchen, Ausführungsformen und Zeichnungen unter Verwendung von Wortverbindungen wie „zuerst“ oder „dann“ beschrieben wird, bedeutet das nicht notwendigerweise, dass der Prozess in dieser Reihenfolge durchgeführt werden muss.
Bezugszeichenliste
10: Halbleitereinrichtung, 10a: erste Reihenschaltung, 10b: zweite Reihenschaltung, 10c: dritte Reihenschaltung, 12a: erste Einrichtung, 14a: zweite Einrichtung, 12b: dritte Einrichtung, 14b: vierte Einrichtung, 12c: fünfte Einrichtung, 14c: sechste Einrichtung, 100: Bewertungsschaltung, 110: Energieversorgung, 120: erste kapazitive Einheit, 130: zweite kapazitive Einheit, 140: Lastspule, 150: Signalzuführeinheit, 200: Bewertungsvorrichtung, 210: Ansteuerbedingungseinstelleinheit, 220: Detektionseinheit, 230: Bewertungsrichtwertausgabeeinheit, 240: Speichereinheit, 250: Vergleichseinheit, 260: Bewertungseinheit, 300: kombinierte Bewertungsvorrichtung, 320: leitendes Element, 410: Datenbank, 420: Erfassungseinheit, 430: kombinierte Bewertungseinheit, 600: Motoransteuervorrichtung, 610: Energieversorgungseinheit, 620: Eingangskabel, 630: Ansteuerschaltung, 640: Ausgangskabel, 650: Motor, 660: Antenne, 670: Messvorrichtung, 1600: Abschlusswiderstand, 1900: Impedanzelement
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 6191797 B [0002]

Claims

Bewertungsverfahren, das Folgendes umfasst: Bewirken, dass eine erste Einrichtung oder eine zweite Einrichtung einer Halbleitereinrichtung einen Schaltvorgang durchführt, wobei die Halbleitereinrichtung die erste Einrichtung und die zweite Einrichtung, die in Reihe geschaltet sind, und eine dritte Einrichtung und eine vierte Einrichtung, die miteinander in Reihe geschaltet sind und mit einer Reihenschaltung der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung parallelgeschaltet sind, umfasst; Messen einer Spannungsschwankung, die zwischen der dritten Einrichtung und der vierten Einrichtung während des Schaltvorgangs auftritt; und Ausgeben eines Bewertungsrichtwerts für elektromagnetisches Rauschen der Halbleitereinrichtung auf der der Grundlage der Spannungsschwankung.
Bewertungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Halbleitereinrichtung ferner eine fünfte Einrichtung und eine sechste Einrichtung, die miteinander in Reihe geschaltet sind und zur Reihenschaltung der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung parallelgeschaltet sind, umfasst; und das Messen ferner ein Messen einer Spannungsschwankung, die zwischen der fünften Einrichtung und der sechsten Einrichtung während des Schaltvorgangs auftritt, umfasst.
Bewertungsverfahren, das Folgendes umfasst: Bewirken, dass eine erste Einrichtung oder eine zweite Einrichtung einer Halbleitereinrichtung einen Schaltvorgang durchführt, wobei die Halbleitereinrichtung die erste Einrichtung und die zweite Einrichtung, die in Reihe geschaltet sind, und eine dritte Einrichtung und eine vierte Einrichtung, die miteinander in Reihe geschaltet sind und mit einer Reihenschaltung der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung parallelgeschaltet sind, umfasst; Messen einer Spannungsschwankung, die in der dritten Einrichtung und/oder der vierten Einrichtung während des Schaltvorgangs auftritt; und Ausgeben eines Bewertungsrichtwerts für elektromagnetisches Rauschen der Halbleitereinrichtung auf der der Grundlage der Spannungsschwankung.
Bewertungsverfahren nach Anspruch 3, wobei die Halbleitereinrichtung ferner eine fünfte Einrichtung und eine sechste Einrichtung, die miteinander in Reihe geschaltet sind und zur Reihenschaltung der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung parallelgeschaltet sind, umfasst; und das Messen ferner ein Messen einer Spannungsschwankung, die in der fünften Einrichtung und/oder der sechsten Einrichtung während des Schaltvorgangs auftritt, umfasst.
Bewertungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das ferner Folgendes umfasst: Vergleichen des Bewertungsrichtwerts, der zur Halbleitereinrichtung ausgegeben wird, und des Bewertungsrichtwerts, der zu einer Bezugseinrichtung, die von der Halbleitereinrichtung verschieden ist, ausgegeben wird; und Bewerten einer Intensität des elektromagnetischen Rauschens der Halbleitereinrichtung im Vergleich zur Bezugseinrichtung auf der Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs.
Bewertungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Ausgeben des Bezugsrichtwerts ein Berechnen der Spannungsschwankung in der Halbleitereinrichtung für jede Frequenzkomponente als den Bewertungsrichtwert umfasst.
Bewertungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Schaltvorgang mindestens zwei eines Einschaltvorgangs, eines Ausschaltvorgangs, eines Sperrerholvorgangs und eines Durchlasserholvorgangs der Halbleitereinrichtung umfasst.
Bewertungsverfahren nach Anspruch 7, wobei der Schaltvorgang mindestens den Sperrerholvorgang der Halbleitereinrichtung umfasst.
Bewertungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Messen ein Messen einer Schwankung einer Spannung der Halbleitereinrichtung in Bezug auf ein Bezugspotential umfasst und das Bezugspotential ein Potential eines leitendes Elements, an dem die Halbleitereinrichtung mittels eines Isolationsmaterial angebracht ist, ist.
Schätzverfahren zum Schätzen des elektromagnetischen Rauschens einer Vorrichtung, die mit der Halbleitereinrichtung versehen ist, wobei das Schätzverfahren Folgendes umfasst: Erfassen mehrerer Bewertungsrichtwerte für die Halbleitereinrichtung, die in Verbindung mit dem Schaltvorgang unter mehreren Bedingungen unter Verwendung des Bewertungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgegeben werden, und Kombinieren der mehreren Bewertungsrichtwerte, um das elektromagnetische Rauschen der Vorrichtung zu schätzen.
Schätzverfahren nach Anspruch 10, wobei eine Kombination der Bewertungsrichtwerte ein Höchstwert oder eine Summe der mehreren Bewertungsrichtwerte für die Halbleitereinrichtung ist.
Schätzverfahren nach Anspruch 10, wobei eine Kombination der Bewertungsrichtwerte ein Durchschnittswert der mehreren Bewertungsrichtwerte für die Halbleitereinrichtung ist.
Schätzverfahren nach Anspruch 10, wobei eine Kombination der Bewertungsrichtwerte ein Durchschnittswert ist, der nach dem Multiplizieren der mehreren Bewertungsrichtwerte für die Halbleitereinrichtung mit entsprechenden Gewichten, die den mehreren Bedingungen entsprechen, berechnet wird.
Bewertungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Signalzufürheinheit, die konfiguriert ist, ein vorgegebenes Schaltsignal zu einer Halbleitereinrichtung, die eine erste Einrichtung und eine zweite Einrichtung, die in Reihe geschaltet sind, und eine dritte Einrichtung und eine vierte Einrichtung, die miteinander in Reihe geschaltet sind und mit einer Reihenschaltung der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung parallelgeschaltet sind, umfasst, zu liefern; eine Detektionseinheit, die konfiguriert ist, eine Spannungsschwankung, die zwischen der dritten Einrichtung und der vierten Einrichtung während eines Schaltvorgangs der ersten Einrichtung oder der zweiten Einrichtung auftritt, zu detektieren; und eine Bewertungsrichtwertausgabeeinheit, die konfiguriert ist, einen Bewertungsrichtwert für elektromagnetisches Rauschen der Halbleitereinrichtung auf der der Grundlage eines Detektionsergebnisses der Detektionseinheit auszugeben.
Bewertungsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Halbleitereinrichtung ferner eine fünfte Einrichtung und eine sechste Einrichtung, die miteinander in Reihe geschaltet sind und zur Reihenschaltung der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung parallelgeschaltet sind, umfasst; und die Detektionseinheit ferner konfiguriert ist, eine Spannungsschwankung, die zwischen der fünften Einrichtung und der sechsten Einrichtung auftritt, zu detektieren.
Bewertungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Signalzufürheinheit, die konfiguriert ist, ein vorgegebenes Schaltsignal zu einer Halbleitereinrichtung, die eine erste Einrichtung und eine zweite Einrichtung, die in Reihe geschaltet sind, und eine dritte Einrichtung und eine vierte Einrichtung, die miteinander in Reihe geschaltet sind und mit einer Reihenschaltung der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung parallelgeschaltet sind, umfasst, zu liefern; eine Detektionseinheit, die konfiguriert ist, eine Spannungsschwankung, die in der dritten Einrichtung und/oder der vierten Einrichtung während eines Schaltvorgangs der ersten Einrichtung oder der zweiten Einrichtung auftritt, zu detektieren; und eine Bewertungsrichtwertausgabeeinheit, die konfiguriert ist, einen Bewertungsrichtwert für elektromagnetisches Rauschen der Halbleitereinrichtung auf der der Grundlage eines Detektionsergebnisses der Detektionseinheit auszugeben.
Bewertungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Halbleitereinrichtung ferner eine fünfte Einrichtung und eine sechste Einrichtung, die miteinander in Reihe geschaltet sind und zur Reihenschaltung der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung parallelgeschaltet sind, umfasst; und die Detektionseinheit ferner konfiguriert ist, eine Spannungsschwankung, die in der fünften Einrichtung und/oder der sechsten Einrichtung auftritt, zu detektieren.
Bewertungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, die ferner Folgendes umfasst: eine Speichereinheit, die konfiguriert ist, den Bewertungsrichtwert, der durch die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit ausgegeben wird, zu speichern, eine Vergleichseinheit, die konfiguriert ist, den Bewertungsrichtwert, der durch die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit ausgegeben wird, und den Bewertungsrichtwert, der zu einer Bezugseinrichtung ausgegeben wird, die von der Halbleitereinrichtung, die in der Speichereinheit gespeichert ist, verschieden ist, zu vergleichen; und eine Bewertungseinheit, die konfiguriert ist, eine relative Änderung der Intensität des Bewertungsrichtwerts für das elektromagnetische Rauschen der Halbleitereinrichtung auf der Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs zu bewerten.
Bewertungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Signalzufürheinheit, die konfiguriert ist, ein vorgegebenes Schaltsignal zu einer zu bewertenden Halbleitereinrichtung zu liefern; eine Detektionseinheit, die konfiguriert ist, eine Spannungsschwankung in einer Halbleitereinrichtung, die zu der Halbleitereinrichtung parallelgeschaltet ist, zu detektieren; eine Bewertungsrichtwertausgabeeinheit, die konfiguriert ist, einen Bewertungsrichtwert für elektromagnetisches Rauschen der Halbleitereinrichtung auf der der Grundlage eines Detektionsergebnisses der Detektionseinheit auszugeben; eine Speichereinheit, die konfiguriert ist, den Bewertungsrichtwert, der durch die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit ausgegeben wird, zu speichern; eine Vergleichseinheit, die konfiguriert ist, den Bewertungsrichtwert, der durch die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit ausgegeben wird, und den Bewertungsrichtwert, der zu einer Bezugseinrichtung ausgegeben wird, die von der Halbleitereinrichtung, die in der Speichereinheit gespeichert ist, verschieden ist, zu vergleichen; und eine Bewertungseinheit, die konfiguriert ist, eine relative Änderung der Intensität des Bewertungsrichtwerts für das elektromagnetische Rauschen der Halbleitereinrichtung auf der Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs zu bewerten.
Bewertungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die Bewertungsrichtwertausgabeeinheit konfiguriert ist, eine elektrische Feldstärke, die dem elektromagnetischen Rauschen der Halbleitereinrichtung entspricht, auf der Grundlage einer Frequenzkomponente der Spannungsschwankung zu berechnen.
Bewertungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die Signalzuführeinheit konfiguriert ist, ein Schaltsignal zu liefern, um zu bewirken, dass die Halbleitereinrichtung mindestens zwei eines Einschaltvorgangs, eines Ausschaltvorgangs, eines Sperrerholvorgangs und eines Durchlasserholvorgangs durchführt.
Kombinierte Bewertungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Erfassungseinheit, die konfiguriert ist, mehrere Bewertungsrichtwerte für die Halbleitereinrichtung, die in Verbindung mit dem Schaltsignal unter mehreren Bedingungen durch die Bewertungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21 ausgegeben werden, zu erfassen, und eine kombinierte Bewertungseinheit, die konfiguriert ist, die mehreren Bewertungsrichtwerte zu kombinieren, um ein elektromagnetisches Rauschen einer Vorrichtung, die mit der Halbleitereinrichtung versehen ist, zu schätzen.