JP5807725B2 - 半導体装置とその半導体装置を用いた自動車 - Google Patents
半導体装置とその半導体装置を用いた自動車 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5807725B2 JP5807725B2 JP2014535309A JP2014535309A JP5807725B2 JP 5807725 B2 JP5807725 B2 JP 5807725B2 JP 2014535309 A JP2014535309 A JP 2014535309A JP 2014535309 A JP2014535309 A JP 2014535309A JP 5807725 B2 JP5807725 B2 JP 5807725B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- source
- transistor
- output
- dividing circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 59
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 19
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 claims description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical group [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L29/1602—Diamond
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L29/1608—Silicon carbide
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
- H01L29/2003—Nitride compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る自動車の模式図である。この自動車はエンジン10とモータ12を有し、これらを組み合わせて走行するハイブリッド車である。モータ12はインバータ14に接続されている。インバータ14はリレー16を介して高電圧電源18から電圧供給を受ける。このインバータ14は、ECU(Electronic Control Unit)20と制御用電源系22によって制御される。制御用電源系22は低電圧電源24から電圧供給を受ける。
図4は、本発明の実施の形態2に係る半導体装置の回路図である。本発明の実施の形態2に係る半導体装置は、インバータ回路の下アームを構成するトランジスタのソースに分圧回路の出力電圧を印加することを特徴とする。
図5は、本発明の実施の形態3に係る半導体装置の回路図である。本発明の実施の形態3に係る半導体装置は、ECUから駆動装置へ出される信号に応じて分圧回路50の出力電圧をツェナーダイオード54のカソードに印加するかしないかを切り替えることを特徴とする。
図6は、本発明の実施の形態4に係る半導体装置の回路図である。本発明の実施の形態4に係る半導体装置は、駆動装置40が異常を示す異常信号を外部に出力しているか否かに応じて分圧回路50の出力電圧をツェナーダイオード54のカソードに印加するかしないかを切り替えることを特徴とする。
図7は、本発明の実施の形態5に係る半導体装置の回路図である。本発明の実施の形態5に係る半導体装置は、遮断信号か異常信号が出されているときに分圧回路50の出力とソースを電気的に接続し、それ以外の場合は分圧回路50の出力とソースを電気的に分離する。
図8は、本発明の実施の形態6に係る半導体装置の回路図である。本発明の実施の形態6に係る半導体装置は、複数のブロック内のトランジスタのソースに対し、個別に分圧回路50の出力を印加することを特徴とする。
図9は、本発明の実施の形態7に係る半導体装置の回路図である。本発明の実施の形態7に係る半導体装置は、低電圧電源24の電圧が所定値以下となったときに、高電圧電源18とトランジスタを電気的に分離することを特徴とする。
Claims (13)
- 高電圧電源によりドレインとソースの間に電圧が印加されるトランジスタと、
前記高電圧電源よりも電圧の低い低電圧電源の電圧から、前記トランジスタのソース電圧とゲート電圧を生成する駆動装置と、
前記低電圧電源と接続された分圧回路と、を備え、
前記ソース電圧が一定値より低くなったときに、前記分圧回路の出力電圧を前記ソースに印加することを特徴とする半導体装置。 - アノードが前記ソースに接続され、カソードが前記分圧回路の出力に接続されたツェナーダイオードを備え、
前記ツェナーダイオードの降伏電圧は、前記分圧回路の出力電圧より低いことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記分圧回路の出力と、前記ツェナーダイオードと、前記ソースを結ぶ配線に直列に接続された抵抗素子を備えたことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記高電圧電源の電圧は600V〜1200Vのいずれかであり、
前記低電圧電源の電圧は12Vであり、
前記抵抗素子の抵抗値は2MΩ以上であることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。 - 前記駆動装置は、前記トランジスタをオンするときは、前記ソース電圧よりも前記ゲート電圧を高くし、前記トランジスタをオフするときは、前記ゲート電圧よりも前記ソース電圧を高くすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記トランジスタは、インバータ回路の下アームを構成することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記分圧回路の出力と前記ソースを電気的に接続又は分離するスイッチを備え、
前記スイッチは、前記トランジスタを遮断する信号である遮断信号が外部から前記駆動装置へ伝送された場合、又は前記駆動装置が異常を示す異常信号を外部に出力している場合に前記分圧回路の出力と前記ソースを電気的に接続し、それ以外の場合は前記分圧回路の出力と前記ソースを電気的に分離することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 昇圧ブロックと、
インバータブロックと、を備え、
前記トランジスタは、前記昇圧ブロックに形成された第1トランジスタと前記インバータブロックに形成された第2トランジスタを有し、
前記駆動装置は、前記第1トランジスタのゲート電圧とソース電圧を生成する第1駆動装置と、前記第2トランジスタのゲート電圧とソース電圧を生成する第2駆動装置とを有し、
前記分圧回路の出力と前記第1トランジスタのソースを電気的に接続又は分離する第1スイッチと、
前記分圧回路の出力と前記第2トランジスタのソースを電気的に接続又は分離する第2スイッチと、を備え、
前記第1スイッチは前記第1駆動装置が異常を示す第1異常信号を外部に出力しているときに前記分圧回路の出力と前記第1トランジスタの前記ソースを電気的に接続し、前記第1異常信号が出力されていないときに、前記分圧回路の出力と前記第1トランジスタの前記ソースを電気的に分離し、
前記第2スイッチは前記第2駆動装置が異常を示す第2異常信号を外部に出力しているときに前記分圧回路の出力と前記第2トランジスタの前記ソースを電気的に接続し、前記第2異常信号が出力されていないときに、前記分圧回路の出力と前記第2トランジスタの前記ソースを電気的に分離することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記トランジスタはノーマリオフ型であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記トランジスタはノーマリオン型であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記トランジスタはワイドバンドギャップ半導体によって形成されていることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料、又はダイヤモンドであることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置。
- モータと、
高電圧電源によりドレインとソースの間に電圧が印加され、前記モータに電流供給するトランジスタと、
前記高電圧電源よりも電圧の低い低電圧電源の出力電圧から、前記トランジスタのソース電圧とゲート電圧を生成する駆動装置と、
前記低電圧電源と接続された分圧回路と、を備え、
前記ソース電圧が一定値より低くなったときに、前記分圧回路の出力電圧を前記ソースに印加することを特徴とする自動車。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2012/073504 WO2014041666A1 (ja) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | 半導体装置とその半導体装置を用いた自動車 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5807725B2 true JP5807725B2 (ja) | 2015-11-10 |
JPWO2014041666A1 JPWO2014041666A1 (ja) | 2016-08-12 |
Family
ID=50277819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014535309A Active JP5807725B2 (ja) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | 半導体装置とその半導体装置を用いた自動車 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9742285B2 (ja) |
JP (1) | JP5807725B2 (ja) |
CN (1) | CN104620480B (ja) |
DE (1) | DE112012006901B4 (ja) |
WO (1) | WO2014041666A1 (ja) |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0369936U (ja) * | 1989-11-02 | 1991-07-12 | ||
JPH07251749A (ja) * | 1994-03-16 | 1995-10-03 | Mitsubishi Electric Corp | 電動パワーステアリング制御装置 |
JPH0851799A (ja) | 1994-08-09 | 1996-02-20 | Nippondenso Co Ltd | インバータ装置及びそれを用いた電源装置 |
JP3560737B2 (ja) * | 1996-07-23 | 2004-09-02 | 三菱電機株式会社 | インバータ装置 |
JP2004242475A (ja) | 2003-02-07 | 2004-08-26 | Kri Inc | スイッチング素子の駆動方式 |
JP2006314154A (ja) | 2005-05-06 | 2006-11-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電力変換器 |
JP2007288992A (ja) | 2006-03-20 | 2007-11-01 | Hitachi Ltd | 半導体回路 |
WO2010021082A1 (ja) * | 2008-08-21 | 2010-02-25 | 三菱電機株式会社 | 電力用半導体素子の駆動回路 |
CN201682411U (zh) * | 2010-04-29 | 2010-12-22 | 湖南文理学院 | 具有短路保护的开关控制电路 |
CN101976938B (zh) * | 2010-09-20 | 2013-01-23 | 石家庄国耀电子科技有限公司 | 一种运行稳定可靠的大电流低压降单向导电电路 |
-
2012
- 2012-09-13 US US14/426,965 patent/US9742285B2/en active Active
- 2012-09-13 JP JP2014535309A patent/JP5807725B2/ja active Active
- 2012-09-13 CN CN201280075809.XA patent/CN104620480B/zh active Active
- 2012-09-13 DE DE112012006901.3T patent/DE112012006901B4/de active Active
- 2012-09-13 WO PCT/JP2012/073504 patent/WO2014041666A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104620480A (zh) | 2015-05-13 |
DE112012006901T5 (de) | 2015-05-28 |
US9742285B2 (en) | 2017-08-22 |
JPWO2014041666A1 (ja) | 2016-08-12 |
WO2014041666A1 (ja) | 2014-03-20 |
US20150194895A1 (en) | 2015-07-09 |
DE112012006901B4 (de) | 2018-08-02 |
CN104620480B (zh) | 2018-01-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7940503B2 (en) | Power semiconductor arrangement including conditional active clamping | |
JP6717186B2 (ja) | インバータ制御回路 | |
US20130088096A1 (en) | Short-circuit protection method | |
WO2012120567A1 (ja) | 電力変換装置 | |
US11101791B2 (en) | Power circuit switching device having a passive protection circuit | |
WO2015166523A1 (ja) | 半導体装置および電力変換装置 | |
JP2008072865A (ja) | 電力供給回路 | |
JP2014155412A (ja) | モータ駆動回路 | |
JP5880494B2 (ja) | スイッチング制御回路 | |
US10218348B2 (en) | Control circuit | |
US9344021B2 (en) | Inverter circuit for an electric machine | |
US8971071B2 (en) | Driver circuit and inverter circuit | |
WO2012102113A1 (ja) | モータ制御装置 | |
US20190149031A1 (en) | Electric power converter | |
WO2014128942A1 (ja) | 半導体素子の駆動装置 | |
US9590490B2 (en) | Inrush current suppression circuit | |
JP5807725B2 (ja) | 半導体装置とその半導体装置を用いた自動車 | |
JP2010034701A (ja) | 電力変換回路の駆動回路 | |
US9673692B2 (en) | Application of normally closed power semiconductor devices | |
US20170358982A1 (en) | Multi-phase power conversion device control circuit | |
JP6704444B1 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6299869B2 (ja) | 絶縁ゲート型パワー半導体素子のゲート駆動回路 | |
WO2023026943A1 (ja) | 電力供給装置 | |
JP2019047698A (ja) | 半導体装置 | |
US8797699B2 (en) | Medium-voltage drivers in a safety application |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150811 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150824 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5807725 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |