JP2011142700A - 半導体装置およびそれを用いた駆動回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体装置は、主スイッチング素子1と、それに並列接続した電流センス素子2およびセンス抵抗3の直列回路と、電流センス素子2とセンス抵抗3との間のセンス電圧端子SEに接続した逆回復時間検出回路5とを備える。逆回復時間検出回路5は、主スイッチング素子1のターンオン直後に電流センス素子2の寄生ダイオードに流れる逆回復電流を検出し、その逆回復電流が流れた時間の長さに基づいて主スイッチング素子1の温度を検出する。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明に係る半導体装置の構成を示す回路図である。当該半導体装置は、スイッチングデバイス10と、そのセンス電圧端子SEに接続した電流検出回路4および逆回復時間検出回路5を備える。スイッチングデバイス10は、電源のスイッチングにより負荷へ供給する電力を制御する主スイッチング素子1と、主スイッチング素子1と並列に接続された電流センス素子2およびセンス抵抗3の直列回路とを備えている。上記のセンス電圧端子SEは、電流センス素子2とセンス抵抗3との接続ノードに設けられている。
実施の形態1では、電流センス素子2の寄生ダイオードに逆回復電流が流れる時間、即ちセンス電圧Vsが所定の閾値電圧Vs1以上になる時間の長さを測定することによって、主スイッチング素子1の温度を検出した。この方法によれば、逆回復時間の具体的な長さが分かるので、主スイッチング素子1の具体的な温度の値を知ることもできる。
上記したように、電流検出回路4による電流検出は、電流センス素子2の寄生ダイオードに逆回復電流が流れていない期間に行う必要がある。そのため電流検出は、図13に示すように逆回復電流が流れる期間より後の時刻tDsから開始することが望ましい。
Claims (14)
- 主スイッチング素子と、
前記主スイッチング素子に並列接続した、前記主スイッチング素子よりも流れる電流が小さく設定された電流検出のための電流センス素子および抵抗素子の直列回路と、
前記電流センス素子と前記抵抗素子との間に接続したセンス端子の電圧に基づき、前記電流センス素子の寄生ダイオードに逆回復電流が流れた時間である逆回復時間を検出する逆回復時間検出回路とを備える
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記逆回復時間検出回路は、
前記主スイッチング素子のターンオン直後の所定期間内に、前記センス端子の電圧が所定の閾値を越えた時間を測定することで、前記逆回復時間を検出する
請求項1記載の半導体装置。 - 前記所定期間の長さは、前回測定した逆回復時間に基づいて制御される
請求項2記載の半導体装置。 - 前記逆回復時間検出回路は、
前記主スイッチング素子のターンオン直後の所定タイミングにおける前記センス端子の電圧を所定の閾値と比較することで、前記逆回復時間が特定の長さより長いか否かを検出する
請求項1記載の半導体装置。 - 前記所定の閾値は、前記主スイッチング素子が定格温度である場合の、前記所定タイミングにおける前記センス端子の電圧に等しい
請求項4記載の半導体装置。 - 前記主スイッチング素子のライフタイムは、前記電流センス素子のライフタイムより短い
請求項1から請求項5のいずれか一つに記載の半導体装置。 - 前記主スイッチング素子は、電子線照射、イオン照射および放射線照射のいずれかによってライフタイムを短縮化したものである
請求項6記載の半導体装置。 - 前記電流センス素子は、前記主スイッチング素子を流れる電流の1/5000〜1/10000の電流が流れるように設定されている
請求項1から請求項7のいずれか一つに記載の半導体装置。 - 前記センス端子の電圧に基づいて前記主スイッチング素子を流れる主電流を検出する電流検出回路をさらに備える
請求項1から請求項8のいずれか一つに記載の半導体装置。 - 前記電流検出回路による前記主電流の検出と前記逆回復時間検出回路による前記逆回復時間の検出とは、互いに異なる期間に行われる
請求項1から請求項9のいずれか一つに記載の半導体装置。 - 前記主スイッチング素子および前記電流センス素子は、同一の半導体チップに形成されている
請求項1から請求項10のいずれか一つに記載の半導体装置。 - 前記電流センス素子は、前記半導体チップの中央部に配設されている
請求項11記載の半導体装置。 - 前記前記主スイッチング素子および前記電流センス素子は、炭化珪素を用いて形成されている
請求項1から請求項12のいずれか一つに記載の半導体装置。 - 請求項1から請求項13のいずれか一つに記載の半導体装置を用いて構成され、誘導性の負荷を駆動する駆動回路。
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