JPH11330935A - Driving circuit for semiconductor device - Google Patents

Driving circuit for semiconductor device

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JPH11330935A
JPH11330935A JP10127619A JP12761998A JPH11330935A JP H11330935 A JPH11330935 A JP H11330935A JP 10127619 A JP10127619 A JP 10127619A JP 12761998 A JP12761998 A JP 12761998A JP H11330935 A JPH11330935 A JP H11330935A
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semiconductor device
switching
generating means
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Masahiro Kimata
政弘 木全
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the driving circuit which can obtain desired switching characteristics, for example, make constant the variation rate of the current of a main electrode or the voltage between main electrodes in the switching operation of the semiconductor device. SOLUTION: A switching signal generating means 4 generates an ON/OFF signal and a current variation rate setting means 19 commands a variation rate of the collector current Ic of an IGBT element 1. A 1st function generating means 20 generates and commands the reverse function of a transfer function from a current supplied to a gate 1a to switching characteristics of the IGBT element 1 set by the current variation rate setting means 19 to a gate current generating means 18.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、スイッチング用
電圧駆動形半導体素子であるIGBT(Insulated Gate
Bipolar Transistor、絶縁ゲート形トランジスタ)素
子やMOSFET(Metal Oxicide Silicon Feild Effe
ct Transistor、電界効果トランジスタ)素子などの半
導体素子のゲート駆動回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an IGBT (Insulated Gate) which is a switching voltage drive type semiconductor device.
Bipolar Transistor (insulated gate transistor) element and MOSFET (Metal Oxicide Silicon Feild Effe)
The present invention relates to a gate drive circuit of a semiconductor device such as a ct transistor (field effect transistor) device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図28は例えば特開平9−65644号
公報に述べられた従来の半導体素子の駆動回路を示す回
路図であり、図において、1は制御電極間に印加する電
圧によって主電極間の導通状態を制御する電圧駆動形自
己消弧半導体素子であるIGBT素子であり、1aは第
1の制御電極であるゲート、1bは第1の主電極である
コレクタ、1cは第2の制御電極と第2の主電極を兼ね
た電極であるエミッタ、2はIGBT素子1をオンさせ
るための電圧を供給するオン用直流電圧源、3はIGB
T素子1をオフさせるための電圧を供給するオフ用直流
電圧源、4はIGBT素子1をオン/オフする信号を発
生するスイッチング信号発生手段、5はスイッチング信
号発生手段4の出力によりオン用直流電圧源2とオフ用
直流電圧源3を切り換えてIGBT素子1のゲート1a
に電圧を印加するオンオフ切り換え手段、6はゲート抵
抗を切り換えるゲート抵抗切り換え手段であり、ゲート
抵抗切り換え手段6は、抵抗9と、抵抗10と、切り換
え手段11から構成されている。7はIGBT素子1の
主電極に流れる電流を検出する電流検出手段、8は電流
検出手段7の出力によりゲート抵抗切り換え手段6を制
御する制御手段、12は直流電圧源、13は負荷、14
は環流ダイオード、15は配線インダクタンスである。
2. Description of the Related Art FIG. 28 is a circuit diagram showing a conventional driving circuit for a semiconductor device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-65644. In FIG. IGBT element, which is a voltage-driven self-extinguishing semiconductor element for controlling the conduction state of the IGBT element, 1a is a gate which is a first control electrode, 1b is a collector which is a first main electrode, 1c is a second control electrode , An emitter which is also an electrode also serving as a second main electrode, 2 is a DC voltage source for turning on which supplies a voltage for turning on the IGBT element 1, and 3 is an IGB
An off DC voltage source for supplying a voltage for turning off the T element 1, a switching signal generating means 4 for generating a signal for turning on / off the IGBT element 1, and a switching DC generating means 5 based on an output of the switching signal generating means 4. The gate 1a of the IGBT element 1 is switched by switching between the voltage source 2 and the off DC voltage source 3.
And 6 is a gate resistance switching means for switching the gate resistance. The gate resistance switching means 6 includes a resistor 9, a resistor 10, and a switching means 11. Reference numeral 7 denotes current detection means for detecting a current flowing through the main electrode of the IGBT element 1, 8 denotes control means for controlling the gate resistance switching means 6 based on the output of the current detection means 7, 12 denotes a DC voltage source, 13 denotes a load, 14
Is a freewheeling diode, and 15 is a wiring inductance.

【0003】まず図28、図29を用いて従来例の基本
動作について説明する。図28でスイッチング信号発生
手段4がオン信号を出力すると、オンオフ切り換え手段
5はオン用直流電圧源2側に切り換えられ、IGBT素
子1のゲート1a−エミッタ1c間にゲート抵抗切り換
え手段6を介してオン電圧が印加され、IGBT素子1
はオンする。IGBT素子1がオンすると、IGBT素
子1のコレクタ1b−エミッタ1c間電圧Vceはほぼ
ゼロとなる。この時、直流電圧源12の電圧Vdcは負
荷13に印加され、直流電圧源12−配線インダクタン
ス15−負荷13−IGBT素子1−直流電圧源12の
経路で電流が流れる。
First, the basic operation of the conventional example will be described with reference to FIGS. In FIG. 28, when the switching signal generating means 4 outputs an ON signal, the ON / OFF switching means 5 is switched to the DC voltage source 2 for ON, and the gate resistance switching means 6 is provided between the gate 1a and the emitter 1c of the IGBT element 1. The ON voltage is applied, and the IGBT element 1
Turns on. When the IGBT element 1 is turned on, the voltage Vce between the collector 1b and the emitter 1c of the IGBT element 1 becomes almost zero. At this time, the voltage Vdc of the DC voltage source 12 is applied to the load 13, and a current flows through a path of the DC voltage source 12, the wiring inductance 15, the load 13, the IGBT element 1, and the DC voltage source 12.

【0004】スイッチング信号発生手段4がオフ信号を
出力すると、オンオフ切り換え手段5はオフ用直流電圧
源3側に切り換えられ、IGBT素子1のゲート1a−
エミッタ1c間にゲート抵抗切り換え手段6を介してオ
フ電圧が印加され、IGBT素子1はオフする。IGB
T素子1がオフすると、IGBT素子1のコレクタ1b
を流れる電流Icはほぼゼロとなる。それまでIGBT
素子1に流れていた電流は環流ダイオード14に転流
し、環流ダイオード14−負荷13−環流ダイオード1
4の経路で電流が流れる。この時、環流ダイオード14
の端子間電圧はほぼゼロとなるため、直流電圧源12の
電圧VdcがIGBT素子1に印加される。図29は、
IGBT素子1がオン状態からオフ状態に遷移するター
ンオフ時の波形を示したものであり、(a)はゲート抵
抗の抵抗値が小、(b)は大、(c)は図29のように
切り換える場合を示す。IGBT素子1のターンオフ動
作は、まずコレクタ−エミッタ間電圧Vceが増加する
ことから始まる。この期間中コレクタ電流Icはほぼ一
定であり、コレクタ電流の変化が緩慢な第1の期間が形
成される。コレクタ−エミッタ間電圧Vceが増加して
直流電圧源12の電圧Vdcに達すると、環流ダイオー
ド14がオンして負荷13を流れる電流が環流ダイオー
ド14に流れ始める。負荷13の持つインダクタンスの
作用で電流は一定と見なせるため、環流ダイオード14
に流れる電流Idの分だけコレクタ電流Icは減少す
る。従って図29に示したように、コレクタ−エミッタ
間電圧Vceが直流電圧源12の電圧Vdcに達した後
はコレクタ電流Icは急速に減少し、コレクタ電流の変
化が急峻な第2の期間が形成される。
When the switching signal generating means 4 outputs an off signal, the on / off switching means 5 is switched to the off DC voltage source 3 side, and the gate 1a- of the IGBT element 1 is turned off.
An off voltage is applied between the emitters 1c via the gate resistance switching means 6, and the IGBT element 1 is turned off. IGB
When the T element 1 is turned off, the collector 1b of the IGBT element 1
Is almost zero. Until then IGBT
The current flowing through the element 1 is diverted to the freewheeling diode 14, and the freewheeling diode 14-load 13-freewheeling diode 1
The current flows through the path 4. At this time, the freewheeling diode 14
Is substantially zero, the voltage Vdc of the DC voltage source 12 is applied to the IGBT element 1. FIG.
29 shows a waveform at the time of turn-off when the IGBT element 1 transitions from the on-state to the off-state. FIG. 29A shows a case where the resistance value of the gate resistor is small, FIG. The case of switching is shown. The turn-off operation of the IGBT element 1 starts with an increase in the collector-emitter voltage Vce. During this period, the collector current Ic is substantially constant, and a first period in which the collector current changes slowly is formed. When the collector-emitter voltage Vce increases and reaches the voltage Vdc of the DC voltage source 12, the freewheeling diode 14 is turned on, and the current flowing through the load 13 starts flowing through the freewheeling diode 14. Since the current can be regarded as constant by the action of the inductance of the load 13, the freewheeling diode 14
The collector current Ic is reduced by the current Id flowing through the collector current Id. Therefore, as shown in FIG. 29, after the collector-emitter voltage Vce reaches the voltage Vdc of the DC voltage source 12, the collector current Ic rapidly decreases, and a second period in which the change of the collector current is sharp is formed. Is done.

【0005】この第2の期間においてコレクタ電流Ic
は配線インダクタンス15に流れる電流と等しいので、
コレクタ電流Icが急速に減少すると配線インダクタン
ス15に流れる電流も減少する。このため、配線インダ
クタンス15は(配線インダクタンス×電流減少率)で
表されるサージ電圧を発生する。このサージ電圧は直流
電圧源12の電圧と同極性であるため、コレクタ−エミ
ッタ間電圧Vceには、直流電圧源12に配線インダク
タンス15が発生するサージ電圧が重畳された波形とな
る。コレクタ電流Icがゼロに達すると、負荷13の電
流は全て環流ダイオード14に流れるようになり、ター
ンオフ動作が完了する。
In the second period, the collector current Ic
Is equal to the current flowing through the wiring inductance 15,
When the collector current Ic decreases rapidly, the current flowing through the wiring inductance 15 also decreases. For this reason, the wiring inductance 15 generates a surge voltage represented by (wiring inductance × current reduction rate). Since this surge voltage has the same polarity as the voltage of the DC voltage source 12, the collector-emitter voltage Vce has a waveform in which the surge voltage generated by the wiring inductance 15 on the DC voltage source 12 is superimposed. When the collector current Ic reaches zero, all the current of the load 13 flows to the freewheeling diode 14, and the turn-off operation is completed.

【0006】次に、制御手段8の動作について説明す
る。以上に示したIGBT素子1がオンからオフに遷移
するターンオフ動作の際に、制御手段8は電流検出手段
7によって検出されたIGBT素子1のコレクタ電流I
cの微分値を求め、その値が基準値より小さいか否かを
判別する。コレクタ電流の微分値が基準値より小さい場
合、すなわちコレクタ電流の変化が緩慢な第1の期間に
おいては、制御手段8は切り換え手段11を短絡状態に
し、抵抗9をゲート抵抗として使用する。コレクタ電流
の微分値が基準値より大きい場合、すなわちコレクタ電
流の変化が急峻な第2の期間においては、制御手段8は
切り換え手段11を開放状態にし、抵抗9と抵抗10を
ゲート抵抗として使用する。抵抗9と抵抗10は直列接
続されるため、合成抵抗値は抵抗9の抵抗値よりも大き
くなる。この動作により、コレクタ電流の変化が緩慢な
第1の期間においてはゲート抵抗が小さい状態でIGB
T素子1が駆動され、コレクタ電流の変化が急峻な第2
の期間においては、ゲート抵抗が大きい状態でIGBT
素子1が駆動される。
Next, the operation of the control means 8 will be described. At the time of the turn-off operation in which the IGBT element 1 changes from on to off as described above, the control means 8 controls the collector current I of the IGBT element 1 detected by the current detection means 7.
A differential value of c is obtained, and it is determined whether the value is smaller than a reference value. When the differential value of the collector current is smaller than the reference value, that is, in the first period in which the change of the collector current is slow, the control means 8 short-circuits the switching means 11 and uses the resistor 9 as a gate resistor. When the differential value of the collector current is larger than the reference value, that is, in the second period in which the change in the collector current is steep, the control means 8 opens the switching means 11 and uses the resistors 9 and 10 as gate resistors. . Since the resistors 9 and 10 are connected in series, the combined resistance value is larger than the resistance value of the resistor 9. By this operation, in the first period in which the change in the collector current is slow, the IGB
The T element 1 is driven, and the change in the collector current is sharp.
During the period of IGBT, the gate resistance is large and the IGBT
The element 1 is driven.

【0007】次に、図29を用いて従来例におけるゲー
ト抵抗切り換えの効果について説明する。図29は、I
GBT素子1のターンオフ時におけるIGBT素子1の
コレクタで電流Icと、IGBT素子1のコレクタ−エ
ミッタ間電圧Vceと、IGBT素子1のスイッチング
損失Pとを図示しており、(a)はゲート抵抗が小さい
場合すなわち切り換え手段11を短絡状態でIGBT素
子1を駆動した場合を、(b)はゲート抵抗が大きい場
合すなわち切り換え手段11を開放状態でIGBT素子
1を駆動した場合を、(c)はコレクタ電流Icの変化
が緩慢な第1の期間と急峻な第2の期間とでゲート抵抗
を切り換えた場合をそれぞれ示している。図29
(a)、(b)の比較より、ゲート抵抗を大きくする程
ターンオフ時のコレクタ電流Icの減少率が緩やかにな
り、配線インダクタンスに前記コレクタ電流Icの減少
率が印加されることによって生じるコレクタ−エミッタ
間のサージ電圧は低減されるが、同時にコレクタ−エミ
ッタ間電圧Vceの増加率も緩やかになるため、コレク
タ電流Icとコレクタ−エミッタ間電圧Vceの乗算で
表されるスイッチング損失Pの時間積算値は増加するこ
とがわかる。このように、サージ電圧の抑制は単純にゲ
ート抵抗を大きくすることでも実現できるが、スイッチ
ング損失が増加するという欠点がある。
Next, the effect of switching the gate resistance in the conventional example will be described with reference to FIG. FIG.
The current Ic at the collector of the IGBT element 1 when the GBT element 1 is turned off, the collector-emitter voltage Vce of the IGBT element 1, and the switching loss P of the IGBT element 1 are illustrated. When the IGBT element 1 is driven when the switching means 11 is short-circuited, the IGBT element 1 is driven when the switching means 11 is open, and when the IGBT element 1 is driven when the switching means 11 is opened, (c). The case where the gate resistance is switched between the first period in which the change of the current Ic is slow and the second period in which the change of the current Ic is steep is shown. FIG.
According to the comparison between (a) and (b), as the gate resistance is increased, the rate of decrease of the collector current Ic at the time of turn-off becomes gentler, and the collector current generated by applying the rate of decrease of the collector current Ic to the wiring inductance is reduced. Although the surge voltage between the emitters is reduced, the rate of increase of the voltage Vce between the collector and the emitter also becomes slower at the same time. Therefore, the time integrated value of the switching loss P expressed by the multiplication of the collector current Ic and the voltage Vce between the collector and the emitter Is found to increase. As described above, the suppression of the surge voltage can be realized by simply increasing the gate resistance, but has a disadvantage that the switching loss increases.

【0008】図28に示した従来の半導体素子の駆動回
路によれば、コレクタ電流Icの変化が緩慢な第1の期
間においては、図29(a)のゲート抵抗が小さい状態
でIGBT素子1が駆動され、コレクタ電流Icの変化
が急峻な第2の期間においては、図29(b)のゲート
抵抗が大きい状態でIGBT素子1が駆動される。この
結果、図29(c)に示したように、第1の期間におい
ては図29(a)と等価な電圧、電流波形が得られ、第
2の期間においては図29(b)と等価な電圧、電流波
形が得られる。従って、サージ電圧に関係しない第1の
期間においてはIGBT素子1を高速で駆動してスイッ
チング損失Pの時間積分値を低減し、かつ、サージ電圧
に関係する第2の期間においてはIGBT素子1を低速
で駆動してサージ電圧を抑制することができる。
According to the conventional semiconductor device drive circuit shown in FIG. 28, during the first period in which the change in the collector current Ic is slow, the IGBT device 1 is operated with the gate resistance shown in FIG. During the second period in which the collector current Ic is sharply changed, the IGBT element 1 is driven with the gate resistance shown in FIG. 29B being large. As a result, as shown in FIG. 29C, a voltage and a current waveform equivalent to those in FIG. 29A are obtained in the first period, and equivalent to those in FIG. 29B in the second period. Voltage and current waveforms are obtained. Therefore, the IGBT element 1 is driven at a high speed in the first period not related to the surge voltage to reduce the time integral value of the switching loss P, and the IGBT element 1 is driven in the second period related to the surge voltage. Surge voltage can be suppressed by driving at a low speed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体素子の駆
動回路は以上のように構成されていて、第1の期間と第
2の期間とでゲート抵抗を切り換えてはいるが、第1の
期間中および第2の期間中それぞれにおいては一定の直
流電圧源と一定のゲート抵抗でIGBT素子を駆動して
いる。IGBT素子のゲート−エミッタ間電圧とコレク
タ電流およびコレクタ−エミッタ間電圧との関係は非線
形であるため、一定の直流電圧源と一定のゲート抵抗で
駆動した場合には図29に示したように第1の期間中の
コレクタ−エミッタ間電圧の変化率および第2の期間中
のコレクタ電流の変化率が時間と共に変化し、第1の期
間と第2の期間の切換点近傍にて局所的に高い変化率が
発生する。このため、サージ電圧が所望の値以下となる
ように電流変化率の最大値を制限した場合、電流変化率
の平均値は必要以上に低減されることになり、スイッチ
ング損失の低減が充分に果たせないという問題点があっ
た。また、コレクタ−エミッタ間電圧の変化率およびコ
レクタ電流の変化率は、コレクタ電流およびコレクタ−
エミッタ間電圧の値によっても変化するため、負荷や電
源電圧の変動により電圧/電流動作点がゲート抵抗値を
選定した電圧/電流動作点からずれるとスイッチング損
失の低減およびサージ電圧の抑制が充分に機能せず、電
圧/電流の動作範囲が広い用途においては効果が少ない
という問題点があった。
The conventional driving circuit for a semiconductor device is constructed as described above. Although the gate resistance is switched between the first period and the second period, the first period is not changed. During each of the middle and second periods, the IGBT element is driven by a constant DC voltage source and a constant gate resistance. Since the relationship between the gate-emitter voltage and the collector current and the collector-emitter voltage of the IGBT element is non-linear, when the IGBT element is driven by a constant DC voltage source and a constant gate resistance, as shown in FIG. The rate of change of the collector-emitter voltage during the period 1 and the rate of change of the collector current during the second period change with time, and are locally high near the switching point between the first and second periods. A rate of change occurs. For this reason, when the maximum value of the current change rate is limited so that the surge voltage is equal to or less than a desired value, the average value of the current change rate is reduced more than necessary, and the switching loss can be sufficiently reduced. There was no problem. The rate of change of the collector-emitter voltage and the rate of change of the collector current are the
Since it also changes depending on the value of the voltage between the emitters, if the voltage / current operating point deviates from the selected voltage / current operating point due to fluctuations in the load or power supply voltage, the switching loss and surge voltage can be sufficiently reduced. There is a problem that the effect is small in applications that do not function and have a wide operating range of voltage / current.

【0010】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、スイッチング動作中における主
電極の電流の変化率あるいは主電極間電圧の変化率を、
負荷や電源電圧の変動によらず常に概ね一定に保つなど
所望のスイッチング特性が得られる半導体素子の駆動回
路を得ることを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is intended to reduce the rate of change of the current of the main electrode or the rate of change of the voltage between the main electrodes during the switching operation.
It is an object of the present invention to provide a driving circuit for a semiconductor element that can obtain desired switching characteristics such as keeping the voltage substantially constant regardless of a change in load or power supply voltage.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る半導体素
子の駆動回路は、制御電極間に印加する電圧によって主
電極間の導通状態を制御する電圧駆動形自己消弧半導体
素子の前記制御電極間に接続される駆動回路において、
前記電圧駆動形自己消弧半導体素子をオン/オフする信
号を発生するスイッチング信号発生手段と、このスイッ
チング信号発生手段の出力により前記電圧駆動形自己消
弧半導体素子のスイッチング特性に関する指令を発生す
るスイッチング特性設定手段と、このスイッチング特性
設定手段の出力により前記制御電極へ供給する電流の指
令を発生する関数発生手段と、この関数発生手段の出力
により前記制御電極へ供給する電流を発生する電流発生
手段とを有し、前記関数発生手段は、前記制御電極へ供
給する電流から前記スイッチング特性設定手段で設定し
た前記電圧駆動形自己消弧半導体素子のスイッチング特
性への伝達関数の逆関数を発生するようにしたものであ
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a drive circuit for a semiconductor device, wherein the control electrode of a voltage-driven self-extinguishing semiconductor device controls a conduction state between main electrodes by a voltage applied between control electrodes. In the drive circuit connected between,
Switching signal generating means for generating a signal for turning on / off the voltage-driven self-extinguishing semiconductor element, and switching for generating a command relating to switching characteristics of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor element by an output of the switching signal generating means Characteristic setting means, function generating means for generating a command for a current to be supplied to the control electrode by an output of the switching characteristic setting means, and current generating means for generating a current to be supplied to the control electrode by an output of the function generating means The function generating means generates an inverse function of a transfer function from a current supplied to the control electrode to a switching characteristic of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor element set by the switching characteristic setting means. It was made.

【0012】請求項2に係る半導体素子の駆動回路は、
請求項1記載のものにおいて、スイッチング特性設定手
段が、電圧駆動形自己消弧半導体素子の主電極に流れる
電流の変化率の指令を発生する電流変化率設定手段と、
前記主電極間の電圧の変化率の指令を発生する電圧変化
率設定手段とからなり、関数発生手段が、前記電流変化
率設定手段の出力により前記電圧駆動形自己消弧半導体
素子の制御電極へ供給する電流の指令を発生する第1の
関数発生手段と、前記電圧変化率設定手段により前記制
御電極へ供給する電流の指令を発生する第2の関数発生
手段とからなるとともに、前記第1、第2の関数発生手
段を切り換えてそのいずれかの出力を電流発生手段へ送
る切り換え手段と、前記制御電極の電圧制御による前記
主電極間の導通状態から非導通状態への遷移時に前記主
電極に流れる電流の変化が緩慢な第1の期間からそれに
続く電流の変化が急峻な第2の期間への変化点を検出す
る電流変化点検出手段とを有し、この電流変化点検出手
段の出力により前記切り換え手段が、前記第1の期間に
おいては前記第2の関数発生手段へ、前記第2の期間に
おいては前記第1の関数発生手段へ切り換えるようにし
たものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a driving circuit for a semiconductor element,
2. The current change rate setting means according to claim 1, wherein the switching characteristic setting means generates a command of a change rate of a current flowing through a main electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor element.
Voltage change rate setting means for generating a command for the rate of change of the voltage between the main electrodes, wherein the function generation means outputs the current change rate setting means to the control electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device. A first function generating means for generating a command for a current to be supplied; and a second function generating means for generating a command for a current to be supplied to the control electrode by the voltage change rate setting means. Switching means for switching the second function generating means to send any of its outputs to the current generating means; and Current change point detection means for detecting a change point from a first period in which the change in the flowing current is slow to a second period in which the change in the subsequent current is steep, and an output of the current change point detection means Previous Switching means, in the first period, the to second function generating means, in the second period of time is obtained by the switched to the first function generating means.

【0013】請求項3に係る半導体素子の駆動回路は、
請求項1記載のものにおいて、スイッチング特性設定手
段が、電圧駆動形自己消弧半導体素子の主電極に流れる
電流の変化率の指令を発生する電流変化率設定手段と、
前記主電極間の電圧の変化率の指令を発生する電圧変化
率設定手段とからなり、関数発生手段が、前記電流変化
率設定手段の出力により前記電圧駆動形自己消弧半導体
素子の制御電極へ供給する電流の指令を発生する第1の
関数発生手段と、前記電圧変化率設定手段により前記制
御電極へ供給する電流の指令を発生する第2の関数発生
手段とからなるとともに、前記第1、第2の関数発生手
段を切り換えてそのいずれかの出力を電流発生手段へ送
る切り換え手段と、前記制御電極の電圧制御による前記
主電極間の非導通状態から導通状態への遷移時に前記主
電極に流れる電流の変化が急峻な第2の期間からそれに
続く電流の変化が緩慢な第1の期間への変化点を検出す
る電流変化点検出手段とを有し、この電流変化点検出手
段の出力により前記切り換え手段が、前記第2の期間に
おいては前記第1の関数発生手段へ、前記第1の期間に
おいては前記第2の関数発生手段へ切り換えるようにし
たものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a driving circuit for a semiconductor device,
2. The current change rate setting means according to claim 1, wherein the switching characteristic setting means generates a command of a change rate of a current flowing through a main electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor element.
Voltage change rate setting means for generating a command for the rate of change of the voltage between the main electrodes, wherein the function generation means outputs the current change rate setting means to the control electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device. A first function generating means for generating a command for a current to be supplied; and a second function generating means for generating a command for a current to be supplied to the control electrode by the voltage change rate setting means. Switching means for switching the second function generating means and sending any of the outputs to the current generating means; and switching the second function generating means to the main electrode during a transition from a non-conductive state to a conductive state between the main electrodes by voltage control of the control electrode. Current change point detection means for detecting a change point from a second period in which the flowing current is steep to a first period in which the subsequent change in current is slow, and the output of the current change point detection means Previous Switching means, in the second period of time said to first function generating means, in the first period is obtained by the switched to the second function generating means.

【0014】請求項4に係る半導体素子の駆動回路は、
請求項1から請求項3のいずれかに記載のものにおい
て、スイッチング特性設定手段が、電圧駆動形自己消弧
半導体素子の主電極に流れる電流の変化率の指令を発生
する電流変化率設定手段を有し、関数発生手段が、前記
電圧駆動形自己消弧半導体素子の制御電極へ供給する電
流の指令として前記制御電極間の電圧から前記主電極の
電流への伝達関数の微分の逆数と、前記制御電極間の静
電容量と、前記電流変化率設定手段の出力との積を発生
する第1の関数発生手段を有するものである。請求項5
係る半導体素子の駆動回路は、請求項1から請求項3の
いずれかに記載のものにおいて、スイッチング特性設定
手段が、電圧駆動形自己消弧半導体素子の主電極間の電
圧の変化率の指令を発生する電圧変化率設定手段を有
し、関数発生手段が、前記電圧駆動形自己消弧半導体素
子の制御電極へ供給する電流の指令として前記制御電極
と主電極との間の静電容量と、前記電圧変化率設定手段
の出力との積を発生する第2の関数発生手段を有するも
のである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a driving circuit for a semiconductor element,
The switching characteristic setting means according to any one of claims 1 to 3, wherein the switching characteristic setting means includes a current change rate setting means for generating a command of a change rate of a current flowing through a main electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device. Function generating means, as a command of a current supplied to a control electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor element, a reciprocal of a derivative of a transfer function from a voltage between the control electrodes to a current of the main electrode, The apparatus has first function generation means for generating a product of the capacitance between the control electrodes and the output of the current change rate setting means. Claim 5
The driving circuit for a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the switching characteristic setting means issues a command for a rate of change of a voltage between main electrodes of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device. Having a voltage change rate setting means to generate, the function generating means, the capacitance between the control electrode and the main electrode as a command of the current supplied to the control electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device, And a second function generating means for generating a product with the output of the voltage change rate setting means.

【0015】請求項6に係る半導体素子の駆動回路は、
請求項1から請求項3のいずれかに記載のものにおい
て、電圧駆動形自己消弧半導体素子の制御電極間に接続
されるコンデンサを有するとともに、スイッチング特性
設定手段が、前記電圧駆動形自己消弧半導体素子の主電
極に流れる電流の変化率の指令を発生する電流変化率設
定手段を有し、関数発生手段が、前記制御電極へ供給す
る電流の指令として前記制御電極間の電圧から前記主電
極の電流への伝達関数の微分の逆数と、前記制御電極間
の静電容量および前記コンデンサの静電容量の和と、前
記電流変化率設定手段の出力との積を発生する第1の関
数発生手段を有するものである。請求項7に係る半導体
素子の駆動回路は、請求項1から請求項3のいずれかに
記載のものにおいて、電圧駆動形自己消弧半導体素子の
制御電極と主電極との間に接続されるコンデンサを有す
るとともに、スイッチング特性設定手段が、前記主電極
間の電圧の変化率の指令を発生する電圧変化率設定手段
を有し、関数発生手段が、前記制御電極へ供給する電流
の指令として前記制御電極と主電極との間の静電容量お
よび前記コンデンサの静電容量の和と、前記電圧変化率
設定手段の出力との積を発生する第2の関数発生手段を
有するものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a driving circuit for a semiconductor device,
4. The voltage-driven self-extinguishing device according to claim 1, further comprising a capacitor connected between control electrodes of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device, and wherein the switching characteristic setting means includes the voltage-driven self-extinguishing device. A current change rate setting unit for generating a command for a change rate of a current flowing through the main electrode of the semiconductor element, wherein the function generation unit determines a command for a current supplied to the control electrode from a voltage between the control electrodes as the main electrode. A first function generation for generating a product of a reciprocal of a differential of a transfer function to a current of the current, a sum of a capacitance between the control electrodes and a capacitance of the capacitor, and an output of the current change rate setting means. Means. A drive circuit for a semiconductor device according to claim 7, wherein the capacitor is connected between the control electrode and the main electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device according to any one of claims 1 to 3. And the switching characteristic setting means includes voltage change rate setting means for generating a command for a change rate of the voltage between the main electrodes, and the function generating means controls the control as a command for a current supplied to the control electrode. And a second function generating means for generating a product of the sum of the capacitance between the electrode and the main electrode and the capacitance of the capacitor and the output of the voltage change rate setting means.

【0016】請求項8に係る半導体素子の駆動回路は、
請求項2または請求項3記載のものにおいて、電圧駆動
形自己消弧半導体素子の制御電極間に接続されるコンデ
ンサを有するとともに、スイッチング特性設定手段が、
前記電圧駆動形自己消弧半導体素子の主電極に流れる電
流の変化率の指令を発生する電流変化率設定手段を有
し、関数発生手段が、前記制御電極へ供給する電流の指
令として前記制御電極間の電圧から前記主電極の電流へ
の伝達関数の微分の逆数と、前記制御電極間の静電容量
および前記コンデンサの静電容量の和と、前記電流変化
率設定手段の出力との積を発生する第1の関数発生手段
を有して、切り換え手段の切り換え動作時における第
1、第2の関数発生手段の出力が互いに等しくなるよう
に前記コンデンサの静電容量を設定したものである。請
求項9にかかる半導体素子の駆動回路は、請求項2また
は請求項3記載のものにおいて、電圧駆動形自己消弧半
導体素子の制御電極と主電極との間に接続されるコンデ
ンサを有するとともに、スイッチング特性設定手段が、
前記主電極間の電圧の変化率の指令を発生する電圧変化
率設定手段を有し、関数発生手段が、前記制御電極へ供
給する電流の指令として前記制御電極と主電極との間の
静電容量および前記コンデンサの静電容量の和と、前記
電圧変化率設定手段の出力との積を発生する第2の関数
発生手段を有して、切り換え手段の切り換え動作時にお
ける第1、第2の関数発生手段の出力が互いに等しくな
るように前記コンデンサの静電容量を設定したものであ
る。
The driving circuit for a semiconductor device according to claim 8 is
4. The voltage-driven self-extinguishing semiconductor device according to claim 2, further comprising a capacitor connected between control electrodes of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device, and wherein the switching characteristic setting means includes:
The voltage-driven self-extinguishing semiconductor device has current change rate setting means for generating a command for a change rate of a current flowing through a main electrode, and the function generating means outputs the control electrode as a command for a current supplied to the control electrode. The product of the reciprocal of the differential of the transfer function from the voltage between the current to the main electrode, the sum of the capacitance between the control electrodes and the capacitance of the capacitor, and the output of the current change rate setting means. The first function generating means is provided, and the capacitance of the capacitor is set so that the outputs of the first and second function generating means at the time of the switching operation of the switching means are equal to each other. According to a ninth aspect of the present invention, a driving circuit for a semiconductor device according to the second or third aspect further comprises a capacitor connected between a control electrode and a main electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device. Switching characteristic setting means,
A voltage change rate setting unit that generates a command for a change rate of a voltage between the main electrodes, wherein the function generation unit generates a command for a current to be supplied to the control electrode; A second function generating means for generating a product of a sum of a capacitance and an electrostatic capacity of the capacitor and an output of the voltage change rate setting means; The capacitance of the capacitor is set so that the outputs of the function generating means are equal to each other.

【0017】請求項10に係る半導体素子の駆動回路
は、請求項4、請求項6、請求項8のいずれかに記載の
ものにおいて、第1の関数発生手段が、電圧駆動形自己
消弧半導体素子の制御電極間の電圧から主電極の電流へ
の伝達関数の微分の逆数に代えて、前記制御電極間の電
圧の一次式で近似して使用するようにしたものである。
請求項11に係る半導体素子の駆動回路は、請求項4、
請求項6、請求項8のいずれかに記載のものにおいて、
第1の関数発生手段が、電圧駆動形自己消弧半導体素子
の制御電極間の電圧から主電極の電流への伝達関数の微
分の逆数に代えて、代表値である定数で近似して使用す
るようにしたものである。請求項12に係る半導体素子
の駆動回路は、請求項5、請求項7、請求項9記載のい
ずれかに記載のものにおいて、第2の関数発生手段が、
電圧駆動形自己消弧半導体素子の制御電極と主電極との
間の静電容量に代えて、前記制御電極と主電極との間の
電圧の一次式で近似して使用するようにしたものであ
る。請求項13に係る半導体素子の駆動回路は、請求項
5、請求項7、請求項9記載のいずれかに記載のものに
おいて、第2の関数発生手段が、電圧駆動形自己消弧半
導体素子の制御電極と主電極との間の静電容量に代え
て、代表値である定数で近似して使用するようにしたも
のである。
According to a tenth aspect of the present invention, in the driving circuit for driving a semiconductor device according to any one of the fourth, sixth and eighth aspects, the first function generating means is a voltage-driven self-extinguishing semiconductor. Instead of the reciprocal of the derivative of the transfer function from the voltage between the control electrodes of the element to the current of the main electrode, the voltage between the control electrodes is approximated by a linear expression and used.
The driving circuit for a semiconductor device according to claim 11 is a semiconductor device driving circuit according to claim 4,
According to any one of claims 6 and 8,
The first function generating means uses a constant which is a representative value instead of a reciprocal of a differential of a transfer function from a voltage between the control electrodes of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device to a current of the main electrode. It is like that. According to a twelfth aspect of the present invention, in the driving circuit for a semiconductor element according to any one of the fifth, seventh, and ninth aspects, the second function generating means includes:
Instead of the capacitance between the control electrode and the main electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device, the voltage between the control electrode and the main electrode is approximated by a linear expression and used. is there. According to a thirteenth aspect of the present invention, in the driving circuit for a semiconductor device according to any one of the fifth, seventh, and ninth aspects, the second function generating means includes a voltage-driven self-extinguishing semiconductor device. Instead of the capacitance between the control electrode and the main electrode, the capacitance is approximated by a constant as a representative value.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態の具体的説
明に先行して、基本的動作について説明する。図25
は、制御電極間に印加する電圧によって主電極間の導通
状態を制御する電圧駆動形自己消弧半導体素子であるI
GBT(絶縁ゲート形トランジスタ)素子1の駆動回路
(スイッチング回路)の一例を示す回路図である。1a
〜1cはIGBT素子1の各電極であって、1aは第1
の制御電極であるゲート、1bは第1の主電極であるコ
レクタ、1cは第2の制御電極と第2の主電極を兼ねた
電極であるエミッタである。2はIGBT素子1をオン
させるための電圧を供給するオン用直流電圧源、3はI
GBT素子1をオフさせるための電圧を供給するオフ用
直流電圧源、4はIGBT素子1をオン/オフする信号
を発生するスイッチング信号発生手段、5はスイッチン
グ信号発生手段4の出力によりオン用直流電圧源2とオ
フ用直流電圧源3を切り換えてIGBT素子1のゲート
1aに電圧を印加するオンオフ切り換え手段、9はゲー
ト抵抗、12は直流電圧源、13は負荷、14は環流ダ
イオード、15は配線インダクタンスである。なお、図
ではオフ用直流電圧源3を負電圧として図示している
が、ここではゼロであるものとする。また、半導体素子
の材料のPN極性の構成などによって両直流電圧源の正
負極性が逆になることもある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Prior to a specific description of an embodiment of the present invention, a basic operation will be described. FIG.
Is a voltage-driven self-extinguishing semiconductor device that controls the conduction state between main electrodes by a voltage applied between control electrodes.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a drive circuit (switching circuit) of a GBT (insulated gate transistor) element 1. 1a
1c are electrodes of the IGBT element 1, and 1a is a first electrode.
1b is a collector which is a first main electrode, and 1c is an emitter which is an electrode serving as both a second control electrode and a second main electrode. Reference numeral 2 denotes an on DC voltage source for supplying a voltage for turning on the IGBT element 1;
An off DC voltage source for supplying a voltage for turning off the GBT element 1, a switching signal generating means 4 for generating a signal for turning on / off the IGBT element 1, and a switching DC generating means 5 based on an output of the switching signal generating means 4. On / off switching means for switching between the voltage source 2 and the off DC voltage source 3 to apply a voltage to the gate 1a of the IGBT element 1, 9 is a gate resistor, 12 is a DC voltage source, 13 is a load, 14 is a freewheeling diode, 15 is This is the wiring inductance. Although the off DC voltage source 3 is shown as a negative voltage in the figure, it is assumed here that the voltage is zero. Also, the polarity of the two DC voltage sources may be reversed depending on the configuration of the PN polarity of the material of the semiconductor element.

【0019】まず、IGBT素子を導通状態(オン状
態)から非導通状態(オフ状態)へ遷移させるターンオ
フ動作について説明する。図26は、図25の駆動回路
におけるターンオフ時のIGBT素子1の電圧、電流の
波形図である。図25において、スイッチング信号発生
手段4がオン信号を出力すると、オンオフ切り換え手段
5はオン用直流電圧源2側に切り換えられ、IGBT素
子1のゲート1a−エミッタ1c間にゲート抵抗9を介
してオン電圧が印加され、IGBT素子1はオンする。
IGBT素子1がオンすると、直流電圧源12の電圧V
dcが負荷13に印加され、直流電圧源12−配線イン
ダクタンス15−負荷13−IGBT素子1−直流電圧
源12の経路で電流が流れる。
First, a turn-off operation for changing the IGBT element from a conductive state (on state) to a non-conductive state (off state) will be described. FIG. 26 is a waveform diagram of the voltage and current of the IGBT element 1 at the time of turn-off in the drive circuit of FIG. In FIG. 25, when the switching signal generating means 4 outputs an ON signal, the ON / OFF switching means 5 is switched to the DC voltage source 2 for ON, and is turned ON via the gate resistor 9 between the gate 1a and the emitter 1c of the IGBT element 1. A voltage is applied, and the IGBT element 1 turns on.
When the IGBT element 1 is turned on, the voltage V
dc is applied to the load 13, and a current flows through a path of the DC voltage source 12-the wiring inductance 15-the load 13-the IGBT element 1-the DC voltage source 12.

【0020】この時のIGBT素子1の電圧、電流を図
26では時刻0の点で表している。時刻0においてIG
BT素子1はオンしているため、コレクタ1b−エミッ
タ1c間電圧Vceはほぼゼロであり、コレクタ電流I
cは負荷13の電流ILと等しい。オンオフ切り換え手
段5の出力Vsは、オン用直流電圧源2の電圧と等し
い。そして、IGBT素子1のゲート−エミッタ間はコ
ンデンサであるため、オン時間が十分長ければゲート−
エミッタ間電圧Vgeはオンオフ切り換え手段5の出力
Vsすなわちオン用直流電圧源2の電圧まで充電され、
ゲート電流Igはゼロとなる。
The voltage and current of the IGBT element 1 at this time are represented by a point at time 0 in FIG. IG at time 0
Since the BT element 1 is on, the voltage Vce between the collector 1b and the emitter 1c is almost zero, and the collector current I
c is equal to the current IL of the load 13. The output Vs of the on / off switching means 5 is equal to the voltage of the DC voltage source 2 for ON. Since a capacitor is provided between the gate and the emitter of the IGBT element 1, if the ON time is sufficiently long, the gate and the emitter are turned off.
The emitter-to-emitter voltage Vge is charged up to the output Vs of the on / off switching means 5, that is, the voltage of the on-state DC voltage source 2,
The gate current Ig becomes zero.

【0021】次いで、時刻t1においてスイッチング信
号発生手段4がオフ信号を出力すると、オンオフ切り換
え手段5はオフ用直流電圧源3側に切り換えられ、IG
BT素子1のゲート1aにゲート抵抗9を介してオフ電
圧が印加される。ここでは、オフ用直流電圧源3をゼロ
ボルトとしているため、オンオフ切り換え手段5の出力
Vsはゼロとなる。そして、ゲート−エミッタ間電圧V
geはゼロに向かって(ゲート抵抗9×IGBT素子1
のゲート−エミッタ間コンデンサ)の時定数で減少を開
始する。しかし、通常はオン用直流電圧源2は負荷電流
ILを流すために必要とされるオン電圧Vonに対して
十分に高く設定されているため、時刻t2においてゲー
ト−エミッタ間電圧Vgeが負荷電流ILを流すのに必
要とされる電圧Vonに達するまでは、IGBT素子1
の実際のターンオフ動作は行われない。
Next, when the switching signal generating means 4 outputs an off signal at time t1, the on / off switching means 5 is switched to the off DC voltage source 3 side and the IG
An off-voltage is applied to the gate 1a of the BT element 1 via the gate resistor 9. Here, since the off DC voltage source 3 is set to zero volt, the output Vs of the on / off switching means 5 becomes zero. And the gate-emitter voltage V
ge goes to zero (gate resistance 9 × IGBT element 1)
(The capacitor between the gate and the emitter). However, normally, the on-state DC voltage source 2 is set sufficiently high with respect to the on-state voltage Von required to flow the load current IL. Until the voltage Von required to flow the IGBT element 1
Is not actually turned off.

【0022】時刻t2において、ゲート−エミッタ間電
圧Vgeが負荷電流ILを流すのに必要とされる電圧V
onに達すると、IGBT素子1はターンオフ動作を開
始し、コレクタ−エミッタ間電圧Vceが増加する。こ
の時、負荷13に印加される電圧は直流電圧源12の電
圧Vdcからコレクタ−エミッタ間電圧Vceを減算し
た電圧となるが、負荷13の持つインダクタンスの作用
で流れる電流ILは急変しない。このため、コレクタ電
流Icも急変せず、コレクタ電流Icは電流の変化が緩
慢な第1の期間を形成する。この第1の期間において
は、コレクタ電流Icを変化させないようにゲート−エ
ミッタ間電圧Vgeを負荷電流ILを流すのに必要とさ
れる電圧Vonに保とうとするフィードバック作用が働
き、ゲート−エミッタ間電圧Vgeはほぼ一定の電圧と
なる。このフィードバック作用は、コレクタ−エミッタ
間電圧Vceの増加によりIGBT素子1のコレクタ−
ゲート間コンデンサを介してコレクタからゲートに変位
電流が流れ、この変位電流がゲート抵抗9で電圧降下を
生じることにより実現される。
At time t2, the gate-emitter voltage Vge becomes equal to the voltage V necessary for flowing the load current IL.
When it reaches on, the IGBT element 1 starts a turn-off operation, and the collector-emitter voltage Vce increases. At this time, the voltage applied to the load 13 is a voltage obtained by subtracting the collector-emitter voltage Vce from the voltage Vdc of the DC voltage source 12, but the current IL flowing due to the action of the inductance of the load 13 does not change suddenly. Therefore, the collector current Ic does not change suddenly, and the collector current Ic forms a first period in which the current changes slowly. In the first period, a feedback action to keep the gate-emitter voltage Vge at the voltage Von required to flow the load current IL acts so as not to change the collector current Ic, and the gate-emitter voltage Vge is maintained. Vge is a substantially constant voltage. This feedback effect is caused by the increase in the collector-emitter voltage Vce, which causes the collector-emitter voltage of the IGBT element 1 to rise.
Displacement current flows from the collector to the gate via the gate-to-gate capacitor, and this displacement current is realized by causing a voltage drop at the gate resistor 9.

【0023】時刻t3において、コレクタ−エミッタ間
電圧Vceが直流電圧源12の電圧Vdcに達すると環
流ダイオード14がオンして、負荷13を流れる電流の
一部が環流ダイオード14に転流を開始する。環流ダイ
オード14に転流した電流Idの分だけコレクタ電流I
cは減少するため、コレクタ電流Icは電流の変化が急
峻な第2の期間を形成する。この第2の期間において
は、上記のゲート−エミッタ間電圧Vgeを一定に保と
うとするフィードバック作用は失われ、ゲート−エミッ
タ間電圧Vgeは再びゼロに向かって減少を開始する。
また、コレクタ電流Icは配線インダクタンス15に流
れる電流と等しいので、この第2の期間において配線イ
ンダクタンス15に流れる電流も減少する。このため、
配線インダクタンス15は(配線インダクタンス×電流
減少率)で表される電圧を発生する。この電圧は直流電
圧源12の電圧と同極性であるため、コレクタ−エミッ
タ間電圧Vceには、直流電圧源12に配線インダクタ
ンス15が発生するサージ電圧が重畳された波形とな
る。
At time t3, when collector-emitter voltage Vce reaches voltage Vdc of DC voltage source 12, free-wheeling diode 14 turns on, and part of the current flowing through load 13 starts commutating to free-wheeling diode 14. . The collector current I corresponding to the current Id commutated to the freewheeling diode 14
Since c decreases, the collector current Ic forms a second period in which the current changes sharply. In the second period, the feedback action for keeping the gate-emitter voltage Vge constant is lost, and the gate-emitter voltage Vge starts decreasing toward zero again.
Further, since the collector current Ic is equal to the current flowing through the wiring inductance 15, the current flowing through the wiring inductance 15 during the second period also decreases. For this reason,
The wiring inductance 15 generates a voltage represented by (wiring inductance × current reduction rate). Since this voltage has the same polarity as the voltage of the DC voltage source 12, the collector-emitter voltage Vce has a waveform in which a surge voltage generated by the wiring inductance 15 is superimposed on the DC voltage source 12.

【0024】時刻t4において、ゲート−エミッタ間電
圧VgeがIGBT素子1のゲート閾電圧Vthに達す
るとコレクタ電流Icはゼロとなり、IGBT素子1は
ターンオフ動作を完了する。時刻t4において実際のタ
ーンオフ動作は完了しているが、ゲート−エミッタ間電
圧Vgeはまだゼロに達していないため、引き続きゼロ
に向かって減少を続ける。時刻t5においてゲート−エ
ミッタ間電圧Vgeがゼロに達して、全ての動作を完了
する。以上のIGBT素子1のターンオフ動作におい
て、コレクタ電流Icは変化が緩慢な第1の期間(t2
からt3)と、それに引き続いて発生するコレクタ電流
Icの変化が急峻な第2の期間(t3からt4)を形成
する。なお、第1の期間および第2の期間は、これらが
生じる時間的順序を意味するものではなく、後述のター
ンオンの場合は発生順序が逆になる。
At time t4, when the gate-emitter voltage Vge reaches the gate threshold voltage Vth of the IGBT element 1, the collector current Ic becomes zero, and the IGBT element 1 completes the turn-off operation. At time t4, the actual turn-off operation is completed, but since the gate-emitter voltage Vge has not yet reached zero, it continues to decrease toward zero. At time t5, the gate-emitter voltage Vge reaches zero, and all operations are completed. In the turn-off operation of the IGBT element 1, the collector current Ic changes slowly during the first period (t2
To t3), and a second period (from t3 to t4) in which the change of the collector current Ic subsequently generated is steep. Note that the first period and the second period do not mean the temporal order in which they occur, and in the case of turn-on described later, the order in which they occur is reversed.

【0025】次に、IGBT素子をオフ状態からオン状
態に遷移させるターンオン動作について説明する。図2
7は、図25のスイッチング回路におけるIGBT素子
1のターンオン時の電圧、電流の波形図である。図25
において、スイッチング信号発生手段4がオフ信号を出
力すると、オンオフ切り換え手段5はオフ用直流電圧源
3側に切り換えられ、IGBT素子1のゲート1a−エ
ミッタ1c間にゲート抵抗9を介してオフ電圧が印加さ
れ、IGBT素子1はオフする。IGBT素子1がオフ
すると、IGBT素子1のコレクタ1bを流れるコレク
タ電流Icはほぼゼロとなる。それまでIGBT素子1
に流れていた電流は環流ダイオード14に転流し、環流
ダイオード14−負荷13−環流ダイオード14の経路
で電流が流れる。この時、環流ダイオード14の端子間
電圧はほぼゼロとなるため、直流電圧源12の電圧Vd
cがIGBT素子1に印加される。
Next, a turn-on operation for transitioning the IGBT element from the off state to the on state will be described. FIG.
FIG. 7 is a waveform diagram of voltage and current when the IGBT element 1 in the switching circuit of FIG. 25 is turned on. FIG.
When the switching signal generating means 4 outputs an off signal, the on / off switching means 5 is switched to the off DC voltage source 3 side, and the off voltage is reduced between the gate 1a and the emitter 1c of the IGBT element 1 via the gate resistor 9. Is applied, and the IGBT element 1 is turned off. When the IGBT element 1 is turned off, the collector current Ic flowing through the collector 1b of the IGBT element 1 becomes almost zero. Until then IGBT element 1
The current that has flowed through the diode is commutated to the freewheeling diode 14, and the current flows through the freewheeling diode 14, the load 13, and the freewheeling diode 14. At this time, the voltage between the terminals of the freewheeling diode 14 becomes almost zero, and thus the voltage Vd of the DC voltage source 12
c is applied to the IGBT element 1.

【0026】この時のIGBT素子1の電圧、電流を図
27では時刻0の点で表している。時刻0においてIG
BT素子1はオフしているため、コレクタ電流Icはほ
ぼゼロであり、コレクタ−エミッタ間電圧Vceは直流
電圧源12の電圧Vdcと等しい。オンオフ切り換え手
段5の出力Vsは、オフ用直流電圧源3の電圧と等し
い。ここでは、オフ用直流電圧源3をゼロボルトとして
いるため、オンオフ切り換え手段5の出力Vsはゼロと
なる。そして、IGBT素子1のゲート−エミッタ間は
コンデンサであるため、オフ時間が十分長ければゲート
−エミッタ間電圧Vgeはオンオフ切り換え手段5の出
力Vsすなわちゼロとなり、ゲート電流Igもゼロとな
る。
The voltage and current of the IGBT element 1 at this time are represented by a point at time 0 in FIG. IG at time 0
Since the BT element 1 is off, the collector current Ic is almost zero, and the collector-emitter voltage Vce is equal to the voltage Vdc of the DC voltage source 12. The output Vs of the on / off switching means 5 is equal to the voltage of the off DC voltage source 3. Here, since the off DC voltage source 3 is set to zero volt, the output Vs of the on / off switching means 5 becomes zero. Since the gate-emitter of the IGBT element 1 is a capacitor, if the off-time is sufficiently long, the gate-emitter voltage Vge becomes the output Vs of the on / off switching means 5, that is, zero, and the gate current Ig also becomes zero.

【0027】次いで、時刻t6においてスイッチング信
号発生手段4がオン信号を出力すると、オンオフ切り換
え手段5はオン用直流電圧源2に切り換えられ、IGB
T素子1のゲート1aにゲート抵抗9を介してオン電圧
が印加される。そして、ゲート−エミッタ間電圧Vge
はオン用直流電圧源2の電圧に向かって(ゲート抵抗9
の抵抗値×IGBT素子1のゲート−エミッタ間コンデ
ンサの静電容量)の時定数で増加を開始する。しかし、
ゲート−エミッタ間電圧VgeがIGBT素子1のゲー
ト閾電圧Vthに達するまではコレクタ電流は流れない
ため、IGBT素子1の実際のターンオン動作は行われ
ない。
Next, when the switching signal generating means 4 outputs an ON signal at time t6, the ON / OFF switching means 5 is switched to the DC voltage source 2 for ON, and the IGB
An on-voltage is applied to the gate 1 a of the T element 1 via the gate resistor 9. Then, the gate-emitter voltage Vge
Is directed toward the voltage of the DC voltage source 2 for ON (gate resistance 9
Of the IGBT element 1 (the capacitance of the capacitor between the gate and the emitter of the IGBT element 1). But,
Since the collector current does not flow until the gate-emitter voltage Vge reaches the gate threshold voltage Vth of the IGBT element 1, the actual turn-on operation of the IGBT element 1 is not performed.

【0028】時刻t7において、ゲート−エミッタ間電
圧Vgeがゲート閾電圧Vthに達すると、IGBT素
子1はターンオン動作を開始してコレクタ電流Icが増
加し、コレクタ電流Icは電流の変化が急峻な第2の期
間を形成する。この第2の期間中、負荷13の持つイン
ダクタンスのため流れる電流ILは急変しない。このた
め、環流ダイオード14の電流Idはほぼ一定の負荷電
流ILからコレクタ電流Icを減算した値となる。環流
ダイオード電流Idが正の期間は環流ダイオード14が
オンしているため、直流電圧源12の電圧はIGBT素
子1と配線インダクタンス15に印加される。この第2
の期間において、配線インダクタンス15に流れる電流
はコレクタ電流Icと等しいので、配線インダクタンス
15に流れる電流もコレクタ電流Icと共に増加する。
このため、配線インダクタンス15は(配線インダクタ
ンス×電流増加率)で表される電圧を発生する。この電
圧は直流電圧源12の電圧と逆極性であるため、コレク
タ−エミッタ間電圧Vceは、直流電圧源12の電圧V
dcから配線インダクタンス15が発生する電圧を減算
した波形となる。このターンオン動作中の第2の期間は
本質的に前述のターンオフ動作中の第2の期間と同様の
ものである。
At time t7, when gate-emitter voltage Vge reaches gate threshold voltage Vth, IGBT element 1 starts turn-on operation, and collector current Ic increases, and collector current Ic changes sharply. Two periods are formed. During the second period, the current IL flowing due to the inductance of the load 13 does not change suddenly. Therefore, the current Id of the freewheeling diode 14 is a value obtained by subtracting the collector current Ic from the substantially constant load current IL. Since the freewheel diode 14 is on while the freewheel diode current Id is positive, the voltage of the DC voltage source 12 is applied to the IGBT element 1 and the wiring inductance 15. This second
In the period, the current flowing through the wiring inductance 15 is equal to the collector current Ic, so that the current flowing through the wiring inductance 15 increases with the collector current Ic.
Therefore, the wiring inductance 15 generates a voltage represented by (wiring inductance × current increase rate). Since this voltage has the opposite polarity to the voltage of the DC voltage source 12, the collector-emitter voltage Vce becomes the voltage Vce of the DC voltage source 12.
The waveform is obtained by subtracting the voltage generated by the wiring inductance 15 from dc. The second period during the turn-on operation is essentially the same as the above-described second period during the turn-off operation.

【0029】時刻t8において、環流ダイオード14の
電流Idがゼロに達した後もしばらくの間は環流ダイオ
ード14はオンを維持する。この動作は、ダイオードの
リカバリ動作として知られている。このリカバリ動作中
は、環流ダイオード14に負の電流が流れるため、コレ
クタ電流Icは負荷13の電流ILに環流ダイオード1
4のリカバリ電流を加算した電流となる。
At time t8, the freewheeling diode 14 remains on for a while after the current Id of the freewheeling diode 14 reaches zero. This operation is known as a diode recovery operation. During this recovery operation, a negative current flows through the freewheel diode 14, so that the collector current Ic is changed to the current IL of the load 13 by the freewheel diode 1.
4 is the sum of the recovery currents.

【0030】時刻t9において環流ダイオード14のリ
カバリ動作が完了すると環流ダイオード14はオフとな
り、直流電圧源12−配線インダクタンス15−負荷1
3−IGBT素子1−直流電圧源12の経路で電流が流
れるようになる。負荷13の持つインダクタンスのため
その電流ILは急変しないので、同一電流経路にあるコ
レクタ電流Icも急変せず、コレクタ電流Icは電流の
変化が緩慢な第1の期間を形成する。この第1の期間に
おいては、コレクタ電流Icを変化させないようにゲー
ト−エミッタ間電圧Vgeを負荷電流ILを流すのに必
要とされる電圧Vonに保とうとするフィードバック作
用が働き、ゲート−エミッタ間電圧Vgeはほぼ一定の
電圧となる。このフィードバック作用は、コレクタ−エ
ミッタ間電圧Vceの減少によりIGBT素子1のコレ
クタ−ゲート間コンデンサを介してゲートからコレクタ
に変位電流が流れ、この変位電流がゲート抵抗9で電圧
降下を生じることにより実現される。このターンオン動
作中の第1の期間は本質的に前述のターンオフ動作中の
第1の期間と同様のものである。
When the recovery operation of the freewheeling diode 14 is completed at time t9, the freewheeling diode 14 is turned off, and the direct current voltage source 12-wiring inductance 15-load 1
Current flows through the path of the 3-IGBT element 1-DC voltage source 12. Since the current IL does not change suddenly due to the inductance of the load 13, the collector current Ic in the same current path does not change suddenly, and the collector current Ic forms a first period in which the current changes slowly. In the first period, a feedback action to keep the gate-emitter voltage Vge at the voltage Von required to flow the load current IL acts so as not to change the collector current Ic, and the gate-emitter voltage Vge is maintained. Vge is a substantially constant voltage. This feedback effect is realized by a displacement current flowing from the gate to the collector via the collector-gate capacitor of the IGBT element 1 due to a decrease in the collector-emitter voltage Vce, and this displacement current causes a voltage drop at the gate resistor 9. Is done. The first period during the turn-on operation is essentially the same as the above-described first period during the turn-off operation.

【0031】時刻t10において、コレクタ−エミッタ
間電圧Vceがゼロボルトに達すると、以後コレクタ−
エミッタ間電圧Vceがゼロボルト一定となり変位電流
を生じないため、上記のフィードバック作用は失われゲ
ート−エミッタ間電圧Vgeは再びオン用直流電圧源2
の電圧に向かって増加を開始する。時刻t10において
実際のターンオン動作は完了しているが、ゲート−エミ
ッタ間電圧Vgeがまだオン用直流電圧源2の電圧に達
していないため、引き続きゲート−エミッタ間電圧Vg
eは増加を続ける。時刻t11においてゲート−エミッ
タ間電圧Vgeがオン用直流電圧源2の電圧に達して、
全ての動作を完了する。以上のIGBT素子1のターン
オン動作において、コレクタ電流Icは変化が急峻な第
2の期間(t7からt8)と、環流ダイオードのリカバ
リ動作を間に挟んで、引き続いて発生するコレクタ電流
Icの変化が緩慢な第1の期間(t9からt10)を形
成する。
At time t10, when the collector-emitter voltage Vce reaches zero volts, the collector-emitter voltage Vce thereafter becomes zero.
Since the emitter-to-emitter voltage Vce is constant at zero volts and no displacement current is generated, the above-mentioned feedback effect is lost and the gate-emitter voltage Vge is restored to the on-state DC voltage source 2.
Start increasing towards the voltage of. At time t10, the actual turn-on operation has been completed, but since the gate-emitter voltage Vge has not yet reached the voltage of the DC voltage source 2 for ON, the gate-emitter voltage Vg continues.
e keeps increasing. At time t11, the gate-emitter voltage Vge reaches the voltage of the DC voltage source 2 for ON,
Complete all operations. In the turn-on operation of the IGBT element 1 described above, the collector current Ic changes continuously between the second period (from t7 to t8) where the change is steep and the recovery operation of the freewheeling diode. A slow first period (from t9 to t10) is formed.

【0032】次に、この発明の実施の形態を図1につい
て説明する。図1は、この発明の実施の形態における半
導体素子の駆動回路の一つの基本的な構成を示すブロッ
ク図であり、図において、4はIGBT素子1をオン/
オフする信号を発生するスイッチング信号発生手段、1
6はスイッチング信号発生手段4の出力によりIGBT
素子1のスイッチング特性に関する指令を発生するスイ
ッチング特性設定手段である。17はスイッチング特性
設定手段16の出力によりIGBT素子1のゲート1a
へ供給する電流の指令を発生する関数発生手段であり、
IGBT素子1のゲート電流からスイッチング特性設定
手段16で設定したスイッチング特性への伝達関数の逆
関数を発生する。18はIGBT素子1のゲート1aに
関数発生手段17の出力に応じた電流を供給する電流発
生手段としてのゲート電流発生手段である。以上のスイ
ッチング信号発生手段4、スイッチング特性設定手段1
6、関数発生手段17およびゲート電流発生手段18
で、IGBT素子1の駆動回路を構成している。その他
については図25と同様であるので説明を省略する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing one basic configuration of a driving circuit of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. In FIG.
Switching signal generating means for generating a signal for turning off, 1
6 is an IGBT based on the output of the switching signal generating means 4.
It is a switching characteristic setting means for generating a command relating to the switching characteristic of the element 1. Reference numeral 17 denotes a gate 1a of the IGBT element 1 according to the output of the switching characteristic setting means 16.
Function generating means for generating a command for the current to be supplied to
An inverse function of a transfer function from the gate current of the IGBT element 1 to the switching characteristic set by the switching characteristic setting means 16 is generated. Reference numeral 18 denotes a gate current generating means as a current generating means for supplying a current corresponding to the output of the function generating means 17 to the gate 1a of the IGBT element 1. The above switching signal generating means 4 and switching characteristic setting means 1
6. Function generating means 17 and gate current generating means 18
Thus, the driving circuit of the IGBT element 1 is configured. Other details are the same as those in FIG.

【0033】図1、図26により動作について説明す
る。ここではスイッチング特性設定手段16が発生する
スイッチング特性に関する指令として、ターンオフ時の
コレクタ電流の変化率を設定する場合を取り上げる。I
GBT素子1のターンオフの際にコレクタ電流が変化す
るのは図26の第2の期間である。この第2の期間にお
いて、ゲート−エミッタ間電圧Vgeが減少し、コレク
タ電流Icも減少する。この第2の期間において、コレ
クタ電流Icとゲート−エミッタ間電圧Vgeとは関数
関係にあり(1)式が成り立つ。(1)式でfはゲート
−エミッタ間電圧Vgeからコレクタ電流Icへの伝達
関数である。 Ic=f(Vge) ・・・(1)
The operation will be described with reference to FIGS. Here, a case where the rate of change of the collector current at the time of turn-off is set as a command regarding the switching characteristic generated by the switching characteristic setting means 16 will be described. I
It is during the second period in FIG. 26 that the collector current changes when the GBT element 1 is turned off. In this second period, the gate-emitter voltage Vge decreases, and the collector current Ic also decreases. In the second period, the collector current Ic and the gate-emitter voltage Vge have a functional relationship, and the expression (1) is established. In the equation (1), f is a transfer function from the gate-emitter voltage Vge to the collector current Ic. Ic = f (Vge) (1)

【0034】また、IGBT素子1のゲート−エミッタ
間はコンデンサであるため、ゲート−エミッタ間静電容
量をCgeとすると、ゲート電流Igとゲート−エミッ
タ間電圧Vgeの間には(2)式が成り立つ。正確に
は、ゲート電流Igはゲート−エミッタ間静電容量Cg
eだけではなくゲート−コレクタ間静電容量Cgcにも
流れるが、第2の期間においてはコレクタ−エミッタ間
電圧Vceすなわちゲート−コレクタ間電圧Vgcが高
いため、電圧依存性が強いゲート−コレクタ間静電容量
Cgcはゲート−エミッタ間静電容量Cgeに対して充
分に小さな値となり無視できる。 Ig=Cge・(dVge/dt) ・・・(2) (1)、(2)式より、IGBT素子1のゲート電流I
gからコレクタ電流変化率dIc/dtへの伝達関数は
(3)式となる。さらに、(3)式の逆関数を求めると
(4)式となる。(4)式において、dIc/dtを一
定値Aとした場合、(5)式となる。
Since the gate-emitter of the IGBT element 1 is a capacitor, if the capacitance between the gate and the emitter is Cge, the following equation (2) is obtained between the gate current Ig and the gate-emitter voltage Vge. Holds. To be precise, the gate current Ig is equal to the gate-emitter capacitance Cg.
e, but also flows through the gate-collector capacitance Cgc in the second period, since the collector-emitter voltage Vce, that is, the gate-collector voltage Vgc is high in the second period, the gate-collector static voltage having strong voltage dependence is high. The capacitance Cgc is sufficiently small with respect to the gate-emitter capacitance Cge and can be ignored. Ig = Cge · (dVge / dt) (2) From the equations (1) and (2), the gate current I of the IGBT element 1 is obtained.
The transfer function from g to the collector current change rate dIc / dt is given by equation (3). Further, when the inverse function of equation (3) is obtained, equation (4) is obtained. In the equation (4), when dIc / dt is a constant value A, the equation (5) is obtained.

【0035】[0035]

【数1】 (Equation 1)

【0036】逆関数の定義から明らかなように、IGB
T素子1のゲート電流Igからコレクタ電流変化率dI
c/dtへの伝達関数(3)式の逆関数(5)式から得
られたゲート電流Igを、(3)式の伝達関数を有する
IGBT素子1に流すと、コレクタ電流変化率dIc/
dtは一定(dIc/dt=A)となる。従って、図1
において、スイッチング信号発生手段4の出力により、
スイッチング特性設定手段16が一定値Aの指令を発生
し、関数発生手段17が(5)式に従って、ゲート電流
Igからコレクタ電流変化率dIc/dtへの伝達関数
の逆関数からゲート電流指令を発生し、ゲート電流発生
手段18が(3)式の伝達関数を有するIGBT素子1
に関数発生手段17の出力通りの電流を流せば、コレク
タ電流変化率を一定に保つことができる。
As is clear from the definition of the inverse function, IGB
From the gate current Ig of the T element 1 to the collector current change rate dI
When the gate current Ig obtained from the inverse function (5) of the transfer function (3) to c / dt flows through the IGBT element 1 having the transfer function of the expression (3), the collector current change rate dIc /
dt is constant (dIc / dt = A). Therefore, FIG.
In the output of the switching signal generating means 4,
The switching characteristic setting means 16 generates a command of a constant value A, and the function generating means 17 generates a gate current command from an inverse function of a transfer function from the gate current Ig to the collector current change rate dIc / dt according to the equation (5). The IGBT element 1 having the transfer function of the equation (3)
If the current according to the output of the function generating means 17 is supplied to the circuit, the rate of change of the collector current can be kept constant.

【0037】以上はターンオフの際の動作のみについて
述べたが、ターンオンに関してもIGBT素子1各部の
電圧、電流の変化率の極性が逆になるだけであるため、
同様の効果が得られることは明らかである。また、以上
はIGBT素子1のコレクタ電流変化率を一定に保つこ
とについて述べたが、必要とあればスイッチング特性設
定手段16の出力を変化させることで、コレクタ電流変
化率を所望の関数に従わせることが可能である。さら
に、以上は例としてコレクタ電流変化率のみについて述
べたが、逆関数の定義から、コレクタ−エミッタ間電圧
など、その他のスイッチング特性についても同様の効果
が得られることは明らかである。実施の形態における具
体的構成について、以下に説明する。
Although only the operation at the time of turn-off has been described above, the turn-on only reverses the polarity of the rate of change of the voltage and current of each part of the IGBT element 1.
Obviously, a similar effect can be obtained. In the above description, the collector current change rate of the IGBT element 1 is kept constant. If necessary, the output of the switching characteristic setting means 16 is changed so that the collector current change rate follows a desired function. It is possible. Furthermore, although only the collector current change rate has been described above as an example, it is clear from the definition of the inverse function that similar effects can be obtained for other switching characteristics such as the collector-emitter voltage. A specific configuration in the embodiment will be described below.

【0038】実施の形態1.図2は、この発明の実施の
形態1における半導体素子の駆動回路を示すブロック図
であり、スイッチング動作中におけるコレクタ電流の変
化率を概ね一定に保つ場合の構成を示す。図2におい
て、19はスイッチング特性設定手段としての電流変化
率設定手段、20は第1の関数発生手段、18はIGB
T素子1のゲート1aへ第1の関数発生手段20の出力
に応じた電流を供給する電流発生手段としてのゲート電
流発生手段である。その他については図1の場合と同様
であるため説明は省略する。図3は、図2の第1の関数
発生手段20とIGBT素子1の内部の機能構成を含め
て示したブロック図である。図3において、第1の関数
発生手段20は20aと20bから構成され、20aは
IGBT素子1のゲート−エミッタ間電圧からコレクタ
電流への伝達関数の微分の逆数、20bはIGBT素子
1のゲート−エミッタ間静電容量である。1d、1e、
1f、1gはIGBT素子1の特性を表す手段であり、
1d、1eは(2)式を表す手段で、それぞれIGBT
素子1のゲート−エミッタ間静電容量の逆数と積分手段
である。1fは(1)式を表す伝達関数、1gは微分手
段である。
Embodiment 1 FIG. 2 is a block diagram showing a drive circuit of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and shows a configuration in which the rate of change of the collector current during the switching operation is kept substantially constant. In FIG. 2, reference numeral 19 denotes current change rate setting means as switching characteristic setting means, 20 denotes first function generation means, and 18 denotes IGB.
The gate current generating means serves as a current generating means for supplying a current corresponding to the output of the first function generating means 20 to the gate 1a of the T element 1. Others are the same as those in FIG. FIG. 3 is a block diagram showing the first function generator 20 and the internal functional configuration of the IGBT element 1 shown in FIG. In FIG. 3, the first function generating means 20 comprises 20a and 20b, 20a is the reciprocal of the differential of the transfer function from the gate-emitter voltage of the IGBT element 1 to the collector current, and 20b is the gate of the IGBT element 1. This is the capacitance between the emitters. 1d, 1e,
1f and 1g are means for representing the characteristics of the IGBT element 1,
1d and 1e are means representing the equation (2), and are IGBTs respectively.
It is the reciprocal of the gate-emitter capacitance of the element 1 and the integrating means. 1f is a transfer function representing the equation (1), and 1g is a differentiating means.

【0039】次に、図3および図26により動作につい
て説明する。図26は前述したように、IGBT素子1
のターンオフ時の電圧、電流を示す波形図である。図3
において、スイッチング信号発生手段4の出力により、
電流変化率設定手段19が指令dIc/dt*を発生し
た場合、第1の関数発生手段20の出力Ig*は、IG
BT素子1のゲート−エミッタ間電圧からコレクタ電流
への伝達関数fの微分の逆数20aと、IGBT素子1
のゲート−エミッタ間静電容量20bと、電流変化率設
定手段19の出力の積となり、(6)式で表される。こ
の出力Ig*は、ゲート電流指令であり、(4)式と同
じとなる。
Next, the operation will be described with reference to FIGS. FIG. 26 shows the IGBT element 1 as described above.
FIG. 3 is a waveform diagram showing a voltage and a current at the time of turn-off of FIG. FIG.
In the output of the switching signal generating means 4,
When the current change rate setting means 19 generates the command dIc / dt * , the output Ig * of the first function generating means 20 becomes IG
The reciprocal 20a of the differential of the transfer function f from the gate-emitter voltage to the collector current of the BT element 1 and the IGBT element 1
Of the gate-emitter capacitance 20b and the output of the current change rate setting means 19, and is expressed by equation (6). This output Ig * is a gate current command, and is the same as the equation (4).

【0040】[0040]

【数2】 (Equation 2)

【0041】ゲート電流発生手段18はIGBT素子1
に第1の関数発生手段20の出力通りの電流を流すた
め、IGBT素子1のゲート電流Igは次の(7)式と
なる。 Ig=Ig* ・・・(7) IGBT素子1のターンオフの際にコレクタ電流Icが
変化する図26の第2の期間において、ゲート−エミッ
タ間電圧Vgeとゲート電流Igとは(2)式の関係に
あるため、IGBT素子1のゲート−エミッタ間電圧V
geは、ゲート−エミッタ間静電容量の逆数1d、積分
手段1eより(8)式で与えられる。
The gate current generating means 18 is an IGBT element 1
In this case, the current according to the output of the first function generating means 20 flows, so that the gate current Ig of the IGBT element 1 is expressed by the following equation (7). Ig = Ig * (7) In the second period of FIG. 26 in which the collector current Ic changes when the IGBT element 1 is turned off, the gate-emitter voltage Vge and the gate current Ig are expressed by the following equation (2). IGBT element 1 has a gate-emitter voltage V
Ge is given by equation (8) from the reciprocal 1d of the gate-emitter capacitance and the integrating means 1e.

【0042】[0042]

【数3】 (Equation 3)

【0043】また、コレクタ電流Icとゲート−エミッ
タ間電圧Vgeとは(1)式の関係にあるため、IGB
T素子1のコレクタ電流Icは、IGBT素子1のゲー
ト−エミッタ間電圧からコレクタ電流への伝達関数1f
により(9)式で与えられる。そして、コレクタ電流I
cを微分手段1gで微分したのが、コレクタ電流変化率
dIc/dtであり、(10)式のように変形できる。
Since the collector current Ic and the gate-emitter voltage Vge are in the relationship of the equation (1), the IGB
The collector current Ic of the T element 1 is represented by a transfer function 1f from the gate-emitter voltage of the IGBT element 1 to the collector current.
Is given by equation (9). And the collector current I
The derivative of c with the differentiating means 1g is the collector current change rate dIc / dt, which can be modified as shown in equation (10).

【0044】[0044]

【数4】 (Equation 4)

【0045】従って、図3の構成において、電流変化率
設定手段19の出力dIc/dt*を一定に保てば、I
GBT素子1のコレクタ電流変化率を一定に保つことが
できる。
Therefore, in the configuration of FIG. 3, if the output dIc / dt * of the current change rate setting means 19 is kept constant,
The collector current change rate of the GBT element 1 can be kept constant.

【0046】図4は図3のブロック図を、ゲート−エミ
ッタ間電圧からコレクタ電流への伝達関数が下記の(1
1)式で表される場合について、書き換えた図である。
図4において、20cはIGBT素子1のゲート−エミ
ッタ間電圧からコレクタ電流への伝達関数の微分の逆
数、20dは20cの出力と電流変化率設定手段19の
出力の積を得るための乗算手段、20eは20cで使用
するゲート−エミッタ間電圧Vgeを得るための検出器
である。その他については図3と同じである。
FIG. 4 is a block diagram of FIG. 3 in which the transfer function from the gate-emitter voltage to the collector current is given by
It is the figure rewritten about the case represented by Formula 1).
In FIG. 4, reference numeral 20c denotes a reciprocal of a derivative of a transfer function from the gate-emitter voltage of the IGBT element 1 to the collector current, 20d denotes a multiplication means for obtaining a product of the output of the 20c and the output of the current change rate setting means 19, 20e is a detector for obtaining a gate-emitter voltage Vge used in 20c. Others are the same as FIG.

【0047】次に、図4により動作について詳しく説明
する。IGBT素子1のターンオフの際にコレクタ電流
が変化する図26の第2の期間において、コレクタ電流
Icとゲート−エミッタ間電圧Vgeとは概ね次の(1
1)式の関数関係にある。ここで、Kpはトランスコン
ダクタンス、Vthはゲート閾電圧である。 Ic=Kp・(Vge−Vth)2 ・・・(11) また(2)式と同様に、ゲート−エミッタ間電圧Vge
とゲート電流Igとは(12)式の関数関係にある。 Ig=Cge・(dVge/dt) ・・・(12) (11)、(12)式より、IGBT素子1のゲート電
極Igからコレクタ電流変化率dIc/dtへの伝達関
数は(13)式となる。そして(13)式の逆関数を求
めると、(14)式となる。
Next, the operation will be described in detail with reference to FIG. In the second period of FIG. 26 in which the collector current changes when the IGBT element 1 is turned off, the collector current Ic and the gate-emitter voltage Vge are substantially the following (1)
There is a functional relationship of the expression 1). Here, Kp is the transconductance, and Vth is the gate threshold voltage. Ic = Kp · (Vge−Vth) 2 (11) Similarly to the equation (2), the gate-emitter voltage Vge
And the gate current Ig have a functional relationship of equation (12). Ig = Cge · (dVge / dt) (12) From equations (11) and (12), the transfer function from the gate electrode Ig of the IGBT element 1 to the collector current change rate dIc / dt is expressed by equation (13). Become. Then, when the inverse function of equation (13) is obtained, equation (14) is obtained.

【0048】[0048]

【数5】 (Equation 5)

【0049】(14)式は(4)式と同様に、IGBT
素子1のゲート−エミッタ間電圧からコレクタ電流への
伝達関数の微分の逆数20cと、IGBT素子1のゲー
ト−エミッタ間静電容量20bと、電流変化率設定手段
19の出力の積となっており、(4)式から図3の第1
の関数発生手段20の構成を得たのと同様に、(14)
式から図4の第1の関数発生手段20の構成が得られ
る。
The equation (14) is similar to the equation (4) in that the IGBT
It is the product of the reciprocal 20c of the differential of the transfer function from the gate-emitter voltage of the element 1 to the collector current, the gate-emitter capacitance 20b of the IGBT element 1, and the output of the current change rate setting means 19. From equation (4), the first of FIG.
(14) in the same way as the configuration of the function generating means 20 is obtained.
The configuration of the first function generator 20 in FIG. 4 is obtained from the equation.

【0050】以上、ターンオフの際の動作のみについて
述べたが、ターンオンに関してもIGBT素子各部の電
圧、電流の変化率の極性が逆になるだけであるため、同
様の効果が得られることは明らかである。この方法は、
コレクタ電流変化率以外のIGBT素子のスイッチング
特性に制約が無い場合には最も簡便な構成を提供する。
なお、(1)〜(14)式は、図26における第2の期
間のようにコレクタ電流が急峻に変化する期間に適用し
たが、他の期間においても(1)〜(14)式を用いて
得られるゲート電流でIGBT素子を駆動することは可
能である。
Although only the operation at the time of turn-off has been described above, it is apparent that the same effect can be obtained with the turn-on since the polarity of the rate of change of the voltage and current of each part of the IGBT element is only reversed. is there. This method
The simplest configuration is provided when there is no restriction on the switching characteristics of the IGBT element other than the collector current change rate.
Although the equations (1) to (14) are applied to the period in which the collector current changes sharply as in the second period in FIG. 26, the equations (1) to (14) are used in other periods. It is possible to drive the IGBT element with the gate current obtained by this.

【0051】実施の形態2.図5は、この発明の実施の
形態2における半導体素子の駆動回路を示すブロック図
であり、スイッチング動作中におけるコレクタ−エミッ
タ間電圧の変化率を概ね一定に保つ場合の構成を示す。
図5において、21はスイッチング特性設定手段として
の電圧変化率設定手段、22は第2の関数発生手段、1
8はIGBT素子1のゲート1aへ第2の関数発生手段
22の出力に応じた電流を供給する電流発生手段として
のゲート電流発生手段である。その他については図1の
場合と同様であるため説明は省略する。図6は、図5の
第2の関数発生手段22とIGBT素子1の内部の機能
構成を含めて示したブロック図である。図6において、
第2の関数発生手段22はIGBT素子1のゲート−コ
レクタ間静電容量である。1h、1i、1j、1k、1
m、1nはIGBT素子1の特性を表す手段であり、1
hはゲート−コレクタ間静電容量(gは関数を表す)、
1iは逆数手段、1jは乗算手段、1kは積分手段、1
mは加算手段、1nは微分手段である。
Embodiment 2 FIG. 5 is a block diagram showing a driving circuit of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, and shows a configuration in which the rate of change of the collector-emitter voltage during the switching operation is kept substantially constant.
In FIG. 5, reference numeral 21 denotes voltage change rate setting means as switching characteristic setting means, 22 denotes second function generation means,
Reference numeral 8 denotes a gate current generating means as a current generating means for supplying a current corresponding to the output of the second function generating means 22 to the gate 1a of the IGBT element 1. Others are the same as those in FIG. FIG. 6 is a block diagram including the function configuration inside the second function generating means 22 and the IGBT element 1 of FIG. In FIG.
The second function generating means 22 is a capacitance between the gate and the collector of the IGBT element 1. 1h, 1i, 1j, 1k, 1
m and 1n are means for indicating the characteristics of the IGBT element 1;
h is the gate-collector capacitance (g represents a function);
1i is reciprocal means, 1j is multiplication means, 1k is integration means, 1
m is an adding means, and 1n is a differentiating means.

【0052】次に、図6および図26により動作につい
て説明する。図26はIGBT素子1のターンオフ時の
電圧、電流を示す波形図である。IGBT素子1のター
ンオフの際にコレクタ−エミッタ間電圧が大きく変化す
るのは図26の第1の期間である。この第1の期間にお
いては、コレクタ電流1cを変化させないようにゲート
−エミッタ間電圧Vgeを負荷電流ILを流すのに必要
とされる電圧Vonに保とうとするフィードバック作用
が働き、ゲート−エミッタ間電圧Vgeはほぼ一定の電
圧となる。このフィードバック作用は、コレクタ−エミ
ッタ間電圧Vceの増加によりIGBT素子1のコレク
タ−ゲート間コンデンサを介してコレクタからゲートに
変位電流が流れ、この変位電流がゲート駆動回路で電圧
降下を生じることにより実現される。dVge/dtは
ほぼゼロでありゲート−エミッタ間の電流は無視できる
ので、この変位電流はゲート電流に他ならず、次の(1
5)式が成り立つ。 Ig=Cgc・dVgc/dt ・・・(15)
Next, the operation will be described with reference to FIGS. FIG. 26 is a waveform diagram showing voltage and current when the IGBT element 1 is turned off. It is during the first period in FIG. 26 that the voltage between the collector and the emitter greatly changes when the IGBT element 1 is turned off. In the first period, a feedback action to keep the gate-emitter voltage Vge at the voltage Von required for flowing the load current IL acts so as not to change the collector current 1c, and the gate-emitter voltage Vge is maintained. Vge is a substantially constant voltage. This feedback effect is realized by a displacement current flowing from the collector to the gate via the collector-gate capacitor of the IGBT element 1 due to an increase in the collector-emitter voltage Vce, and this displacement current causes a voltage drop in the gate drive circuit. Is done. Since dVge / dt is almost zero and the current between the gate and the emitter is negligible, this displacement current is nothing less than the gate current and the following (1)
5) Formula holds. Ig = Cgc · dVgc / dt (15)

【0053】また、IGBT素子1のゲート、コレク
タ、エミッタの3端子間電圧には次の(16)式が成り
立つ。 Vce=Vgc+Vge ・・・(16) (15)、(16)式より、IGBT素子1のゲート電
流Igからコレクタ−エミッタ間電圧変化率dVce/
dtへの伝達関数およびその逆関数はそれぞれ(17)
式、(18)式となる。 dVce/dt=Ig/Cgc+dVge/dt ・・・(17) Ig=Cgc・(dVce/dt−dVge/dt) ・・・(18)
The following equation (16) holds for the voltage between the three terminals of the gate, collector and emitter of the IGBT element 1. Vce = Vgc + Vge (16) From the equations (15) and (16), the rate of change of the collector-emitter voltage dVce / from the gate current Ig of the IGBT element 1 is obtained.
The transfer function to dt and its inverse function are (17)
Equation (18) is obtained. dVce / dt = Ig / Cgc + dVge / dt (17) Ig = Cgc · (dVce / dt−dVge / dt) (18)

【0054】上述のように、この第1の期間においては
ゲート−エミッタ間電圧Vgeはほぼ一定の電圧となる
ため、ゲート−エミッタ間電圧の変化率dVge/dt
は充分に小さな値となり無視できる。よって、(19)
式、(20)式が得られる。 dVce/dt=Ig/Cgc ・・・(19) Ig=Cgc・dVce/dt ・・・(20) この(20)式を発生する手段が、第2の関数発生手段
22である。図6において、スイッチング信号発生手段
4の出力により、電圧変化率設定手段21が指令dVc
e/dt*を発生した場合、第2の関数発生手段22の
出力Ig*は(21)式となる。この出力Ig*は、ゲー
ト電流指令である。 Ig*=Cgc・dVce/dt* ・・・(21)
As described above, since the gate-emitter voltage Vge is substantially constant during the first period, the rate of change of the gate-emitter voltage dVge / dt.
Is a sufficiently small value and can be ignored. Therefore, (19)
Equation (20) is obtained. dVce / dt = Ig / Cgc (19) Ig = Cgc · dVce / dt (20) The means for generating the equation (20) is the second function generating means 22. In FIG. 6, the output of the switching signal generating means 4 causes the voltage change rate setting means 21 to issue a command dVc.
When e / dt * is generated, the output Ig * of the second function generating means 22 is given by the following equation (21). This output Ig * is a gate current command. Ig * = Cgc · dVce / dt * (21)

【0055】ゲート電流発生手段18はIGBT素子1
に第2の関数発生手段22の出力通りの電流を流すた
め、IGBT素子1のゲート電流Igは(22)式とな
る。 Ig=Ig* ・・・(22) 上述のように、IGBT素子1のターンオフの際にコレ
クタ−エミッタ間電圧Vceが大きく変化する図26の
第1の期間において、ゲート−コレクタ間電圧Vgcと
ゲート電流Igとは(15)式の関係にあるため、IG
BT素子1のゲート−コレクタ間電圧Vceは、ゲート
−コレクタ間静電容量1h、逆数手段1i、乗算手段1
j、積分手段1kより(23)式で与えられる。
The gate current generating means 18 is an IGBT element 1
In this case, the current according to the output of the second function generating means 22 flows, so that the gate current Ig of the IGBT element 1 is given by the following equation (22). Ig = Ig * (22) As described above, in the first period of FIG. 26 in which the collector-emitter voltage Vce greatly changes when the IGBT element 1 is turned off, the gate-collector voltage Vgc and the gate Since the relationship with the current Ig is expressed by equation (15), IG
The gate-collector voltage Vce of the BT element 1 is represented by a gate-collector capacitance 1h, a reciprocal unit 1i, a multiplication unit 1
j, given by equation (23) from the integrating means 1k.

【0056】[0056]

【数6】 (Equation 6)

【0057】また、ゲート−コレクタ間電圧Vgcとコ
レクタ−エミッタ間電圧Vceとは(16)式の関係に
あるため、コレクタ−エミッタ間電圧Vceは加算手段
1mにより(24)式で与えられる。そして、コレクタ
−エミッタ間電圧Vceを微分手段1nで微分したの
が、コレクタ−エミッタ間電圧変化率dVce/dtで
あり、上述のように、この第1の期間においてはゲート
−エミッタ間電圧Vgeはほぼ一定の電圧となるため
(25)式の様に変形できる。
Further, since the gate-collector voltage Vgc and the collector-emitter voltage Vce have the relationship of the formula (16), the collector-emitter voltage Vce is given by the adding means 1m by the formula (24). The collector-emitter voltage Vce is differentiated by the differentiating means 1n to obtain the collector-emitter voltage change rate dVce / dt. As described above, the gate-emitter voltage Vge during the first period is equal to Since the voltage is substantially constant, the voltage can be modified as shown in equation (25).

【0058】[0058]

【数7】 (Equation 7)

【0059】従って、図6の構成において、電圧変化率
設定手段21の出力dVce/dt*を一定に保てば、
IGBT素子1のコレクタ−エミッタ間電圧変化率を一
定に保つことができる。
Therefore, in the configuration of FIG. 6, if the output dVce / dt * of the voltage change rate setting means 21 is kept constant,
The rate of change of the collector-emitter voltage of the IGBT element 1 can be kept constant.

【0060】図7は図6のブロックを、ゲート−コレク
タ間静電容量の電圧特性が下記の(26)式で表される
場合について、書き換えた図である。図7において、2
2aはIGBT素子1のゲート−コレクタ間静電容量、
22bは22aの出力と電圧変化率設定手段21の出力
の積を得るための乗算手段、22cは22aで使用する
ゲート−コレクタ間電圧Vgcを得るための検出器であ
る。その他については図6と同じである。次に、図7に
より動作について説明する。IGBT素子1のターンオ
フの際にコレクタ−エミッタ間電圧が大きく変化する図
26の第1の期間において、ゲート−コレクタ間静電容
量Cgcは概ね(26)式の電圧依存性を持つ。ここ
で、Cjoはゼロバイアス容量、Vjは接合電位差、M
は接合傾斜係数である。(26)式の電位依存性を(1
5)式に適用した場合にも(15)〜(25)式の関係
は成り立つ。
FIG. 7 is a diagram in which the block of FIG. 6 is rewritten for the case where the voltage characteristic of the gate-collector capacitance is expressed by the following equation (26). In FIG. 7, 2
2a is the gate-collector capacitance of the IGBT element 1,
22b is a multiplying means for obtaining the product of the output of 22a and the output of the voltage change rate setting means 21, and 22c is a detector for obtaining the gate-collector voltage Vgc used in 22a. Others are the same as FIG. Next, the operation will be described with reference to FIG. In the first period of FIG. 26 in which the voltage between the collector and the emitter greatly changes when the IGBT element 1 is turned off, the capacitance Cgc between the gate and the collector substantially has the voltage dependency of the equation (26). Here, Cjo is a zero bias capacitance, Vj is a junction potential difference, M
Is the junction gradient coefficient. The potential dependence of equation (26) is expressed as (1
Even when applied to the expression (5), the relationship of the expressions (15) to (25) holds.

【0061】[0061]

【数8】 (Equation 8)

【0062】以上、ターンオフの際の動作のみについて
述べたが、ターンオンに関してもIGBT素子各部の電
圧、電流の変化率の極性が逆になるだけであるため、同
様の効果が得られることは明らかである。この方法は、
コレクタ−エミッタ間電圧変化率以外のIGBT素子の
スイッチング特性に制約が無い場合には最も簡便な構成
を提供する。なお、(15)〜(26)式は、図26に
おける第1の期間のようにコレクタ電流がほぼ一定でコ
レクタ−エミッタ間電圧が大きく変化する期間に適用し
たが、他の期間においても(15)〜(26)式を用い
て得られるゲート電流でIGBT素子を駆動することは
可能である。
Although only the operation at the time of turning off has been described above, it is apparent that the same effect can be obtained with respect to turn-on since the polarity of the rate of change of the voltage and current of each part of the IGBT element is only reversed. is there. This method
The simplest configuration is provided when there is no restriction on the switching characteristics of the IGBT element other than the collector-emitter voltage change rate. Equations (15) to (26) are applied to the period in which the collector current is almost constant and the voltage between the collector and the emitter greatly changes as in the first period in FIG. ) To (26), it is possible to drive the IGBT element with the gate current obtained.

【0063】実施の形態3.この実施の形態は、ターン
オフのスイッチング動作中において、コレクタ−エミッ
タ間電圧が大きく変化する第1の期間ではコレクタ−エ
ミッタ間電圧の変化率を概ね一定に保つとともに、コレ
クタ電流Icの変化が急峻な第2の期間ではコレクタ電
流の変化率を概ね一定に保つものである。図8はこの発
明の実施の形態3における半導体素子の駆動回路を示す
ブロック図であり、図において、23は第1の関数発生
手段20の出力と第2の関数発生手段22の出力とを切
り換えてゲート電流発生手段18に供給する切り換え手
段、24はIGBT素子1をオン状態からオフ状態に遷
移させる際にIGBT素子1に流れる電流の変化が緩慢
な第1の期間からそれに続く電流の変化が急峻な第2の
期間に遷移する時の電流の変化点を検出する電流変化点
検出手段、18は電流発生手段としてのゲート電流発生
手段であり、切り換え手段23により切り換えられて、
第1または第2の関数発生手段20、21の出力に応じ
た電流を、IGBT素子1のゲート1aへ供給する。そ
の他については実施の形態1または実施の形態2と同様
であるため説明は省略する。
Embodiment 3 In this embodiment, during the turn-off switching operation, the change rate of the collector-emitter voltage is kept substantially constant during the first period in which the collector-emitter voltage largely changes, and the change of the collector current Ic is sharp. In the second period, the rate of change of the collector current is kept substantially constant. FIG. 8 is a block diagram showing a driving circuit of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 8, reference numeral 23 denotes a switch between the output of the first function generator 20 and the output of the second function generator 22. The switching means 24 for supplying the IGBT element 1 from the on state to the off state during the transition of the IGBT element 1 from the on state to the off state from the first period in which the change in the current flowing through the IGBT element 1 is slow to A current change point detecting means 18 for detecting a change point of the current when transitioning to the steep second period is a gate current generating means 18 as a current generating means.
A current corresponding to the output of the first or second function generating means 20, 21 is supplied to the gate 1a of the IGBT element 1. Other features are the same as those in the first embodiment or the second embodiment, and thus description thereof is omitted.

【0064】次に、動作について説明する。切り換え手
段23を、第1の関数発生手段20の側にした場合の動
作については実施の形態1と同じであるため説明を省略
する。また、第2の関数発生手段22の側にした場合の
動作については実施の形態2と同じであるため説明を省
略する。ここでは、切り換え手段23と電流変化点検出
手段24について説明する。IGBT素子1のターンオ
フ波形を示した図26において、IGBT素子1のコレ
クタ−エミッタ間電圧が大きく変化するのは図26の第
1の期間であり、この期間にはコレクタ電流は変化しな
い。コレクタ電流が変化するのは図26の第2の期間で
あり、この期間にはコレクタ−エミッタ間電圧が大きく
は変化しない。このように、実施の形態1が効果を発揮
する第2の期間と、実施の形態2が効果を発揮する第1
の期間とは、図26の時刻t3で切り分けられる。
Next, the operation will be described. The operation in the case where the switching means 23 is provided on the first function generating means 20 side is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted. Further, the operation in the case of the second function generating means 22 is the same as that of the second embodiment, and the description is omitted. Here, the switching means 23 and the current change point detecting means 24 will be described. In FIG. 26 showing the turn-off waveform of the IGBT element 1, the collector-emitter voltage of the IGBT element 1 largely changes during the first period in FIG. 26, and the collector current does not change during this period. The collector current changes during the second period in FIG. 26. During this period, the collector-emitter voltage does not change significantly. As described above, the second period in which the first embodiment exhibits the effect and the first period in which the second embodiment exhibits the effect.
The period is divided at time t3 in FIG.

【0065】このため、電流変化点検出手段24が第1
の期間と第2の期間の境目にあたる時刻t3を検出し、
時刻t3以前の第1の期間においては第2の関数発生手
段22の出力を使用するように切り換え手段23を制御
し、時刻t3以後の第2の期間においては第1の関数発
生手段20の出力を使用するように切り換え手段23を
制御すれば、それぞれの期間において実施の形態2およ
び実施の形態1と同じ効果が得られる。よって、図8の
構成によれば、IGBT素子1のターンオフ中の第1、
第2の期間においてそれぞれコレクタ−エミッタ間電圧
の変化率あるいはコレクタ電流の変化率を概ね一定に保
つことができる。
For this reason, the current change point detecting means 24
Time t3, which corresponds to the boundary between the period and the second period,
In a first period before time t3, the switching unit 23 is controlled to use the output of the second function generation unit 22, and in a second period after time t3, the output of the first function generation unit 20 is controlled. By controlling the switching means 23 so as to use the same effect, the same effects as in the second and first embodiments can be obtained in each period. Therefore, according to the configuration of FIG. 8, the first,
In the second period, the rate of change of the collector-emitter voltage or the rate of change of the collector current can be kept substantially constant.

【0066】図9〜図16は、電流変化点検出手段24
の第1〜第7の構成例を示すブロック図である。まず、
図9を用いて、電流変化点検出手段24の第1の構成例
について説明する。24aはIGBT素子1のコレクタ
−エミッタ間電圧Vceを検出する第1の電圧検出手
段、24bは直流電圧源12の電圧Vdcを検出する第
2の電圧検出手段、24cは比較手段である。図26よ
り、第1の期間と第2の期間の境目である時刻t3にお
いて、コレクタ−エミッタ間電圧Vceと直流電圧源1
2の電圧Vdcは交差するため、比較手段24cによ
り、第1の電圧検出手段24aと第2の電圧検出手段2
4bの出力を大小比較することで時刻t3を検出するこ
とができる。直流電圧源12の電圧が一定の用途におい
ては、第2の電圧検出手段24bを比較の基準となる別
の直流電圧源に置き換えても同じ効果が得られる。
FIGS. 9 to 16 show the current change point detecting means 24.
FIG. 7 is a block diagram showing first to seventh configuration examples of FIG. First,
A first configuration example of the current change point detecting means 24 will be described with reference to FIG. Reference numeral 24a denotes first voltage detection means for detecting the collector-emitter voltage Vce of the IGBT element 1, 24b denotes second voltage detection means for detecting the voltage Vdc of the DC voltage source 12, and 24c denotes comparison means. 26, at time t3, which is the boundary between the first period and the second period, the collector-emitter voltage Vce and the DC voltage source 1
Since the two voltages Vdc cross each other, the comparison means 24c uses the first voltage detection means 24a and the second voltage detection means 2
The time t3 can be detected by comparing the magnitude of the output of 4b. In applications where the voltage of the DC voltage source 12 is constant, the same effect can be obtained even if the second voltage detecting means 24b is replaced with another DC voltage source serving as a reference for comparison.

【0067】次に、図10を用いて、電流変化点検出手
段24の第2の構成例について説明する。24aはIG
BT素子1のゲート−エミッタ間電圧Vgeを検出する
電圧検出手段、24cは比較手段、24dは比較の基準
となる直流電圧源である。図26より、第1の期間と第
2の期間の境目である時刻t3において、ゲート−エミ
ッタ間電圧Vgeは、負荷電流ILを流すのに必要とさ
れるゲート電圧Vonから低下を始めるため、直流電圧
源24dの電圧をVonより若干低く設定しておくこと
で、比較手段24cにより時刻t3を検出することがで
きる。
Next, a second configuration example of the current change point detecting means 24 will be described with reference to FIG. 24a is IG
Voltage detecting means for detecting the gate-emitter voltage Vge of the BT element 1, 24c is a comparing means, and 24d is a DC voltage source serving as a reference for comparison. From FIG. 26, at time t3, which is the boundary between the first period and the second period, the gate-emitter voltage Vge starts decreasing from the gate voltage Von required to flow the load current IL. By setting the voltage of the voltage source 24d to be slightly lower than Von, the comparison unit 24c can detect the time t3.

【0068】次に、図11を用いて、電流変化点検出手
段24の第3の構成例について説明する。24aはIG
BT素子1のゲート−エミッタ間電圧Vgeを検出する
電圧検出手段、24eは電圧検出手段24aの出力を微
分する微分手段、24cは比較手段、24dはゲート−
エミッタ間電圧Vgeの電圧変化率の比較の基準となる
直流電圧源である。図26より、第1の期間と第2の期
間の境目である時刻t3において、ゲート−エミッタ間
電圧Vgeは、負荷電流ILを流すのに必要とされるゲ
ート電圧Vonから低下を始めるため、ゲート−エミッ
タ間電圧Vgeを微分してその変化率を求め、直流電圧
源24dによる基準値と大小比較することで時刻t3を
検出することができる。
Next, a third configuration example of the current change point detecting means 24 will be described with reference to FIG. 24a is IG
Voltage detecting means for detecting the gate-emitter voltage Vge of the BT element 1; 24e, differentiating means for differentiating the output of the voltage detecting means 24a; 24c, comparing means;
This is a DC voltage source serving as a reference for comparing the voltage change rate of the emitter-to-emitter voltage Vge. According to FIG. 26, at time t3, which is the boundary between the first period and the second period, the gate-emitter voltage Vge starts to decrease from the gate voltage Von required to flow the load current IL. -Time t3 can be detected by differentiating the emitter-to-emitter voltage Vge to obtain the rate of change and comparing the difference with the reference value of the DC voltage source 24d.

【0069】次に、図12を用いて、電流変化点検出手
段24の第4の構成例について説明する。24fはIG
BT素子1のコレクタ電流Icを検出する第1の電流検
出手段、24gは負荷13の電流ILを検出する第2の
電流検出手段、24cは比較手段である。図26より、
第1の期間と第2の期間の境目である時刻t3におい
て、コレクタ電流Icは負荷13の電流ILから低下を
始めるため、比較手段24cにより、第1の電流検出手
段24fと第2の電圧検出手段24gの出力を比較する
ことで時刻t3を検出することができる。
Next, a fourth configuration example of the current change point detecting means 24 will be described with reference to FIG. 24f is IG
First current detection means for detecting the collector current Ic of the BT element 1, 24g is second current detection means for detecting the current IL of the load 13, and 24c is comparison means. From FIG. 26,
At time t3, which is the boundary between the first period and the second period, the collector current Ic starts to decrease from the current IL of the load 13, so that the comparing unit 24c causes the first current detecting unit 24f and the second voltage detecting The time t3 can be detected by comparing the output of the means 24g.

【0070】次に、図13を用いて、電流変化点検出手
段24の第5の構成例について説明する。24fはIG
BT素子1のコレクタ電流Icを検出する電流検出手
段、24cは比較手段、24hは比較の基準となる直流
電圧源である。図26より、第1の期間と第2の期間の
境目である時刻t3において、コレクタ電流Icは負荷
13の電流ILから低下を始めるため、直流電圧源24
hの電圧を負荷電流ILより若干低く設定しておくこと
で、比較手段24cにより時刻t3を検出することがで
きる。
Next, a fifth configuration example of the current change point detecting means 24 will be described with reference to FIG. 24f is IG
Current detection means for detecting the collector current Ic of the BT element 1, 24c a comparison means, and 24h a DC voltage source serving as a reference for comparison. 26, at time t3, which is the boundary between the first period and the second period, the collector current Ic starts to decrease from the current IL of the load 13, so that the DC voltage source 24
By setting the voltage of h to be slightly lower than the load current IL, the comparing means 24c can detect the time t3.

【0071】次に、図14を用いて、電流変化点検出手
段24の第6の構成例について説明する。24fはIG
BT素子1のコレクタ電流Icを検出する電流検出手
段、24eは電流検出手段24fの出力を微分する微分
手段、24cは比較手段、24hはコレクタ電流Icの
電流変化率の比較の基準となる直流電圧源である。図2
6より、第1の期間と第2の期間の境目である時刻t3
において、コレクタ電流Icは、負荷電流ILから低下
を始めるため、コレクタ電流Icを微分してその変化率
を求め、直流電圧源24hによる基準値と大小比較する
ことで時刻t3を検出することができる。
Next, a sixth configuration example of the current change point detecting means 24 will be described with reference to FIG. 24f is IG
Current detecting means for detecting the collector current Ic of the BT element 1; 24e, a differentiating means for differentiating the output of the current detecting means 24f; 24c, a comparing means; 24h, a DC voltage serving as a reference for comparing the current change rate of the collector current Ic. Source. FIG.
6, time t3, which is the boundary between the first period and the second period,
Since the collector current Ic starts to decrease from the load current IL, the time t3 can be detected by differentiating the collector current Ic to obtain the rate of change, and comparing the difference with the reference value of the DC voltage source 24h. .

【0072】次に、図15を用いて、電流変化点検出手
段24の第7の構成例について説明する。24fはダイ
オード14の電流Idを検出する電流検出手段、24c
は比較手段、24hは比較の基準となる直流電圧源であ
る。図26より、第1の期間と第2の期間の境目である
時刻t3において、ダイオード14の電流Idはゼロか
ら増加を始めるため、直流電圧源24hの電圧をゼロよ
り若干高く設定しておくことで、比較手段24cにより
時刻t3を検出することができる。
Next, a seventh configuration example of the current change point detecting means 24 will be described with reference to FIG. 24f is a current detecting means for detecting the current Id of the diode 14, 24c
Is a comparing means, and 24h is a DC voltage source serving as a reference for comparison. According to FIG. 26, at time t3, which is the boundary between the first period and the second period, the current Id of the diode 14 starts increasing from zero. Thus, the time t3 can be detected by the comparing means 24c.

【0073】次に、図16を用いて、電流変化点検出手
段24の第8の構成例について説明する。24fはダイ
オード14の電流Idを検出する電流検出手段、24e
は電流検出手段24fの出力を微分する微分手段、24
cは比較手段、24hはダイイオード14の電流Idの
電流変化率の比較の基準となる直流電圧源である。図2
6より、第1の期間と第2の期間の境目である時刻t3
において、ダイオード14の電流Idはゼロから増加を
始めるため、ダイオード14の電流Idを微分してその
変化率を求め、直流電圧源24hによる基準値と大小比
較することで時刻t3を検出することができる。
Next, an eighth configuration example of the current change point detecting means 24 will be described with reference to FIG. 24f is a current detecting means for detecting the current Id of the diode 14, 24e
Is a differentiating means for differentiating the output of the current detecting means 24f;
c is a comparison means, and 24h is a DC voltage source serving as a reference for comparing the current change rate of the current Id of the diode 14. FIG.
6, time t3, which is the boundary between the first period and the second period,
Since the current Id of the diode 14 starts increasing from zero, the time t3 can be detected by differentiating the current Id of the diode 14 to obtain the rate of change, and comparing the change with the reference value of the DC voltage source 24h. it can.

【0074】実施の形態4.この実施の形態は、ターン
オンのスイッチング動作中において、第1の期間ではコ
レクタ−エミッタ間電圧の変化率を概ね一定に保つとと
もに、第2の期間ではコレクタ電流の変化率を概ね一定
に保つものである。この実施の形態における構成は、図
8に示したのと同様である。図8において、24はIG
BT素子1をオフ状態からオン状態に遷移させる際にI
GBT素子1に流れる電流の変化が急峻な第2の期間か
らそれに続く電流の変化が緩慢な第1の期間に遷移する
時の電流の変化点を検出する電流変化点検出手段であ
る。電流変化点検出手段24の具体的な構成について
は、図9〜図16と同じもしくは相当する構成とするこ
とができ、両者は比較の基準となる直流電圧源24d、
24hの電圧、もしくは微分手段24eの出力極性が異
なるのみである。その他については実施の形態3と同様
であるので説明を省略する。
Embodiment 4 In this embodiment, during the turn-on switching operation, the rate of change of the collector-emitter voltage is maintained substantially constant during the first period, and the rate of change of the collector current is maintained substantially constant during the second period. is there. The configuration in this embodiment is the same as that shown in FIG. In FIG. 8, reference numeral 24 denotes IG
When transitioning the BT element 1 from the off state to the on state,
This is a current change point detecting means for detecting a change point of the current when the current flowing through the GBT element 1 transitions from the second period in which the change of the current is steep to the first period in which the change of the subsequent current is slow. The specific configuration of the current change point detecting means 24 can be the same as or equivalent to that shown in FIGS. 9 to 16, and both of them are the DC voltage sources 24d,
The only difference is the voltage of 24h or the output polarity of the differentiating means 24e. The other parts are the same as those in the third embodiment, and the description is omitted.

【0075】次に、動作について説明する。切り換え手
段23を、第1の関数発生手段20の側にした場合の動
作については実施の形態1と同じであるため説明を省略
する。また、第2の関数発生手段22の側にした場合の
動作については実施の形態2と同じであるため説明を省
略する。ここでは、切り換え手段23と電流変化点検出
手段24について説明する。IGBT素子1のターンオ
ン波形を示した図27において、IGBT素子1のコレ
クタ−エミッタ間電圧が大きく変化するのは図27の第
1の期間であり、この期間にはコレクタ電流は変化しな
い。コレクタ電流が変化するのは図27の第2の期間で
あり、この期間にはコレクタ−エミッタ間電圧が大きく
は変化しない。このように、実施の形態1が効果を発揮
する第2の期間と、実施の形態2が効果を発揮する第1
の期間とは、図27の時刻t8から時刻t9の間の環流
ダイオード14のリカバリ動作期間で切り分けられる。
Next, the operation will be described. The operation in the case where the switching means 23 is provided on the first function generating means 20 side is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted. Further, the operation in the case of the second function generating means 22 is the same as that of the second embodiment, and the description is omitted. Here, the switching means 23 and the current change point detecting means 24 will be described. In FIG. 27 showing the turn-on waveform of the IGBT element 1, the collector-emitter voltage of the IGBT element 1 largely changes during the first period in FIG. 27, and the collector current does not change during this period. The collector current changes during the second period in FIG. 27, and during this period, the collector-emitter voltage does not change significantly. As described above, the second period in which the first embodiment exhibits the effect and the first period in which the second embodiment exhibits the effect.
The period is divided by the recovery operation period of the freewheeling diode 14 between the time t8 and the time t9 in FIG.

【0076】このため、電流変化点検出手段24が第1
の期間と第2の期間の境目にあたる環流ダイオード14
のリカバリ動作期間(t8〜t9)を検出し、時刻t8
以前の第2の期間においては第1の関数発生手段20の
出力を使用するように切り換え手段23を制御し、時刻
t9以後の第1の期間においては第2の関数発生手段2
2の出力を使用するように切り換え手段23を制御すれ
ば、それぞれの期間において実施の形態1および実施の
形態2と同じ効果が得られる。よって、図8の構成によ
れば、IGBT素子1のターンオン中の第2、第1の期
間においてそれぞれコレクタ電流の変化率あるいはコレ
クタ−エミッタ間電圧の変化率を概ね一定に保つことが
できる。なお、実施の形態3および4ではそれぞれター
ンオン、ターンオフに適用したが、これらを組み合わせ
てターンオン、ターンオフの両方に適用することもでき
る。
For this reason, the current change point detecting means 24
Free-wheel diode 14 at the boundary between the period and the second period
Of the recovery operation period (t8 to t9) at time t8
The switching means 23 is controlled so as to use the output of the first function generating means 20 in the previous second period, and the second function generating means 2 is controlled in the first period after time t9.
If the switching means 23 is controlled to use the second output, the same effect as in the first and second embodiments can be obtained in each period. Therefore, according to the configuration of FIG. 8, the rate of change of the collector current or the rate of change of the collector-emitter voltage can be kept substantially constant during the second and first periods during the turn-on of the IGBT element 1. In the third and fourth embodiments, the present invention is applied to turn-on and turn-off, respectively. However, these embodiments may be combined and applied to both turn-on and turn-off.

【0077】実施の形態5.図17は、この発明の実施
の形態5における半導体素子の駆動回路のブロック図で
あり、スイッチング動作中におけるコレクタ電流の変化
率を概ね一定に保つ場合の構成を示す。図において、2
5はIGBT素子1のゲート−エミッタ間に接続された
第1のコンデンサであり、その他については実施の形態
1と同様であるので説明を省略する。次に、動作につい
て説明する。図17は、第1のコンデンサ25以外は図
2と同じであり、第1のコンデンサ25はIGBT素子
1のゲート−エミッタ間静電容量Cgeと並列に接続さ
れる。このため、第1のコンデンサ25の静電容量をC
1とすると、IGBT素子1のゲート−エミッタ間静電
容量がCgeから(Cge+C1)に増加したことと等
価である。従って、第1の関数発生手段20の出力Ig
*を(6)式のゲート−エミッタ間電圧静電容量Cge
を変更して得られる(27)式とすれば、図17の構成
においても実施の形態1と同様の効果が得られる。
Embodiment 5 FIG. 17 is a block diagram of a drive circuit of a semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention, showing a configuration in a case where the rate of change of the collector current during the switching operation is kept substantially constant. In the figure, 2
Reference numeral 5 denotes a first capacitor connected between the gate and the emitter of the IGBT element 1, and the other components are the same as those in the first embodiment, and thus the description is omitted. Next, the operation will be described. FIG. 17 is the same as FIG. 2 except for the first capacitor 25, and the first capacitor 25 is connected in parallel with the gate-emitter capacitance Cge of the IGBT element 1. For this reason, the capacitance of the first capacitor 25 is set to C
If it is set to 1, this is equivalent to an increase in the gate-emitter capacitance of the IGBT element 1 from Cge to (Cge + C1). Therefore, the output Ig of the first function generating means 20
* Is the gate-emitter voltage capacitance Cge of equation (6)
If the expression (27) is obtained by changing the above expression, the same effect as in the first embodiment can be obtained in the configuration of FIG.

【0078】[0078]

【数9】 (Equation 9)

【0079】この実施の形態によれば、IGBT素子1
のゲート電流IgをC1により調整できるため、ゲート
電流Igをコレクタ電流変化率の指令値dIc/d
*、およびIGBT素子1の特性f、Cgeと独立
に、駆動回路の都合でゲート電流値を設定することが可
能となる。また、実施の形態3、実施の形態4のように
切り換えを行う用途では、切り換え前後のゲート電流I
gが等しくなるように第1のコンデンサ25の静電容量
を設定することで、切り換え時のゲート電流Igの急変
を防止し滑らかな切り換えを実現できる。
According to this embodiment, IGBT element 1
Can be adjusted by C1, the gate current Ig is adjusted to the collector current change rate command value dIc / d
The gate current value can be set independently of t * and the characteristics f and Cge of the IGBT element 1 due to the convenience of the drive circuit. In applications where switching is performed as in Embodiments 3 and 4, the gate current I before and after switching is used.
By setting the capacitance of the first capacitor 25 so that g becomes equal, it is possible to prevent a sudden change in the gate current Ig at the time of switching and realize smooth switching.

【0080】実施の形態6.図18は、この発明の実施
の形態6における半導体素子の駆動回路のブロック図で
あり、スイッチング動作中におけるコレクタ−エミッタ
間電圧の変化率を概ね一定に保つ場合の構成を示す。図
において、26はIGBT素子1のコレクタ−ゲート間
に接続された第2のコンデンサ、その他については実施
の形態2と同様であるので説明を省略する。次に、動作
について説明する。図18は、第2のコンデンサ26以
外は図5と同じであり、第2のコンデンサ26はIGB
T素子1のコレクタ−ゲート間静電容量Cgcと並列に
接続される。このため、第2のコンデンサ26の静電容
量をC2とすると、IGBT素子1のコレクタ−ゲート
間静電容量がCgcから(Cgc+C2)に増加したこ
とと等価である。従って、第2の関数発生手段22の出
力Ig*を(21)式のコレクタ−ゲート間静電容量C
gcを変更して得られる(28)式とすれば、図18の
構成においても実施の形態2と同じ効果が得られる。 Ig*=(Cgc+C2)・dVce/dt* ・・・(28)
Embodiment 6 FIG. FIG. 18 is a block diagram of a drive circuit of a semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention, showing a configuration in which the rate of change of the collector-emitter voltage during the switching operation is kept substantially constant. In the figure, reference numeral 26 denotes a second capacitor connected between the collector and the gate of the IGBT element 1, and the other components are the same as those of the second embodiment, so that the description is omitted. Next, the operation will be described. FIG. 18 is the same as FIG. 5 except for the second capacitor 26, and the second capacitor 26 is an IGB
It is connected in parallel with the collector-gate capacitance Cgc of the T element 1. Therefore, assuming that the capacitance of the second capacitor 26 is C2, this is equivalent to an increase in the capacitance between the collector and the gate of the IGBT element 1 from Cgc to (Cgc + C2). Therefore, the output Ig * of the second function generating means 22 is changed to the collector-gate capacitance C of equation (21).
If the expression (28) is obtained by changing gc, the same effect as in the second embodiment can be obtained in the configuration of FIG. Ig * = (Cgc + C2) · dVce / dt * (28)

【0081】この実施の形態によれば、IGBT素子1
のゲート電流IgをC2により調整できるため、ゲート
電流Igをコレクタ−エミッタ間電圧変化率の指令値d
Vce/dt*、およびIGBT素子1の特性Cgcと
独立に、駆動回路の都合でゲート電流値を設定すること
が可能となる。また、実施の形態3、実施の形態4のよ
うに切り換えを行う用途では、切り換え前後のゲート電
流Igが等しくなるように第2のコンデンサ26の静電
容量を設定することで、切り換え時のゲート電流Igの
急変を防止し滑らかな切り換えを実現できる。さらに、
第2のコンデンサ26は一定の静電容量C2を持つコン
デンサであるため、(26)式で示したようなコレクタ
−ゲート間静電容量Cgcの電圧依存性の影響を抑制
し、ゲート電流Igの変化を軽減する効果がある。
According to this embodiment, IGBT element 1
Can be adjusted by C2, so that the gate current Ig is controlled by the command value d of the rate of change of the collector-emitter voltage.
The gate current value can be set independently of Vce / dt * and the characteristic Cgc of the IGBT element 1 due to the convenience of the drive circuit. Further, in applications where switching is performed as in Embodiments 3 and 4, the capacitance of the second capacitor 26 is set so that the gate current Ig before and after switching is equalized, so that the gate at the time of switching is set. A sudden change in the current Ig can be prevented and smooth switching can be realized. further,
Since the second capacitor 26 is a capacitor having a constant capacitance C2, the influence of the voltage dependence of the collector-gate capacitance Cgc as shown in the equation (26) is suppressed, and the gate current Ig is reduced. It has the effect of reducing the change.

【0082】実施の形態7.図19は、この発明の実施
の形態7における半導体素子の駆動回路を示す回路図で
あり、スイッチング動作中におけるコレクタ電流の変化
率を概ね一定に保つ場合の構成を示す。図19におい
て、ゲート電流発生手段18は、カレントミラー回路を
構成するトランジスタ18aと18bから成り、電流変
化率設定手段19は、直流電圧源19aとトランジスタ
19bから成り、そして第1の関数発生手段20は、抵
抗20fとカレントミラー回路を構成するトランジスタ
20g、20hから成る。その他は実施の形態1と同様
であるので説明を省略する。図19では、簡単化のた
め、ターンオフ用の回路部分のみを示した。
Embodiment 7 FIG. FIG. 19 is a circuit diagram showing a drive circuit of a semiconductor element according to the seventh embodiment of the present invention, showing a configuration in which the rate of change of the collector current during the switching operation is kept substantially constant. In FIG. 19, the gate current generating means 18 comprises transistors 18a and 18b constituting a current mirror circuit, the current change rate setting means 19 comprises a DC voltage source 19a and a transistor 19b, and a first function generating means 20 Is composed of a resistor 20f and transistors 20g and 20h forming a current mirror circuit. Other configurations are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted. In FIG. 19, only a turn-off circuit portion is shown for simplification.

【0083】次に、動作について説明する。スイッチン
グ信号発生手段4がオフ信号を出力すると、トランジス
タ19bがオフする。トランジスタ20g、20hから
成るカレントミラー回路は直流電圧源19aの電圧Vc
cに接続されており、トランジスタ20gは抵抗20f
を介してIGBT素子1のゲートに接続されているた
め、トランジスタ20hのコレクタ電流Ig*は、トラ
ンジスタのベース−エミッタ間電圧降下を無視すれば
(29)式で与えられる。ここで、K1はカレントミラ
ー回路の電流ゲイン、R1は抵抗20fの抵抗値、Vg
eはIGBT素子1のゲート−エミッタ間電圧である。 Ig*=K1・(Vcc−Vge)/R1 ・・・(29)
Next, the operation will be described. When the switching signal generating means 4 outputs an off signal, the transistor 19b turns off. The current mirror circuit including the transistors 20g and 20h is connected to the voltage Vc of the DC voltage source 19a.
c, and the transistor 20g is connected to a resistor 20f
, The collector current Ig * of the transistor 20h is given by Equation (29) if the base-emitter voltage drop of the transistor is ignored. Here, K1 is the current gain of the current mirror circuit, R1 is the resistance value of the resistor 20f, Vg
e is a gate-emitter voltage of the IGBT element 1. Ig * = K1 · (Vcc−Vge) / R1 (29)

【0084】上式のトランジスタ20hのコレクタ電流
Ig*は、第1の関数発生手段20の出力であり、ゲー
ト電流指令である。トランジスタ19bがオフしている
ため、トランジスタ20hのコレクタ電流Ig*は、全
てトランジスタ18aに流れる。トランジスタ18aと
18bはカレントミラー回路を構成しているため、IG
BT素子1のゲートにはトランジスタ20hのコレクタ
電流Ig*にトランジスタ18aと18bとから成るカ
レントミラー回路のゲインを乗算した電流が流れる。
(29)式を実施の形態1の(6)式と比較すると、I
GBT素子1のゲート−エミッタ間静電容量Cgeとコ
レクタ電流変化率dIc/dt*を定数とし、IGBT
素子1のゲート−エミッタ間電圧からコレクタ電流への
伝達関数の微分の逆数として、ゲート−エミッタ間電圧
の1次式を使用していることがわかる。図20の(a)
は、IGBT素子1のゲート−エミッタ間電圧と、ゲー
ト−エミッタ間電圧からコレクタ電流への伝達関数の微
分の逆数との関係を示すグラフである。実施の形態1で
示した(14)式から、コレクタ電流変化率dIc/d
*を定数Aとした時のゲート電流指令Ig*は次の(3
0)式となる。
The collector current Ig * of the transistor 20h in the above equation is an output of the first function generating means 20, and is a gate current command. Since the transistor 19b is off, all the collector current Ig * of the transistor 20h flows to the transistor 18a. Since the transistors 18a and 18b form a current mirror circuit,
A current obtained by multiplying the collector current Ig * of the transistor 20h by the gain of the current mirror circuit composed of the transistors 18a and 18b flows through the gate of the BT element 1.
Comparing equation (29) with equation (6) of the first embodiment,
The gate-emitter capacitance Cge of the GBT element 1 and the collector current change rate dIc / dt * are taken as constants, and the IGBT
It can be seen that the linear expression of the gate-emitter voltage is used as the reciprocal of the derivative of the transfer function from the gate-emitter voltage of the device 1 to the collector current. (A) of FIG.
Is a graph showing the relationship between the gate-emitter voltage of the IGBT element 1 and the inverse of the derivative of the transfer function from the gate-emitter voltage to the collector current. From the equation (14) shown in the first embodiment, the collector current change rate dIc / d
When t * is a constant A, the gate current command Ig * is given by (3)
0).

【0085】[0085]

【数10】 (Equation 10)

【0086】IGBT素子1のゲート−エミッタ間電圧
からコレクタ電流への伝達関数の微分の逆数は、(3
0)式右辺の1/(2・Kp・(Vge−Vth))の
部分であり、双曲線関数となっている。図20の(a)
からわかるように、例えば(29)式のようなゲート−
エミッタ間電圧の1次式により良好な近似が可能であ
る。従って、ゲート−エミッタ間電圧からコレクタ電流
への伝達関数の微分の逆数としてゲート−エミッタ間電
圧の1次式を用いることで、実施の形態1と同様の効果
を簡単な回路で実現できる。
The reciprocal of the derivative of the transfer function from the gate-emitter voltage of the IGBT element 1 to the collector current is (3
This is the part of 1 / (2 · Kp · (Vge−Vth)) on the right side of the equation (0), which is a hyperbolic function. (A) of FIG.
As can be seen from FIG.
Good approximation is possible by the linear expression of the voltage between the emitters. Therefore, by using the linear expression of the gate-emitter voltage as the reciprocal of the derivative of the transfer function from the gate-emitter voltage to the collector current, the same effect as in the first embodiment can be realized with a simple circuit.

【0087】実施の形態8.図21は、この発明の実施
の形態8における半導体素子の駆動回路を示す回路図で
あり、スイッチング動作中におけるコレクタ電流の変化
率を概ね一定に保つ場合の構成を示す。図21におい
て、ゲート電流発生手段18は、カレントミラー回路を
構成するトランジスタ18aと18bから成り、電流変
化率設定手段19は、直流電圧源19aとトランジスタ
19bから成る。20jは第1の関数発生手段としての
抵抗である。その他は実施の形態1と同じであるので説
明を省略する。図21では、簡単化のため、ターンオフ
用の回路部分のみを示した。
Embodiment 8 FIG. FIG. 21 is a circuit diagram showing a drive circuit for a semiconductor element according to an eighth embodiment of the present invention, showing a configuration in which the rate of change of the collector current during the switching operation is kept substantially constant. In FIG. 21, the gate current generating means 18 comprises transistors 18a and 18b constituting a current mirror circuit, and the current change rate setting means 19 comprises a DC voltage source 19a and a transistor 19b. 20j is a resistor as the first function generating means. Other configurations are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. FIG. 21 shows only a turn-off circuit portion for simplification.

【0088】次に、動作について説明する。スイッチン
グ信号発生手段4がオフ信号を出力すると、トランジス
タ19bがオフする。抵抗20jは直流電圧源19aの
電圧Vccに接続されているため、抵抗20jを流れる
電流Ig*は、トランジスタのベース−エミッタ間電圧
降下を無視すれば(31)式で与えられる。ここで、R
1は抵抗20jの抵抗値である。 Ig*=Vcc/R1 ・・・(31) 上式の抵抗20jの電流Ig*は、第1の関数発生手段
の出力であり、ゲート電流指令である。トランジスタ1
9bがオフしているため、抵抗20jの電流Ig*は、
全てトランジスタ18aに流れる。トランジスタ18a
と18bはカレントミラー回路を構成しているため、I
GBT素子1のゲートには抵抗20jの電流Ig*にト
ランジスタ18aと18bとから成るカレントミラー回
路のゲインを乗算した電流が流れる。(31)式を実施
の形態1の(6)式と比較すると、IGBT素子1のゲ
ート−エミッタ間静電容量Cgeとコレクタ電流変化率
dIc/dt*を定数とし、IGBT素子1のゲート−
エミッタ間電圧からコレクタ電流への伝達関数の微分の
逆数にも、定数を使用していることがわかる。
Next, the operation will be described. When the switching signal generating means 4 outputs an off signal, the transistor 19b turns off. Since the resistor 20j is connected to the voltage Vcc of the DC voltage source 19a, the current Ig * flowing through the resistor 20j is given by Expression (31) if the base-emitter voltage drop of the transistor is ignored. Where R
1 is the resistance value of the resistor 20j. Ig * = Vcc / R1 (31) The current Ig * of the resistor 20j in the above equation is an output of the first function generating means and is a gate current command. Transistor 1
Since 9b is off, the current Ig * of the resistor 20j becomes
All flows to the transistor 18a. Transistor 18a
And 18b constitute a current mirror circuit.
A current obtained by multiplying the current Ig * of the resistor 20j by the gain of the current mirror circuit including the transistors 18a and 18b flows through the gate of the GBT element 1. Comparing the equation (31) with the equation (6) of the first embodiment, the gate-emitter capacitance Cge and the collector current change rate dIc / dt * of the IGBT element 1 are constants,
It can be seen that a constant is also used for the reciprocal of the derivative of the transfer function from the voltage between the emitters to the collector current.

【0089】図20の(b)は、IGBT素子1のゲー
ト−エミッタ間電圧と、ゲート−エミッタ間電圧からコ
レクタ電流への伝達関数の微分の逆数との関係を示すグ
ラフである。IGBT素子1のゲート−エミッタ間電圧
からコレクタ電流への伝達関数の微分の逆数は、実施の
形態7で説明したように、双曲線関数となっている。図
20の(b)からわかるように、IGBT素子1のゲー
ト−エミッタ間電圧からコレクタ電流への伝達関数の微
分の逆数が双曲線関数の場合、定数では良好な近似とは
いえない。しかし、IGBT素子が変化の小さい特性を
有する場合、定数でも概ね良好な結果を得ることが可能
である。このような場合、ゲート−エミッタ間電圧から
コレクタ電流への伝達関数の微分の逆数として、代表値
である定数を用いることで、実施の形態1と同様の効果
を簡単な回路で実現できる。
FIG. 20B is a graph showing the relationship between the gate-emitter voltage of the IGBT element 1 and the inverse of the derivative of the transfer function from the gate-emitter voltage to the collector current. The reciprocal of the derivative of the transfer function from the gate-emitter voltage to the collector current of the IGBT element 1 is a hyperbolic function as described in the seventh embodiment. As can be seen from FIG. 20B, when the reciprocal of the derivative of the transfer function from the gate-emitter voltage to the collector current of the IGBT element 1 is a hyperbolic function, it cannot be said that the constant is a good approximation. However, when the IGBT element has a characteristic with small change, it is possible to obtain generally good results even with a constant. In such a case, the same effect as in the first embodiment can be realized with a simple circuit by using a constant, which is a representative value, as the reciprocal of the differential of the transfer function from the gate-emitter voltage to the collector current.

【0090】実施の形態9.図22は、この発明の実施
の形態9における半導体素子の駆動回路を示す回路図で
あり、スイッチング動作中におけるコレクタ−エミッタ
間電圧の変化率を概ね一定に保つ場合の構成を示す。図
22において、ゲート電流発生手段18は、カレントミ
ラー回路を構成するトランジスタ18aと18bから成
り、電圧変化率設定手段21は、直流電圧源21aとト
ランジスタ21bから成り、そして第2の関数発生手段
22は、抵抗22d、22eとカレントミラー回路を構
成するトランジスタ22f、22gから成る。その他は
実施の形態2と同様であるので説明を省略する。図22
では、簡単化のため、ターンオフ用の回路部分のみを示
した。
Embodiment 9 FIG. 22 is a circuit diagram showing a drive circuit of a semiconductor device according to a ninth embodiment of the present invention, showing a configuration in which the rate of change of the collector-emitter voltage during the switching operation is kept substantially constant. In FIG. 22, the gate current generating means 18 comprises transistors 18a and 18b constituting a current mirror circuit, the voltage change rate setting means 21 comprises a DC voltage source 21a and a transistor 21b, and the second function generating means 22 Is composed of transistors 22f and 22g forming a current mirror circuit with the resistors 22d and 22e. The other parts are the same as those in the second embodiment, and the description is omitted. FIG.
Here, for simplicity, only the turn-off circuit is shown.

【0091】次に、動作について説明する。スイッチン
グ信号発生手段4がオフ信号を出力すると、トランジス
タ21bがオフする。抵抗22dは直流電圧源21aの
電圧Vccに接続されており、トランジスタ22gは抵
抗22eを介してIGBT素子1のコレクタに接続され
ているため、第2の関数発生手段22の出力は、トラン
ジスタのベース−エミッタ間電圧降下を無視すれば(3
2)式で与えられる。ここで、K2はカレントミラー回
路の電流ゲイン、R2は抵抗22dの抵抗値、R3は抵
抗22eの抵抗値、VceはIGBT素子1のコレクタ
−エミッタ間電圧である。 Ig*=Vcc/R2−K2・Vce/R3 ・・・(32)
Next, the operation will be described. When the switching signal generating means 4 outputs an off signal, the transistor 21b turns off. The resistor 22d is connected to the voltage Vcc of the DC voltage source 21a, and the transistor 22g is connected to the collector of the IGBT element 1 via the resistor 22e. -If the voltage drop between emitters is ignored, (3
It is given by equation 2). Here, K2 is the current gain of the current mirror circuit, R2 is the resistance value of the resistor 22d, R3 is the resistance value of the resistor 22e, and Vce is the collector-emitter voltage of the IGBT element 1. Ig * = Vcc / R2-K2.Vce / R3 (32)

【0092】上式のIg*は、第2の関数発生手段22
の出力であり、ゲート電流指令である。トランジスタ2
1bがオフしているため、(32)式のゲート電流指令
Ig*は、全てトランジスタ18aに流れる。トランジ
スタ18aと18bはカレントミラー回路を構成してい
るため、IGBT素子1のゲートにはゲート電流指令I
*にトランジスタ18aと18bとから成るカレント
ミラー回路のゲインを乗算した電流が流れる。(32)
式を実施の形態2の(21)式と比較すると、IGBT
素子1のコレクタ−エミッタ間電圧変化率dVce/d
*を定数とし、IGBT素子1のコレクタ−ゲート間
静電容量Cgcとして、コレクタ−エミッタ間電圧の1
次式を使用していることがわかる。
In the above equation, Ig * is the second function generator 22.
And a gate current command. Transistor 2
Since 1b is off, the gate current command Ig * of Expression (32) all flows through the transistor 18a. Since the transistors 18a and 18b constitute a current mirror circuit, the gate of the IGBT element 1 has a gate current command I
A current flows by multiplying g * by the gain of the current mirror circuit including the transistors 18a and 18b. (32)
When the equation is compared with the equation (21) of the second embodiment, the IGBT
Collector-emitter voltage change rate dVce / d of device 1
t * is a constant, and the collector-gate voltage Cgc of the collector-emitter voltage of the IGBT element 1 is 1
It can be seen that the following equation is used.

【0093】図23の(a)は、IGBT素子1のコレ
クタ−ゲート間静電容量Cgcの電圧依存性を示したグ
ラフである。実施の形態2の(26)式から、コレクタ
−エミッタ間電圧変化率dVce/dt*を定数Bとし
た時のゲート電流指令Ig*は(33)式となる。
FIG. 23A is a graph showing the voltage dependence of the collector-gate capacitance Cgc of the IGBT element 1. From equation (26) of the second embodiment, the gate current command Ig * when the collector-emitter voltage change rate dVce / dt * is a constant B is given by equation (33).

【0094】[0094]

【数11】 [Equation 11]

【0095】IGBT素子1のコレクタ−ゲート間静電
容量Cgcは、(33)式右辺のCjo・(1+Vgc
/Vj)-Mの部分であり、双曲線関数となっている。図
23の(a)からわかるように、例えば(32)式のよ
うなコレクタ−エミッタ間電圧の1次式により良好な近
似が可能である。従って、コレクタ−ゲート間静電容量
Cgcとしてコレクタ−エミッタ間電圧の1次式を用い
ることで、実施の形態2と同様の効果を簡単な回路で実
現できる。また、図22の回路は、抵抗22eの接続点
をIGBT素子1のコレクタからゲートに変更すること
で、図19で示した実施の形態7と同様の機能を実現で
きる。
The capacitance Cgc between the collector and gate of the IGBT element 1 is given by Cjo · (1 + Vgc) on the right side of the equation (33).
/ Vj) -M , which is a hyperbolic function. As can be seen from FIG. 23A, a good approximation can be made by a linear expression of the collector-emitter voltage, for example, as in Expression (32). Therefore, by using a linear expression of the collector-emitter voltage as the collector-gate capacitance Cgc, the same effect as in the second embodiment can be realized with a simple circuit. The circuit of FIG. 22 can realize the same function as that of the seventh embodiment shown in FIG. 19 by changing the connection point of the resistor 22e from the collector of the IGBT element 1 to the gate.

【0096】実施の形態10.図24は、この発明の実
施の形態10における半導体素子の駆動回路を示す回路
図であり、スイッチング動作中におけるコレクタ−エミ
ッタ間電圧の変化率を概ね一定に保つ場合の構成を示
す。図24において、ゲート電流発生手段18は、カレ
ントミラー回路を構成するトランジスタ18aと18b
から成り、電圧変化率設定手段21は、直流電圧源21
aとトランジスタ21bから成る。22hは第2の関数
発生手段としての抵抗である。その他は実施の形態2と
同様であるので説明を省略する。図24では、簡単化の
ため、ターンオフ用の回路部分のみを示した。
Embodiment 10 FIG. FIG. 24 is a circuit diagram showing a drive circuit for a semiconductor device according to the tenth embodiment of the present invention, showing a configuration in which the rate of change of the collector-emitter voltage during the switching operation is kept substantially constant. In FIG. 24, gate current generating means 18 includes transistors 18a and 18b forming a current mirror circuit.
The voltage change rate setting means 21 includes a DC voltage source 21
a and the transistor 21b. 22h is a resistor as a second function generating means. The other parts are the same as those in the second embodiment, and the description is omitted. FIG. 24 shows only a turn-off circuit portion for simplification.

【0097】次に、動作について説明する。スイッチン
グ信号発生手段4がオフ信号を出力すると、トランジス
タ19bがオフする。抵抗22hは直流電圧源19aの
電圧Vccに接続されているため、抵抗22hを流れる
電流Ig*は、トランジスタのベース−エミッタ間電圧
降下を無視すれば(34)式で与えられる。ここで、R
2は抵抗22hの抵抗値である。 Ig*=Vcc/R2 ・・・(34) 上式の抵抗22hの電流Ig*は、第2の関数発生手段
の出力であり、ゲート電流指令である。トランジスタ1
9bがオフしているため、抵抗22hの電流Ig*は、
全てトランジスタ18aに流れる。トランジスタ18a
と18bはカレントミラー回路を構成しているため、I
GBT素子1のゲートには抵抗22hの電流Ig*にト
ランジスタ18aと18bとから成るカレントミラー回
路のゲインを乗算した電流が流れる。(34)式を実施
の形態2の(21)式と比較すると、IGBT素子1の
コレクタ−エミッタ間電圧変化率dVce/dt*を定
数とし、IGBT素子1のコレクタ−ゲート間静電容量
Cgcにも、定数を使用していることがわかる。
Next, the operation will be described. When the switching signal generating means 4 outputs an off signal, the transistor 19b turns off. Since the resistor 22h is connected to the voltage Vcc of the DC voltage source 19a, the current Ig * flowing through the resistor 22h is given by Expression (34) if the base-emitter voltage drop of the transistor is ignored. Where R
2 is the resistance value of the resistor 22h. Ig * = Vcc / R2 (34) The current Ig * of the resistor 22h in the above equation is an output of the second function generating means and is a gate current command. Transistor 1
Since 9b is off, the current Ig * of the resistor 22h becomes
All flows to the transistor 18a. Transistor 18a
And 18b constitute a current mirror circuit.
A current obtained by multiplying the current Ig * of the resistor 22h by the gain of the current mirror circuit including the transistors 18a and 18b flows through the gate of the GBT element 1. Comparing Equation (34) with Equation (21) of the second embodiment, the collector-emitter voltage change rate dVce / dt * of the IGBT element 1 is a constant, and the collector-gate capacitance Cgc of the IGBT element 1 is Also uses constants.

【0098】図23の(b)は、IGBT素子1のコレ
クタ−ゲート間静電容量Cgcの電圧依存性を示したグ
ラフである。IGBT素子1のコレクタ−ゲート間静電
容量Cgcは、実施の形態9で説明したように双曲線関
数となっている。図23の(b)からわかるように、I
GBT素子1のコレクタ−ゲート間静電容量Cgcが双
曲線関数の場合、定数では良好な近似とはいえない。し
かし、IGBT素子が変化の小さい特性を有する場合、
定数でも概ね良好な結果を得ることが可能である。ま
た、実施の形態6に示したようにコレクタ−ゲート間静
電容量Cgcにコンデンサを並列接続する場合には、コ
レクタ−ゲート間静電容量Cgcの変化の影響が軽減さ
れるため、定数でも概ね良好な結果を得ることが可能で
ある。従って、コレクタ−ゲート間静電容量Cgcとし
て、代表値である定数を用いることで、実施の形態2と
同様の効果を簡単な回路で実現できる。
FIG. 23 (b) is a graph showing the voltage dependence of the collector-gate capacitance Cgc of the IGBT element 1. The collector-gate capacitance Cgc of the IGBT element 1 has a hyperbolic function as described in the ninth embodiment. As can be seen from FIG.
When the collector-gate capacitance Cgc of the GBT element 1 is a hyperbolic function, it cannot be said that a constant is a good approximation. However, when the IGBT element has a characteristic with a small change,
Generally good results can be obtained even with constants. Further, when a capacitor is connected in parallel to the collector-gate capacitance Cgc as shown in the sixth embodiment, the effect of the change in the collector-gate capacitance Cgc is reduced, so that the constant is almost constant. Good results can be obtained. Therefore, by using a constant that is a representative value as the capacitance Cgc between the collector and the gate, the same effect as in the second embodiment can be realized with a simple circuit.

【0099】なお、実施の形態7〜10ではコレクタの
電流変化率を制御する場合、またはコレクタ−エミッタ
間電圧変化率を制御する場合について示したが、両方を
組み合わせてもよい。また、ターンオフ用の回路で示し
たが、ターンオン用でも同様に簡単な回路で近似的に制
御することができ、さらに両方を併せて用いることもで
きる。
In the seventh to tenth embodiments, the case where the current change rate of the collector is controlled or the case where the voltage change rate between the collector and the emitter is controlled has been described, but both may be combined. Although the circuit for turning off is shown, it can be controlled approximately similarly with a simple circuit for turning on, and both can be used together.

【0100】[0100]

【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、制御電極
へ供給する電流からスイッチング特性設定手段で設定し
た電圧駆動形自己消弧半導体素子のスイッチング特性へ
の伝達関数の逆関数を、関数発生手段が発生するように
したので、負荷や電源電圧の変動にかかわらず半導体素
子の非線形性を補正して、スイッチング特性設定手段で
設定した所望のスイッチング特性、例えば主電極電流の
変化率一定、あるいは主電極間の電圧の変化率一定など
の特性が得られる。このため、スイッチング動作中にお
ける不要に高いもしくは低い電圧および電流の変化率を
抑制することができ、スイッチング損失の低減、ターン
オフ時のサージ電圧の低減、ターンオン時の環流ダイオ
ードのリカバリ電流の低減に効果がある。さらに、スイ
ッチングに起因するノイズや漏洩電流の低減にも効果が
ある。
According to the first aspect of the present invention, the inverse function of the transfer function from the current supplied to the control electrode to the switching characteristic of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device set by the switching characteristic setting means is represented by a function Since the generating means is generated, the non-linearity of the semiconductor element is corrected irrespective of the fluctuation of the load or the power supply voltage, and the desired switching characteristic set by the switching characteristic setting means, for example, a constant change rate of the main electrode current, Alternatively, characteristics such as a constant change rate of the voltage between the main electrodes are obtained. Therefore, it is possible to suppress the rate of change of voltage and current unnecessarily high or low during the switching operation, which is effective for reducing switching loss, reducing surge voltage at turn-off, and reducing recovery current of the freewheeling diode at turn-on. There is. Further, it is effective in reducing noise and leakage current caused by switching.

【0101】請求項2、請求項3に係る発明によれば、
主電極の電流変化が緩慢な第1の期間で電圧変化率設定
手段と第2の関数発生手段を利用し、電流変化が急峻な
第2の期間で電流変化率設定手段と第1の関数発生手段
を利用するようにしたので、所望のスイッチング特性、
例えば第1の期間で主電極間の電圧変化率を一定に保つ
とともに第2の期間で主電極の電流変化率を一定に保つ
などの特性が得られる。
According to the second and third aspects of the present invention,
The voltage change rate setting means and the second function generation means are used in the first period in which the current change of the main electrode is slow, and the current change rate setting means and the first function generation are used in the second period in which the current change is steep. Means, the desired switching characteristics,
For example, characteristics such as keeping the voltage change rate between the main electrodes constant in the first period and keeping the current change rate of the main electrode constant in the second period are obtained.

【0102】請求項4に係る発明によれば、第1の関数
発生手段が、制御電極間の電圧から主電極の電流への伝
達関数の微分の逆数と、制御電極間の静電容量と、電流
変化率設定手段の出力との積を発生するようにしたの
で、請求項1〜3のものと同様の効果が得られる。請求
項5に係る発明によれば、第2の関数発生手段が、制御
電極と主電極との間の静電容量と、電圧変化率設定手段
の出力との積を発生するようにしたので、請求項1〜3
のものと同様の効果が得られる。
According to the fourth aspect of the present invention, the first function generating means includes: a reciprocal of a differential of a transfer function from a voltage between the control electrodes to a current of the main electrode; Since the product of the output and the output of the current change rate setting means is generated, the same effects as those of the first to third aspects are obtained. According to the invention according to claim 5, the second function generating means generates the product of the capacitance between the control electrode and the main electrode and the output of the voltage change rate setting means. Claims 1-3
The same effect as that of the above is obtained.

【0103】請求項6に係る発明によれば、制御電極間
に接続されるコンデンサを有し、第1の関数発生手段
が、制御電極間の静電容量と前記コンデンサの静電容量
の和を用いて関数を発生するようにしたので、駆動回路
の都合に合わせた適切なゲート電流値を設定することが
できる。請求項7に係る発明によれば、制御電極と主電
極の間に接続されるコンデンサを有し、第2の関数発生
手段が、制御電極と主電極との間の静電容量と前記コン
デンサの静電容量の和を用いて関数を発生するようにし
たので、駆動回路の都合に合わせた適切なゲート電流値
を設定することができる。
According to the invention of claim 6, there is provided a capacitor connected between the control electrodes, and the first function generating means calculates the sum of the capacitance between the control electrodes and the capacitance of the capacitor. Since the function is used to generate the function, it is possible to set an appropriate gate current value according to the convenience of the drive circuit. According to the invention according to claim 7, there is provided a capacitor connected between the control electrode and the main electrode, and the second function generating means determines the capacitance between the control electrode and the main electrode and the capacitance of the capacitor. Since the function is generated using the sum of the capacitances, it is possible to set an appropriate gate current value according to the convenience of the drive circuit.

【0104】請求項8に係る発明によれば、制御電極間
に接続されるコンデンサを有し、第1、第2の関数発生
手段の切り換え時に、両方の出力が互いに等しくなるよ
うに前記コンデンサの静電容量を設定したので、滑らか
な切り換えをすることができる。請求項9に係る発明に
よれば、制御電極と主電極の間に接続されるコンデンサ
を有し、第1、第2の関数発生手段の切り換え時に、両
方の出力が互いに等しくなるように前記コンデンサの静
電容量を設定したので、滑らかな切り換えをすることが
できる。
According to the eighth aspect of the present invention, there is provided a capacitor connected between the control electrodes, and when the first and second function generating means are switched, the output of the capacitor is set so that both outputs become equal to each other. Since the capacitance is set, smooth switching can be performed. According to the ninth aspect of the present invention, there is provided a capacitor connected between the control electrode and the main electrode, wherein the first and second function generating means are switched so that both outputs become equal to each other when switching. Since the capacitance is set, smooth switching can be performed.

【0105】請求項10に係る発明によれば、第1の関
数発生手段が、制御電極間の電圧から主電極の電流への
伝達関数の微分の逆数に代えて、制御電極間の電圧の一
次式で近似して使用するようにしたので、簡単な回路で
主電極の電流変化率を制御することができる。請求項1
1に係る発明によれば、第1の関数発生手段が、制御電
極間の電圧から主電極の電流への伝達関数の微分の逆数
に代えて、代表値である定数で近似して使用するように
したので簡単な回路で主電極の電流変化率を制御するこ
とができる。請求項12に係る発明によれば、第2の関
数発生手段が、制御電極と主電極との間の静電容量に代
えて、制御電極と主電極との間の電圧の一次式で近似し
て使用するようにしたので簡単な回路で主電極間の電圧
変化率を制御することができる。請求項13に係る発明
によれば、第2の関数発生手段が、制御電極と主電極と
の間の静電容量に代えて、代表値である定数で近似して
使用するようにしたので簡単な回路で主電極間の電圧変
化率を制御することができる。
According to the tenth aspect of the present invention, the first function generation means replaces the reciprocal of the differential of the transfer function from the voltage between the control electrodes to the current of the main electrode, and replaces the first order of the voltage between the control electrodes. Since it is used by approximating the equation, the current change rate of the main electrode can be controlled with a simple circuit. Claim 1
According to the invention according to the first aspect, the first function generating means approximates and uses the representative value of the constant instead of the reciprocal of the differential of the transfer function from the voltage between the control electrodes to the current of the main electrode. Thus, the current change rate of the main electrode can be controlled with a simple circuit. According to the twelfth aspect of the present invention, the second function generating means approximates the voltage between the control electrode and the main electrode by a linear expression instead of the capacitance between the control electrode and the main electrode. Since it is used, the rate of voltage change between the main electrodes can be controlled with a simple circuit. According to the thirteenth aspect of the present invention, the second function generating means uses the constant between the control electrode and the main electrode by approximating it with a constant which is a representative value. The circuit can control the voltage change rate between the main electrodes.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態における半導体素子の
駆動回路の基本的構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a drive circuit of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1における半導体素子
の駆動回路のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a driving circuit of the semiconductor element according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態1における半導体素子
とその駆動回路の内部の機能構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration inside a semiconductor element and a driving circuit thereof according to the first embodiment of the present invention;

【図4】 この発明の実施の形態1における半導体素子
とその駆動回路の内部の機能構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration inside a semiconductor element and a driving circuit thereof according to the first embodiment of the present invention;

【図5】 この発明の実施の形態2における半導体素子
の駆動回路のブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram of a drive circuit for a semiconductor element according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態2における半導体素子
とその駆動回路の内部の機能構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram showing a functional configuration inside a semiconductor element and a driving circuit thereof according to a second embodiment of the present invention;

【図7】 この発明の実施の形態2における半導体素子
とその駆動回路の内部の機能構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration inside a semiconductor element and a driving circuit thereof according to a second embodiment of the present invention;

【図8】 この発明の実施の形態3および4における半
導体素子の駆動回路のブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram of a drive circuit of a semiconductor device according to the third and fourth embodiments of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態3における電流変化点
検出手段の構成例を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of a current change point detection unit according to Embodiment 3 of the present invention.

【図10】 この発明の実施の形態3おける電流変化点
検出手段の構成例を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of a current change point detection unit according to a third embodiment of the present invention.

【図11】 この発明の実施の形態3における電流変化
点検出手段の構成例を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of a current change point detection unit according to Embodiment 3 of the present invention.

【図12】 この発明の実施の形態3における電流変化
点検出手段の構成例を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration example of a current change point detection unit according to Embodiment 3 of the present invention.

【図13】 この発明の実施の形態3における電流変化
点検出手段の構成例を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of a current change point detection unit according to Embodiment 3 of the present invention.

【図14】 この発明の実施の形態3における電流変化
点検出手段の構成例を示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration example of a current change point detection unit according to Embodiment 3 of the present invention.

【図15】 この発明の実施の形態3における電流変化
点検出手段の構成例を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of a current change point detection unit according to Embodiment 3 of the present invention.

【図16】 この発明の実施の形態3における電流変化
点検出手段の構成例を示すブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration example of a current change point detection unit according to Embodiment 3 of the present invention.

【図17】 この発明の実施の形態5における半導体素
子の駆動回路のブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram of a drive circuit of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図18】 この発明の実施の形態6における半導体素
子の駆動回路のブロック図である。
FIG. 18 is a block diagram of a drive circuit of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図19】 この発明の実施の形態7における半導体素
子の駆動回路の回路図である。
FIG. 19 is a circuit diagram of a drive circuit of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図20】 この発明の実施の形態7および8における
ゲート−エミッタ間電圧からコレクタ電圧への伝達関数
の微分の逆数を示すグラフである。
FIG. 20 is a graph showing the reciprocal of the derivative of the transfer function from the gate-emitter voltage to the collector voltage in the seventh and eighth embodiments of the present invention.

【図21】 この発明の実施の形態8における半導体素
子の駆動回路の回路図である。
FIG. 21 is a circuit diagram of a drive circuit of a semiconductor element according to an eighth embodiment of the present invention.

【図22】 この発明の実施の形態9における半導体素
子の駆動回路の回路図である。
FIG. 22 is a circuit diagram of a drive circuit of a semiconductor device according to a ninth embodiment of the present invention.

【図23】 この発明の実施の形態9および10におけ
るコレクタ−ゲート間静電容量の電圧依存性を示すグラ
フである。
FIG. 23 is a graph showing the voltage dependence of the collector-gate capacitance in the ninth and tenth embodiments of the present invention.

【図24】 この発明の実施の形態10における半導体
素子の駆動回路の回路図である。
FIG. 24 is a circuit diagram of a drive circuit for a semiconductor element according to a tenth embodiment of the present invention.

【図25】 IGBT素子のスイッチング特性を説明す
るための回路図である。
FIG. 25 is a circuit diagram for explaining switching characteristics of the IGBT element.

【図26】 IGBT素子のターンオフ動作を示す波形
図である。
FIG. 26 is a waveform chart showing a turn-off operation of the IGBT element.

【図27】 IGBT素子のターンオン動作を示す波形
図である。
FIG. 27 is a waveform chart showing a turn-on operation of the IGBT element.

【図28】 従来の半導体素子の駆動回路の回路図であ
る。
FIG. 28 is a circuit diagram of a conventional drive circuit for a semiconductor device.

【図29】 従来の半導体素子の駆動回路の動作を示す
波形図である。
FIG. 29 is a waveform chart showing the operation of a conventional semiconductor element drive circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 IGBT素子、1a ゲート、1b コレクタ、1
c エミッタ、4 スイッチング信号発生手段、16
スイッチング特性設定手段、17 関数発生手段、18
ゲート電流発生手段、19 電流変化率設定手段、2
0 第1の関数発生手段、21 電圧変化率設定手段、
22 第2の関数発生手段、23 切り換え手段、24
電流変化点検出手段、25 第1のコンデンサ、26
第2のコンデンサ。
1 IGBT element, 1a gate, 1b collector, 1
c emitter, 4 switching signal generating means, 16
Switching characteristic setting means, 17 function generating means, 18
Gate current generation means, 19 current change rate setting means, 2
0 first function generating means, 21 voltage change rate setting means,
22 second function generating means, 23 switching means, 24
Current change point detecting means, 25 first capacitor, 26
Second capacitor.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 制御電極間に印加する電圧によって主電
極間の導通状態を制御する電圧駆動形自己消弧半導体素
子の前記制御電極間に接続される駆動回路において、前
記電圧駆動形自己消弧半導体素子をオン/オフする信号
を発生するスイッチング信号発生手段と、このスイッチ
ング信号発生手段の出力により前記電圧駆動形自己消弧
半導体素子のスイッチング特性に関する指令を発生する
スイッチング特性設定手段と、このスイッチング特性設
定手段の出力により前記制御電極へ供給する電流の指令
を発生する関数発生手段と、この関数発生手段の出力に
より前記制御電極へ供給する電流を発生する電流発生手
段とを有し、前記関数発生手段は、前記制御電極へ供給
する電流から前記スイッチング特性設定手段で設定した
前記電圧駆動形自己消弧半導体素子のスイッチング特性
への伝達関数の逆関数を発生するようにしたことを特徴
とする半導体素子の駆動回路。
1. A drive circuit connected between said control electrodes of a voltage-driven self-extinguishing semiconductor element for controlling conduction between main electrodes by a voltage applied between control electrodes, wherein said voltage-driven self-extinguishing is performed. Switching signal generating means for generating a signal for turning on / off the semiconductor element, switching characteristic setting means for generating a command relating to the switching characteristic of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor element by an output of the switching signal generating means, A function generating means for generating a command for a current to be supplied to the control electrode by an output of the characteristic setting means; and a current generating means for generating a current to be supplied to the control electrode by an output of the function generating means. The generating means is configured to generate the voltage-driven self-voltage set by the switching characteristic setting means from a current supplied to the control electrode. A drive circuit for a semiconductor device, wherein an inverse function of a transfer function to a switching characteristic of an arc-extinguishing semiconductor device is generated.
【請求項2】 スイッチング特性設定手段が、電圧駆動
形自己消弧半導体素子の主電極に流れる電流の変化率の
指令を発生する電流変化率設定手段と、前記主電極間の
電圧の変化率の指令を発生する電圧変化率設定手段とか
らなり、関数発生手段が、前記電流変化率設定手段の出
力により前記電圧駆動形自己消弧半導体素子の制御電極
へ供給する電流の指令を発生する第1の関数発生手段
と、前記電圧変化率設定手段により前記制御電極へ供給
する電流の指令を発生する第2の関数発生手段とからな
るとともに、前記第1、第2の関数発生手段を切り換え
てそのいずれかの出力を電流発生手段へ送る切り換え手
段と、前記制御電極の電圧制御による前記主電極間の導
通状態から非導通状態への遷移時に前記主電極に流れる
電流の変化が緩慢な第1の期間からそれに続く電流の変
化が急峻な第2の期間への変化点を検出する電流変化点
検出手段とを有し、この電流変化点検出手段の出力によ
り前記切り換え手段が、前記第1の期間においては前記
第2の関数発生手段へ、前記第2の期間においては前記
第1の関数発生手段へ切り換えるようにしたことを特徴
とする請求項1記載の半導体素子の駆動回路。
A switching characteristic setting means for generating a command for a change rate of a current flowing through a main electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device; A voltage change rate setting means for generating a command, wherein the function generating means generates a command for a current supplied to a control electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device by an output of the current change rate setting means. And a second function generating means for generating a command for the current supplied to the control electrode by the voltage change rate setting means, and switching between the first and second function generating means. Switching means for sending any output to a current generating means; and And a current change point detecting means for detecting a change point from the period of 1 to a second period in which the change of the current that follows is steep. 2. The driving circuit for a semiconductor device according to claim 1, wherein the switching to the second function generating means is performed during the period, and the switching to the first function generating means is performed during the second period.
【請求項3】 スイッチング特性設定手段が、電圧駆動
形自己消弧半導体素子の主電極に流れる電流の変化率の
指令を発生する電流変化率設定手段と、前記主電極間の
電圧の変化率の指令を発生する電圧変化率設定手段とか
らなり、関数発生手段が、前記電流変化率設定手段の出
力により前記電圧駆動形自己消弧半導体素子の制御電極
へ供給する電流の指令を発生する第1の関数発生手段
と、前記電圧変化率設定手段により前記制御電極へ供給
する電流の指令を発生する第2の関数発生手段とからな
るとともに、前記第1、第2の関数発生手段を切り換え
てそのいずれかの出力を電流発生手段へ送る切り換え手
段と、前記制御電極の電圧制御による前記主電極間の非
導通状態から導通状態への遷移時に前記主電極に流れる
電流の変化が急峻な第2の期間からそれに続く電流の変
化が緩慢な第1の期間への変化点を検出する電流変化点
検出手段とを有し、この電流変化点検出手段の出力によ
り前記切り換え手段が、前記第2の期間においては前記
第1の関数発生手段へ、前記第1の期間においては前記
第2の関数発生手段へ切り換えるようにしたことを特徴
とする請求項1記載の半導体素子の駆動回路。
3. The switching characteristic setting means includes: a current change rate setting means for generating a command for a change rate of a current flowing through a main electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor element; A voltage change rate setting means for generating a command, wherein the function generating means generates a command for a current supplied to a control electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device by an output of the current change rate setting means. And a second function generating means for generating a command for the current supplied to the control electrode by the voltage change rate setting means, and switching between the first and second function generating means. A switching unit for sending any output to a current generation unit; and a switching unit for changing a current flowing through the main electrode during a transition from a non-conductive state to a conductive state between the main electrodes by voltage control of the control electrode. Current change point detection means for detecting a change point from the second period to the first period in which the current change is slow, and the switching means uses the output of the current change point detection means to switch the second current to the second period. 2. The driving circuit for a semiconductor device according to claim 1, wherein switching to the first function generating means is performed during the period, and switching to the second function generating means is performed during the first period.
【請求項4】 スイッチング特性設定手段が、電圧駆動
形自己消弧半導体素子の主電極に流れる電流の変化率の
指令を発生する電流変化率設定手段を有し、関数発生手
段が、前記電圧駆動形自己消弧半導体素子の制御電極へ
供給する電流の指令として前記制御電極間の電圧から前
記主電極の電流への伝達関数の微分の逆数と、前記制御
電極間の静電容量と、前記電流変化率設定手段の出力と
の積を発生する第1の関数発生手段を有することを特徴
とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の半導体
素子の駆動回路。
4. The switching characteristic setting means has a current change rate setting means for generating a command of a change rate of a current flowing through a main electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor element, and the function generating means has the voltage driving type. A reciprocal of a derivative of a transfer function from a voltage between the control electrodes to a current of the main electrode as a command of a current supplied to a control electrode of the self-extinguishing semiconductor device, a capacitance between the control electrodes, 4. The driving circuit for a semiconductor device according to claim 1, further comprising a first function generating means for generating a product with an output of the change rate setting means.
【請求項5】 スイッチング特性設定手段が、電圧駆動
形自己消弧半導体素子の主電極間の電圧の変化率の指令
を発生する電圧変化率設定手段を有し、関数発生手段
が、前記電圧駆動形自己消弧半導体素子の制御電極へ供
給する電流の指令として前記制御電極と主電極との間の
静電容量と、前記電圧変化率設定手段の出力との積を発
生する第2の関数発生手段を有することを特徴とする請
求項1から請求項3のいずれかに記載の半導体素子の駆
動回路。
5. The switching characteristic setting means includes a voltage change rate setting means for generating a command of a change rate of a voltage between main electrodes of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor element, and the function generating means includes: Generation of a second function for generating a product of the capacitance between the control electrode and the main electrode and the output of the voltage change rate setting means as a command for the current supplied to the control electrode of the self-extinguishing semiconductor device. 4. The driving circuit for a semiconductor device according to claim 1, further comprising means.
【請求項6】 電圧駆動形自己消弧半導体素子の制御電
極間に接続されるコンデンサを有するとともに、スイッ
チング特性設定手段が、前記電圧駆動形自己消弧半導体
素子の主電極に流れる電流の変化率の指令を発生する電
流変化率設定手段を有し、関数発生手段が、前記制御電
極へ供給する電流の指令として前記制御電極間の電圧か
ら前記主電極の電流への伝達関数の微分の逆数と、前記
制御電極間の静電容量および前記コンデンサの静電容量
の和と、前記電流変化率設定手段の出力との積を発生す
る第1の関数発生手段を有することを特徴とする請求項
1から請求項3のいずれかに記載の半導体素子の駆動回
路。
6. A capacitor connected between control electrodes of a voltage-driven self-extinguishing semiconductor device, wherein the switching characteristic setting means changes a rate of change of a current flowing through a main electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device. The current generation rate setting means for generating a command of the, the function generating means, as a command of the current supplied to the control electrode, the reciprocal of the derivative of the transfer function from the voltage between the control electrodes to the current of the main electrode, And a first function generating means for generating a product of a sum of a capacitance between the control electrodes and a capacitance of the capacitor and an output of the current change rate setting means. A driving circuit for a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3.
【請求項7】 電圧駆動形自己消弧半導体素子の制御電
極と主電極との間に接続されるコンデンサを有するとと
もに、スイッチング特性設定手段が、前記主電極間の電
圧の変化率の指令を発生する電圧変化率設定手段を有
し、関数発生手段が、前記制御電極へ供給する電流の指
令として前記制御電極と主電極との間の静電容量および
前記コンデンサの静電容量の和と、前記電圧変化率設定
手段の出力との積を発生する第2の関数発生手段を有す
ることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに
記載の半導体素子の駆動回路。
7. A voltage-driven self-extinguishing semiconductor device having a capacitor connected between a control electrode and a main electrode of the semiconductor device, wherein the switching characteristic setting means generates a command for a rate of change in voltage between the main electrodes. Having a voltage change rate setting means to perform, the function generating means, as a command of the current supplied to the control electrode, the sum of the capacitance between the control electrode and the main electrode and the capacitance of the capacitor, 4. The driving circuit for a semiconductor device according to claim 1, further comprising a second function generating means for generating a product with an output of the voltage change rate setting means.
【請求項8】 電圧駆動形自己消弧半導体素子の制御電
極間に接続されるコンデンサを有するとともに、スイッ
チング特性設定手段が、前記電圧駆動形自己消弧半導体
素子の主電極に流れる電流の変化率の指令を発生する電
流変化率設定手段を有し、関数発生手段が、前記制御電
極へ供給する電流の指令として前記制御電極間の電圧か
ら前記主電極の電流への伝達関数の微分の逆数と、前記
制御電極間の静電容量および前記コンデンサの静電容量
の和と、前記電流変化率設定手段の出力との積を発生す
る第1の関数発生手段を有して、切り換え手段の切り換
え動作時における第1、第2の関数発生手段の出力が互
いに等しくなるように前記コンデンサの静電容量を設定
したことを特徴とする請求項2または請求項3記載の半
導体素子の駆動回路。
8. A voltage-driven self-extinguishing semiconductor device having a capacitor connected between control electrodes thereof, wherein the switching characteristic setting means changes a rate of change of a current flowing through a main electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device. The current generation rate setting means for generating a command of the, the function generating means, as a command of the current supplied to the control electrode, the reciprocal of the derivative of the transfer function from the voltage between the control electrodes to the current of the main electrode, A first function generating means for generating a product of a sum of a capacitance between the control electrodes and a capacitance of the capacitor and an output of the current change rate setting means, and a switching operation of a switching means. 4. The driving circuit for a semiconductor device according to claim 2, wherein the capacitance of the capacitor is set so that the outputs of the first and second function generating means at the time are equal to each other. .
【請求項9】 電圧駆動形自己消弧半導体素子の制御電
極と主電極との間に接続されるコンデンサを有するとと
もに、スイッチング特性設定手段が、前記主電極間の電
圧の変化率の指令を発生する電圧変化率設定手段を有
し、関数発生手段が、前記制御電極へ供給する電流の指
令として前記制御電極と主電極との間の静電容量および
前記コンデンサの静電容量の和と、前記電圧変化率設定
手段の出力との積を発生する第2の関数発生手段を有し
て、切り換え手段の切り換え動作時における第1、第2
の関数発生手段の出力が互いに等しくなるように前記コ
ンデンサの静電容量を設定したことを特徴とする請求項
2または請求項3記載の半導体素子の駆動回路。
9. A capacitor having a capacitor connected between a control electrode and a main electrode of a voltage-driven self-extinguishing semiconductor device, and a switching characteristic setting means for issuing a command for a rate of change of a voltage between the main electrodes. Having a voltage change rate setting means to perform, the function generating means, as a command of the current supplied to the control electrode, the sum of the capacitance between the control electrode and the main electrode and the capacitance of the capacitor, A second function generating means for generating a product of the output of the voltage change rate setting means and the first and second functions at the time of the switching operation of the switching means;
4. The driving circuit for a semiconductor device according to claim 2, wherein the capacitance of the capacitor is set so that the outputs of the function generating means are equal to each other.
【請求項10】 請求項4、請求項6、請求項8のいず
れかに記載の半導体素子の駆動回路において、第1の関
数発生手段が、電圧駆動形自己消弧半導体素子の制御電
極間の電圧から主電極の電流への伝達関数の微分の逆数
に代えて、前記制御電極間の電圧の一次式で近似して使
用するようにしたことを特徴とする半導体素子の駆動回
路。
10. The driving circuit for a semiconductor device according to claim 4, wherein the first function generating means is provided between the control electrodes of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device. A drive circuit for a semiconductor element, wherein a voltage between the control electrodes is approximated by a linear expression instead of a reciprocal of a differential of a transfer function from a voltage to a current of the main electrode.
【請求項11】 請求項4、請求項6、請求項8のいず
れかに記載の半導体素子の駆動回路において、第1の関
数発生手段が、電圧駆動形自己消弧半導体素子の制御電
極間の電圧から主電極の電流への伝達関数の微分の逆数
に代えて、代表値である定数で近似して使用するように
したことを特徴とする半導体素子の駆動回路。
11. The driving circuit for a semiconductor device according to claim 4, wherein the first function generating means is provided between the control electrodes of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device. A driving circuit for a semiconductor element, wherein a driving function is approximated by a constant, which is a representative value, instead of a reciprocal of a differential of a transfer function from a voltage to a current of a main electrode.
【請求項12】 請求項5、請求項7、請求項9記載の
いずれかに記載の半導体素子の駆動回路において、第2
の関数発生手段が、電圧駆動形自己消弧半導体素子の制
御電極と主電極との間の静電容量に代えて、前記制御電
極と主電極との間の電圧の一次式で近似して使用するよ
うにしたことを特徴とする半導体素子の駆動回路。
12. The driving circuit for a semiconductor device according to claim 5, wherein
Is used in place of the capacitance between the control electrode and the main electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device by approximating the voltage between the control electrode and the main electrode by a linear expression. A driving circuit for a semiconductor element, wherein
【請求項13】 請求項5、請求項7、請求項9記載の
いずれかに記載の半導体素子の駆動回路において、第2
の関数発生手段が、電圧駆動形自己消弧半導体素子の制
御電極と主電極との間の静電容量に代えて、代表値であ
る定数で近似して使用するようにしたことを特徴とする
半導体素子の駆動回路。
13. The driving circuit for a semiconductor device according to claim 5, wherein
Wherein the function generating means is used by approximating with a constant which is a representative value instead of the capacitance between the control electrode and the main electrode of the voltage-driven self-extinguishing semiconductor device. Driver circuit for semiconductor devices.
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