JP2013077976A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体装置は、スイッチング素子1のセンス端子に流れるセンス電流を電圧(センス電圧)に変換するセンス抵抗4と、センス電圧が閾値を越えたときにスイッチング素子1の保護動作を行う過電流保護回路3とを備える。過電流保護回路3は、上記閾値を、第1基準電圧VREF1またはそれよりも低い第2基準電圧VREF2に切り替えることができる。過電流保護回路3は、スイッチング素子1が定常状態のときは、上記閾値を第2基準電圧VREF2とし、スイッチング素子1のターンオン直後のミラー期間のときは、上記閾値を第1基準電圧VREF1に設定する。
【選択図】図2
Description
まず、スイッチング素子のミラー期間に生じる上記の問題について、具体的に説明する。図1に、誘導性負荷が接続したIGBTのターンオン時における、ゲート・エミッタ間電圧VGE、コレクタ・エミッタ間電圧VCE、コレクタ電流ICおよびセンス電圧VS(IGBTの電流センス素子に流れたセンス電流を抵抗素子を用いて電圧に変換したもの)の挙動の一例を示す。この例は、電流定格300AのIGBTに、ターンオン直後から約260Aのコレクタ電流ICが流れた場合の様子である。
図4は、実施の形態2に係る半導体装置の構成図である。図4においては、図2に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付している。
図5は、実施の形態3に係る半導体装置の構成図である。当該半導体装置の構成は、図4の構成に対し、開閉器6に代えて抵抗42にコンデンサ7を並列接続させ、遅延回路33を省略したものである。
実施の形態2,3では、スイッチング素子1のミラー期間にセンス抵抗の抵抗値を小さくすることによって、過電流保護回路3に入力されるセンス電圧を小さくし、過電流保護回路3の誤動作を防止したが、他の手法によってミラー期間のセンス電圧を小さくしてもそれと同様の効果を得ることができる。
図7は、実施の形態5に係る半導体装置の構成図である。当該半導体装置は、図6の構成に対し、補正電流発生回路8が出力する補正電流IAは固定値にし、補正電流発生回路8からセンス抵抗4へ供給される補正電流IAを、開閉器9によってバイパスできるように構成したものである。
Claims (8)
- スイッチング素子と、
前記スイッチング素子に流れる主電流を分流したセンス電流を電圧に変換したセンス電圧を生成する受動素子と、
前記センス電圧が閾値を越えたときに前記スイッチング素子の保護動作を行う保護回路と、
前記スイッチング素子がターンオンした直後の一定期間、前記センス電圧が前記閾値に達しにくくする誤動作防止手段とを備え、
前記誤動作防止手段は、前記一定期間の間、前記受動素子が生成する、前記センス電流に対する前記センス電圧の大きさを小さくすることを特徴とする半導体装置。 - 前記誤動作防止手段は、
前記センス電圧をバイアスする一定の補正電流を流す補正電流発生回路と、
前記一定期間の間、前記補正電流の供給を停止させる手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記誤動作防止手段は、
前記センス電圧をバイアスする補正電流を流す補正電流発生回路を備え、
前記補正電流発生回路は、前記一定期間の間、前記センス電圧の大きさが小さくなるように、前記補正電流を変化させることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記誤動作防止手段は、前記一定期間の間、前記受動素子の抵抗値を小さくすることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記受動素子は、直列接続した第1および第2の抵抗を含み、
前記誤動作防止手段は、前記一定期間の間、前記第1および第2の抵抗の片方を短絡させる手段を備えることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。 - 前記受動素子は、直列接続した第1および第2の抵抗ならびに当該第1および第2の抵抗の片方に並列接続したコンデンサを含み、
前記受動素子の時定数が、前記一定期間の長さに相当することを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。 - スイッチング素子と、
前記スイッチング素子に流れる主電流を分流したセンス電流を電圧に変換したセンス電圧を生成する受動素子と、
前記センス電圧が閾値を越えたときに前記スイッチング素子の保護動作を行う保護回路と、
基準電圧源と、
前記基準電圧源の発生する電圧を分圧する分圧回路と、
前記スイッチング素子がターンオンした直後の一定期間、前記保護回路の前記閾値を高くすることで、前記センス電圧が前記閾値に達しにくくする誤動作防止手段と、を備え、
前記誤動作防止手段は、前記一定期間の間以外において、前記分圧回路の発生する電圧を前記閾値とすることを特徴とする半導体装置。 - 前記センス電圧は、前記スイッチング素子のミラー期間の1/2以下の時定数を有するローパスフィルタを通して前記保護回路に入力されることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の半導体装置。
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