DE112015006645T5

DE112015006645T5 - Ansteuerschaltung und halbleiteranordnung

Info

Publication number: DE112015006645T5
Application number: DE112015006645.4T
Authority: DE
Inventors: Kazuya Hokazono; Akihisa Yamamoto; Dong Wang
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-06-22
Filing date: 2015-06-22
Publication date: 2018-03-08
Also published as: JPWO2016207956A1; US20180048302A1; CN107710616A; WO2016207956A1

Abstract

Eine Ansteuerschaltung umfasst eine Konstantspannungsschaltung zum Erzeugen einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung, eine erste Ausgangsschaltung, die mit der Konstantspannungsschaltung verbunden ist, um die erste Spannung und die zweite Spannung zu empfangen und ein Gate-Ansteuersignal zu empfangen, eine zweite Ausgangsschaltung, die mit der Konstantspannungsschaltung verbunden ist, um die erste Spannung und die zweite Spannung zu empfangen und um das Gate-Ansteuersignal zu empfangen, einen ersten Anschluss, der mit einem Ausgang der ersten Ausgangsschaltung verbunden ist, und einen zweiten Anschluss, der mit einem Ausgang der zweiten Ausgangsschaltung verbunden ist, wobei die erste Ausgangsschaltung die erste Spannung ausschließlich während eines vorgegebenen ersten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt, an den ersten Anschluss anlegt; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, eine Spannung des Gate-Ansteuersignals erhöht und das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten Spannung an den ersten Anschluss anlegt; und die zweite Spannung ausschließlich während eines vorgegebenen zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt, an den ersten Anschluss anlegt, und die zweite Ausgangsschaltung die erste Spannung ausschließlich während des ersten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt, an den zweiten Anschluss anlegt; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, eine Spannung des Gate-Ansteuersignals erhöht und das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten Spannung an den zweiten Anschluss anlegt; und die zweite Spannung ausschließlich während des zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt an den zweiten Anschluss anlegt.

Description

Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Ansteuer- bzw. Treiberschaltung zum Steuern und/oder Regeln einer Vielzahl von Halbleiterschaltelementen und eine Halbleiteranordnung, die die Ansteuer- bzw. Treiberschaltung aufweist.
Hintergrund
Patentdokument 1 offenbart eine Technik, bei der die Miller-Spannung eines Halbleiterschaltelements abgetastet wird, um die Gate-Spannung zu steuern und/oder zu regeln. Die oben beschriebene Technik erhöht die Gate-Spannung während des Einschaltens des Halbleiterschaltelements, um einen Einschaltbetrieb zu beschleunigen, und stellt die Miller-Zeit während eines Ausschaltens ein, wodurch eine parallele Verbindung zwischen Halbleiterschaltelementen ermöglicht wird.
Patentdokument 2 offenbart ein Verfahren zum Verhindern einer Verschlechterung eines Halbleiterschaltelements durch Reduzieren eines Überstroms, der durch das Halbleiterschaltelement fließt. Insbesondere wird die Gate-Spannung des Halbleiterschaltelements beschränkt, um einen Kurzschlussstrom zu reduzieren, der durch das Halbleiterschaltelement fließen kann.
Stand der Technik
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Patentoffenlegung Nr. H11-262243
Patentliteratur 2: Japanische Patentoffenlegung Nr. 2009-71956

Zusammenfassung
Technisches Problem
Es gibt Fälle, bei denen eine Vielzahl von Halbleiterschaltelementen, wie beispielsweise IGBTs (Bipolartransistoren mit isoliertem Gate), parallel geschaltet sind, um einen Ausgangsstrom zu verstärken. Vorzugsweise werden die Vielzahl von parallel geschalteten Halbleiterschaltelementen zu derselben Zeit eingeschaltet und zu derselben Zeit ausgeschaltet. Jedoch können Werte von Vth unter der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen variieren, und ein Gate-Ansteuersignal kann der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen zu verschiedenen Zeiten zugeführt werden.
Wenn ein bestimmtes Halbleiterschaltelement schneller einschaltet als die anderen Halbleiterschaltelemente, wird ein Strom an dem „bestimmten Halbleiterschaltelement“ konzentriert. Wenn ein bestimmtes Halbleiterschaltelement langsamer ausschaltet als die anderen Halbleiterschaltelemente, wird zudem ein Strom an dem „bestimmten Halbleiterschaltelement“ konzentriert. Wenn sich der Ausgangsstrom verstärkt, wird ein solches Ungleichgewicht des Stroms signifikanter, und ein Schaden an dem Halbleiterschaltelement wird größer.
Die Technik aus Patentdokument 1 benötigt eine Schaltung zum Abtasten der Gate-Spannung und eine Schaltung zum Steuern und/oder Regeln der Gate-Spannung für jedes Halbleiterschaltelement, und hat daher ein Problem, dass eine Erhöhung der Anzahl von parallel geschalteten Halbleiterschaltelementen zu einer komplizierten Steuerung und/oder Regelung führt. Da die parallel geschalteten Halbleiterschaltelemente eine Gate-Verschaltung teilen, hat die Technik aus Patentdokument 1 zudem ein Gate-Schwingungsproblem.
Die in Patentdokument 2 offenbarte Ansteuerschaltung hat ein Problem, dass, wenn die Ansteuerschaltung für jedes der parallel geschalteten Halbleiterschaltelemente vorgesehen ist, ein Gate-Ansteuersignal der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen zu verschiedenen Zeiten zugeführt wird.
Bis jetzt sind keine ausreichenden Studien zu dem Problem durchgeführt worden, dass Variationen in dem Timing des Schaltens unter einer Vielzahl von parallel geschalteten Halbleiterschaltelementen verursacht, dass ein Strom an einem bestimmten der Halbleiterschaltelemente konzentriert wird.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das oben beschriebene Problem zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ansteuerschaltung und eine Halbleiteranordnung bereitzustellen, die verhindern können, dass ein starker Strom durch ein bestimmtes einer Vielzahl von parallel geschalteten Halbleiterschaltelementen während des Schaltens fließt.
Mittel zum Lösen des Problems
Gemäß einer vorliegenden Erfindung umfasst eine Ansteuer- bzw. Treiberschaltung eine Konstantspannungsschaltung zum Erzeugen einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung, eine erste Ausgangsschaltung, die mit der Konstantspannungsschaltung verbunden ist, um die erste Spannung und die zweite Spannung zu erhalten und ein Gate-Ansteuersignal zu erhalten, eine zweite Ausgangsschaltung, die mit der Konstantspannungsschaltung verbunden ist, um die erste Spannung und die zweite Spannung zu erhalten und das Gate-Ansteuersignal zu erhalten, einen ersten Anschluss, der mit einem Ausgang der ersten Ausgangsschaltung verbunden ist, und einen zweiten Anschluss, der mit einem Ausgang der zweiten Ausgangsschaltung verbunden ist, wobei die erste Ausgangsschaltung die erste Spannung ausschließlich während eines vorgegebenen ersten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt, an den ersten Anschluss anlegt; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, eine Spannung des Gate-Ansteuersignals erhöht und das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten Spannung an den ersten Anschluss anlegt; und die zweite Spannung ausschließlich während eines vorgegebenen zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt, an den ersten Anschluss anlegt, und die zweite Ausgangsschaltung die erste Spannung ausschließlich während des ersten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt, an den zweiten Anschluss anlegt; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, eine Spannung des Gate-Ansteuersignals erhöht und das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten Spannung an den zweiten Anschluss anlegt; und die zweite Spannung ausschließlich während des zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt, an den zweiten Anschluss anlegt.
Gemäß einer vorliegenden Erfindung umfasst eine Halbleiteranordnung eine Konstantspannungsschaltung zum Erzeugen einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung, eine Vielzahl von Ausgangsschaltungen, die mit der Konstantspannungsschaltung verbunden sind, um die erste Spannung und die zweite Spannung zu erhalten und ein Gate-Ansteuersignal zu erhalten, eine Vielzahl von Anschlüssen, die mit Ausgängen der Vielzahl von Ausgangsschaltungen verbunden sind, und eine Vielzahl von Halbleiterschaltelementen, die mit der Vielzahl von Anschlüssen verbunden sind und parallel geschaltet sind, wobei die Vielzahl von Ausgangsschaltungen die erste Spannung ausschließlich während eines vorgegebenen ersten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt, an die Vielzahl von Anschlüssen anlegen; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, eine Spannung des Gate-Ansteuersignals erhöhen und das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten Spannung an die Vielzahl von Anschlüssen anlegen; und die zweite Spannung ausschließlich während eines vorgegebenen zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt, an die Vielzahl von Anschlüssen anlegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Ansteuer- bzw. Treiberschaltung eine erste Konstantspannungsschaltung zum Erzeugen einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung, eine zweite Konstantspannungsschaltung zum Erzeugen einer dritten Spannung und einer vierten Spannung, eine erste Ausgangsschaltung, die mit der ersten Konstantspannungsschaltung verbunden ist, um die erste Spannung und die zweite Spannung zu erhalten und ein Gate-Ansteuersignal zu erhalten, eine zweite Ausgangsschaltung, die mit der zweiten Konstantspannungsschaltung verbunden ist, um die dritte Spannung und die vierte Spannung zu erhalten und das Gate-Ansteuersignal zu erhalten, einen ersten Anschluss, der mit einem Ausgang der ersten Ausgangsschaltung verbunden ist, und einen zweiten Anschluss, der mit einem Ausgang der zweiten Ausgangsschaltung verbunden ist, wobei die erste Ausgangsschaltung die erste Spannung ausschließlich während eines vorgegebenen ersten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt, an den ersten Anschluss anlegt; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, eine Spannung des Gate-Ansteuersignals erhöht und das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten Spannung an den ersten Anschluss anlegt, und die zweite Spannung ausschließlich während eines zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt, an den ersten Anschluss anlegt, die zweite Ausgangsschaltung die dritte Spannung ausschließlich während des ersten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt, an den zweiten Anschluss anlegt; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, eine Spannung des Gate-Ansteuersignals erhöht und das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten an den zweiten Anschluss anlegt; und die vierte Spannung ausschließlich während des zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt, an den zweiten Anschluss anlegt, und die erste Konstantspannungsschaltung, die zweite Konstantspannungsschaltung, die erste Ausgangsschaltung und die zweite Ausgangsschaltung in einer einzelnen IC ausgebildet sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Ansteuer- bzw. Treiberschaltung eine erste Konstantspannungsschaltung zum Erzeugen einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung, eine zweite Konstantspannungsschaltung zum Erzeugen von Spannungen gleich zu der ersten Spannung und der zweiten Spannung, eine Vielzahl von ersten Ausgangsschaltungen, die mit der ersten Konstantspannungsschaltung verbunden sind, um die erste Spannung und die zweite Spannung zu erhalten und ein Gate-Ansteuersignal zu erhalten, eine Vielzahl von zweiten Ausgangsschaltungen, die mit der zweiten Konstantspannungsschaltung verbunden sind, um die erste Spannung und die zweite Spannung zu erhalten und das Gate-Ansteuersignal zu erhalten, und eine Vielzahl von Anschlüssen, die mit Ausgängen der Vielzahl von ersten Ausgangsschaltungen und Ausgängen der Vielzahl von zweiten Ausgangsschaltungen verbunden sind, wobei die Vielzahl von ersten Ausgangsschaltungen und die Vielzahl von zweiten Ausgangsschaltungen die erste Spannung ausschließlich während eines vorgegebenen ersten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt, an die Vielzahl von Anschlüssen anlegt; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, eine Spannung des Gate-Ansteuersignals erhöhen und das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten Spannung an die Vielzahl von Anschlüssen anlegen; und die zweite Spannung ausschließlich während eines vorgegebenen zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt, an die Vielzahl von Anschlüssen anlegt, und die erste Konstantspannungsschaltung, die zweite Konstantspannungsschaltung, die Vielzahl von ersten Ausgangsschaltungen und die Vielzahl von zweiten Ausgangsschaltungen in einer einzelnen IC ausgebildet sind.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden deutlich aus der folgenden Beschreibung.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß dieser Erfindung wird eine Spannung, die durch eine einzelne Konstantspannungsschaltung erzeugt wird, während eines Schaltens an eine Vielzahl von parallel geschalteten Halbleiterschaltelementen angelegt. Demzufolge kann verhindert werden, dass ein starker Strom durch ein bestimmtes der Halbleiterschaltelemente fließt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockschaltbild einer Ansteuerschaltung gemäß Ausführungsbeispiel 1.
2 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel der ersten Ausgangsschaltung zeigt.
3 ist ein Wellenformdiagramm.
4 ist ein Schaltbild der Konstantspannungsschaltung gemäß Ausführungsbeispiel 2.
5 ist ein Blockschaltbild der Ansteuerschaltung gemäß Ausführungsbeispiel 3.
6 ist ein Blockschaltbild der Ansteuerschaltung gemäß Ausführungsbeispiel 4.
7 ist ein Schaltbild einer Halbleiteranordnung gemäß Ausführungsbeispiel 5.
8 ist ein Blockschaltbild einer Ansteuerschaltung gemäß Ausführungsbeispiel 6.
9 ist ein Blockschaltbild einer Ansteuerschaltung gemäß Ausführungsbeispiel 7.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ansteuer- bzw. Treiberschaltungen und Halbleiteranordnungen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Dieselben oder entsprechende Komponenten werden mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet, und die Wiederholung einer Erläuterung davon kann weggelassen sein.
Ausführungsbeispiel 1.
1 ist ein Blockschaltbild einer Ansteuer- bzw. Treiberschaltung 10 gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung. Die Ansteuerschaltung 10 ist als eine einzelne IC (integrierte Schaltung) ausgebildet. Die Ansteuerschaltung 10 umfasst einen Eingangsanschluss 12 zum Erhalten eines Gate-Ansteuersignals von außen, und einen ersten und zweiten Anschluss 24 und 26 zum Ausgeben des Gate-Ansteuer- bzw. Treibersignals nach außen. Ein Gate eines ersten Halbleiterschaltelements ist mit dem ersten Anschluss 24 verbunden, ein Gate eines zweiten Halbleiterschaltelements, das parallel zu dem ersten Halbleiterschaltelement geschaltet ist, ist mit dem zweiten Anschluss 26 verbunden. Beispiele für das erste und zweite Halbleiterschaltelement umfassen IGBTs, ohne hierauf eingeschränkt zu sein. Die Ansteuerschaltung 10 dient zum Steuern und/oder Regeln einer Vielzahl von parallel geschalteten Halbleiterschaltelementen.
Eine Signalübertragungsschaltung 14 ist mit dem Eingangsanschluss 12 verbunden. Die Signalübertragungsschaltung 14 erzeugt ein Gate-Ansteuersignal (Preout) in Synchronisation mit einem Signal, das von dem Eingangsanschluss 12 eingegeben wird. Die Signalübertragungsschaltung 14 umfasst wenigstens eine von einer Filterschaltung, einer Verzögerungsschaltung und einer Levelshifter-Schaltung. Eine Filterschaltung ist eine Schaltung zum Entfernen von Rauschen, das in einem eingegebenen Signal enthalten ist. Eine Verzögerungsschaltung ist eine Schaltung zum Festlegen einer Totzeit (Auszeit), die bereitgestellt wird, so dass Halbleiterschaltelemente eines oberen und eines unteren Arms, die wiederholt abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden sollen, davon abgehalten werden können, gleichzeitig eingeschaltet zu werden und die Energieversorgung kurzzuschließen. Eine Levelshifter-Schaltung ist eine Schaltung zum Erhöhen des Signallevels eines Gate-Ansteuersignals in dem Fall, bei dem die zu steuernden und/oder regelnden Halbleiterschaltelemente Elemente einer Art sind, die mit hohen Spannungen angesteuert werden. Die Signalübertragungsschaltung 14 kann wie gewünscht ausgebildet sein.
Die Ansteuerschaltung 10 umfasst eine Konstantspannungsschaltung 16 zum Erzeugen einer ersten Spannung VEp und einer zweiten Spannung VEn. Die Konstantspannungsschaltung 16 kann außerhalb der Ansteuerschaltung vorhanden sein. Egal ob die Konstantspannungsschaltung 16 innerhalb oder außerhalb der Ansteuerschaltung 10 vorhanden ist, wird lediglich eine einzelne Konstantspannungsschaltung bereitgestellt. Die Konstantspannungsschaltung 16 kann irgendeinen Aufbau haben, solange die Konstantspannungsschaltung 16 die erste Spannung VEp und die zweite Spannung VEn nach außen abgibt.
Die Ansteuerschaltung 10 umfasst eine erste Ausgangsschaltung 20 und eine zweite Ausgangsschaltung 22. Die erste Ausgangsschaltung 20 ist mit der Signalübertragungsschaltung 14 und der Konstantspannungsschaltung 16 verbunden, um ein Gate-Ansteuersignal, die erste Spannung und die zweite Spannung zu erhalten. Die zweite Ausgangsschaltung 22 ist mit der Signalübertragungsschaltung 14 und der Konstantspannungsschaltung 16 verbunden, um das Gate-Ansteuersignal, die erste Spannung und die zweite Spannung zu erhalten. Der erste Anschluss 24 ist mit einem Ausgang der ersten Ausgangsschaltung 20 verbunden. Eine Ausgabe von der ersten Ausgangsschaltung 20 wird an den ersten Anschluss 24 angelegt. Der zweite Anschluss 24 ist mit einem Ausgang der zweiten Ausgangsschaltung 22 verbunden. Eine Ausgabe von der zweiten Ausgangsschaltung 22 wird an den zweiten Anschluss 26 angelegt.
Die erste Ausgangsschaltung 20 und die zweite Ausgangsschaltung 22 geben Ausgangssignale in Synchronisation mit dem Gate-Ansteuersignal Preout aus. Insbesondere steigen Signale OUTa und OUTb an dem ersten und dem zweiten Anschluss 24 und 26 in Synchronisation mit dem Ansteigen des Gate-Ansteuersignals Preout an, und fallen in Synchronisation mit dem Abfallen des Gate-Ansteuersignales Preout.
Die erste Ausgangsschaltung 20 umfasst eine erste Begrenzungsschaltung 20a, eine erste Verzögerungsschaltung 20b und eine erste Ansteuerschaltung 20c. Die zweite Ausgangsschaltung 22 umfasst eine zweite Begrenzungsschaltung 22a, eine zweite Verzögerungsschaltung 22b und eine zweite Ansteuerschaltung 22c.
Die erste Begrenzungsschaltung 20a und die zweite Begrenzungsschaltung 22a sind Schaltungen, die das Gate-Ansteuersignal Preout erhalten und die Spannungswerte der Ausgangssignale in Synchronisation mit dem Gate-Ansteuersignal Preout begrenzen. Insbesondere wenn das Gate-Ansteuersignal Preout ansteigt, wird der Anstieg der Ausgangssignale OUTa und OUTb auf die erste Spannung VEp beschränkt; und, wenn das Gate-Ansteuersignal Preout abfällt, wird der Abfall der Ausgangssignale OUTa und OUTb auf die zweite Spannung VEn beschränkt.
Die erste Verzögerungsschaltung 20b und die zweite Verzögerungsschaltung 22b sind Schaltungen zum Verzögern des Gate-Ansteuersignals Preout. Verzögerungszeiten, um die die erste Verzögerungsschaltung 20b und die zweite Verzögerungsschaltung 22b das Gate-Ansteuersignal verzögern, sollten ausreichend lang für Variationen in dem Timing eines Schaltens sein, wenn das Gate-Ansteuersignal der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen mit demselben Timing zugeführt wird. Mit anderen Worten wird die Verzögerungszeit auf eine Zeit festgelegt, die länger ist als eine Schaltzeitdifferenz, die durch Schwankungen von Eigenschaften unter der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen verursacht wird.
Die erste Ansteuerschaltung 20c und die zweite Ansteuerschaltung 22c sind Schaltungen zum Steuern und/oder Regeln der Spannungswerte der Ausgangssignale OUTa und OUTb in einem stationären Zustand (Nicht-Schaltzustand). Die erste Ansteuerschaltung 20c wird durch das Gate-Ansteuersignal Preout angesteuert, das durch die erste Verzögerungsschaltung 20b verzögert ist. Die zweite Ansteuerschaltung 22c wird durch das Gate-Ansteuersignal Preout angesteuert, das durch die zweite Verzögerungsschaltung 22b verzögert ist.
Somit geben die erste Ausgangsschaltung 20 und die zweite Ausgangsschaltung 22 das Gate-Ansteuersignal aus, das von der Signalübertragungsschaltung 14 eingegeben worden ist. Die Signalübertragungsschaltung 14, die Konstantspannungsschaltung 16, die erste Ausgangsschaltung 20 und die zweite Ausgangsschaltung 22 sind als einzelne IC ausgebildet.
2 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel der ersten Ausgangsschaltung 20 zeigt. Die erste Spannung VEp, das Gate-Ansteuersignal Preout und die zweite Spannung VEn werden in die erste Ausgangsschaltung 20 eingegeben. Die erste Begrenzungsschaltung 20a ist eine Sourcefolgerschaltung. Die erste Begrenzungsschaltung 20a weist insbesondere einen NMOS 36 und einen PMOS 38 auf, die als Sourcefolger geschaltet sind. Der NMOS 36 und der PMOS 38 werden jeweils durch Ausgaben von Invertern 32 und 34 gesteuert und/oder geregelt.
Die Inverter 32 und 34 legen Spannungen an die Gates des NMOS 36 und des PMOS 38 in Synchronisation mit dem Gate-Ansteuersignal Preout an, das einen Inverter 30 passiert hat. Die Versorgungsspannung des Inverters 32 ist die erste Spannung VEp. Der Inverter 32 ändert die Gate-Spannung des NMOS 36 auf die erste Spannung VEp, wenn das Gate-Ansteuersignal Preout = H (High). Auf der anderen Seite ist ein Referenzpotential des Inverters 34 die zweite Spannung VEn. Der Inverter 34 ändert die Gate-Spannung des PMOS 38 auf die zweite Spannung VEn, wenn das Gate-Ansteuersignal Preout = L (Low). Somit wird eine Ausgabe von der ersten Begrenzungsschaltung 20a mit dem Gate-Ansteuersignal Preout synchronisiert, und wird auf Spannungswerte beschränkt, die Gate-Spannungswerten des NMOS 36 und des PMOS 38 entsprechen.
Die erste Spannung VEp und die zweite Spannung VEn sind festgelegt, so dass der Wert eines Stroms, der an einem der Vielzahl von parallel geschalteten Halbleiterschaltelementen konzentriert ist, die Durchschlagspannung des einen der Halbleiterschaltelemente oder schwächer ist.
In 2 weist die erste Ansteuerschaltung 20c einen PMOS 50 und einen NMOS 52 auf, die in Reihe geschaltet sind. Der PMOS 50 und der NMOS 52 werden durch das Gate-Ansteuersignal Preout gesteuert und/oder geregelt, das durch die erste Verzögerungsschaltung 20b verzögert ist.
In 2 weist die erste Verzögerungsschaltung 20b Verzögerungsschaltungen 40 und 42 auf. Die Verzögerungsschaltungen 40 und 42 verzögern eingegebene Signale nur dann, wenn die Signale ansteigen. Wenn beispielsweise das Gate-Ansteuersignal Preout ansteigt, wird das Gate-Ansteuersignal durch die Verzögerungsschaltung 40 verzögert. Das verzögerte Gate-Ansteuersignal wird durch eine NOT-Schaltung (Inverter) in eine Stufe nachfolgend zu der Verzögerungsschaltung 40 invertiert, um in den PMOS 50 eingegeben zu werden.
Indessen wird, wenn das Gate-Ansteuersignal Preout abfällt, ein Signal, das durch eine NOT-Schaltung invertiert worden ist, durch die Verzögerungsschaltung 42 verzögert. Das verzögerte Gate-Ansteuersignal wird in den NMOS 52 eingegeben.
Wenn das Gate-Ansteuersignal Preout ansteigt, legt die erste Begrenzungsschaltung 20a die erste Spannung VEp zuerst an den ersten Anschluss 24 an, und der PMOS 50 wird eingeschaltet, nachdem eine bestimmte Verzögerungszeit abgelaufen ist. Indessen legt, wenn das Gate-Ansteuersignal Preout abfällt, die erste Begrenzungsschaltung 20a die zweite Spannung VEn zuerst an den ersten Anschluss 24 an, und der NMOS 52 wird eingeschaltet, nachdem eine bestimmte Verzögerungszeit abgelaufen ist. Mit anderen Worten kann während eines Zeitraums, in dem das Gate-Ansteuersignal Preout durch die Schaltung 40 oder 42 verzögert wird, der Spannungswert an dem ersten Anschluss 24 auf die erste Spannung VEp oder die zweite Spannung VEn beschränkt werden.
Es sei angemerkt, dass der Schaltungsaufbau der zweiten Ausgangsschaltung 22 derselbe sein kann wie derjenige der ersten Ausgangsschaltung 20, und daher wird die Erläuterung davon weggelassen.
Als nächstes wird der Betrieb der Ansteuerschaltung 10 mit Bezug auf ein Wellenformdiagramm in 3 beschrieben. In 3 beginnt ein erster Zeitraum Ta, während das Gate-Ansteuersignal Preout ansteigt. In 3 ist der erste Zeitraum Ta ein Zeitraum von dem Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2. Während des ersten Zeitraums Ta legt die erste Begrenzungsschaltung 20a die erste Spannung VEp an den ersten Anschluss 24 an. Des Weiteren legt die zweite Begrenzungsschaltung 22a die erste Spannung VEp an den zweiten Anschluss 26 an.
Der erste Zeitraum Ta ist gleich einem Zeitraum, in dem das Gate-Ansteuersignal durch die erste Verzögerungsschaltung 20b und die zweite Verzögerungsschaltung 22b verzögert wird. Wenn der erste Zeitraum am Zeitpunkt t2 endet, beginnt ein stationärer Zeitraum vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3. Während des stationären Zeitraums wird das Gate-Ansteuersignal, das durch die erste Verzögerungsschaltung 20b verzögert worden ist, durch die erste Ansteuerschaltung 20c verstärkt, um an den ersten Anschluss 24 angelegt zu werden. Die erste Ansteuerschaltung 20c verstärkt die Ausgabe der ersten Verzögerungsschaltung 20b und legt die verstärkte Ausgabe während des Zeitraums (stationärer Zeitraum) nach dem ersten Zeitraum Ta und vor dem Start (Zeitpunkt t3) eines zweiten Zeitraums an den ersten Anschluss 24 an.
Während des stationären Zeitraums wird das Gate-Ansteuersignal, das durch die zweite Verzögerungsschaltung 22b verzögert worden ist, durch die zweite Ansteuerschaltung 22c verstärkt, um an den zweiten Anschluss 26 angelegt zu werden. In der zweiten Ansteuerschaltung 22c wird die Ausgabe der zweiten Verzögerungsschaltung 22b verstärkt, und das verstärkte Signal wird an den zweiten Anschluss 26 angelegt.
Danach fällt das Gate-Ansteuersignal Preout zum Zeitpunkt t3 ab. Ein Zeitraum vom Zeitpunkt t3 zu einem Zeitpunkt t4 ist der zweite Zeitraum Tb. Die erste Begrenzungsschaltung 20a legt die zweite Spannung VEn während des zweiten Zeitraums Tb an den ersten Anschluss 24 an. Die zweite Begrenzungsschaltung 22a legt während des zweiten Zeitraums Tb die zweite Spannung VEn an den zweiten Anschluss 26 an. Es sei angemerkt, dass der zweite Zeitraum Tb gleich einem Zeitraum ist, in dem das Gate-Ansteuersignal durch die erste Verzögerungsschaltung 20b und die zweite Verzögerungsschaltung 22b verzögert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden, während das Gate-Ansteuersignal Preout ansteigt, die Spannungen, die an den ersten und den zweiten Anschluss 24 und 26 angelegt werden, auf die erste Spannung VEp beschränkt; und, während das Gate-Ansteuersignal Preout abfällt, die Spannungen, die an den ersten und den zweiten Anschluss 24 und 26 angelegt werden, werden davon abgehalten, unter die zweite Spannung VEn abzufallen. Somit können die Gate-Spannungen einer Vielzahl von parallel geschalteten Halbleiterschaltelementen während des Schaltens beschränkt werden, und ein starker Strom kann davon abgehalten werden, durch ein bestimmtes der Halbleiterschaltelemente zu fließen.
Insbesondere wenn die Vielzahl von Halbleiterschaltelementen eingeschaltet werden, wird ein Strom an einem der Halbleiterschaltelemente konzentriert, das relativ früh eingeschaltet worden ist. Demzufolge kann durch Beschränken des Anstiegs der Gate-Spannung des Halbleiterschaltelements ein starker Strom davon abgehalten werden, durch das Halbleiterschaltelement zu fließen.
Wenn die Vielzahl von Halbleiterschaltelementen ausgeschaltet werden, wird ein Strom an einem der Halbleiterschaltelemente konzentriert, der relativ spät ausgeschaltet worden ist. Demzufolge kann durch Beschränken des Abfalls der Gate-Spannung des Halbleiterschaltelements, das relativ früh ausgeschaltet worden ist, ein starker Strom davon abgehalten werden, durch das bestimmte Halbleiterschaltelement zu fließen.
Vorteilhafte Effekte der vorliegenden Erfindung werden speziell beschrieben unter Berücksichtigung des Falls, bei dem zwei parallel geschaltete Halbleiterschaltelemente ausgeschaltet werden. Zu dem Zeitpunkt des Ausschaltens, wenn irgendeines (z.B. erstes Halbleiterschaltelement) der parallel geschalteten Halbleiterschaltelemente aufgrund einer Schwankung in Vth früher ausgeschaltet wird, fließt ein Strom, der durch das erste Halbleiterelement geflossen ist, in das andere Halbleiterschaltelement (zweites Halbleiterschaltelement), das sich noch in einem eingeschalteten Zustand befindet. Mit anderen Worten wird ein Strom, der in einem Einschaltzustand (stationärer Zeitraum) geflossen ist, an dem zweiten Halbleiterschaltelement konzentriert. Zu dieser Zeit kann das zweite Halbleiterschaltelement verschlechtert oder zerbrochen werden, wenn der Strom, der durch das zweite Halbleiterschaltelement fließt, die Durchschlagspannung oder stärker wird.
Jedoch wird bei der Ansteuerschaltung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung der Abfall der Gate-Spannung des ersten Halbleiterschaltelements, das früher ausgeschaltet wird, auf die zweite Spannung VEn beschränkt. Somit kann der Wert eines Stroms, der in das zweite Halbleiterschaltelement fließt, beschränkt werden. Die zweite Spannung VEn ist festgelegt, so dass der Wert des Stroms, der in das zweite Halbleiterschaltelement fließt, die Durchschlagspannung oder schwächer sein kann.
Die in der ersten Verzögerungsschaltung 20b und der zweiten Verzögerungsschaltung 22b festgelegten Verzögerungszeiten müssen ausreichend lang relativ zu Schwankungen (Schaltzeitdifferenz) beim Schalten der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen sein. Wenn jedoch die Verzögerungszeiten langgemacht werden, kann eine gewünschte Steuerung und/oder Regelung nicht realisiert werden. Bei Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung werden zur Verkürzung der Verzögerungszeiten die Vielzahl von Ausgangsschaltungen (erste Ausgangsschaltung 20 und zweite Ausgangsschaltung 22) in eine einzelne Ansteuerschaltung integriert. Da das Gate-Ansteuersignal Preout von der einen Signalübertragungsschaltung 14 der Vielzahl von Ausgangsschaltungen zugeführt wird, gibt es des Weiteren nahezu keinen Übertragungsverzögerungsunterschied zwischen dem Gate-Ansteuersignal, das von der ersten Verzögerungsschaltung 20b eingegeben wird, und demjenigen, das von der zweiten Verzögerungsschaltung 22b eingegeben wird. Demzufolge kann das Gate-Ansteuersignal nahezu zu demselben Zeitpunkt von der Ansteuerschaltung 10 der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen zugeführt werden. Somit können die Verzögerungszeiten, die in den Verzögerungsschaltungen (erste Verzögerungsschaltung 20b, zweite Verzögerungsschaltung 22b) festgelegt sind, verkürzt werden, während Schwankungen des Betriebs der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen reduziert werden.
Bei Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung werden die erste Spannung und die zweite Spannung von der einen Konstantspannungsschaltung 16 der Vielzahl von Ausgangsschaltungen zugeführt. Demzufolge verwenden die Vielzahl von Ausgangsschaltungen die erste und die zweite Spannung gemeinsam, und Schwankungen des Betriebs der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen können reduziert werden.
Die Ansteuerschaltung 10 gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung kann innerhalb eines Bereichs, in dem die Merkmale davon nicht verloren gehen, vielfältig abgewandelt werden. Beispielsweise kann die Signalübertragungsschaltung 14 weggelassen werden. Des Weiteren legt die erste Ausgangsschaltung 20 die erste Spannung VEp ausschließlich während eines vorgegebenen ersten Zeitraums, während die Gate-Ansteuerspannung ansteigt, an den ersten Anschluss 24 an; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, erhöht die Spannung des Gate-Ansteuersignals und legt das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten Spannung an den ersten Anschluss 24 an; und legt die zweite Spannung VEn ausschließlich während eines vorgegebenen zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt, an den ersten Anschluss 24 an. Eine erste Ausgangsschaltung, die einen anderen Aufbau als die oben beschriebene Ausgangsschaltung 20 aufweist, kann verwendet werden, solange die erste Ausgangsschaltung die oben beschriebene Funktion aufweist.
Die zweite Ausgangsschaltung 22 dient zum Anlegen der ersten Spannung VEp ausschließlich während eines ersten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt, an den zweiten Anschluss 26; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, zum Erhöhen der Spannung des Gate-Ansteuersignals und zum Anlegen des Gate-Ansteuersignals mit der erhöhten Spannung an den zweiten Anschluss 26; und zum Anlegen der zweiten Spannung VEn ausschließlich während eines zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt, an den zweiten Anschluss 26. Eine zweite Ausgangsschaltung, die einen anderen Aufbau als die oben beschriebene zweite Ausgangsschaltung 22 aufweist, kann verwendet werden, solange die zweite Ausgangsschaltung diese Funktion aufweist.
Bei Ausführungsbeispiel 1 weist die Ausgangsschaltung 22 zwei Ausgangsschaltungen auf, und zwei Halbleiterschaltelemente sind mit der Ansteuerschaltung 10 verbunden. Jedoch ist die Anzahl von Ausgangsschaltungen, die in der Ansteuerschaltung 10 enthalten sind, und die Anzahl von parallel geschalteten Halbleiterschaltelementen nicht auf bestimmte Zahlen eingeschränkt. Beispielsweise werden in dem Fall, bei dem eine Ansteuerschaltung drei Halbleiterschaltelemente steuert und/oder regelt, eine geringere erste Spannung VEp und eine höhere zweite Spannung VEn im Vergleich zu denjenigen in dem Fall verwendet, bei dem zwei Halbleiterschaltelemente gesteuert und/oder geregelt werden. In dem Fall, bei dem eine große Anzahl von Halbleiterschaltelementen gesteuert und/oder geregelt wird, kann ein starker Strom an einem einzelnen Halbleiterschaltelement konzentriert werden, jedoch kann die oben beschriebene Technik einen starken Strom davon abhalten, durch ein spezielles der Halbleiterschaltelemente zu fließen.
Diese Abwandlungen können angemessen auf Ansteuerschaltungen und Halbleiterschaltelemente gemäß den nachfolgenden Ausführungsbeispielen angewendet werden. Es sei angemerkt, dass die nachfolgenden Ausführungsbeispiele viele Dinge mit Ausführungsbeispiel 1 gemeinsam haben, und daher werden hauptsächlich Unterschiede zu Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.
Ausführungsbeispiel 2.
Ein Merkmal einer Ansteuerschaltung gemäß Ausführungsbeispiel 2 ist der Aufbau einer Konstantspannungsschaltung. 4 ist ein Schaltbild der Konstantspannungsschaltung 16 gemäß Ausführungsbeispiel 2. Die Konstantspannungsschaltung 16 umfasst Widerstände 101, 102, 103, 104, 105 und 106, Bauteile 110 und 112 mit variablem Widerstand und MOSes 114 und 116. Das Bauteil 110 mit variablem Widerstand hat eine Vielzahl von Sicherungen zwischen dem Widerstand 101 und dem Widerstand 102. Das Bauteil 112 mit variablem Widerstand hat eine Vielzahl von Sicherungen zwischen dem Widerstand 103 und dem Widerstand 104. Die Widerstandswerte der Bauteile 110 und 112 mit variablem Widerstand kann frei geändert werden durch Auswählen, ob die jeweilige Sicherung mit einem Laser bestrahlt wird. Durch Festlegen der Widerstandswerte der Bauteile 110 und 112 mit variablem Widerstand auf gewünschte Werte, um die Gate-Eingangsspannungen der MOSes 114 und 116 zu steuern und/oder zu regeln, können die erste Spannung VEp und die zweite Spannung VEn gesteuert und/oder geregelt (eingestellt) werden.
Die MOSes 114 und 116 haben Sourcefolgerkonfigurationen: Die Drain-Anschlüsse davon sind jeweils mit GND und VCC verbunden, und die Source-Anschlüsse davon sind jeweils mit Anschlüssen verbunden (bezeichnet durch VEp und VEn). Die Widerstände 105 und 106, die mit den Source-Anschlüssen der MOSes 114 und 116 verbunden sind, sind eingefügt, um die Source-Anschlüsse der MOSes 114 und 116 davon abzuhalten, in einen hochohmigen Zustand einzutreten. In dem Fall, bei dem nicht berücksichtigt wird, dass die Source-Anschlüsse der MOSes 114 und 116 in einen hochohmigen Zustand eintreten werden, können die Widerstände 105 und 106 weggelassen werden. Jeder der Widerstände 101 und 102 kann eine Konstantstromquelle sein. Zudem kann jeder der Widerstände 103 und 104 eine Konstantstromquelle sein.
Die Konstantspannungsschaltung 16, die aufgebaut ist, um Sicherungen wie oben beschrieben zu umfassen, macht es möglich, die erste Spannung VEp und die zweite Spannung VEn einzustellen. Somit können die erste Spannung VEp und die zweite Spannung VEn für eine Vielzahl von Halbleiterschaltelementen durch Berücksichtigung von Schwankungen in Vth der Halbleiterschaltelemente auf optimale Werte festgelegt werden.
Solange die Konstantspannungsschaltung eine Sicherung aufweist, die die erste Spannung VEp oder die zweite Spannung VEn zwischen bevor und nach dem Schmelzen ändert, kann der Aufbau der Konstantspannungsschaltung angemessen geändert werden.
Ausführungsbeispiel 3.
Ein Merkmal der Ansteuerschaltung gemäß Ausführungsbeispiel 3 ist, dass eine Schutzschaltung darin vorhanden ist. 5 ist ein Blockschaltbild der Ansteuerschaltung gemäß Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung. Diese Ansteuerschaltung hat eine Schutzschaltung 200, die mit der Signalübertragungsschaltung 14 verbunden ist. Die Schutzschaltung 200 dient zum Blockieren des Gate-Ansteuersignals Preout, wenn die Versorgungsspannung (VCC) der ersten Ansteuerschaltung 20c oder der zweiten Ansteuerschaltung 22c geringer als ein vorgegebener Wert wird, wodurch die Ausgaben der ersten Ansteuerschaltung 20c und der zweiten Ansteuerschaltung 22c gestoppt werden.
Da die eine Schutzschaltung 200 einen Betrieb zum Schützen einer Vielzahl von Ansteuerschaltungen wie oben beschrieben durchführt, kann die Vielzahl von Ansteuerschaltungen gleichmäßig geschützt werden. Da die Schutzschaltung 200 die Ausgaben der Vielzahl von Ansteuerschaltungen zu demselben Zeitpunkt stoppen kann, kann insbesondere die Vielzahl von Halbleiterschaltelementen zu demselben Zeitpunkt ausgeschaltet werden. Da die Signalübertragungsschaltung 14, die Konstantspannungsschaltung 16, die erste Ausgangsschaltung 20, die zweite Ausgangsschaltung 22 und die Schutzschaltung 200 als eine einzelne IC ausgebildet sind, kann zudem der Vorrichtungsaufbau einfacher gemacht werden als in dem Fall, bei dem eine Schutzschaltung außerhalb der Ansteuerschaltung vorhanden ist. Es sei angemerkt, dass eine Schutzschaltung mit der ersten Ansteuerschaltung 20c und der zweiten Ansteuerschaltung 22c verbunden sein kann, um die Ausgaben davon zu stoppen, oder die Ausgaben davon können auf andere Weise gestoppt werden.
Ausführungsbeispiel 4.
6 ist ein Blockschaltbild einer Ansteuerschaltung gemäß Ausführungsbeispiel 4. Diese Ansteuerschaltung umfasst eine Temperaturerfassungsschaltung 202 zum Messen der Temperatur der Ansteuerschaltung. Die Temperaturerfassungsschaltung 202 misst die Temperatur der Ansteuerschaltung 10 durch ein bekanntes Verfahren. Die Temperaturerfassungsschaltung 202 ist mit der Konstantspannungsschaltung 16 verbunden. Die Konstantspannungsschaltung 16 erhält Informationen zu der Temperatur, die durch die Temperaturerfassungsschaltung 202 gemessen worden ist, und, wenn die Temperatur der Ansteuerschaltung 10 höher als eine vorgegebene Temperatur ist, verringert die erste Spannung VEp und erhöht die zweite Spannung VEn. Das Verbinden der Informationen zur Temperatur mit den Ausgangsspannungen (erste Spannung und zweite Spannung) auf diese Weise kann durch ein bekanntes Verfahren realisiert werden, das beispielsweise einen Verstärker verwendet.
Wesentliche Wärmequellen in einer Halbleiteranordnung sind Halbleiterschaltelemente. Demzufolge wird, wenn die Temperatur der Ansteuerschaltung 10 hoch ist, angenommen, dass die Temperaturen der Halbleiterschaltelemente hoch sind. Demzufolge wird, wenn die Temperatur der Ansteuerschaltung 10 höher als eine vorgegebene Temperatur ist, angenommen, dass die Temperaturen der Halbleiterschaltelemente sehr hoch sind. Wenn ein Strom bei einer solch hohen Temperatur an einem der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen konzentriert wird, wird das Halbleiterschaltelement verschlechtert. Demzufolge kann durch Verringerung der ersten Spannung VEp und Erhöhung der zweiten Spannung VEn, wie oben beschrieben, der Wert eines Stroms, der an einem der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen konzentriert ist, reduziert werden.
In dem Fall, bei dem die Temperaturerfassungsschaltung in der Ansteuerschaltung vorhanden ist, misst die Temperaturerfassungsschaltung die Temperatur der Ansteuerschaltung, um die Temperaturen der Halbleiterschaltelemente indirekt zu erfassen. In dem Fall, bei dem es gewünscht ist, die Temperaturen der Halbleiterschaltelemente direkt zu messen, kann die Temperaturerfassungsschaltung an oder in der Nähe der Halbleiterschaltelemente vorhanden sein.
Ausführungsbeispiel 5.
7 ist ein Schaltbild einer Halbleiteranordnung 300 gemäß Ausführungsbeispiel 5. Die Halbleiteranordnung 300 umfasst ein Ansteuermodul 302, in dem die Ansteuerschaltungen 304 und 306 ausgebildet sind. Jede der Ansteuerschaltungen 304 und 306 hat im Wesentlichen denselben Aufbau wie die bei Ausführungsbeispiel 1 beschriebene Ansteuerschaltung 10 aus 1, unterscheidet sich jedoch von der Ansteuerschaltung 10 aus 1 darin, dass jede der Ansteuerschaltungen 304 und 306 drei Ausgangsschaltungen und drei Ausgangsanschlüsse aufweist.
Die Ansteuerschaltung 304 empfängt ein Gate-Ansteuersignal, das von einem Eingangsanschluss HIN eingegeben wird, und gibt das Gate-Ansteuersignal an einen ersten Anschluss HO1, einen zweiten Anschluss HO2 und einen dritten HO3 aus. Die Ansteuerschaltung 306 empfängt ein Gate-Ansteuersignal, das von einem Eingangsanschluss LIN eingegeben wird, und gibt das Gate-Ansteuersignal an einen ersten Anschluss LO1, einen zweiten Anschluss LO2 und einen dritten Anschluss LO3 aus.
In jeder der Ansteuerschaltung 304 und der Ansteuerschaltung 306 versorgt eine Konstantspannungsschaltung drei Ausgangsschaltungen mit einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung. Zudem versorgt eine Signalübertragungsschaltung die drei Ausgangsschaltungen mit dem Gate-Ansteuersignal.
Ein Gate eines Halbleiterschaltelements 310 ist mit dem ersten Anschluss HO1 verbunden, ein Gate eines Halbleiterschaltelements 312 ist mit dem zweiten Anschluss HO2 verbunden, und ein Gate eines Halbleiterschaltelements 314 ist mit dem dritten Anschluss HO3 verbunden. Die Halbleiterschaltelemente 310, 312 und 314 sind parallelgeschaltet. Die Halbleiterschaltelemente 310, 312 und 314 sind Halbleiterschaltelemente auf einer Hochpotentialseite.
Ein Gate eines Halbleiterschaltelementes 320 ist mit dem ersten Anschluss LO1 verbunden, ein Gate eines Halbleiterschaltelements 322 ist mit dem zweiten Anschluss LO2 verbunden, und ein Gate eines Halbleiterschaltelements 324 ist mit dem dritten Anschluss LO3 verbunden. Die Halbleiterschaltelemente 320, 322 und 324 sind parallelgeschaltet. Die Halbleiterschaltelemente 320, 322 und 324 sind Halbleiterschaltelemente auf der Niedrigpotentialseite.
Die Vielzahl von Ausgangsschaltungen (jede der Ansteuerschaltungen 304 und 306 hat drei Ausgangsschaltungen) legen die erste Spannung VEp an die Vielzahl von Anschlüssen (erste Anschlüsse HO1 und LO1, zweite Anschlüsse HO2 und LO2, dritte Anschlüsse HO3 und LO3) ausschließlich während eines vorgegebenen ersten Zeitraums an, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt. Nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, erhöhen die Vielzahl von Ausgangsschaltungen die Spannung des Gate-Ansteuersignals und legen das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten Spannung an die Vielzahl von Anschlüssen an. Die Vielzahl von Ausgangsanschlüssen legt die zweite Spannung VEn ausschließlich während eines vorgegebenen zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt, an die Vielzahl von Anschlüssen an.
Wenn das Gate-Ansteuersignal ansteigt, werden die Gate-Spannungen der Halbleiterschaltelemente 310, 312 und 314, die parallel betrieben werden, gesteuert und/oder geregelt, um die erste Spannung VEp oder geringer zu sein, und dadurch wird ein zu starker Strom davon abgehalten, durch eines der Elemente zu fließen. Während das Gate-Ansteuersignal abfällt, werden zudem die Gate-Spannungen der Halbleiterschaltelement 310, 312 und 314, die parallel betrieben werden, gesteuert und/oder geregelt, um die zweite Spannung VEn oder höher zu sein, und daher wird ein zu starker Strom davon abgehalten, durch eines der Elemente zu fließen. Dieselben Effekte können für die Halbleiterschaltelemente 320, 322 und 324 erhalten werden.
Demzufolge kann das vorliegende Ausführungsbeispiel einen starken Strom davon abhalten, durch ein bestimmtes Halbleiterschaltelement aufgrund von Schwankungen beim Schalten (Timing) zu fließen. Da jedes Halbleiterschaltelement durch ein individuelles Gate-Ansteuersignal gesteuert und/oder geregelt wird, gibt es keine Bedenken bezüglich Gate-Schwingungen. Da die Gate-Spannungen der Halbleiterschaltelemente nicht erfasst werden müssen, wird zudem die Steuerung und/oder Regelung einfach durchgeführt.
Die parallel geschalteten Halbleiterschaltelemente können solche sein, in denen SOAs (Safe Operating Areas) festgelegt sind. In diesem Fall kann durch Festlegen der ersten Spannung VEp und der zweiten Spannung VEn derart, dass die Werte von Maximalströmen, die durch die Halbleiterschaltelemente fließen können, innerhalb der SOAs liegen, eine stabilere, starkstromfähige Halbleiteranordnung realisiert werden.
Die erste Spannung VEp ist vorzugsweise auf einen solchen Wert festgelegt, dass ein Strom in Höhe des Bemessungsstroms oder schwächer durch eines der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen fließt, das zuerst eingeschaltet worden ist, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt. Des Weiteren ist die zweite Spannung VEn vorzugsweise auf einen solchen Wert festgelegt, dass ein Strom in Höhe des Bemessungsstroms oder schwächer durch eines der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen fließt, das zuletzt ausgeschaltet worden ist, während das Gate-Ansteuersignal abfällt.
Die Anzahl von Halbleiterschaltelementen, die durch eine Ansteuerschaltung gesteuert und/oder geregelt werden, kann irgendeine Zahl größer eins sein. Die Anzahl von Ausgangsschaltungen und die Anzahl von Anschlüssen sind gleich zu der Anzahl von zu steuernden und/oder zu regelnden Halbleiterschaltelementen. Statt zwei Ansteuerschaltungen in dem Ansteuermodul 302 einzeln vorzusehen, können diese beiden Ansteuerschaltungen als eine einzelne IC (integrierte Schaltung) ausgebildet sein. Des Weiteren kann das Gate-Ansteuersignal von einem Anschluss in die Ansteuerschaltungen 304 und 306 eingegeben werden. Ein Gate-Widerstand kann zwischen dem Ausgangsanschluss der Ansteuerschaltung und dem Gate des Halbleiterschaltelements vorhanden sein.
Während IGBTs als Halbleiterschaltelemente gezeigt worden sind, können andere Arten von Schaltelementen verwendet werden. Die Versorgungsspannung VB kann innerhalb der Halbleiteranordnung erzeugt werden, statt von außerhalb der Halbleiteranordnung 300, wie in 7 gezeigt, zugeführt zu werden. Eine solche Versorgungsspannungserzeugung kann unter Verwendung einer bekannten Technik durchgeführt werden, wie beispielsweise einer Technik, die eine Bootstrap-Schaltung verwendet, die eine Bootstrap-Diode aufweist.
Mit zwei Konfigurationen, die dieselben wie die in 7 gezeigte Konfiguration sind, kann eine Brückenschaltung ausgebildet werden. Mit drei Konfigurationen kann ein Dreiphasen-AC-Inverter ausgebildet werden. Die Ansteuerschaltungen 304 und 306 können irgendeine der Ansteuerschaltungen sein, die bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen beschrieben sind.
Ausführungsbeispiel 6.
Bei den Ausführungsbeispielen 1 bis 5 wird eine Konstantspannungsschaltung in einer Ansteuerschaltung bereitgestellt. Es gibt jedoch Fälle, bei denen das Bereitstellen einer Vielzahl von Konstantspannungsschaltungen in einer Ansteuerschaltung passend ist. Solche Fälle werden in den Ausführungsbeispielen 6 und 7 beschrieben. 8 ist ein Blockschaltbild einer Ansteuerschaltung gemäß Ausführungsbeispiel 6. Die Ansteuerschaltung 10 umfasst eine erste Konstantspannungsschaltung 16A zum Erzeugen einer ersten Spannung VEp1 und einer zweiten Spannung VEn1 und eine Konstantspannungsschaltung 16B zum Erzeugen einer dritten Spannung VEp2 und einer vierten Spannung VEn2. Die erste Spannung VEp1 unterscheidet sich von der dritten Spannung VEp2, und die zweite VEn1 unterscheidet sich von der vierten Spannung VEn2.
Die erste Ausgangsschaltung 20 ist mit der ersten Konstantspannungsschaltung 16A verbunden, empfängt die erste Spannung VEp1 und die zweite Spannung VEn1 und empfängt das Gate-Ansteuersignal. Die zweite Ausgangsschaltung 22 ist mit der zweiten Konstantspannungsschaltung 16B verbunden, empfängt die dritte Spannung VEp2 und die vierte Spannung VEn2 und empfängt das Gate-Ansteuersignal.
Die erste Ausgangsschaltung 20 legt die erste Spannung VEp1 ausschließlich während eines vorgegebenen ersten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt, an den ersten Anschluss 24 an; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, erhöht die Spannung des Gate-Ansteuersignals und legt das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten Spannung an den ersten Anschluss 24 an; und legt die zweite Spannung VEn1 ausschließlich während eines vorgegebenen zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt, an den ersten Anschluss 24 an.
Die zweite Ausgangsschaltung 22 legt die dritte Spannung VEp2 ausschließlich während des ersten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt, an den zweiten Anschluss 26 an; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, erhöht die Spannung des Gate-Ansteuersignals und legt das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten Spannung an den zweiten Anschluss 26 an; und legt die vierte Spannung VEn2 ausschließlich während des zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt, an den zweiten Anschluss 26 an. Die erste Konstantspannungsschaltung 16A, die zweite Konstantspannungsschaltung 16B, die erste Ausgangsschaltung 20 und die zweite Ausgangsschaltung 22 sind in einer einzelnen IC vorhanden.
Es gibt beispielsweise Fälle, bei denen ein Gate eines IBGTs mit dem ersten Anschluss 24 verbunden ist und bei denen ein Gate eines MOSFETs, der parallel zu dem IGBT geschaltet ist, mit dem zweiten Anschluss 26 verbunden ist. Elektrische Eigenschaften eines IGBTs und elektrische Eigenschaften eines MOSFETs unterscheiden sich voneinander. Demzufolge ist es bevorzugt, dass unterschiedliche obere Spannungsgrenzen in dem ersten Zeitraum (Zeitraum von t1 bis t2 in 3) und verschiedene untere Spannungsgrenzen in dem zweiten Zeitraum (Zeitraum von t3 bis t4 3) für den IGBT und den MOSFET festgelegt werden.
Demzufolge können bei Ausführungsbeispiel 6 der vorliegenden Erfindung, da die erste Konstantspannungsschaltung 16A und die zweite Konstantspannungsschaltung 16B vorhanden sind, verschiedene Spannungen in dem ersten Zeitraum und dem zweiten Zeitraum an den IGBT und den MOSFET angelegt werden. Da die erste Konstantspannungsschaltung 16A, die zweite Konstantspannungsschaltung 16B, die erste Ausgangsschaltung und die zweite Ausgangsschaltung 22 in einer einzelnen IC vorhanden sind, kann zudem ein Schaltzeitunterschied (Ungleichheit) zwischen der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen reduziert werden.
Das Bereitstellen einer Vielzahl von Konstantspannungsschaltungen, wie oben beschrieben, ist effektiv in den Fällen, bei denen verschiedene Arten von Halbleiterschaltelementen mit einer einzelnen Ansteuerschaltung angesteuert werden. Natürlich ist die Vielzahl von Halbleiterschaltelementen nicht auf einen IGBT und einen MOSFET eingeschränkt, und bekannte Halbleiterschaltelemente können angemessen verwendet werden.
Ausführungsbeispiel 7.
9 ist ein Blockschaltbild einer Ansteuerschaltung gemäß Ausführungsbeispiel 7. Diese Ansteuerschaltung 10 dient zum Steuern und/oder Regeln von zehn parallel geschalteten Halbleiterschaltelementen, und weist daher zehn Ausgangsschaltungen auf. Insbesondere weist die Ansteuerschaltung 10 fünf erste Ausgangsschaltungen 210 und fünf zweite Ausgangsschaltungen 212 auf. Die erste Konstantspannungsschaltung 16A führt den fünf ersten Ausgangsschaltungen 210 die erste Spannung VEp und die zweite Spannung VEn zu. Die zweite Konstantspannungsschaltung 16B führt den fünf zweiten Ausgangsschaltungen 212 auch die erste Spannung VEp und die zweite Spannung VEn zu. Die erste Spannung, die durch die erste Konstantspannungsschaltung 16A erzeugt worden ist, und die erste Spannung, die durch die zweite Konstantspannungsschaltung 16B erzeugt worden ist, sind gleich, und die zweite Spannung, die durch die erste Konstantspannungsschaltung 16A erzeugt worden ist, und die zweite Spannung, die durch die zweite Konstantspannungsschaltung 16B erzeugt worden ist, sind gleich.
Die erste Konstantspannungsschaltung 16A ist mit den fünf ersten Ausgangsschaltungen 210 verbunden. Jede der ersten fünf Ausgangsschaltungen 210 empfängt die erste Spannung und die zweite Spannung, und empfängt das Gate-Ansteuersignal. Die zweite Konstantspannungsschaltung 16B ist mit den fünf zweiten Ausgangsschaltungen 212 verbunden. Jede der fünf zweiten Ausgangsschaltungen 212 empfängt die erste Spannung und die zweite Spannung, und empfängt das Gate-Ansteuersignal. Die Ausgänge der zehn Ausgangsschaltungen insgesamt sind jeweils mit einem Anschluss 214 verbunden.
Jede der zehn Ausgangsschaltungen hat einen Aufbau äquivalent zu demjenigen der ersten Ausgangsschaltung 20 aus 1. Die erste Ausgangsschaltung 210 und die zweite Ausgangsschaltung 212 legen die erste Spannung VEp ausschließlich während eines vorgegebenen ersten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt, an die Vielzahl von Anschlüssen an; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, erhöhen die Spannung des Gate-Ansteuersignals und legen das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten Spannung an die Vielzahl von Anschlüssen an; und legen die zweite Spannung VEn ausschließlich während eines vorgegebenen zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt, an die Vielzahl von Anschlüssen an. Die erste Konstantspannungsschaltung 16A, die zweite Konstantspannungsschaltung 16B, die Vielzahl von ersten Ausgangsschaltungen 210 und die Vielzahl von zweiten Ausgangsschaltungen 212 sind in einer einzelnen IC ausgebildet.
In dem Fall, bei dem eine große Anzahl von (z.B. zehn) parallel geschalteten Halbleiterschaltelementen durch eine einzelne Ansteuerschaltung gesteuert und/oder geregelt wird, wird auch eine große Anzahl (z.B. zehn) von Ausgangsschaltungen benötigt. In diesem Fall wird, wenn die erste Spannung und die zweite Spannung von der einen Konstantspannungsschaltung den zehn Ausgangsschaltungen zugeführt werden, die Verschaltung zum Versorgen mit Spannungen lang, und die Werte der Konstantspannungen, die der Vielzahl von Ausgangsschaltungen zugeführt werden, können variieren.
In einem solchen Fall macht das Bereitstellen einer Vielzahl von Konstantspannungsschaltungen, wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, es möglich, die Werte von Spannungen, die einer Vielzahl von Ausgangsschaltungen zugeführt werden, im Wesentlichen gleichzumachen. In diesem Fall ist es wichtig, die Werte der Konstantspannungen der Vielzahl von Konstantspannungsschaltungen gleichzumachen. Um die Werte der Konstantspannungen der Vielzahl von Konstantspannungsschaltungen gleichzumachen, ist beispielsweise eine Verwendung der Schaltung aus 4 als eine Konstantspannungsschaltung effektiv.
Da die erste Konstantspannungsschaltung 16A, die zweite Konstantspannungsschaltung 16B, die Vielzahl von ersten Ausgangsschaltungen 210 und die Vielzahl von zweiten Ausgangsschaltungen 212 in einer einzelnen IC ausgebildet sind, können Schwankungen in der Steuerung und/oder Regelung der Vielzahl von Ausgangsschaltungen reduziert werden.
Die Anzahl von Ausgangsschaltungen ist nicht auf zehn eingeschränkt. Selbst wenn die Anzahl von Ausgangsschaltungen vier beträgt, sollte in dem Fall, bei dem die Werte der Konstantspannungen, die der Vielzahl von Ausgangsschaltungen zugeführt werden, gleichgemacht werden müssen, eine Vielzahl von Konstantspannungsschaltungen bereitgestellt werden. Es sei angemerkt, dass Merkmale der Ansteuerschaltungen, die in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, angemessen kombiniert können, um vorteilhafte Effekte der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
Bezugszeichenliste

10 Ansteuerschaltung, 12 Eingangsanschluss, 14 Signalübertragungsschaltung, 16 Konstantspannungsschaltung, 20 erste Ausgangsschaltung, 20a erste Begrenzungsschaltung, 20b erste Verzögerungsschaltung, 20c erste Ansteuerschaltung, 22 zweite Ansteuerschaltung, 22a zweite Begrenzungsschaltung, 22b zweite Verzögerungsschaltung, 22c zweite Ansteuerschaltung, 24 erster Anschluss, 26 zweiter Anschluss, 200 Schutzschaltung, 201 Temperaturerfassungsschaltung

Claims

Ansteuerschaltung, aufweisend: • eine Konstantspannungsschaltung zum Erzeugen einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung; • eine erste Ausgangsschaltung, die mit der Konstantspannungsschaltung verbunden ist, um die erste Spannung und die zweite Spannung zu empfangen und ein Gate-Ansteuersignal zu empfangen; • eine zweite Ausgangsschaltung, die mit der Konstantspannungsschaltung verbunden ist, um die erste Spannung und die zweite Spannung zu empfangen und das Gate-Ansteuersignal zu empfangen; • einen ersten Anschluss, der mit einem Ausgang der ersten Ausgangsschaltung verbunden ist; und • einen zweiten Anschluss, der mit einem Ausgang der zweiten Ausgangsschaltung verbunden ist, • wobei die erste Ausgangsschaltung die erste Spannung ausschließlich während eines vorgegebenen ersten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt, an den ersten Anschluss anlegt; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, eine Spannung des Gate-Ansteuersignals erhöht und das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten Spannung an den ersten Anschluss anlegt; und die zweite Spannung ausschließlich während eines vorgegebenen zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt, an den ersten Anschluss anlegt, und • die zweite Ausgangsschaltung die erste Spannung ausschließlich während des ersten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt, an den zweiten Anschluss anlegt; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, eine Spannung des Gate-Ansteuersignals erhöht und das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten Spannung an den zweiten Anschluss anlegt; und die zweite Spannung ausschließlich während des zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt, an den zweiten Anschluss anlegt.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, wobei die erste Ausgangsschaltung aufweist: eine erste Begrenzungsschaltung zum Anlegen der ersten Spannung an den ersten Anschluss während des ersten Zeitraums und zum Anlegen der zweiten Spannung an den ersten Anschluss während des zweiten Zeitraums; eine erste Verzögerungsschaltung zum Ausgeben des Gate-Ansteuersignals mit einer Verzögerung; und eine erste Ansteuerschaltung zum Verstärken der Ausgabe der ersten Verzögerungsschaltung und zum Anlegen der verstärkten Ausgabe an den ersten Anschluss während eines Zeitraums nach dem ersten Zeitraum und bevor einem Beginn des zweiten Zeitraums, und die zweite Ausgangsschaltung aufweist: eine zweite Begrenzungsschaltung zum Anlegen der ersten Spannung an den zweiten Anschluss während des ersten Zeitraums und zum Anlegen der zweiten Spannung an den zweiten Anschluss während des zweiten Zeitraums; eine zweite Verzögerungsschaltung zum Ausgeben des Gate-Ansteuersignals mit einer Verzögerung; und eine zweite Ansteuerschaltung zum Verstärken einer Ausgabe der zweiten Verzögerungsschaltung und zum Anlegen der verstärkten Ausgabe an den zweiten Anschluss während eines Zeitraums nach dem ersten Zeitraum und bevor eines Beginns des zweiten Zeitraums.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 2, weiter aufweisend: wenigstens eine von einer Filterschaltung, einer Verzögerungsschaltung und einer Levelshifter-Schaltung; und eine Signalübertragungsschaltung zum Ausgeben des Gate-Ansteuersignals an die erste Ausgangsschaltung und die zweite Ausgangsschaltung.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 3, wobei die Konstantspannungsschaltung, die erste Ausgangsschaltung, die zweite Ausgangsschaltung und die Signalübertragungsschaltung in einer einzelnen IC ausgebildet sind.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 2, wobei jede von der ersten Begrenzungsschaltung und der zweiten Begrenzungsschaltung eine Sourcefolgerschaltung aufweist.
Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Konstantspannungsschaltung eine Sicherung zum Ändern einer von der ersten Spannung und der zweiten Spannung vor und nach einem Durchschmelzen aufweist.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 3, weiter aufweisend: eine Schutzschaltung zum Stoppen von Ausgaben der ersten Ansteuerschaltung und der zweiten Ansteuerschaltung, wenn eine Versorgungsspannung von irgendeiner von der ersten Ansteuerschaltung und der zweiten Ansteuerschaltung geringer als ein vorgegebener Wert wird, wobei die Konstantspannungsschaltung, die erste Ausgangsschaltung, die zweite Ausgangsschaltung, die Signalübertragungsschaltung und die Schutzschaltung in einer einzelnen IC ausgebildet sind.
Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter aufweisend: eine Temperaturerfassungsschaltung zum Messen einer Temperatur der Ansteuerschaltung, wobei die Konstantspannungsschaltung Informationen zu der mit der Temperaturerfassungsschaltung gemessenen Temperatur empfängt, und, wenn die Temperatur der Ansteuerschaltung höher als eine vorgegebene Temperatur wird, die erste Spannung verringert und die zweite Spannung erhöht.
Halbleiteranordnung, aufweisend: eine Konstantspannungsschaltung zum Erzeugen einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung; eine Vielzahl von Ausgangsschaltungen, die mit der Konstantspannungsschaltung verbunden sind, um die erste Spannung und die zweite Spannung zu empfangen und ein Gate-Ansteuersignal zu empfangen; eine Vielzahl von Anschlüssen, die mit Ausgängen der Vielzahl von Ausgangsschaltungen verbunden sind; und eine Vielzahl von Halbleiterschaltelementen, die mit der Vielzahl von Anschlüssen verbunden sind und parallel geschaltet sind, wobei die Vielzahl von Ausgangsschaltungen die erste Spannung ausschließlich während eines vorgegebenen ersten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt, an die Vielzahl von Anschlüssen anlegen; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, eine Spannung des Gate-Ansteuersignals erhöhen und das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten Spannung an die Vielzahl von Anschlüssen anlegen; und die zweite Spannung ausschließlich während eines vorgegebenen zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt an die Vielzahl von Anschlüssen anlegen.
Halbleiteranordnung nach Anspruch 9, wobei die erste Spannung auf einen Wert festgelegt ist, der es erlaubt, dass ein Strom in Höhe eines Bemessungsstroms oder schwächer durch eines der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen fließt, das zuerst eingeschaltet worden ist, wenn das Gate-Ansteuersignal ansteigt, und die zweite Spannung auf einen Wert festgelegt ist, der es erlaubt, dass ein Strom in Höhe eines Bemessungsstroms oder schwächer durch eines der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen fließt, das zuletzt ausgeschaltet worden ist, wenn das Gate-Ansteuersignal abfällt.
Halbleiteranordnung nach Anspruch 9, weiter aufweisend: eine Temperaturerfassungsschaltung zum Messen von Temperaturen der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen, wobei die Konstantspannungsschaltung Informationen zu den mit der Temperaturerfassungsschaltung gemessenen Temperaturen empfängt, und, wenn die Temperaturen der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen höher als eine vorgegebene Temperatur wird, die erste Spannung verringert und die zweite Spannung erhöht.
Ansteuerschaltung, aufweisend: eine erste Konstantspannungsschaltung zum Erzeugen einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung; eine zweite Konstantspannungsschaltung zum Erzeugen einer dritten Spannung und einer vierten Spannung; eine erste Ausgangsschaltung, die mit der ersten Konstantspannungsschaltung verbunden ist, um die erste Spannung und die zweite Spannung zu empfangen und ein Gate-Ansteuersignal zu empfangen; eine zweite Ausgangsschaltung, die mit der zweiten Konstantspannungsschaltung verbunden ist, um die dritte Spannung und die vierte Spannung zu empfangen und das Gate-Ansteuersignal zu empfangen; einen ersten Anschluss, der mit einem Ausgang der ersten Ausgangsschaltung verbunden ist; und einen zweiten Anschluss, der mit einem Ausgang der zweiten Ausgangsschaltung verbunden ist, wobei die erste Ausgangsschaltung die erste Spannung ausschließlich während eines vorgegebenen ersten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt, an den ersten Anschluss anlegt; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, eine Spannung des Gate-Ansteuersignals erhöht und das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten Spannung an den ersten Anschluss anlegt, und die zweite Spannung ausschließlich während eines vorgegebenen zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt, an den ersten Anschluss anlegt, die zweite Ausgangsschaltung die dritte Spannung ausschließlich während des ersten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt, an den zweiten Anschluss anlegt; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, eine Spannung des Gate-Ansteuersignals erhöht und das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten Spannung an den zweiten Anschluss anlegt; und die vierte Spannung ausschließlich während des zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt an den zweiten Anschluss anlegt, und die erste Konstantspannungsschaltung, die zweite Konstantspannungsschaltung, die erste Ausgangsschaltung und die zweite Ausgangsschaltung in einer einzelnen IC ausgebildet sind.
Ansteuerschaltung, aufweisend: eine erste Konstantspannungsschaltung zum Erzeugen einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung; eine zweite Konstantspannungsschaltung zum Erzeugen von Spannungen gleich der ersten Spannung und der zweiten Spannung; eine Vielzahl von ersten Ausgangsschaltungen, die mit der ersten Konstantspannungsschaltung verbunden sind, um die erste Spannung und die zweite Spannung zu empfangen und ein Gate-Ansteuersignal zu empfangen; eine Vielzahl von zweiten Ausgangsschaltungen, die mit der zweiten Konstantspannungsschaltung verbunden sind, um die erste Spannung und die zweite Spannung zu empfangen und das Gate-Ansteuersignal zu empfangen; und eine Vielzahl von Anschlüssen, die mit Ausgängen der Vielzahl von ersten Ausgangsschaltungen und Ausgängen der Vielzahl von zweiten Ausgangsschaltungen verbunden sind, wobei die Vielzahl von ersten Ausgangsschaltungen und die Vielzahl von zweiten Ausgangsschaltungen die erste Spannung ausschließlich während eines vorgegebenen ersten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal ansteigt, an die Vielzahl von Anschlüssen anlegen; nachdem der erste Zeitraum abgelaufen ist, eine Spannung des Gate-Ansteuersignals erhöhen und das Gate-Ansteuersignal mit der erhöhten Spannung an die Vielzahl von Anschlüssen anlegen; und die zweite Spannung ausschließlich während eines vorgegebenen zweiten Zeitraums, während das Gate-Ansteuersignal abfällt, an die Vielzahl von Anschlüssen anlegen, und die erste Konstantspannungsschaltung, die zweite Konstantspannungsschaltung, die Vielzahl von ersten Ausgangsschaltungen und die Vielzahl von zweiten Ausgangsschaltungen in einer einzelnen IC ausgebildet sind.