DE112014005012T5

DE112014005012T5 - Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE112014005012T5
Application number: DE112014005012.1T
Authority: DE
Inventors: Masaki WASEKURA
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2014-09-10
Publication date: 2016-08-11
Anticipated expiration: 2034-09-11
Also published as: JP2015089051A; JP5831528B2; US9571088B2; WO2015064222A1; CN105765865A; DE112014005012B4; US20160233856A1

Abstract

Eine Halbleitervorrichtung umfasst einen Transistor; eine Diode, die konfiguriert ist, mit dem Transistor antiparallel verschaltet zu sein; einen Fühltransistor, der konfiguriert ist zum Erzeugen eines Fühlstroms abhängig von einem Strom, der in dem Transistor fließt; eine Fühldiode, die konfiguriert ist zum Erzeugen eines Fühldioden-stroms abhängig von einem Strom, der in der Diode fließt; ein Widerstandselement, das konfiguriert ist, einen Anschluss mit einem Emitter des Fühltransistors und einer Anode der Fühldiode verbunden zu haben und einen anderen Anschluss mit einem Emitter des Transistors und einer Anode der Diode verbunden zu haben, und den Fühlstrom oder den Fühldiodenstrom in dem Widerstandselement fließen zu haben; und eine Widerstandswertsteuereinheit, die konfiguriert ist zum Unterschiedlichmachen eines Widerstandswerts des Widerstandselements für einen Fall, in dem der Fühlstrom in dem Widerstandselement fließt, und für einen Fall, in dem der Fühldiodenstrom in dem Widerstandselement fließt.

Description

Technisches Gebiet
Die Offenbarungen hierin beziehen sich generell auf eine Halbleitervorrichtung.
Hintergrundtechnik
Herkömmlich ist eine Technik bekannt, die einen Strom, der in einem Transistor fließt, und einen Strom, der in einer Diode fließt, die mit dem Transistor antiparallel verschaltet ist, durch einen gemeinsamen Fühlwiderstand detektiert (siehe zum Beispiel Patentdruckschrift 1).
Druckschriften des Stands der Technik
Patentdruckschriften

Patentdruckschrift 1: japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2009-268054

Kurzfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Wenn ein Strom, der in einem Transistor fließt, und ein Strom, der in einer Diode fließt, die mit dem Transistor antiparallel verschaltet ist, durch einen gemeinsamen Fühlwiderstand detektiert werden, ist es jedoch schwierig, Detektionsempfindlichkeiten für die jeweiligen Ströme durch Verwendung des Fühlwiderstands einer herkömmlichen Technik unabhängig anzupassen.
Daraufhin besteht eine Aufgabe von zumindest einem Ausführungsbeispiel darin, eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, die die Detektionsempfindlichkeit eines Stroms, der in einem Transistor fließt, und die Detektionsempfindlichkeit eines Stroms, der in einer Diode fließt, die mit dem Transistor antiparallel verschaltet ist, unabhängig anpassen kann.
Mittel zur Lösung des Problems
Gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel umfasst eine Halbleitervorrichtung einen Transistor; eine Diode, die konfiguriert ist, mit dem Transistor antiparallel verschaltet zu sein; einen Fühltransistor, der konfiguriert ist zum Erzeugen eines Fühlstroms abhängig von einem Strom, der in dem Transistor fließt; eine Fühldiode, die konfiguriert ist zum Erzeugen eines Fühldiodenstroms abhängig von einem Strom, der in der Diode fließt; ein Widerstandselement, das konfiguriert ist, einen Anschluss mit einem Emitter des Fühltransistors und einer Anode der Fühldiode verbunden zu haben und einen anderen Anschluss mit einem Emitter des Transistors und einer Anode der Diode verbunden zu haben, und den Fühlstrom oder den Fühldiodenstrom in dem Widerstandselement fließen zu haben; und eine Widerstandswertsteuereinheit, die konfiguriert ist zum Unterschiedlichmachen bzw. Unterscheiden/Differenzieren eines Widerstandswerts des Widerstandselements für einen Fall, in dem der Fühlstrom in dem Widerstandselement fließt, und für einen Fall, in dem der Fühldiodenstrom in dem Widerstandselement fließt.
Vorteil der Erfindung
Gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Detektionsempfindlichkeit eines Stroms, der in einem Transistor fließt, und die Detektionsempfindlichkeit eines Stroms, der in einer Diode fließt, die mit dem Transistor antiparallel verschaltet ist, unabhängig anzupassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Konfigurationsdarstellung von einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel von Betriebsverlaufsformen von einer Halbleitervorrichtung veranschaulicht;
3 ist eine Konfigurationsdarstellung von einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 ist eine Konfigurationsdarstellung von einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel
Art und Weise zur Ausführung der Erfindung
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Darstellung, die ein Konfigurationsbeispiel von einer Ansteuervorrichtung 1 veranschaulicht, die als Beispiel einer Halbleitervorrichtung dient. Die Ansteuervorrichtung 1 kann eine Halbleitervorrichtung sein, die eine Konfiguration aufweist, die durch eine integrierte Schaltung implementiert ist, oder eine Halbleitervorrichtung sein, die eine Konfiguration aufweist, die durch diskrete Elemente implementiert ist.
Die Ansteuervorrichtung 1 ist eine Halbleiterschaltung, die eine Einheit zum Ansteuern bzw. Antreiben einer induktiven Last (zum Beispiel einer Induktionsspule oder eines Motors), die mit einem ersten leitenden Element 61 oder einem zweiten leitenden Element 62 verbunden ist, durch Ein- und Aussteuerung eines Haupttransistors 12 eines Transistorelements 11 umfasst. Vorrichtungen, die ein oder mehr Ansteuervorrichtungen 1 verwenden, umfassen zum Beispiel einen Wandler, der Gleichspannungsenergie bzw. -leistung aufwärts- oder abwärtswandelt, einen Wechselrichter, der Energie bzw. Leistung zwischen Gleichspannungsenergie bzw. -leistung und Wechselspannungsenergie bzw. -leistung umwandelt, und dergleichen.
Zum Beispiel ist in einer Vorrichtung, die mehrere Ansteuervorrichtungen 1 verwendet, eine Schaltschaltung eingerichtet, in der Schaltelemente 10 in Reihe geschaltet sind. Die Schaltelemente 10 sind mit Bezug auf einen Zwischenknoten, mit dem eine induktive Last verbunden ist, auf einer oberen Seite und einer unteren Seite bereitgestellt. Zum Beispiel umfasst ein Drei-Phasen-Wechselrichter, der mehrere Ansteuervorrichtungen 1 verwendet, drei derartige Schaltschaltungen parallel.
Das leitende Element 61 ist ein Strompfad, der leitfähig mit einem Element hohen Energiepotentials wie etwa einer positiven Elektrode einer Energiequelle verbunden ist oder mit dem Element hohen Energiepotentials über ein weiteres Schaltelement oder eine Last indirekt verbunden sein kann. Das leitende Element 62 ist ein Strompfad, der leitfähig mit einem Element niedrigen Energiepotentials wie etwa einer negativen Elektrode einer Energiequelle (zum Beispiel einem Erd- bzw. Massepotentialelement) verbunden ist oder mit dem Element niedrigen Energiepotentials über ein weiteres Schaltelement oder eine Last indirekt verbunden sein kann.
Die Ansteuervorrichtung 1 umfasst das Schaltelement 10. Das Schaltelement 10 ist ein spannungsgesteuertes Halbleiterelement mit isoliertem Gate, das eine Stromfühlfunktion aufweist. Das Schaltelement 10 umfasst das Transistorelement 11 und ein Diodenelement 14.
Zum Beispiel, wenn das Transistorelement 11 ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) ist, ist das Schaltelement 10 ein IGBT mit eingebauter Diode, der das Transistorelement 11 und das Diodenelement 14 auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat eingerichtet hat. Der IGBT mit eingebauter Diode weist einen Aufbau auf, der eine gemeinsame Elektrode für die Anodenelektrode von der Diode und die Emitterelektrode von dem IGBT und eine gemeinsame Elektrode für die Kathodenelektrode von der Diode und die Kollektorelektrode von dem IGBT umfasst. Der IGBT mit eingebauter Diode wird auch als ”rückwärtsleitender IGBT” (RC-IGBT: ”Reverse Conducting IGBT”) bezeichnet.
Als spezielles Beispiel des Transistorelements 11 kann man ein Leistungstransistorelement wie einen IGBT und einen Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) betrachten. 1 veranschaulicht einen IGBT als Beispiel des Transistorelements 11. In der folgenden Beschreibung wird der Einfachheit der Erläuterung halber angenommen, dass das Transistorelement 11 ein IGBT ist. Wenn es ein MOSFET ist, kann der Wortlaut dahingehend geändert werden, dass ”Kollektor” als ”Drain” und ”Emitter” als ”Source” gelesen wird.
Der Gateanschluss G des Transistorelements 11 ist zum Beispiel ein Steueranschluss, der mit einer Ansteuerschaltung 43 einer Steuerschaltung 40 über einen Gatewiderstand verbunden ist, der mit dem Gateanschluss G in Reihe geschaltet ist. Der Kollektoranschluss C des Transistorelements 11 ist ein erster Hauptanschluss, der zum Beispiel mit einem Verbindungspunkt c und über den Verbindungspunkt c mit dem leitenden Element 61 verbunden ist. Der Emitteranschluss E des Transistorelements 11 ist ein zweiter Hauptanschluss, der zum Beispiel mit einem Verbindungspunkt d und über den Verbindungspunkt d mit dem leitenden Element 62 verbunden ist. Der Fühlemitteranschluss SE des Transistorelements 11 ist ein Fühlanschluss, der zum Beispiel mit einem Verbindungspunkt b und über den Verbindungspunkt b mit einem Anschluss einer Widerstandsschaltung 20 verbunden ist. Der Fühlemitteranschluss SE ist über den Verbindungspunkt d, der mit einem anderen Anschluss der Widerstandsschaltung 20 verbunden ist, mit dem leitenden Element 62 verbunden ist.
Das Transistorelement 11 ist dahingehend konfiguriert, dass es den Haupttransistor 12 und einen Fühltransistor 13 umfasst. Der Haupttransistor 12 und der Fühltransistor 13 sind Schaltelemente wie etwa IGBTs. Der Fühltransistor 13 ist mit dem Haupttransistor 12 antiparallel verschaltet. Der Haupttransistor 12 und der Fühltransistor 13 können jeweils mit mehrzelligen Transistoren konfiguriert sein.
Jeweilige Gateelektroden g des Haupttransistors 12 und des Fühltransistors 13 sind Steuerelektroden, die gemeinsam mit dem Gateanschluss G des Transistorelements 11 verbunden sind. Jeweilige Kollektorelektroden c des Haupttransistors 12 und des Fühltransistors 13 sind erste Hauptelektroden, die gemeinsam mit dem Kollektoranschluss C des Transistorelements 11 verbunden sind. Die Emitterelektrode e des Haupttransistors 12 ist eine zweite Hauptelektrode, die mit dem Emitteranschluss E des Transistorelements 11 verbunden ist. Die Fühlemitterelektrode se des Fühltransistors 13 ist die Fühlelektrode, die mit dem Fühlemitteranschluss SE des Transistorelements 11 verbunden ist.
Der Fühltransistor 13 ist ein Beispiel eines Fühltransistors, der einen Strom abhängig von einem Strom erzeugt, der von in dem Haupttransistor 12 fließt, und ist ein Fühlelement, in dem ein größerer Strom fließt, wenn ein größerer Strom in dem Haupttransistor 12 fließt. Der Fühltransistor 13 gibt zum Beispiel einen Fühlstrom Ise aus, der proportional zu einem Hauptstrom Ie ist, der in dem Haupttransistor 12 fließt.
Zum Beispiel wird ein Kollektorstrom, der von dem Kollektoranschluss C in das Transistorelement 11 fließt, in den Hauptstrom Ie, der in dem Haupttransistor 12 fließt, und den Fühlstrom Ise, der in dem Fühltransistor 13 fließt, vermittels eines Fühlverhältnisses n aufgeteilt. Der Fühlstrom Ise ist ein Strom, der abhängig von dem Hauptstrom Ie vermittels des Fühlverhältnisses n fließt, und dessen Stromwert vermittels des Fühlverhältnisses n kleiner gemacht ist als der Hauptstrom Ie. Das Fühlverhältnis n wird zum Beispiel abhängig von einem Verhältnis der Fläche der Emitterelektrode e des Haupttransistors 12 und der Fläche se der Fühlemitterelektrode se des Fühltransistors 13 bestimmt.
Der Hauptstrom Ie fließt in der Kollektorelektrode c und der Emitterelektrode e des Haupttransistors 12 und wird von dem Emitteranschluss E ausgegeben. Der Hauptstrom Ie, der von dem Emitteranschluss E ausgegeben wird, fließt über den Verbindungspunkt d in das leitende Element 62. Der Fühlstrom Ise fließt in der Kollektorelektrode c und der Fühlemitterelektrode se des Fühltransistors 13 und wird von dem Fühlemitteranschluss SE ausgegeben. Der Fühlstrom Ise, der von dem Fühlemitteranschluss SE ausgegeben wird, fließt über die Widerstandsschaltung 20 und den Verbindungspunkt d in das leitende Element 62.
Andererseits ist das Diodenelement 14 dahingehend konfiguriert, dass es eine Hauptdiode 15 und eine Fühldiode 16 umfasst.
Die Hauptdiode 15 ist ein Beispiel einer Diode, die mit dem Haupttransistor 12 antiparallel verschaltet ist, hat die Anode mit dem Emitteranschluss E verbunden, und hat die Kathode mit dem Kollektoranschluss C verbunden. Die Anodenelektrode der Hauptdiode 15 ist eine P-Typ-Elektrode, die mit dem Verbindungspunkt d verbunden ist, der mit dem Emitteranschluss E verbunden ist, und über den Verbindungspunkt d mit dem leitenden Element 62 verbunden ist. Die Kathodenelektrode der Hauptdiode 15 ist eine N-Typ-Elektrode, die mit dem Verbindungspunkt c verbunden ist, der mit dem Kollektoranschluss C verbunden ist, und über den Verbindungspunkt c mit dem leitenden Element 61 verbunden ist.
Die Fühldiode 16 ist ein Beispiel einer Fühldiode, die einen Strom abhängig von einem Strom erzeugt, der in der Hauptdiode 15 fließt, und ist ein Fühlelement, in dem ein größere Strom fließt, wenn ein größerer Strom in der Hauptdiode 15 fließt. Die Fühldiode 16 gibt zum Beispiel einen Fühldiodenstrom Isd aus, der proportional zu einem Diodenstrom Id ist, der in der Hauptdiode 15 fließt.
Der Fühldiodenstrom Isd ist ein Strom, der abhängig von dem Diodenstrom Id vermittels eines Fühlverhältnisses m fließt, und dessen Stromwert vermittels des Fühlverhältnisses m kleiner ist als der Diodenstrom Id.
Die Anodenelektrode der Fühldiode 16 ist eine P-Typ-Elektrode, die mit dem Verbindungspunkt b verbunden ist, der mit dem Fühlemitteranschluss SE verbunden ist, und über die Widerstandsschaltung 20 und den Verbindungspunkt d mit dem leitenden Element 62 verbunden ist. Die Kathodenelektrode der Fühldiode 16 ist eine N-Typ-Elektrode, die mit dem Verbindungspunkt c verbunden ist, der mit dem Kollektoranschluss C verbunden ist, und über den Verbindungspunkt c mit dem leitenden Element 61 verbunden ist.
Die Ansteuervorrichtung 1 hat die Widerstandsschaltung 20 zwischen dem Fühlemitteranschluss SE und dem Emitteranschluss E eingerichtet. Die Widerstandsschaltung 20 ist ein Beispiel eines Widerstandselements, das einen Anschluss aufweist, der mit dem Verbindungspunkt b verbunden ist, der mit der Fühlemitterelektrode se des Fühltransistors 13 und der Anodenelektrode der Fühldiode 16 gemeinsam verbunden ist, und einen weiteren Anschluss aufweist, der mit dem Verbindungspunkt d verbunden ist, der mit der Emitterelektrode e des Haupttransistors 12 und der Anodenelektrode der Hauptdiode 15 gemeinsam verbunden ist.
Die Widerstandsschaltung 20 umfasst mehrere Fühlwiderstände 21 und 22, die parallel geschaltet sind. Der Fühlwiderstand 21 ist ein erstes Widerstandselement, das einen Anschluss aufweist, der mit dem Verbindungspunkt b verbunden ist, und einen weiteren Anschluss aufweist, der mit dem Verbindungspunkt d verbunden ist. Der Fühlwiderstand 22 ist ein zweites Widerstandselement, das einen Anschluss aufweist, der mit dem Verbindungspunkt b verbunden ist, und einen weiteren Anschluss aufweist, der über einen Transistor 31 mit dem Verbindungspunkt d verbunden ist.
Die Ansteuervorrichtung 1 umfasst eine Reihenschaltung, die den Fühlwiderstand 22 und den mit dem Fühlwiderstand 22 in Reihe geschalteten Transistor 31 aufweist. Die Reihenschaltung ist mit dem Fühlwiderstand 21 parallel verschaltet. Der Transistor 31 ist ein Beispiel einer Widerstandswertsteuereinheit zum Ändern des Widerstandswerts der Widerstandsschaltung 20 basierend auf einem Detektionsergebnis einer Fühlspannung Vse, die durch die Widerstandsschaltung 20 erzeugt wird.
Die Fühlspannung Vse ist zum Beispiel eine Spannung zwischen beiden Anschlüssen der Widerstandsschaltung 20 und ist äquivalent zu einer Potentialdifferenz zwischen dem Verbindungspunkt b und dem Verbindungspunkt d. Die Fühlspannung Vse nimmt einen negativen Spannungswert an, wenn der Fühldiodenstrom Isd in der Widerstandsschaltung 20 in der gleichen Richtung fließt wie die Vorwärts- bzw. Durchlassrichtung der Fühldiode 16, und nimmt einen positiven Spannungswert an, wenn der Fühlstrom Ise in der Widerstandsschaltung 20 in einer zu der Vorwärts- bzw. Durchlassrichtung der Fühldiode 16 entgegengesetzten Richtung fließt. Auch nimmt die Fühlspannung Vse einen Nullwert an, wenn weder der Fühldiodenstrom Isd noch der Fühlstrom Ise in der Widerstandsschaltung 20 fließt.
Der Widerstandswert der Widerstandsschaltung 20 ist äquivalent zu einem Gesamtwiderstandswert Ra des Fühlwiderstands 21 und des Fühlwiderstands 22. Es ist zu beachten, dass der Gesamtwiderstandswert Ra ein kombinierter bzw. zusammengesetzter Widerstandswert sein kann, der auch den EIN-Widerstand des Transistors 31 kombiniert bzw. einbezieht.
Der Widerstand 31 umfasst eine Steuerelektrode, um ein Ausgangssignal S6 einzugeben, das von einem Komparator 49 basierend auf einem Detektionsergebnis der Fühlspannung Vse ausgegeben wird; eine erste Hauptelektrode, die über den Fühlwiderstand 22 mit dem Verbindungspunkt b verbunden ist; und eine zweite Hauptelektrode, die mit dem Verbindungspunkt d verbunden ist. Positionen zur Platzierung des Fühlwiderstands 22 und des Transistors 31 können miteinander vertauscht werden.
1 veranschaulicht einen Fall, in dem der Transistor 31 ein n-Kanal-MOSFET ist. In diesem Fall umfasst der Transistor 31 die Gateelektrode zum Eingeben des Ausgangssignals S6, die Drainelektrode, die über den Fühlwiderstand 22 mit dem Verbindungspunkt b verbunden ist, und die Sourceelektrode, die mit dem Verbindungspunkt d verbunden ist. Es ist zu beachten, dass der Transistor 31 ein beliebiges anderes Schaltelement wie etwa ein Bipolartransistor sein kann.
Der Transistor 31 wird ausgeschaltet, wenn ein Ausgangssignal S6 niedrigen Pegels basierend auf einem Detektionsergebnis einer negativen Fühlspannung Vse ausgegeben wird, die durch den Fühldiodenstrom Isd erzeugt wird, der in der Widerstandsschaltung 20 fließt. Mit anderen Worten wird der Transistor 31 ausgeschaltet, wenn die Fühlspannung Vse einen negativen Wert annimmt. Wenn der Transistor 31 ausgeschaltet ist, ist der Gesamtwiderstandswert Ra äquivalent zu dem Widerstandswert des Fühltransistors 21, und ist er größer als ein Widerstandswert, der angenommen wird, wenn der Transistor 31 eingeschaltet ist.
Andererseits wird der Transistor 31 eingeschaltet, wenn ein Ausgangssignal S6 hohen Pegels basierend auf einem Detektionsergebnis einer positiven Fühlspannung Vse ausgegeben wird, die durch den Fühlstrom Ise erzeugt, der in der Widerstandsschaltung 20 fließt. Mit anderen Worten wird der Transistor 31 eingeschaltet, wenn die Fühlspannung Vse einen positiven Wert annimmt. Der Kehrwert des Gesamtwiderstandswerts Ra, wenn der Transistor 31 eingeschaltet ist, ist äquivalent zu der Summe des Kehrwerts des Widerstandswerts des Fühlwiderstands 21 und des Kehrwerts des Widerstandswerts des Fühlwiderstands 22. Mit anderen Worten ist, wenn der Transistor 31 eingeschaltet ist, der Gesamtwiderstandswert Ra kleiner als ein Widerstandwert, der angenommen wird, wenn der Transistor 31 ausgeschaltet ist.
Auf diese Art und Weise kann der Transistor 31 den Gesamtwiderstandswert Ra basierend auf einem Detektionsergebnis der Fühlspannung Vse ändern. Daher können die Detektionsempfindlichkeit des Hauptstroms Ie und die Detektionsempfindlichkeit des Diodenstroms Id unabhängig angepasst werden, selbst wenn die Widerstandsschaltung 20 zum Detektieren des Hauptstroms Ie und zum Detektieren des Diodenstroms Id gemeinsam genutzt wird.
Zum Beispiel macht der Transistor 31 den Gesamtwiderstandswert Ra abhängig davon unterschiedlich, ob die Fühlspannung Vse eine Spannung ist, die dadurch erzeugt wird, dass der Fühlstrom Ise in der Widerstandsschaltung 20 fließt, oder eine Spannung ist, die dadurch erzeugt wird, dass der Fühldiodenstrom Isd in der Widerstandsschaltung 20 fließt. Somit kann der Transistor 31 den Gesamtwiderstandswert Ra auf unterschiedliche Werte einstellen, wenn der Hauptstrom Ie detektiert wird beziehungsweise der Diodenstrom Id detektiert wird, wodurch die Detektionsempfindlichkeit des Hauptstroms Ie und die Detektionsempfindlichkeit des Diodenstroms Id unabhängig angepasst werden können.
Zum Beispiel sei angenommen, dass eine Spannung Vs1 die Fühlspannung Vse darstellt, die dadurch erzeugt wird, dass der Fühlstrom Ise in der Widerstandsschaltung 20 fließt, und eine Spannung Vs2 die Fühlspannung Vse darstellt, die dadurch erzeugt wird, dass der Fühldiodenstrom Isd in der Widerstandsschaltung 20 fließt. Zum Beispiel nimmt die Spannung Vs1 einen positiven Spannungswert an und nimmt die Spannung Vs2 einen negativen Spannungswert an.
Wenn die Fühlspannung Vse die Spannung Vs2 annimmt, kann der Transistor 31 die Detektionsempfindlichkeit des Fühldiodenstroms Isd erhöhen, indem er den Gesmtwiderstandswert Ra größer macht als einen Wert, der angenommen wird, wenn die Fühlspannung Vse die Spannung Vs1 annimmt. Dies macht es möglich, einen geringen Fühldiodenstrom Isd präzise zu detektieren und die Detektionsempfindlichkeit des Diodenstroms Id zu erhöhen. Daher ist es durch Verwendung der Fühlspannung Vse möglich, mit hoher Genauigkeit zu detektieren, dass ein Diodenstrom Id, der ein bisschen größer ist als Null, in der Hauptdiode 15 fließt.
Andererseits, wenn die Fühlspannung Vse die Spannung Vs1 annimmt, kann der Transistor 31 die Detektionsempfindlichkeit des Fühlstroms Ise verringern, indem er den Gesamtwiderstandswert Ra kleiner macht als einen Wert, der angenommen wird, wenn die Fühlspannung Vse die Spannung Vs2 annimmt. Dies macht es möglich, einen vergleichsweise hohen Strom (zum Beispiel einen Überstrom) des Hauptstroms Ie zu detektieren, der größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, indem die Fühlspannung Vse verwendet wird. Es ist auch möglich, zu verhindern, dass die Fühlspannung Vse übermäßig groß wird, und einen in der Widerstandsschaltung 20 erzeugten Verlust zu vermeiden.
Die Ansteuerschaltung 1 umfasst die Steuerschaltung 40. Die Steuerschaltung 40 ist ein Beispiel einer Steuereinheit zum Steuern einer Ansteuerung des Haupttransistors 12 und des Fühltransistors 13 basierend auf dem Detektionsergebnis der Fühlspannung Vse.
Wenn eine negative Fühlspannung Vse detektiert wird, die dadurch erzeugt wird, dass der Fühldiodenstrom Isd in der Widerstandsschaltung 20 fließt, bewirkt die Steuerschaltung 40, dass der Haupttransistor 12 und der Abfühltransistor 13 ausgeschaltet werden. Wenn der Diodenstrom Id fließt, kann somit verhindert werden, dass der Haupttransistor 12 und der Fühltransistor 13 eingeschaltet sind. Wenn der Diodenstrom Id fließt, kann auch verhindert werden, dass der Verlust in dem Diodenelement 14 ansteigt, was passieren kann, wenn der Haupttransistor 12 und der Fühltransistor 13 eingeschaltet sind.
Zum Beispiel bewirkt die Steuerschaltung 40, dass der Haupttransistor 12 und der Fühltransistor 13 ausgeschaltet werden, wenn detektiert wird, dass die Fühlspannung Vse kleiner oder gleich einer vorbestimmten Schwelle (zum Beispiel Null oder einem vorbestimmten negativen Spannungswert) ist.
Die Steuerschaltung 40 umfasst den Komparator 49, einen Komparator 46, eine UND-Schaltung 42 und eine Ansteuerschaltung 43.
Der Komparator 49 ist ein Beispiel einer Bestimmungsschaltung, die bestimmt, ob der Fühlstrom Ise in der Widerstandsschaltung 20 fließt oder der Fühldiodenstrom Isd in der Widerstandsschaltung 20 fließt. Der Komparator 49 kann detektieren, dass der Fühldiodenstrom Isd zu fließen aufhört oder der Fühlstrom Ise zu fließen beginnt, und kann detektieren, dass der Fühlstrom Ise zu fließen aufhört und der Fühldiodenstrom Isd zu fließen beginnt.
Der Komparator 49 invertiert den Spannungspegel des Ausgangssignals S6 zu einer Zeit, zu der detektiert wird, dass die Fühlspannung Vse über eine vorbestimmte Schwelle Vth hinausgeht. Zum Beispiel umfasst der Komparator 49 ein nichtinvertierendes Eingangselement, das mit dem Verbindungspunkt b verbunden ist, und ein invertierendes Eingangselement, das mit dem Verbindungspunkt d verbunden ist. In diesem Fall ist die Schwelle Vth auf Null eingestellt.
Das Ausgangssignal S6 des Komparators 49 wird an eine UND-Schaltung 48 und den Transistor 31 eingegeben.
Wenn der Diodenstrom Id fließt, fließt auch der Fühldiodenstrom Isd, und daher ist die Fühlspannung Vse eine negative Spannung. Wenn detektiert wird, dass sich die Fühlspannung Vse von einem negativen Wert auf Null oder einen größeren Wert (nämlich Null oder einen positiven Wert) ändert, schaltet der Komparator 49 das Ausgangssignal S6 von dem niedrigen Pegel auf den hohen Pegel um.
Ein Umschalten des Ausgangssignals S6 von dem niedrigen Pegel auf den hohen Pegel bewirkt, dass der Transistor 31 einschaltet. Mit dem eingeschalteten Transistor 31 wird der Gesamtwiderstandswert Ra kleiner. Wenn der Transistor 31 eingeschaltet ist, fließt der Fühlstrom Ise in dem Transistor 31, dem Fühlwiderstand 22 und dem Fühlwiderstand 21.
Andererseits, wenn der Hauptstrom Ie fließt, fließt auch der Fühlstrom Ise, und daher ist die Fühlspannung Vse eine positive Spannung. Wenn detektiert wird, dass sich die Fühlspannung Vse von einem positiven Wert auf Null oder einen kleineren Wert (nämlich Null oder einen negativen Wert) ändert, schaltet der Komparator 49 das Ausgangssignals S6 von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pegel um.
Ein Umschalten des Ausgangssignals S6 von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pegel bewirkt, dass der Transistor 31 ausschaltet. Mit dem ausgeschalteten Transistor 31 wird der Gesamtwiderstandswert Ra größer. Wenn der Transistor 31 ausgeschaltet ist, fließt der Fühldiodenstrom Isd nicht in dem Transistor 31 und dem Fühlwiderstand 22, sondern fließt er in dem Fühlwiderstand 21.
Der Komparator 46 ist ein Beispiel einer Überstromdetektionsschaltung, die den Haupttransistor 12 und den Fühltransistor 13 basierend auf der Fühlspannung Vse ausschaltet, die dadurch erzeugt wird, dass der Fühlstrom Ise in der Widerstandsschaltung 20 fließt. Der Komparator 46 umfasst ein invertierendes Eingangselement, das mit einem Anschluss der Widerstandsschaltung 20 verbunden ist, und ein nichtinvertierendes Eingangselement, das mit einem Referenzspannungselement 47 verbunden ist, das eine konstante Referenzspannung VR2 ausgibt. Die Referenzspannung VR2 ist eine Schwellenspannung zum Bestimmen, ob der Hauptstrom Ie ein Überstrom ist.
Wenn der Diodenstrom Id fließt, gibt der Komparator 46 ein Ausgangssignal S4 hohen Pegels aus, da die Fühlspannung Vse kleiner ist als die Referenzspannung VR2. Wenn ein normaler Hauptstrom Ie, der kleiner ist als ein Überstrom, in dem Haupttransistor 12 fließt, gibt der Komparator 46 ein Ausgangssignal S4 hohen Pegels aus, da die Fühlspannung Vse kleiner ist als die Referenzspannung VR2. Wenn ein übermäßiger Hauptstrom Ie, der größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, in dem Haupttransistor 12 fließt, gibt der Komparator 46 ein Ausgangssignal S4 niedrigen Pegels aus, da die Fühlspannung Vse größer ist als die Referenzspannung VR2.
Die Steuerschaltung 40 umfasst die UND-Schaltung 48, die als Eingang das Ausgangssignal S6 des Komparators 49 und das Ausgangssignal S4 des Komparators 46 aufnimmt. Die UND-Schaltung 48 ist ein Beispiel einer Bestimmungseinheit, die basierend auf dem Spannungspegel des Ausgangssignals S4 und dem Spannungspegel des Ausgangssignals S6 bestimmt, ob der Haupttransistor 12 und der Fühltransistor 13 ein- oder auszuschalten sind. Die UND-Schaltung 48 berechnet das logische UND bzw. die logische Summe des Ausgangssignals S4 und des Ausgangssignals S6, und gibt ein Ausgangssignal S5 aus.
Die UND-Schaltung 42 ist ein Beispiel einer Bestimmungseinheit, die basierend auf dem Spannungspegel des Befehlssignals S1 und dem Spannungspegel des Ausgangssignals S5 bestimmt, ob der Haupttransistor 12 und der Fühltransistor 13 ein- oder auszuschalten sind. Die UND-Schaltung 42 berechnet das logische UND bzw. die logische Summe des Befehlssignals S1 und des Ausgangssignals S5, und gibt ein Voransteuersignal S2 aus. Das Befehlssignal S1 ist ein Signal, das ein Ein- oder Ausschalten des Haupttransistors 12 und des Fühltransistors 13 anweist, und ist ein Signal, das von einer externen Vorrichtung wie etwa einem Mikrocomputer zugeführt wird (zum Beispiel ein Pulsweitenmodulationssignal).
Die UND-Schaltung 42 gibt ein Voransteuersignal S2 niedrigen Pegels aus, wenn zumindest eines des Befehlssignals S1 und des Ausgangssignals S5 ein Signal niedrigen Pegels ist, das ein Ausschalten des Haupttransistors 12 und des Fühltransistors 13 anweist. Das Voransteuersignal S2 niedrigen Pegels ist ein Signal zum Ausschalten des Haupttransistors 12 und des Fühltransistors 13. Mit anderen Worten gibt die UND-Schaltung 42 ein Voransteuersignal S2 niedrigen Pegels aus, wenn das Ausgangssignal S5 den niedrigen Pegel annimmt, selbst wenn ein Befehlssignal S1 hohen Pegels empfangen wird, das ein Einschalten des Haupttransistors 12 und des Fühltransistors 13 anweist.
Andererseits gibt die UND-Schaltung 42 ein Voransteuersignal S2 hohen Pegels aus, wenn sowohl das Befehlssignal S1 als auch das Ausgangssignal S5 Signale hohen Pegels sind, die ein Einschalten des Haupttransistors 12 und des Fühltransistors 13 anweisen. Ein Voransteuersignal S2 hohen Pegels ist ein Signal zum Einschalten des Haupttransistors 12 und des Fühltransistors 13.
Die Ansteuerschaltung 43 gibt ein Gateansteuersignal S3 mit der gleichen Phase wie das von der UND-Schaltung 42 ausgegebene Voransteuersignal S2 aus. Die Ansteuerschaltung 43 verschiebt den Spannungspegel des Voransteuersignals S2 ausreichend hoch, um den Haupttransistor 12 und den Fühltransistor 13 anzusteuern, und gibt das Gateansteuersignal S3 aus, dessen Spannungspegel höher ist als der Spannungspegel des Voransteuersignals S2.
Somit kann die Steuerschaltung 40 den Haupttransistor 12 und den Fühltransistor 13 ausschalten, wenn detektiert wird, dass der Diodenstrom Id in der Hauptdiode 15 fließt und/oder ein übermäßiger Hauptstrom Ie in dem Haupttransistor 12 fließt. Andererseits, wenn detektiert wird, dass ein normaler Hauptstrom Ie in dem Haupttransistor 12 fließt, kann die Steuerschaltung 40 den Haupttransistor 12 und den Fühltransistor 13 einschalten.
2 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel von Betriebsverlaufsformen von der Ansteuervorrichtung 1 veranschaulicht. Das Befehlssignal S1 ist ein Signal, das anweist, dass der Haupttransistor 12 und der Fühltransistor 13 ein- oder auszuschalten sind. Ein Strom Isw ist ein Strom, der in dem leitenden Element 62 fließt, und ist praktisch äquivalent zu der Summe des Hauptstroms Ie und des Diodenstroms Id. Es ist zu beachten, dass die Größe bzw. der Betrag des Fühlstroms Ise und des Fühldiodenstroms Isd mit Bezug auf den Strom Isw vernachlässigbar ist, da der Fühlstrom Ise hinreichend kleiner ist als der Hauptstrom Ie und der Fühldiodenstrom Isd hinreichend kleiner ist als der Diodenstrom Id.
Eine Periode, während derer der Strom Isw einen negativen Wert annimmt, stellt dar, dass der Strom Isw in der gleichen Richtung wie der Vorwärts- bzw. Durchlassrichtung der Hauptdiode 15 und der Fühldiode 16 fließt. Die Vorwärts- bzw. Durchlassrichtung der Hauptdiode 15 und der Fühldiode 16 ist eine Richtung von der Anodenelektrode zu der Kathodenelektrode. Andererseits stellt eine Periode, während derer der Strom Isw einen positiven Wert annimmt, dar, dass der Strom Isw in einer Richtung fließt, die zu der Vorwärts- bzw. Durchlassrichtung der Hauptdiode 15 und der Fühldiode 16 entgegengesetzt ist. Die zu der Vorwärts- bzw. Durchlassrichtung der Hauptdiode 15 und der Fühldiode 16 entgegengesetzte Richtung ist eine Richtung von dem Kollektoranschluss C zu dem Emitteranschluss E oder dem Fühlemitteranschluss SE.
Wenn der Diodenstrom Id fließt, fließt auch der Fühldiodenstrom Isd, und daher ist die Fühlspannung Vse eine negative Spannung niedrigen Pegels. Wenn die Fühlspannung Vse eine negative Spannung niedrigen Pegels ist, nimmt das Ausgangssignal S6 den niedrigen Pegel an. Wenn das Befehlssignal S1 den hohen Pegel annimmt und das Ausgangssignal S6 den niedrigen Pegel annimmt, nimmt daher dann das Gateansteuersignal S3 den niedrigen Pegel an, und daher werden sowohl der Haupttransistor 12 als auch der Fühltransistor 13 ausgeschaltet. Dadurch, dass der Haupttransistor 12 und der Fühltransistor 13 ausgeschaltet werden, wird der Fluss des Hauptstroms Ie und des Fühlstroms Ise abgeschnitten bzw. unterbunden. Wenn das Ausgangssignal S6 den niedrigen Pegel annimmt, wird der Transistor 31 ausgeschaltet. Wenn der Fluss des Hauptstroms Ie und des Fühlstroms Ise abgeschnitten bzw. unterbunden wird, ist daher der Strom Isw praktisch äquivalent zu der Summe des Diodenstroms Id und eines Widerstandsstroms I1, der in dem Fühlwiderstand 21 fließt.
Während der Diodenstrom Id abnimmt, nimmt auch der Fühldiodenstrom Isd ab. Der Fühldiodenstrom Isd ist praktisch äquivalent zu dem Widerstandsstrom I1. Wenn der Diodenstrom Id auf null Ampere abnimmt, nimmt auch der Strom Isw praktisch auf null Ampere ab. In der Nähe von null Ampere, wo der Strom Isw von negativ auf positiv wechselt, wechselt das Ausgangssignal S6 von dem niedrigen Pegel auf den hohen Pegel (siehe Zeiten t1 und t4). Somit nimmt das Gateansteuersignal S3 den hohen Pegel an.
Wenn das Befehlssignal S1 den hohen Pegel annimmt und das Ausgangssignal S6 den hohen Pegel annimmt, nimmt daher dann das Gateansteuersignal S3 den hohen Pegel an, und werden sowohl der Haupttransistor 12 als auch der Fühltransistor 13 eingeschaltet. Dadurch, dass sowohl der Haupttransistor 12 als auch der Fühltransistor 13 eingeschaltet werden, nehmen der Hauptstrom Ie und der Fühlstrom Ise allmählich zu, und dadurch nimmt auch der Strom Isw allmählich zu (siehe Periode t1–t2 und Periode t4–t5).
Zur Zeit t1 oder t4, zu der der Fühldiodenstrom Isd zu fließen aufhört oder der Fühlstrom Ise zu fließen beginnt, wird der Gesamtwiderstandswert Ra durch den Transistor 31 kleiner als in einer Periode, während derer der Fühldiodenstrom Isd fließt. Dies macht die Zunahmesteigung bzw. -neigung der Fühlspannung Vse sanft bzw. gering (siehe Periode t1–t2 und Periode t4–t5).
Wenn das Befehlssignal S1 von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pegel wechselt, wechselt das Gateansteuersignal S3 von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pegel (siehe Zeiten t2 und t5), und daher werden sowohl der Haupttransistor 12 als auch der Fühltransistor 13 ausgeschaltet. Dadurch, dass sowohl der Haupttransistor 12 als auch der Fühltransistor 13 ausgeschaltet werden, wird der Fluss des Hauptstroms Ie und des Fühlstroms Ise abgeschnitten bzw. unterbunden (siehe Periode t2–t3).
Während der Hauptstrom Ie abnimmt, nimmt auch der Fühlstrom Ise ab. Der Fühlstrom Ise ist praktisch äquivalent zu der Summe des Widerstandsstroms I1 und eines Widerstandsstrom I2. Der Widerstandsstrom I2 ist ein Strom, der in dem Fühlwiderstand 22 fließt. Wenn der Hauptstrom Ie auf null Ampere abnimmt, nimmt auch der Strom Ise praktisch auf null Ampere ab. In der Nähe von null Ampere, wo der Strom Isw von positiv auf negativ wechselt, wechselt das Ausgangssignal S6 von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pegel (siehe Zeiten t2 und t5). Somit nimmt das Gateansteuersignal S3 den niedrigen Pegel an.
Zur Zeit t2 oder t5, zu der der Fühlstrom Ise zu fließen aufhört, wird der Gesamtwiderstandswert Ra durch den Transistor 31 größer als in einer Periode, während derer der Fühlstrom Ise fließt. Es ist zu beachten, dass zur Zeit t3 oder t6, zu der der Fühldiodenstrom Isd zu fließen beginnt, der Gesamtwiderstandswert Ra durch den Transistor 31 größer sein kann als in einer Periode, während derer der Fühlstrom Ise fließt.
3 ist eine Darstellung, die ein Konfigurationsbeispiel von einer Ansteuervorrichtung 2 veranschaulicht, die als Beispiel einer Halbleitervorrichtung dient. Es wird hier eine Beschreibung für die gleichen Elemente und Wirkungen wie bei dem Konfigurationsbeispiel von der vorstehend beschriebenen Ansteuervorrichtung ausgelassen. Die Ansteuervorrichtung 2 umfasst ein RS-Flipflop 32. Das RS-Flipflop 32 bewirkt, dass ein Transistor 31 bei einer ansteigenden Flanke eines Befehlssignals S1 von EIN auf AUS umschaltet, und bewirkt, dass der Transistor 31 zu einer Zeit, zu der eine Fühlspannung Vse über eine Schwelle hinausgeht, von AUS auf EIN umschaltet. In dem Fall von 2 entspricht die ansteigende Flanke des Befehlssignals S1 einer Zeit t2 oder t5, und entspricht die Zeit, zu der die Fühlspannung Vse über die Schwelle hinausgeht, einer Zeit t1 oder t4.
Da das RS-Flipflop 32 ein Flattern bzw. Prellen eines Ausgangssignals S6 eines Komparators 49 beseitigen kann, können Ein- und Ausschaltvorgänge des Transistors 31 stabilisiert werden.
4 ist eine Darstellung, die ein Konfigurationsbeispiel von einer Ansteuervorrichtung 3 veranschaulicht, die als Beispiel einer Halbleitervorrichtung dient. Eine Beschreibung für die gleichen Elemente und Wirkungen wie bei dem Konfigurationsbeispiel von der vorstehend beschriebenen Ansteuervorrichtung wird ausgelassen. Die Ansteuervorrichtung 3 umfasst eine Widerstandsschaltung 25, die zwischen einem Fühlemitteranschluss SE und einem Emitteranschluss E eingerichtet ist. Die Widerstandsschaltung 25 ist ein Beispiel eines Widerstandselements, das einen Anschluss mit einem Verbindungspunkt b verbunden hat, der gemeinsam mit der Fühlemitterelektrode se eines Fühltransistors 13 und der Anodenelektrode einer Fühldiode 16 verbunden ist, und einen anderen Anschluss mit einem Verbindungspunkt d verbunden hat, der gemeinsam mit der Emitterelektrode e eines Haupttransistors 12 und der Anodenelektrode einer Hauptdiode 15 verbunden ist.
Die Widerstandsschaltung 25 umfasst mehrere Fühlwiderstände 23 und 24, die in Reihe geschaltet sind. Der Fühlwiderstand 23 ist ein erstes Widerstandselement, das einen Anschluss mit dem Verbindungspunkt b verbunden hat und den anderen Anschluss mit einem Verbindungspunkt e verbunden hat. Der Fühlwiderstand 24 ist ein zweites Widerstandselement, das einen Anschluss mit dem Verbindungspunkt e verbunden hat und den anderen Anschluss mit dem Verbindungspukt d verbunden hat.
Die Ansteuervorrichtung 3 umfasst eine Parallelschaltung, die den Fühlwiderstand 24 und einen mit dem Fühlwiderstand 24 parallel verschalteten Transistor 34 aufweist. Die Parallelschaltung ist mit dem Fühlwiderstand 23 in Reihe geschaltet. Der Transistor 34 ist ein Beispiel einer Widerstandswertsteuereinheit zum Ändern des Widerstandswerts der Widerstandsschaltung 25 basierend auf einem Detektionsergebnis einer Fühlspannung Vse, die durch die Widerstandsschaltung 25 erzeugt wird.
Der Widerstandswert der Widerstandsschaltung 25 ist äquivalent zu einem Gesamtwiderstandswert Rb des Fühlwiderstands 23 und des Fühlwiderstands 24. Es ist zu beachten, dass der Gesamtwiderstandswert Rb ein kombinierter bzw. zusammengesetzter Widerstandswert sein kann, der auch den EIN-Widerstand des Transistors 34 kombiniert bzw. einbezieht.
Der Transistor 34 umfasst eine Steuerelektrode zum Eingeben eines Ausgangssignals S6, das von einem Komparator 49 basierend auf einem Detektionsergebnis der Fühlspannung Vse ausgegeben wird; eine erste Hauptelektrode, die über den Fühlwiderstand 23 mit dem Verbindungspunkt b verbunden ist; und eine zweite Hauptelektrode, die mit dem Verbindungspunkt d verbunden ist. Der Transistor 34 kann mit dem Fühlwiderstand 23 parallel verschaltet sein.
4 veranschaulicht einen Fall, in dem der Transistor 34 ein n-Kanal-MOSFET ist. In diesem Fall umfasst der Transistor 34 die Gateelektrode zum Eingeben des Ausgangssignals S6, die Drainelektrode, die über den Fühlwiderstand 23 mit dem Verbindungspunkt b verbunden ist, und die Sourceelektrode, die mit dem Verbindungspunkt d verbunden ist. Es ist zu beachten, dass der Transistor 34 ein beliebiges anderes Schaltelement wie etwa ein Bipolartransistor sein kann.
Der Transistor 34 wird ausgeschaltet, wenn ein Ausgangssignal S6 niedrigen Pegels basierend auf einem Detektionsergebnis einer negativen Fühlspannung Vse ausgegeben wird, die dadurch erzeugt wird, dass der Fühldiodenstrom Isd in der Widerstandsschaltung 25 fließt. Mit anderen Worten wird der Transistor 34 ausgeschaltet, wenn die Fühlspannung Vse einen negativen Wert annimmt. Wenn der Transistor 34 ausgeschaltet ist, ist der Gesamtwiderstandswert Rb äquivalent zu der Summe des Widerstandswerts des Fühltransistors 23 und des Widerstandswerts des Fühltransistors 24, und ist er größer als ein Widerstandswert, der angenommen wird, wenn der Transistor 34 eingeschaltet ist.
Andererseits wird der Transistor 34 eingeschaltet, wenn ein Ausgangssignal S6 hohen Pegels basierend auf einem Detektionsergebnis einer positiven Fühlspannung Vse ausgegeben wird, die dadurch erzeugt wird, dass der Fühlstrom Ise in der Widerstandsschaltung 20 fließt. Mit anderen Worten wird der Transistor 34 eingeschaltet, wenn die Fühlspannung Vse einen positiven Wert annimmt. Der Gesamtwiderstandswert Rb, wenn der Transistor 34 eingeschaltet ist, ist äquivalent zu dem Widerstandswert des Fühltransistors 23, und ist kleiner als ein Widerstandswert, der angenommen wird, wenn der Transistor 34 ausgeschaltet ist.
Auf diese Art und Weise kann der Transistor 34 den Gesamtwiderstandswert Rb basierend auf einem Detektionsergebnis der Fühlspannung Vse ändern. Selbst wenn die Widerstandsschaltung 25 zum Detektieren des Hauptstroms Ie und zum Detektieren des Diodenstroms Id gemeinsam genutzt wird, können daher die Detektionsempfindlichkeit des Hauptstroms Ie und die Detektionsempfindlichkeit des Diodenstroms Id unabhängig angepasst werden.
Die Halbleitervorrichtung wurde mit den Ausführungsbeispielen beschrieben, wie sie vorstehend dargelegt sind. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Es können verschiedene Modifikationen und Verbesserungen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, indem ein Teil oder alle von den Ausführungsbeispielen mit den anderen kombiniert und/oder ersetzt werden.
Zum Beispiel kann ein Schaltelement wie etwa ein Transistor ein anderes Schaltelement als ein IGBT sein, zum Beispiel ein N-Kanal-MOSFET oder ein P-Kanal-MOSFET.
Auch ist zum Beispiel die Anzahl von Fühlwiederständen nicht auf zwei beschränkt, sondern können es drei oder mehr sein. Der Fühlwiderstand kann ein variabler Widerstand sein, dessen Widerstandswert geändert werden kann.
Die vorliegende Anmeldung beruht auf der am 31. Oktober 2013 eingereichten japanischen Prioritätsanmeldung Nr. 2013-227679 , deren gesamter Inhalt hiermit mittels Bezugnahme eingebunden ist.
Bezugszeichenliste

1, 2, 3: Ansteuervorrichtung (Beispiel von Halbleitervorrichtung)
10: Schaltelement
11: Transistorelement bzw. -teil
12: Haupttransistor
13: Fühltransistor
14: Diodenelement bzw. -teil
15: Hauptdiode
16: Fühldiode
20, 25: Widerstandschaltung (Beispiel von Widerstandselement bzw. -teil)
21, 22, 23, 24: Fühltransistor
31, 34: Transistor (Beispiel von Widerstandswertsteuereinheit)
32: RS-Flipflop-Schaltung (Beispiel von Widerstandswertsteuereinheit)
40: Steuerschaltung
47: Referenzspannungselement bzw. -teil
61, 62: leitendes Element bzw. Teil

Claims

Halbleitervorrichtung mit: einem Transistor; einer Diode, die konfiguriert ist, mit dem Transistor antiparallel verschaltet zu sein; einem Fühltransistor, der konfiguriert ist zum Erzeugen eines Fühlstroms abhängig von einem Strom, der in dem Transistor fließt; einer Fühldiode, die konfiguriert ist zum Erzeugen eines Fühldiodenstroms abhängig von einem Strom, der in der Diode fließt; einem Widerstandselement, das konfiguriert ist, einen Anschluss mit einem Emitter des Fühltransistors und einer Anode der Fühldiode verbunden zu haben und einen anderen Anschluss mit einem Emitter des Transistors und einer Anode der Diode verbunden zu haben, und den Fühlstrom oder den Fühldiodenstrom in dem Widerstandselement fließen zu haben; und einer Widerstandswertsteuereinheit, die konfiguriert ist zum Unterschiedlichmachen eines Widerstandswerts des Widerstandselements für einen Fall, in dem der Fühlstrom in dem Widerstandselement fließt, und für einen Fall, in dem der Fühldiodenstrom in dem Widerstandselement fließt.
Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Widerstandswertsteuereinheit den Widerstandswert ändert, wenn detektiert wird, dass der Fühldiodenstrom zu fließen aufhört, oder wenn detektiert wird, dass der Fühlstrom zu fließen beginnt.
Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Widerstandswertsteuereinheit den Widerstandwert ändert, wenn detektiert wird, dass der Fühlstrom zu fließen aufhört, oder wenn detektiert wird, dass der Fühldiodenstrom zu fließen beginnt.
Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Widerstandswert für den Fall, in dem der Fühldiodenstrom in dem Widerstandselement fließt, größer ist als für den Fall, in dem der Fühlstrom in dem Widerstandselement fließt.
Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Widerstandselement eine Vielzahl von Widerständen umfasst, wobei die Widerstandswertsteuereinheit einen Gesamtwiderstandswert der Widerstände ändert.
Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Widerstandswertsteuereinheit den Widerstandswert basierend auf einem Detektionsergebnis einer durch das Widerstandselement erzeugten Fühlspannung ändert.
Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Widerstandswertsteuereinheit den Widerstandswert ändert, wenn detektiert wird, dass die Fühlspannung über eine Schwelle hinausgeht.
Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die Widerstandswertsteuereinheit den Widerstandswert ändert, wenn detektiert wird, dass sich die Fühlspannung von einem negativen Wert auf einen Wert ändert, der größer oder gleich Null ist, oder wenn detektiert wird, dass sich die Fühlspannung von einem positiven Wert auf einen Wert ändert, der kleiner oder gleich Null ist.
Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, zusätzlich mit: einer Steuereinheit, die konfiguriert ist zum Steuern einer Ansteuerung des Transistors basierend auf dem Detektionsergebnis der Fühlspannung.
Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die Steuereinheit den Transistor ausschaltet, wenn der Strom in der Diode fließt.
Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Steuereinheit den Transistor ausschaltet, wenn der Strom in der Diode fließt, selbst wenn ein Befehl zum Einschalten des Transistors empfangen wird.
Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Steuereinheit den Transistor ausschaltet, wenn detektiert wird, dass der Strom in der Diode fließt und/oder ein Strom, der größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, in dem Transistor fließt.