JP5098264B2 - Mos型パワー素子を有する半導体装置およびそれを備えた点火装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の一実施形態が適用された半導体装置が備えられた負荷駆動装置として、車両用の点火装置を例に挙げて説明する。図1に、本実施形態における点火装置1の回路構成図を示し、この図に基づいて説明する。
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して半導体装置のうちのメインセルとセンスセルの構造を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
上記実施形態では、MOS型のパワー素子としてIGBTを例に挙げて説明したが、他のMOS型のパワー素子、例えば図2における半導体基板としてのP+型基板21の導電型をN型にしたパワーMOSFETに対しても本発明を適用することが可能である。このようなパワーMOSFETとした場合には、電子電流からなるセンス電流に基づいてメイン電流の値を検出することになる。
Claims (7)
- 半導体基板(21)内に、ゲート電圧を印加することによってエミッタ−コレクタ間電流を流すように構成されるMOS型のパワー素子からなるメインセルを備えていると共に、該メインセル内において前記パワー素子と同じMOS型の素子からなるセンスセルが区画形成されており、さらに、前記センスセルにおけるエミッタ−コレクタ間に流れるセンス電流を流す電流検出抵抗(6)が備えられた半導体装置であって、
前記メインセルを構成する前記MOS型のパワー素子のゲート電極(26)および前記センスセルを構成する前記MOS型の素子のゲート電極(26)に対してゲート電圧を印加するためのゲートランナー(30)を有し、
前記メインセルを構成する前記MOS型のパワー素子のゲート電極(26)と前記センスセルを構成する前記MOS型の素子のゲート電極(26)とが物理的に直接繋げられることで共通化されていると共に、前記センスセルに対して前記ゲートランナー(30)とは反対側に前記メインセルの一部が備えられ、該メインセルの一部を構成する前記MOS型のパワー素子のゲート電極(26)と前記センスセルを構成する前記MOS型の素子のゲート電極(26)とが直接繋がることで電気的に接続されていると共に、該メインセルの一部を構成する前記MOS型のパワー素子のゲート電極(26)の長さ(L2)が1mm以上かつ10mm以下とされ、前記センスセルを構成する前記MOS型の素子のゲート電極(26)の長さ(L1)が50μm以上かつ500μm以下とされており、前記ゲート電極(26)に対して高速サージ電流が印加されたときに前記センスセルのゲート電圧上昇を抑えることで前記センスセルを構成する前記MOS型の素子のゲート絶縁膜(25)の破壊を防止することを特徴とする半導体装置。 - 半導体基板(21)内に、ゲート電圧を印加することによってエミッタ−コレクタ間電流を流すように構成されるMOS型のパワー素子からなるメインセルを備えていると共に、該メインセル内において前記パワー素子と同じMOS型の素子からなるセンスセルが区画形成されており、さらに、前記センスセルにおけるエミッタ−コレクタ間に流れるセンス電流を流す電流検出抵抗(6)が備えられた半導体装置であって、
前記メインセルを構成する前記MOS型のパワー素子のゲート電極(26)および前記センスセルを構成する前記MOS型の素子のゲート電極(26)に対してゲート電圧を印加するためのゲートランナー(30)を有し、
前記センスセルに対して前記ゲートランナー(30)とは反対側に前記メインセルの一部が備えられ、該メインセルの一部を構成する前記MOS型のパワー素子のゲート電極(26)と前記センスセルを構成する前記MOS型の素子のゲート電極(26)とが直接繋がることで電気的に接続されていると共に、該メインセルの一部を構成する前記MOS型のパワー素子のゲート電極(26)の長さ(L2)が1mm以上かつ10mm以下とされ、前記センスセルを構成する前記MOS型の素子のゲート電極(26)の長さ(L1)が50μm以上かつ500μm以下とされており、前記ゲート電極(26)に対して高速サージ電流が印加されたときに前記センスセルのゲート電圧上昇を抑えることで前記センスセルを構成する前記MOS型の素子のゲート絶縁膜(25)の破壊を防止することを特徴とする半導体装置。 - 前記ゲートランナー(30)と前記センスセルとの間にも前記メインセルの一部が配置されており、該メインセルの一部を構成する前記MOS型のパワー素子のゲート電極(26)の長さ(L4)が1mm以上とされていることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記ゲートランナー(30)からストライプ状にゲート電極(26)が延設されており、該ゲート電極(26)の少なくとも1本を前記メインセルを構成する前記MOS型のパワー素子のゲート電極(26)と前記センスセルを構成する前記MOS型の素子のゲート電極(26)として用いていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記センスセルは、前記メインセルに囲まれるように配置されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記センスセルは、前記メインセルの中央位置に配置されていることを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。
- 請求項1ないし6のいずれか1つに記載の半導体装置と、
前記電流検出抵抗(6)に流れる前記センス電流を検出する電流検出回路(9)と、
前記電流検出回路(9)の検出結果に基づいて、前記半導体装置における前記メインセルの前記パワー素子および前記センスセルの前記素子のゲート電圧を制御する制御回路(3)とを備え、
前記半導体装置における前記メインセルの前記パワー素子により、点火コイル(4)への通電を制御し、点火プラグ(11)の放電を制御するように構成されていることを特徴とする点火装置。
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