JP2806503B2 - Semiconductor element short-circuit protection circuit - Google Patents
Semiconductor element short-circuit protection circuitInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以
下、単にバイポーラトランジスタという）のような半導
体素子の短絡保護回路に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a short-circuit protection circuit for a semiconductor device such as an insulated gate bipolar transistor (hereinafter simply referred to as a bipolar transistor).
（従来の技術） 第４図は負荷短絡時におけるバイポーラトランジスタ
の等価回路図であり、第５図は第４図のバイポーラトラ
ンジスタの負荷短絡時におけるそのコレクタ電流の波形
を示す図である。(Prior Art) FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a bipolar transistor when a load is short-circuited, and FIG. 5 is a diagram showing a waveform of a collector current of the bipolar transistor of FIG. 4 when a load is short-circuited.
第４図において、Trはバイポーラトランジスタであ
る。負荷短絡時におけるバイポーラトランジスタTrは、
そのコレクタ端子Ｃとエミッタ端子Ｅとの間に直接、電
源Vpが接続された状態となっている。In FIG. 4, Tr is a bipolar transistor. When the load is short-circuited, the bipolar transistor Tr
The power supply Vp is directly connected between the collector terminal C and the emitter terminal E.
そして、このような接続状態で、そのバイポーラトラ
ンジスタTrのゲート端子Ｇにゲート抵抗Rgを介して入力
電圧Vinが入力されると、、バイポーラトランジスタTr
のコレクタ・エミッタ間にコレクタ電流Icが第５図のよ
うに短絡電流として流れることになる。In this connection state, when an input voltage Vin is input to the gate terminal G of the bipolar transistor Tr via the gate resistor Rg, the bipolar transistor Tr
A collector current Ic flows as a short-circuit current between the collector and the emitter as shown in FIG.
このようにして、バイポーラトランジスタTrのコレク
タ・エミッタ間に短絡電流が流れている場合において、
その短絡電流の電流密度が許容値以上になると、バイポ
ーラトランジスタTrがラッチアップして第５図のＡ点か
ら点線の矢印方向に示すようにその短絡電流が急激に上
昇し、その結果、バイポーラトランジスタTrがラッチア
ップ破壊してしまうという問題があった。Thus, when a short-circuit current flows between the collector and the emitter of the bipolar transistor Tr,
When the current density of the short-circuit current exceeds the allowable value, the bipolar transistor Tr latches up and the short-circuit current sharply increases from the point A in FIG. 5 as indicated by a dotted arrow, and as a result, the bipolar transistor Tr There was a problem that Tr was latched up and destroyed.
このようなバイポーラトランジスタTrのラッチアップ
破壊を防止する対策として、従来、第１に入力電圧Vin
の印加電圧を下げることにより、バイポーラトランジス
タTrのコレクタ・エミッタ間飽和電圧を下げてラッチア
ップしないような値にまで電流密度を下げたり、あるい
は、第２に、ゲート抵抗Rgの抵抗値を大きくすることで
バイポーラトランジスタTrのターンオン速度を低下させ
て、負荷短絡時における短絡電流のピーク値（第５図の
Ａ点）を抑えるといった対策が講じられていた。As a countermeasure for preventing such latch-up destruction of the bipolar transistor Tr, conventionally, first, the input voltage Vin
The current density to a value that does not cause latch-up by lowering the collector-emitter saturation voltage of the bipolar transistor Tr by lowering the applied voltage of the bipolar transistor Tr, or, secondly, increase the resistance value of the gate resistor Rg. As a result, measures have been taken to reduce the turn-on speed of the bipolar transistor Tr and to suppress the peak value of the short-circuit current (point A in FIG. 5) when the load is short-circuited.
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、、第１の対策ではバイポーラトランジ
スタTrのコレクタ・エミッタ間電圧が上昇するために、
バイポーラトランジスタTrの動作時における定常損失が
増大するという問題がある。(Problems to be solved by the invention) However, in the first countermeasure, since the collector-emitter voltage of the bipolar transistor Tr increases,
There is a problem that the steady-state loss during the operation of the bipolar transistor Tr increases.
また、、第２の対策ではバイポーラトランジスタTrの
ターンオン時におけるスイッチング損失が増大するため
に、バイポーラトランジスタTrを高速スイッチングの用
途に応用することができないという問題があった。Further, in the second measure, there is a problem that the switching loss at the time of turning on the bipolar transistor Tr increases, so that the bipolar transistor Tr cannot be applied to high-speed switching applications.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、
動作時における定常損失とターンオン時におけるスイッ
チング損失とのいずれをも増大させることなく、、負荷
短絡時におけるバイポーラトランジスタのような半導体
素子における上記ラッチアップ破壊を防止し、かつそれ
を高速スイッチングの用途に適用できるようにすること
を目的としている。The present invention has been made in view of the above problems,
Without increasing both the steady-state loss during operation and the switching loss at turn-on, the above-described latch-up breakdown in a semiconductor device such as a bipolar transistor during a load short circuit is prevented, and it is used for high-speed switching. It is intended to be applicable.
（課題を解決するための手段） このような目的を達成するために、本発明の半導体素
子の短絡保護回路においては、主電流の一方端子及びゲ
ート端子を共通にし、主たる電流経路である主素子に配
設された第１の他方端子と主素子から一部分離された電
流検出用素子に配設された第２の他方端子とを有する電
圧制御型半導体素子と、この電圧制御型半導体素子の第
１の他方端子と第２の他方端子との間に配設された電圧
検出手段とゲート端子と第１の他方端子との間に配設さ
れ、電圧検出手段の出力信号に基づく起動停止に対応し
て、ゲート端子に接続されたゲート抵抗とこのゲート抵
抗と分岐するように接続された電圧分割抵抗とを有する
電圧分割手段により電圧制御型半導体素子のゲート電圧
を電圧分割抵抗による電圧変化に応じて変化させる保護
用半導体素子と、を備えたものである。(Means for Solving the Problems) In order to achieve such an object, in a short-circuit protection circuit for a semiconductor device according to the present invention, one terminal and a gate terminal of a main current are shared, and a main element which is a main current path A voltage-controlled semiconductor element having a first other terminal disposed on the second element and a second other terminal disposed on a current detecting element partially separated from the main element; The voltage detection means disposed between the other terminal of the first and second terminals and the gate terminal and the first other terminal are disposed between the gate terminal and the first other terminal, and correspond to the start / stop based on the output signal of the voltage detection means. Then, the gate voltage of the voltage-controlled semiconductor device is changed according to the voltage change by the voltage dividing resistor by the voltage dividing means having the gate resistor connected to the gate terminal and the voltage dividing resistor connected so as to branch off from the gate resistor. Change And a protective semiconductor element.
また、主電流の一方端子及びゲート端子を共通にし、
主たる電流経路である主素子に配設された第１の他方端
子と主素子から一部分離された電流検出用素子に配設さ
れた第２の他方端子とを有する絶縁ゲート型バイポーラ
トランジスタと、 この絶縁ゲート型バイポーラトランジスタの第１の他
方端子と第２の他方端子との間に配設された電圧検出手
段と、ゲート端子と第１の他方端子との間に配設され、
電圧検出手段の出力信号にづく起動停止に対応して、ゲ
ート端子に接続されたゲート抵抗をその一部とする電圧
分割手段により絶縁ゲート型バイポーラトランジスタの
ゲート電圧を変化させる保護用半導体素子と、を備えた
ものである。In addition, one terminal and the gate terminal of the main current are made common,
An insulated gate bipolar transistor having a first other terminal provided on a main element, which is a main current path, and a second other terminal provided on a current detecting element partially separated from the main element; Voltage detection means disposed between the first other terminal and the second other terminal of the insulated gate bipolar transistor, disposed between the gate terminal and the first other terminal,
A protection semiconductor element for changing the gate voltage of the insulated gate bipolar transistor by voltage dividing means in which a gate resistor connected to the gate terminal is a part thereof, in response to starting and stopping based on the output signal of the voltage detecting means, It is provided with.
さらにまた、電圧制御型半導体素子を絶縁ゲート型バ
イポーラトランジスタとしたものである。Still further, the voltage-controlled semiconductor element is an insulated gate bipolar transistor.
また、保護用半導体素子をバイポーラトランジスタか
または電圧打制御型トランジスタのいずれか一方とした
ものである。Further, the protection semiconductor element is either a bipolar transistor or a voltage-hit control transistor.
［作用］ 上記のように構成された半導体素子の短絡保護回路に
おいては、負荷短絡時に電圧検出手段の出力信号に基づ
いて保護用半導体素子が導通すると、ゲート端子に印加
された入力電圧はゲート抵抗と電圧分割抵抗とで分割さ
れ、電圧分割抵抗に対応してゲート電圧は低下するので
０電位にはならない。このため電圧制御型半導体素子の
短絡電流は遮断されることがないから、発振状態になら
ず、短絡電流を減少させることができる。[Operation] In the short circuit protection circuit for a semiconductor element configured as described above, when the protection semiconductor element is turned on based on the output signal of the voltage detection means when the load is short-circuited, the input voltage applied to the gate terminal is reduced by the gate resistance. And the voltage dividing resistance, and the gate voltage does not become 0 potential because the gate voltage is reduced in accordance with the voltage dividing resistance. Therefore, the short-circuit current of the voltage-controlled semiconductor element is not interrupted, so that the oscillation does not occur and the short-circuit current can be reduced.
また、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタにおい
て、負荷短絡時に短絡電流を減少させることができ、ラ
ッチアップが起きない。Further, in the insulated gate bipolar transistor, the short-circuit current can be reduced when the load is short-circuited, and no latch-up occurs.
また保護用半導体素子をバイポーラトランジスタかま
たは電圧制御型トランジスタのいずれか一方としたの
で、電圧検出手段の出力信号に応じて精度よく保護動作
が行なわれる。Further, since the protection semiconductor element is either a bipolar transistor or a voltage-controlled transistor, the protection operation can be performed accurately in accordance with the output signal of the voltage detection means.
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。本実施例では半導体素子としてバイポーラトランジ
スタを適用して説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, a description will be given by applying a bipolar transistor as a semiconductor element.
第１図はバイポーラトランジスタと、そのバイポーラ
トランジスタをラッチアップ破壊から防止するために適
用された本発明の実施例に係る短絡保護回路との回路図
であり、第２図は第１図の回路のモノリシック構造を示
す断面図である。これらの図において、従来例に係る第
４図と対応する部分には同一の符号を付している。。FIG. 1 is a circuit diagram of a bipolar transistor and a short-circuit protection circuit according to an embodiment of the present invention applied to prevent the bipolar transistor from latch-up destruction. FIG. 2 is a circuit diagram of the circuit of FIG. It is sectional drawing which shows a monolithic structure. In these figures, parts corresponding to those in FIG. 4 according to the conventional example are denoted by the same reference numerals. .
第１図を参照して本実施例の等価回路について説明す
ると、Trはバイポーラトランジスタ、ＣおよびＧはそれ
ぞれはバイポーラトランジスタTrのコレクタとゲートと
の各端子、RgはバイポーラトランジスタTrのゲート端子
Ｇに接続されたゲート抵抗である。Referring to FIG. 1, the equivalent circuit of this embodiment will be described. Tr is a bipolar transistor, C and G are each a collector and gate terminal of the bipolar transistor Tr, and Rg is a gate terminal G of the bipolar transistor Tr. This is the connected gate resistance.
このような基本構造において、絶縁ゲート型バイポー
ラトランジスタTrはそのエミッタセルを一部分離されて
いる。そして、分離された一方のエミッタセルは第１の
エミッタE1として、他方のエミッタセルは第２のエミッ
タE2としてそれぞれ導出されている。第１のエミッタE1
には、電流検出端子Ｓが、また第２のエミッタE2にはエ
ミッタ端子Ｅがそれぞれ接続されている。電流検出端子
Ｓとエミッタ端子Ｅとの間には、電流検出抵抗Rsの両端
と、保護トランジスタTr1のベースとエミッタとがそれ
ぞれ接続されている。保護トランジスタTr1のコレクタ
と、バイポーラトランジスタTrのゲートとの間には、分
割抵抗Rdが接続されている。バイポーラトランジスタTr
のゲート端子Ｇには、ゲート抵抗Rgが接続されている。In such a basic structure, the emitter cell of the insulated gate bipolar transistor Tr is partially separated. One of the separated emitter cells is led out as a first emitter E1, and the other is led out as a second emitter E2. First emitter E1
Is connected to a current detection terminal S, and the second emitter E2 is connected to an emitter terminal E. Between the current detection terminal S and the emitter terminal E, both ends of the current detection resistor Rs and the base and the emitter of the protection transistor Tr1 are connected, respectively. A division resistor Rd is connected between the collector of the protection transistor Tr1 and the gate of the bipolar transistor Tr. Bipolar transistor Tr
Is connected to a gate resistor Rg.
第２図を参照して本実施例のモノリシック構造につい
て説明する。第２図において、Ｅはエミッタ端子、Ｇは
ゲート端子、Ｓは電流検出端子、Rsは電流検出抵抗、Rg
はゲート抵抗である。これらは、上記第１図における等
価回路における各部品、部分に対応している。The monolithic structure of the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 2, E is an emitter terminal, G is a gate terminal, S is a current detection terminal, Rs is a current detection resistor, Rg
Is a gate resistance. These correspond to each component and part in the equivalent circuit in FIG.
R1はコレクタ端子Ｃが接続された基板であるＰ＋型の
第１の半導体領域、R2は第１の半導体領域R1の表面に成
長されたｎ−型の第２の半導体領域、R31,…、R32はそ
れぞれ第２の半導体領域R2に拡散されたＰ型の第３の半
導体領域である。R41,…、R42a、R42bはそれぞれ各第３
の半導体領域R31,…、R32のそれぞれに拡散されたｎ＋
型の第４の半導体領域である。半導体領域R31,…R42a,R
42bの内、半導体領域R31,…はバイポーラトランジスタT
rのエミッタ領域であり、半導体領域R42aは保護トラン
ジスタTr1のエミッタ領域であり、半導体領域R42bは同
じく保護トランジスタTr1のコレクタ領域である。R1 is a P + -type first semiconductor region which is a substrate to which the collector terminal C is connected, R2 is an n − -type second semiconductor region grown on the surface of the first semiconductor region R1, R31,. R32 is a P-type third semiconductor region diffused into the second semiconductor region R2. R41, ..., R42a, R42b are each third
N + diffused into each of the semiconductor regions R31,.
4th semiconductor region. Semiconductor regions R31, ... R42a, R
Of the 42b, the semiconductor regions R31,.
The semiconductor region R42a is an emitter region of the protection transistor Tr1, and the semiconductor region R42b is a collector region of the protection transistor Tr1.
GE…はそれぞれ絶縁膜ZM1を介して設けられかつゲー
ト端子Ｇにそれぞれ接続された、バイポーラトランジス
タTrのゲート電極、、EE1はエミッタ端子Ｅに接続され
た、バイポーラトランジスタTrのエミッタ電極である。
ZM2…、ZM3はそれぞれ絶縁膜、1Eは電流検出端子Ｓに接
続された電流検出電極、EE2はエミッタ端子Ｅに接続さ
れた保護トランジスタTr1のエミッタ電極、BEは電流検
出端子Ｓに接続された保護トランジスタTr1のベース電
極、、CEは保護トランジスタTr1のコレクタ電極、、Rd
は一端がコレクタ電極CEに、他端がゲート端子Ｇにそれ
ぞれ接続されたポリシリコンからなる分割抵抗である。GE ... is a gate electrode of the bipolar transistor Tr provided through the insulating film ZM1 and connected to the gate terminal G, respectively, and EE1 is an emitter electrode of the bipolar transistor Tr connected to the emitter terminal E.
ZM2 ..., ZM3 are insulating films, 1E is a current detecting electrode connected to the current detecting terminal S, EE2 is an emitter electrode of the protection transistor Tr1 connected to the emitter terminal E, and BE is a protection connected to the current detecting terminal S. Base electrode of transistor Tr1, CE is collector electrode of protection transistor Tr1, Rd
Is a dividing resistor made of polysilicon having one end connected to the collector electrode CE and the other end connected to the gate terminal G, respectively.
したがって、第２図のモノリシック構造において、バ
イポーラトランジスタTrは、コレクタ端子Ｃに図示しな
いコレクタ電極を介して接続された第１の半導体領域R1
と、第２の半導体領域R2と、チャネル形成領域となる第
３の半導体領域R31…と、エミッタ領域となる第４の半
導体領域R41…とを有している。Accordingly, in the monolithic structure of FIG. 2, the bipolar transistor Tr is connected to the first semiconductor region R1 connected to the collector terminal C via a not-shown collector electrode.
, A second semiconductor region R2, a third semiconductor region R31... Serving as a channel forming region, and a fourth semiconductor region R41.
また、保護トランジスタTr1は、ベース領域となる第
３の半導体領域R32と、エミッタ領域となる一方の第４
の半導体領域R42aと、コレクタ領域となる他方の第４の
半導体領域R42bとを有している。The protection transistor Tr1 includes a third semiconductor region R32 serving as a base region and a fourth semiconductor region R32 serving as an emitter region.
And a fourth semiconductor region R42b serving as a collector region.
つぎに負荷短絡時における動作について説明する。ま
ず、バイポーラトランジスタTrのコレクタ端子Ｃとエミ
ッタ端子Ｅとの間にコレクタ電流が短絡電流の一部とし
て流れた場合、、その短絡電流の一部は電流検出端子Ｓ
を介して電流検出抵抗Rsにも流れる。そして、この電流
検出抵抗Rsの両端間電圧が保護トランジスタTr1の導通
電圧を越えたときには、その保護トランジスタTr1が導
通する。Next, the operation when the load is short-circuited will be described. First, when a collector current flows as a part of the short-circuit current between the collector terminal C and the emitter terminal E of the bipolar transistor Tr, a part of the short-circuit current becomes the current detection terminal S
Through the current detection resistor Rs. When the voltage across the current detection resistor Rs exceeds the conduction voltage of the protection transistor Tr1, the protection transistor Tr1 conducts.
保護トランジスタTr1が導通すると、バイポーラトラ
ンジスタTrのゲート端子Ｇに印加される入力電圧Vin
は、ゲート抵抗Rgと分割抵抗Rdとで分割されることにな
る。その結果、バイポーラトランジスタTrのゲート端子
Ｇに印加されるゲート電圧は低下するから、そのバイポ
ーラトランジスタTr内の電流密度も下がる結果、バイポ
ーラトランジスタTrはラッチアップ破壊から保護され
る。なお、本実施例では通常の負荷が接続されている場
合は、保護トランジスタTr1が非導通となるように電流
検出抵抗Rsの抵抗値を設定しているので、バイポーラト
ランジスタTrのゲートに印加される電圧は、ゲート端子
Ｇに印加される入力電圧Vinにほぼ等しくなり、その結
果、ゲート抵抗Rgの抵抗値を自由に設定することが可能
となるので、バイポーラトランジスタTrの定常損失とか
スイッチング損失を最小限にして高速でのスイッチング
動作が可能となる。When the protection transistor Tr1 conducts, the input voltage Vin applied to the gate terminal G of the bipolar transistor Tr
Is divided by the gate resistance Rg and the division resistance Rd. As a result, the gate voltage applied to the gate terminal G of the bipolar transistor Tr decreases, and the current density in the bipolar transistor Tr also decreases, so that the bipolar transistor Tr is protected from latch-up breakdown. In the present embodiment, when a normal load is connected, the resistance value of the current detection resistor Rs is set so that the protection transistor Tr1 is turned off, so that the voltage is applied to the gate of the bipolar transistor Tr. The voltage is substantially equal to the input voltage Vin applied to the gate terminal G. As a result, the resistance value of the gate resistor Rg can be set freely, so that the steady loss and the switching loss of the bipolar transistor Tr are minimized. Switching operation at a high speed is possible as much as possible.
第３図は本実施例の動作特性を従来例と対比して示す
図であり、第３図において、破線は第５図と同様にして
従来例の負荷短絡時における電流波形を示しており、実
線は本実施例の負荷短絡時における電流波形を示してい
る。そして、従来例の電流波形のピーク点Ａに比較して
本実施例の電流波形のピーク点Ｂは低くなっていること
から明らかなように、本実施例では負荷短絡があって
も、その短絡電流の上昇が抑えられるので、従来例のよ
うなラッチアップ破壊から防止される。FIG. 3 is a diagram showing the operating characteristics of the present embodiment in comparison with the conventional example. In FIG. 3, the broken line shows the current waveform when the load is short-circuited in the conventional example, as in FIG. The solid line shows the current waveform when the load is short-circuited in this embodiment. Further, as is apparent from the fact that the peak point B of the current waveform of the present embodiment is lower than the peak point A of the current waveform of the conventional example, even if there is a load short circuit, Since the rise in the current is suppressed, the latch-up breakdown as in the conventional example is prevented.
なお、本実施例ではＮチャネル型のバイポーラトラン
ジスタTrに、npn型の保護トランジスタTr1を用いた例を
示したが、ＰチャネルのバイーポラトランジスタTrに、
pnp型の保護トランジスタTr1を用いても同様に実施する
ことができることは勿論である。また、保護トランジス
タTr1ではバイポーラトランジスタを用いたが、電圧制
御型トランジスタについても同様に適用することができ
ることは勿論である。In this embodiment, an example is shown in which an npn-type protection transistor Tr1 is used for the N-channel type bipolar transistor Tr.
It is needless to say that the same can be realized by using the pnp type protection transistor Tr1. In addition, although a bipolar transistor is used as the protection transistor Tr1, it goes without saying that the same can be applied to a voltage control type transistor.
（発明の効果） 以上説明したことから明らかなように本発明による半
導体素子の短絡保護回路においては、負荷短絡時に電圧
検出手段の出力信号に基づいて保護用半導体素子が導通
すると、ゲート端子に印加された入力電圧はゲート抵抗
と電圧分割抵抗とで分割され、電圧分割抵抗に対応して
ゲート電圧は低下するので０電位にはならない。このた
め電圧制御型半導体素子の短絡電流は遮断されることが
ないから、発振状態にならず、短絡電流を減少させるこ
とができる。延いては負荷短絡時の素子の破壊を防止
で、素子の信頼性を高めることができる。(Effects of the Invention) As is apparent from the above description, in the short-circuit protection circuit for a semiconductor device according to the present invention, when the protection semiconductor device becomes conductive based on the output signal of the voltage detection means when the load is short-circuited, the voltage is applied to the gate terminal. The input voltage thus divided is divided by the gate resistance and the voltage dividing resistance, and the gate voltage does not become 0 potential because the gate voltage decreases in accordance with the voltage dividing resistance. Therefore, the short-circuit current of the voltage-controlled semiconductor element is not interrupted, so that the oscillation does not occur and the short-circuit current can be reduced. As a result, it is possible to prevent the destruction of the element when the load is short-circuited, thereby improving the reliability of the element.
また絶縁ゲート型バイポーラトランジスタにおいて、
負荷短絡時にラッチアップが起きないから、動作時にお
ける定常損失とターンオン時におけるスイッチング損失
とのいずれをも増大させることなく、またスイッチング
速度を低下させることなく、負荷短絡時のラッチアップ
破壊を防止できる。Also, in an insulated gate bipolar transistor,
Since latch-up does not occur when the load is short-circuited, it is possible to prevent latch-up destruction at the time of load short-circuit without increasing both steady-state loss during operation and switching loss at turn-on, and without lowering switching speed. .
また、保護用半導体素子をバイポーラトランジスタか
または電圧制御型トランジスタのいずれか一方としたの
で、電圧検出手段の出力信号に応じて精度よく保護動作
を行なわせることができ、安価で信頼性の高い素子を得
ることができる。In addition, since the protection semiconductor element is either a bipolar transistor or a voltage-controlled transistor, the protection operation can be performed accurately in accordance with the output signal of the voltage detection means, and an inexpensive and highly reliable element. Can be obtained.
第１図ないし第３図は本発明の実施例に係り、第１図は
同実施例の等価回路図、第２図は同実施例のモノリシッ
ク構造を示す断面図、第３図は動作特性を示す図であ
る。 第４図は従来例の等価回路図、第５図は第４図の従来例
の動作特性を示す図である。 Tr…バイポーラトランジスタ（半導体素子）、Tr1…保
護トランジスタ、Ｃ…コレクタ端子、Ｅ…エミッタ端
子、Ｇ…ゲート端子、Ｓ…電流検出端子、Rs…電流検出
抵抗、Rg…ゲート抵抗、Rd…分割抵抗。 図中、同一符号は同一ないしは相当部分を示す。1 to 3 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of the embodiment, FIG. 2 is a sectional view showing a monolithic structure of the embodiment, and FIG. FIG. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a conventional example, and FIG. 5 is a diagram showing operation characteristics of the conventional example of FIG. Tr: Bipolar transistor (semiconductor element), Tr1: Protection transistor, C: Collector terminal, E: Emitter terminal, G: Gate terminal, S: Current detection terminal, Rs: Current detection resistance, Rg: Gate resistance, Rd: Split resistance . In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (4)
し、主たる電流経路である主素子に配設された第１の他
方端子と上記主素子から一部分離された電流検出用素子
に配設された第２の他方端子とを有する電圧制御型半導
体素子と、 この電圧制御型半導体素子の上記第１の他方端子と第２
の他方端子との間に配設された電圧検出手段と、 上記ゲート端子と第１の他方端子との間に配設され、上
記電圧検出手段の出力信号に基づく起動停止に対応し
て、上記ゲート端子に接続されたゲート抵抗とこのゲー
ト抵抗と分岐するように接続された電圧分割抵抗とを有
する電圧分割手段により上記電圧制御型半導体素子のゲ
ート電圧を上記電圧分割抵抗による電圧変化に応じて変
化させる保護用半導体素子と、 を備えた半導体素子の短絡保護回路。A first terminal connected to a main element, which is a main current path, and a current detecting element partially separated from the main element. A voltage-controlled semiconductor device having a second controlled terminal and a first and second terminal of the voltage-controlled semiconductor device.
A voltage detecting means disposed between the first terminal and the gate terminal; and a voltage detecting means disposed between the gate terminal and the first other terminal. The gate voltage of the voltage-controlled semiconductor device is changed by the voltage dividing means having a gate resistor connected to the gate terminal and a voltage dividing resistor connected so as to branch off the gate resistor in accordance with the voltage change by the voltage dividing resistor. A protection semiconductor element to be changed; and a short-circuit protection circuit for a semiconductor element comprising:
し、主たる電流経路である主素子に配設された第１の他
方端子と上記主素子から一部分離された電流検出用素子
に配設された第２の他方端子とを有する絶縁ゲート型バ
イポーラトランジスタと、 この絶縁ゲート型バイポーラトランジスタの上記第１の
他方端子と第２の他方端子との間に配設された電圧検出
手段と 上記ゲート端子と第１の他方端子との間に配設され、上
記電圧検出手段の出力信号に基づく起動停止に対応し
て、上記ゲート端子に接続されたゲート抵抗をその一部
とする電圧分割手段により上記絶縁ゲート型バイポーラ
トランジスタのゲート電圧を変化させる保護用半導体素
子と、 を備えた半導体素子の短絡保護回路。2. One terminal and a gate terminal of a main current are shared, and a first current terminal, which is a main current path, is disposed on a main element, and is disposed on a current detecting element partially separated from the main element. An insulated gate bipolar transistor having a second other terminal provided; voltage detecting means disposed between the first other terminal and the second other terminal of the insulated gate bipolar transistor; A voltage dividing means disposed between the terminal and the first other terminal, the voltage dividing means including a gate resistor connected to the gate terminal as a part thereof in response to the start / stop based on the output signal of the voltage detecting means; A protection semiconductor element for changing a gate voltage of the insulated gate bipolar transistor;
バイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項
１記載の半導体素子の短絡保護回路。3. The short-circuit protection circuit for a semiconductor device according to claim 1, wherein said voltage-controlled semiconductor device is an insulated gate bipolar transistor.
ジスタかまたは電圧制御型トランジスタのいずれか一方
であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれ
か１項に記載の半導体素子の短絡保護回路。4. The short-circuit protection of a semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor device for protection is one of a bipolar transistor and a voltage-controlled transistor. circuit.
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| JP63285989A JP2806503B2 (en) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | Semiconductor element short-circuit protection circuit |
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