JPWO2017221292A1 - Parallel drive circuit - Google Patents

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Abstract

並列駆動回路（５０）は、第１半導体スイッチ素子（１）と第２半導体スイッチ素子（２）とを有する。第１半導体スイッチ素子（１）の第１ドレイン端子（１ｂ）は第２半導体スイッチ素子（２）の第２ドレイン端子（２ｂ）と並列に接続されており、第１半導体スイッチ素子（１）の第１ソース端子（１ｃ）は第２半導体スイッチ素子（２）の第２ソース端子（２ｃ）と並列に接続されている。第１半導体スイッチ素子（１）のオン状態の抵抗である第１オン抵抗は、第１半導体スイッチ素子（１）の温度が上昇すると上昇し、第２半導体スイッチ素子（２）のオン状態の抵抗である第２オン抵抗は、第２半導体スイッチ素子（２）の温度が上昇すると上昇する。The parallel drive circuit (50) includes a first semiconductor switch element (1) and a second semiconductor switch element (2). The first drain terminal (1b) of the first semiconductor switch element (1) is connected in parallel with the second drain terminal (2b) of the second semiconductor switch element (2), and the first semiconductor switch element (1) The first source terminal (1c) is connected in parallel with the second source terminal (2c) of the second semiconductor switch element (2). The first on-resistance of the first semiconductor switch element (1) increases as the temperature of the first semiconductor switch element (1) rises, and the on-state resistance of the second semiconductor switch element (2) increases. The second on-resistance increases as the temperature of the second semiconductor switch element (2) increases.

Description

本発明は、並列に接続された複数の半導体スイッチ素子を有する並列駆動回路に関する。   The present invention relates to a parallel drive circuit having a plurality of semiconductor switch elements connected in parallel.

従来、インバータ又はコンバータにおいて、並列に接続された複数の半導体スイッチ素子が用いられている。複数の半導体スイッチ素子の電気的特性は、たとえ複数の半導体スイッチ素子が同じ製造方法によって製造されても、同一ではない。そのため、複数の半導体スイッチ素子のうちの特定の半導体スイッチ素子に流れる電流がその他の半導体スイッチ素子に流れる電流より多くなり、特定の半導体スイッチ素子での発熱量がその他の半導体スイッチ素子での発熱量より多くなる。その結果、特定の半導体スイッチ素子の寿命はその他の半導体スイッチ素子の寿命より短くなる。   Conventionally, a plurality of semiconductor switch elements connected in parallel are used in an inverter or a converter. The electrical characteristics of the plurality of semiconductor switch elements are not the same even if the plurality of semiconductor switch elements are manufactured by the same manufacturing method. Therefore, a current flowing through a specific semiconductor switch element among a plurality of semiconductor switch elements is larger than a current flowing through other semiconductor switch elements, and the amount of heat generated by the specific semiconductor switch element is the amount of heat generated by the other semiconductor switch elements. Become more. As a result, the lifetime of a specific semiconductor switch element is shorter than the lifetimes of other semiconductor switch elements.

複数の半導体スイッチ素子のうちの特定の半導体スイッチ素子に流れる電流がその他の半導体スイッチ素子に流れる電流より多くなり続けることを抑制することを目的として、複数の半導体スイッチ素子の各々の温度を検出し、相対的に低温の半導体スイッチ素子に相対的に多くの電流を流す技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。   The temperature of each of the plurality of semiconductor switch elements is detected for the purpose of suppressing that the current flowing through a specific semiconductor switch element of the plurality of semiconductor switch elements continues to be higher than the current flowing through the other semiconductor switch elements. A technique for causing a relatively large amount of current to flow through a relatively low temperature semiconductor switch element has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開２００９−１３５６２６号公報JP 2009-135626 A

しかしながら、従来の技術では、複数の半導体スイッチ素子の各々に温度を検出するセンサを取り付ける必要があるので、並列駆動回路の規模が大きくなると共に製造コストが上昇するという課題がある。加えて、従来の技術では、複数の半導体スイッチ素子の各々に流れる電流の量を制御する制御回路が必要になるという課題がある。   However, in the conventional technique, it is necessary to attach a sensor for detecting the temperature to each of the plurality of semiconductor switch elements, so that there is a problem that the scale of the parallel drive circuit increases and the manufacturing cost increases. In addition, the conventional technique has a problem that a control circuit for controlling the amount of current flowing through each of the plurality of semiconductor switch elements is required.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、並列に接続された複数の半導体スイッチ素子の各々の温度を検出することなく、複数の半導体スイッチ素子の各々の寿命を長くする並列駆動回路を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and a parallel drive circuit that extends the lifetime of each of a plurality of semiconductor switch elements without detecting the temperature of each of the plurality of semiconductor switch elements connected in parallel The purpose is to obtain.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の半導体スイッチ素子を有し、前記複数の半導体スイッチ素子の各々は、ゲート端子、ドレイン端子及びソース端子を有する。前記複数の半導体スイッチ素子における複数の前記ドレイン端子は、並列に接続されており、前記複数の半導体スイッチ素子における複数の前記ソース端子は、並列に接続されている。前記複数の半導体スイッチ素子の各々において、前記半導体スイッチ素子のオン状態の抵抗は、前記半導体スイッチ素子の温度が上昇すると上昇する。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a plurality of semiconductor switch elements, and each of the plurality of semiconductor switch elements includes a gate terminal, a drain terminal, and a source terminal. The plurality of drain terminals in the plurality of semiconductor switch elements are connected in parallel, and the plurality of source terminals in the plurality of semiconductor switch elements are connected in parallel. In each of the plurality of semiconductor switch elements, the on-state resistance of the semiconductor switch element increases as the temperature of the semiconductor switch element increases.

本発明にかかる並列駆動回路は、並列に接続された複数の半導体スイッチ素子の各々の温度を検出することなく、複数の半導体スイッチ素子の各々の寿命を長くすることができるという効果を奏する。   The parallel drive circuit according to the present invention has an effect of extending the lifetime of each of the plurality of semiconductor switch elements without detecting the temperature of each of the plurality of semiconductor switch elements connected in parallel.

実施の形態１及び２にかかる並列駆動回路を示す図The figure which shows the parallel drive circuit concerning Embodiment 1 and 2 実施の形態１の並列駆動回路において、第１半導体スイッチ素子のオン状態における温度と第１オン抵抗との関係と、第２半導体スイッチ素子のオン状態における温度と第２オン抵抗との関係とを示す図In the parallel drive circuit of the first embodiment, the relationship between the temperature in the on state of the first semiconductor switch element and the first on resistance, and the relationship between the temperature in the on state of the second semiconductor switch element and the second on resistance. Illustration 実施の形態２の並列駆動回路において、第１半導体スイッチ素子の温度と第１閾値電圧との関係と、第２半導体スイッチ素子の温度と第２閾値電圧との関係とを示す図In the parallel drive circuit of Embodiment 2, the figure which shows the relationship between the temperature of a 1st semiconductor switch element, and a 1st threshold voltage, and the relationship between the temperature of a 2nd semiconductor switch element, and a 2nd threshold voltage 実施の形態２において、半導体スイッチ素子を動作させるための制御信号の一例と、半導体スイッチ素子のオン状態及びオフ状態の一例とを示す図FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a control signal for operating a semiconductor switch element and an example of an on state and an off state of the semiconductor switch element in the second embodiment. 実施の形態３にかかる並列駆動回路を示す図The figure which shows the parallel drive circuit concerning Embodiment 3. 実施の形態３において、半導体スイッチ素子を動作させるための制御信号の一例と、半導体スイッチ素子のオン状態及びオフ状態の一例とを示す図FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a control signal for operating a semiconductor switch element and an example of an on state and an off state of the semiconductor switch element in the third embodiment.

以下に、本発明の実施の形態にかかる並列駆動回路を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態では複数の半導体スイッチ素子として、２素子の例を示すが、複数の半導体スイッチ素子が３素子以上である場合においても複数の半導体スイッチ素子が２素子である場合に得られる効果と同様の効果が得られる。   Hereinafter, a parallel drive circuit according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In this embodiment, an example of two elements is shown as the plurality of semiconductor switch elements. However, even when the plurality of semiconductor switch elements are three elements or more, it is obtained when the plurality of semiconductor switch elements are two elements. The same effect as the effect can be obtained.

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる並列駆動回路５０を示す図である。並列駆動回路５０は、第１ゲート端子１ａ、第１ドレイン端子１ｂ及び第１ソース端子１ｃを有する第１半導体スイッチ素子１と、第２ゲート端子２ａ、第２ドレイン端子２ｂ及び第２ソース端子２ｃを有する第２半導体スイッチ素子２とを有する。実施の形態１では、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２はいずれも、金属酸化物半導体電界効果トランジスタによって構成されている。以下では、金属酸化物半導体電界効果トランジスタを、ＭＯＳＦＥＴ(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)と記載する。Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram illustrating a parallel drive circuit 50 according to the first embodiment. The parallel drive circuit 50 includes a first semiconductor switch element 1 having a first gate terminal 1a, a first drain terminal 1b, and a first source terminal 1c, a second gate terminal 2a, a second drain terminal 2b, and a second source terminal 2c. And a second semiconductor switch element 2 having In the first embodiment, both the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 are constituted by metal oxide semiconductor field effect transistors. Hereinafter, the metal oxide semiconductor field effect transistor is referred to as a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor).

第１半導体スイッチ素子１の第１ドレイン端子１ｂは第２半導体スイッチ素子２の第２ドレイン端子２ｂと並列に接続されており、第１半導体スイッチ素子１の第１ソース端子１ｃは第２半導体スイッチ素子２の第２ソース端子２ｃと並列に接続されている。すなわち、第１半導体スイッチ素子１と第２半導体スイッチ素子２とは並列に接続されている。   The first drain terminal 1b of the first semiconductor switch element 1 is connected in parallel with the second drain terminal 2b of the second semiconductor switch element 2, and the first source terminal 1c of the first semiconductor switch element 1 is the second semiconductor switch. The second source terminal 2c of the element 2 is connected in parallel. That is, the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 are connected in parallel.

第１半導体スイッチ素子１のオン状態の抵抗である第１オン抵抗は、第１半導体スイッチ素子１の温度が上昇すると上昇し、第２半導体スイッチ素子２のオン状態の抵抗である第２オン抵抗は、第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると上昇する。第１オン抵抗及び第２オン抵抗については、後に図２を用いて説明する。   The first on-resistance which is the on-state resistance of the first semiconductor switch element 1 increases as the temperature of the first semiconductor switch element 1 rises, and the second on-resistance which is the on-state resistance of the second semiconductor switch element 2. Increases as the temperature of the second semiconductor switch element 2 increases. The first on-resistance and the second on-resistance will be described later with reference to FIG.

並列駆動回路５０は、第１半導体スイッチ素子１の動作及び第２半導体スイッチ素子２の動作を制御する駆動回路５と、第１抵抗３と、第２抵抗４とを更に有する。第１抵抗３の一方の端部は第１半導体スイッチ素子１の第１ゲート端子１ａに接続されており、第１抵抗３の他方の端部は駆動回路５に接続されている。第２抵抗４の一方の端部は第２半導体スイッチ素子２の第２ゲート端子２ａに接続されており、第２抵抗４の他方の端部は駆動回路５に接続されている。第１抵抗３の他方の端部は、第２抵抗４の他方の端部にも接続されている。   The parallel drive circuit 50 further includes a drive circuit 5 that controls the operation of the first semiconductor switch element 1 and the operation of the second semiconductor switch element 2, a first resistor 3, and a second resistor 4. One end of the first resistor 3 is connected to the first gate terminal 1 a of the first semiconductor switch element 1, and the other end of the first resistor 3 is connected to the drive circuit 5. One end of the second resistor 4 is connected to the second gate terminal 2 a of the second semiconductor switch element 2, and the other end of the second resistor 4 is connected to the drive circuit 5. The other end of the first resistor 3 is also connected to the other end of the second resistor 4.

つまり、駆動回路５は、第１抵抗３を介して第１半導体スイッチ素子１の第１ゲート端子１ａと接続されており、かつ第２抵抗４を介して第２半導体スイッチ素子２の第２ゲート端子２ａと接続されている。駆動回路５は、並列駆動回路５０の外部から制御信号６を受信し、制御信号６にしたがって、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２をオンさせると共に、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２をオフさせる。   That is, the drive circuit 5 is connected to the first gate terminal 1 a of the first semiconductor switch element 1 via the first resistor 3 and is connected to the second gate of the second semiconductor switch element 2 via the second resistor 4. It is connected to the terminal 2a. The drive circuit 5 receives the control signal 6 from the outside of the parallel drive circuit 50, turns on the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 in accordance with the control signal 6, and The second semiconductor switch element 2 is turned off.

第１半導体スイッチ素子１、第２半導体スイッチ素子２、駆動回路５、第１抵抗３及び第２抵抗４は、ひとつのモジュール１０として集積されている。   The first semiconductor switch element 1, the second semiconductor switch element 2, the drive circuit 5, the first resistor 3 and the second resistor 4 are integrated as one module 10.

次に、第１オン抵抗及び第２オン抵抗について説明する。第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２は同じ製造方法によって製造されるが、第１半導体スイッチ素子１の電気的特性と第２半導体スイッチ素子２の電気的特性とは異なる。つまり、第１半導体スイッチ素子１のオン状態の抵抗である第１オン抵抗は、第２半導体スイッチ素子２のオン状態の抵抗である第２オン抵抗と異なる。   Next, the first on-resistance and the second on-resistance will be described. The first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 are manufactured by the same manufacturing method, but the electrical characteristics of the first semiconductor switch element 1 and the electrical characteristics of the second semiconductor switch element 2 are different. That is, the first on-resistance that is the on-state resistance of the first semiconductor switch element 1 is different from the second on-resistance that is the on-state resistance of the second semiconductor switch element 2.

図２は、実施の形態１の並列駆動回路５０において、第１半導体スイッチ素子１のオン状態における温度と第１オン抵抗との関係と、第２半導体スイッチ素子２のオン状態における温度と第２オン抵抗との関係とを示す図である。図２では、第１半導体スイッチ素子１についての温度と第１オン抵抗との関係は第１曲線Ｃ１によって示されており、第２半導体スイッチ素子２についての温度と第２オン抵抗との関係は第２曲線Ｃ２によって示されている。   2 shows the relationship between the temperature and the first on-resistance of the first semiconductor switch element 1 in the on-state of the first semiconductor switch element 1, the temperature in the on-state of the second semiconductor switch element 2 and the second in the parallel drive circuit 50 of the first embodiment. It is a figure which shows the relationship with on-resistance. In FIG. 2, the relationship between the temperature and the first on-resistance for the first semiconductor switch element 1 is shown by the first curve C1, and the relationship between the temperature and the second on-resistance for the second semiconductor switch element 2 is This is indicated by the second curve C2.

図２の第１曲線Ｃ１及び第２曲線Ｃ２が示す通り、第１半導体スイッチ素子１のオン状態における温度と第１オン抵抗との関係は、第２半導体スイッチ素子２のオン状態における温度と第２オン抵抗との関係と異なる。   As shown by the first curve C1 and the second curve C2 in FIG. 2, the relationship between the temperature in the on state of the first semiconductor switch element 1 and the first on resistance is the same as the temperature in the on state of the second semiconductor switch element 2 and the first on resistance. Different from the relationship with 2-on resistance.

さらに、第１オン抵抗は第１半導体スイッチ素子１の温度によって異なり、第１半導体スイッチ素子１の温度が上昇すると、第１オン抵抗は上昇する。さらにまた、第２半導体スイッチ素子２の温度が１００℃以上である場合、第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると、第２オン抵抗は上昇する。以下では、第１半導体スイッチ素子１の放熱条件と第２半導体スイッチ素子２の放熱条件とは等しいと仮定する。   Furthermore, the first on-resistance varies depending on the temperature of the first semiconductor switch element 1, and the first on-resistance increases as the temperature of the first semiconductor switch element 1 increases. Furthermore, when the temperature of the second semiconductor switch element 2 is 100 ° C. or higher, the second on-resistance increases as the temperature of the second semiconductor switch element 2 increases. Hereinafter, it is assumed that the heat dissipation condition of the first semiconductor switch element 1 and the heat dissipation condition of the second semiconductor switch element 2 are equal.

図２において、１００℃では、第１半導体スイッチ素子１の第１オン抵抗は第１値Ｒ１ａであって、第２半導体スイッチ素子２の第２オン抵抗は第２値Ｒ２ａであり、第１値Ｒ１ａは第２値Ｒ２ａより大きい。１１０℃における第２半導体スイッチ素子２の第２オン抵抗は第３値Ｒ２ｂであって第２値Ｒ２ａより大きいことから明らかな通り、第２半導体スイッチ素子２の温度が１００℃以上である場合、第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると、第２オン抵抗は上昇する。   In FIG. 2, at 100 ° C., the first on-resistance of the first semiconductor switch element 1 is the first value R1a, the second on-resistance of the second semiconductor switch element 2 is the second value R2a, and the first value R1a is greater than the second value R2a. As is clear from the fact that the second on-resistance of the second semiconductor switch element 2 at 110 ° C. is the third value R2b and is larger than the second value R2a, when the temperature of the second semiconductor switch element 2 is 100 ° C. or higher, When the temperature of the second semiconductor switch element 2 rises, the second on-resistance rises.

図１に示す通り、第１半導体スイッチ素子１の第１ドレイン端子１ｂは第２半導体スイッチ素子２の第２ドレイン端子２ｂと並列に接続されており、第１半導体スイッチ素子１の第１ソース端子１ｃは第２半導体スイッチ素子２の第２ソース端子２ｃと並列に接続されている。そのため、第１半導体スイッチ素子１の第１ドレイン端子１ｂにおける電圧は第２半導体スイッチ素子２の第２ドレイン端子２ｂにおける電圧と等しく、第１半導体スイッチ素子１の第１ソース端子１ｃにおける電圧は第２半導体スイッチ素子２の第２ソース端子２ｃにおける電圧と等しい。   As shown in FIG. 1, the first drain terminal 1 b of the first semiconductor switch element 1 is connected in parallel with the second drain terminal 2 b of the second semiconductor switch element 2, and the first source terminal of the first semiconductor switch element 1 1 c is connected in parallel with the second source terminal 2 c of the second semiconductor switch element 2. Therefore, the voltage at the first drain terminal 1b of the first semiconductor switch element 1 is equal to the voltage at the second drain terminal 2b of the second semiconductor switch element 2, and the voltage at the first source terminal 1c of the first semiconductor switch element 1 is 2 equal to the voltage at the second source terminal 2 c of the semiconductor switch element 2.

第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々について、ドレイン端子とソース端子との間の電圧をＶｏｎと仮定すると、１００℃では、第１半導体スイッチ素子１の電力損失Ｐ１と第２半導体スイッチ素子２の電力損失Ｐ２とは以下の通りに表現される。
Ｐ１＝（Ｖｏｎ）２／Ｒ１ａ
Ｐ２＝（Ｖｏｎ）２／Ｒ２ａAssuming that the voltage between the drain terminal and the source terminal of each of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 is Von, the power loss P1 of the first semiconductor switch element 1 and the second The power loss P2 of the semiconductor switch element 2 is expressed as follows.
P1 = (Von) 2 / R1a
P2 = (Von) 2 / R2a

ところで、第１半導体スイッチ素子１の第１オン抵抗及び第２半導体スイッチ素子２の第２オン抵抗のいずれもが温度に依存せずに一定である場合、上記の二つの式から理解できる通り、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇しても、第１半導体スイッチ素子１の電力損失Ｐ１及び第２半導体スイッチ素子２の電力損失Ｐ２は変化しない。   By the way, when both the first on-resistance of the first semiconductor switch element 1 and the second on-resistance of the second semiconductor switch element 2 are constant without depending on temperature, as can be understood from the above two equations, Even if the temperature of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 rises, the power loss P1 of the first semiconductor switch element 1 and the power loss P2 of the second semiconductor switch element 2 do not change.

つまり、第１半導体スイッチ素子１の第１オン抵抗及び第２半導体スイッチ素子２の第２オン抵抗のいずれもが温度に依存せずに一定である場合、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇しても、電力損失Ｐ１と電力損失Ｐ２との差は変わらない。第１半導体スイッチ素子１の温度と第２半導体スイッチ素子２の温度との差は、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々の電力損失の差と各々の放熱条件とにより決まる値に収束する。すなわち、第１オン抵抗及び第２オン抵抗のいずれもが温度に依存せずに一定である場合、第１半導体スイッチ素子１の温度と第２半導体スイッチ素子２の温度との差は抑制されない。   That is, when both the first on-resistance of the first semiconductor switch element 1 and the second on-resistance of the second semiconductor switch element 2 are constant without depending on the temperature, the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor Even if the temperature of the switch element 2 rises, the difference between the power loss P1 and the power loss P2 does not change. The difference between the temperature of the first semiconductor switch element 1 and the temperature of the second semiconductor switch element 2 is determined by the difference in power loss between the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 and the heat dissipation conditions. Converges to a value. That is, when both the first on-resistance and the second on-resistance are constant without depending on the temperature, the difference between the temperature of the first semiconductor switch element 1 and the temperature of the second semiconductor switch element 2 is not suppressed.

実施の形態１では、図２に示す通り、第１半導体スイッチ素子１の温度が１００℃以上である場合、第１半導体スイッチ素子１の温度が上昇すると、第１オン抵抗は上昇する。つまり、第１半導体スイッチ素子１の温度が１００℃以上である場合、第１半導体スイッチ素子１の温度が上昇すると、電力損失Ｐ１は小さくなる。第２半導体スイッチ素子２の温度が１００℃以上である場合、第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると、第２オン抵抗は上昇する。つまり、第２半導体スイッチ素子２の温度が１００℃以上である場合、第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると、電力損失Ｐ２は小さくなる。   In the first embodiment, as shown in FIG. 2, when the temperature of the first semiconductor switch element 1 is 100 ° C. or higher, the first on-resistance increases as the temperature of the first semiconductor switch element 1 increases. That is, when the temperature of the first semiconductor switch element 1 is 100 ° C. or higher, the power loss P1 decreases as the temperature of the first semiconductor switch element 1 increases. When the temperature of the second semiconductor switch element 2 is 100 ° C. or higher, the second on-resistance increases as the temperature of the second semiconductor switch element 2 increases. That is, when the temperature of the second semiconductor switch element 2 is 100 ° C. or higher, the power loss P2 decreases as the temperature of the second semiconductor switch element 2 increases.

図２において、１００℃では、第１半導体スイッチ素子１の第１オン抵抗は第１値Ｒ１ａであって、第２半導体スイッチ素子２の第２オン抵抗は第２値Ｒ２ａであり、第１値Ｒ１ａは第２値Ｒ２ａより大きい。第１半導体スイッチ素子１のオン状態における温度と第１オン抵抗との関係と、第２半導体スイッチ素子２のオン状態における温度と第２オン抵抗との関係とのいずれもが図２に示されている関係である場合、温度が１００℃以上で上昇すると、第１半導体スイッチ素子１の電力損失Ｐ１と第２半導体スイッチ素子２の電力損失Ｐ２との差は小さくなる。ひいては、第１半導体スイッチ素子１の温度と第２半導体スイッチ素子２の温度との差は小さくなる。   In FIG. 2, at 100 ° C., the first on-resistance of the first semiconductor switch element 1 is the first value R1a, the second on-resistance of the second semiconductor switch element 2 is the second value R2a, and the first value R1a is greater than the second value R2a. FIG. 2 shows both the relationship between the temperature and the first on-resistance of the first semiconductor switching element 1 and the relationship between the temperature and the second on-resistance of the second semiconductor switching element 2. If the temperature rises above 100 ° C., the difference between the power loss P1 of the first semiconductor switch element 1 and the power loss P2 of the second semiconductor switch element 2 becomes small. As a result, the difference between the temperature of the first semiconductor switch element 1 and the temperature of the second semiconductor switch element 2 becomes small.

つまり、第１半導体スイッチ素子１の第１オン抵抗が、第１半導体スイッチ素子１の温度が上昇すると上昇し、第２半導体スイッチ素子２の第２オン抵抗が、第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると上昇するので、温度が上昇すると、第１半導体スイッチ素子１の電力損失Ｐ１と第２半導体スイッチ素子２の電力損失Ｐ２との差は小さくなる。ひいては、第１半導体スイッチ素子１の温度と第２半導体スイッチ素子２の温度との差は小さくなる。   That is, the first on-resistance of the first semiconductor switch element 1 increases as the temperature of the first semiconductor switch element 1 rises, and the second on-resistance of the second semiconductor switch element 2 increases to the temperature of the second semiconductor switch element 2. As the temperature rises, the difference between the power loss P1 of the first semiconductor switch element 1 and the power loss P2 of the second semiconductor switch element 2 decreases as the temperature rises. As a result, the difference between the temperature of the first semiconductor switch element 1 and the temperature of the second semiconductor switch element 2 becomes small.

ここで、いずれの温度においても、第１オン抵抗は第２オン抵抗より大きく、かつ、各温度において、第１オン抵抗の温度に対する増加率は第２オン抵抗の温度に対する増加率と同じもしくは小さい。又は、第１半導体スイッチ素子１の第１オン抵抗と第２半導体スイッチ素子２の第２オン抵抗との差は、各温度において、第１オン抵抗の２０％以内である。第１オン抵抗と第２オン抵抗との差が各温度において第１オン抵抗の２０％以内である場合、電力損失はその逆数となるので、第１半導体スイッチ素子１の電力損失Ｐ１と第２半導体スイッチ素子２の電力損失Ｐ２との差は電力損失Ｐ１の２５％以内となる。   Here, at any temperature, the first on-resistance is larger than the second on-resistance, and at each temperature, the increase rate of the first on-resistance with respect to the temperature is the same as or smaller than the increase rate of the second on-resistance with respect to the temperature. . Alternatively, the difference between the first on-resistance of the first semiconductor switch element 1 and the second on-resistance of the second semiconductor switch element 2 is within 20% of the first on-resistance at each temperature. When the difference between the first on-resistance and the second on-resistance is within 20% of the first on-resistance at each temperature, the power loss is the reciprocal thereof, so that the power loss P1 of the first semiconductor switch element 1 and the second The difference from the power loss P2 of the semiconductor switch element 2 is within 25% of the power loss P1.

第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２が取り付けられている放熱板の温度が９０℃であり、第１半導体スイッチ素子１の温度が１４０℃であると仮定する。第２半導体スイッチ素子２の第２オン抵抗が第１半導体スイッチ素子１の第１オン抵抗の８０％より小さい場合、第２半導体スイッチ素子２の温度は１５０℃より高くなって、一般的に半導体を使用することができる上限温度１５０℃を超える可能性がある。以上のことから、第１オン抵抗と第２オン抵抗との差を各温度において第１オン抵抗の２０％以内にすることで、第１半導体スイッチ素子１の温度と第２半導体スイッチ素子２の温度との差が著しく大きくなることを防止することができる。   It is assumed that the temperature of the heat sink to which the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 are attached is 90 ° C., and the temperature of the first semiconductor switch element 1 is 140 ° C. When the second on-resistance of the second semiconductor switch element 2 is less than 80% of the first on-resistance of the first semiconductor switch element 1, the temperature of the second semiconductor switch element 2 is higher than 150 ° C. There is a possibility that the upper limit temperature at which 150 ° C. can be used exceeds 150 ° C. From the above, by setting the difference between the first on-resistance and the second on-resistance to be within 20% of the first on-resistance at each temperature, the temperature of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 It is possible to prevent the difference from the temperature from becoming significantly large.

上述の通り、第１半導体スイッチ素子１の温度が１００℃以上である場合、第１半導体スイッチ素子１の温度が上昇すると、第１オン抵抗は上昇し、第２半導体スイッチ素子２の温度が１００℃以上である場合、第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると、第２オン抵抗は上昇する。そのため、第１半導体スイッチ素子１のオン状態における温度と第１オン抵抗との関係と、第２半導体スイッチ素子２のオン状態における温度と第２オン抵抗との関係とのいずれもが図２に示されている関係である場合、温度が１００℃以上で上昇すると、第１半導体スイッチ素子１の電力損失Ｐ１と第２半導体スイッチ素子２の電力損失Ｐ２との差は小さくなる。ひいては、第１半導体スイッチ素子１の温度と第２半導体スイッチ素子２の温度との差は小さくなる。   As described above, when the temperature of the first semiconductor switch element 1 is 100 ° C. or higher, when the temperature of the first semiconductor switch element 1 increases, the first on-resistance increases and the temperature of the second semiconductor switch element 2 increases to 100. When the temperature is higher than or equal to ° C., the second on-resistance increases as the temperature of the second semiconductor switch element 2 increases. Therefore, both the relationship between the temperature in the on state of the first semiconductor switch element 1 and the first on resistance and the relationship between the temperature in the on state of the second semiconductor switch element 2 and the second on resistance are shown in FIG. In the case of the relationship shown, when the temperature rises above 100 ° C., the difference between the power loss P1 of the first semiconductor switch element 1 and the power loss P2 of the second semiconductor switch element 2 decreases. As a result, the difference between the temperature of the first semiconductor switch element 1 and the temperature of the second semiconductor switch element 2 becomes small.

すなわち、第１半導体スイッチ素子１の温度と第２半導体スイッチ素子２の温度との一方が他方に比べて高くなりすぎることが抑制され、第１半導体スイッチ素子１での発熱量と第２半導体スイッチ素子２での発熱量との一方が他方に比べて多くなりすぎることが抑制される。そのため、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々の寿命を長くすることができる。したがって、実施の形態１の並列駆動回路５０は、並列に接続された第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々の温度を検出することなく、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々の寿命を長くすることができる。   That is, it is suppressed that one of the temperature of the first semiconductor switch element 1 and the temperature of the second semiconductor switch element 2 becomes too high compared to the other, and the amount of heat generated in the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch It is suppressed that one side with the calorific value in the element 2 becomes too much as compared with the other side. Therefore, the lifetime of each of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 can be extended. Therefore, the parallel drive circuit 50 according to the first embodiment detects the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 1 without detecting the temperatures of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 connected in parallel. The lifetime of each of the semiconductor switch elements 2 can be extended.

加えて、第１半導体スイッチ素子１と第２半導体スイッチ素子２との一方の温度が他方の温度に比べて高くなりすぎることが抑制されるので、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々に流れる電流を大きくすることができる。つまり、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々の性能をより大きく発揮させることができる。   In addition, since it is suppressed that one temperature of the 1st semiconductor switch element 1 and the 2nd semiconductor switch element 2 becomes too high compared with the other temperature, the 1st semiconductor switch element 1 and the 2nd semiconductor switch element The current flowing through each of the two can be increased. That is, the performance of each of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 can be exhibited more greatly.

並列駆動回路５０の製造者は、第１半導体スイッチ素子１の第１オン抵抗が、第１半導体スイッチ素子１の温度が上昇すると上昇し、第２半導体スイッチ素子２の第２オン抵抗が、第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると上昇するという第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２を用いればよい。その場合、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々の温度を検出することなく、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々の寿命を長くすることができる。   The manufacturer of the parallel drive circuit 50 determines that the first on-resistance of the first semiconductor switch element 1 increases as the temperature of the first semiconductor switch element 1 increases, and the second on-resistance of the second semiconductor switch element 2 2 The first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 may be used which increase as the temperature of the semiconductor switch element 2 increases. In that case, the lifetime of each of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 can be extended without detecting the temperature of each of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2.

なお、図２では、第１半導体スイッチ素子１の温度が１００℃以上である場合、第１半導体スイッチ素子１の温度が上昇すると、第１オン抵抗は上昇し、第２半導体スイッチ素子２の温度が１００℃以上である場合、第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると、第２オン抵抗は上昇する。しかしながら、上記の１００℃という温度は一例であって、温度は１００℃以上に限定されない。   In FIG. 2, when the temperature of the first semiconductor switch element 1 is 100 ° C. or higher, when the temperature of the first semiconductor switch element 1 is increased, the first on-resistance is increased and the temperature of the second semiconductor switch element 2 is increased. Is 100 ° C. or higher, the second on-resistance increases as the temperature of the second semiconductor switch element 2 increases. However, the above temperature of 100 ° C. is an example, and the temperature is not limited to 100 ° C. or more.

ただ一般的には、インバータ又はコンバータにおいて使用される場合の第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の温度の上限は半導体ごとに１５０℃から２００℃の間で設定されており、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々は以下の特性を有していればよい。すなわち、第１半導体スイッチ素子１の温度が１００℃以上半導体使用温度上限以下である場合、第１半導体スイッチ素子１の温度が上昇すると、第１オン抵抗は上昇し、第２半導体スイッチ素子２の温度が１００℃以上半導体使用温度上限以下である場合、第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると、第２オン抵抗は上昇する。   However, generally, the upper limit of the temperature of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 when used in an inverter or converter is set between 150 ° C. and 200 ° C. for each semiconductor, Each of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 only needs to have the following characteristics. That is, when the temperature of the first semiconductor switch element 1 is not less than 100 ° C. and not more than the upper limit of the semiconductor use temperature, when the temperature of the first semiconductor switch element 1 rises, the first on-resistance increases and the second semiconductor switch element 2 When the temperature is not less than 100 ° C. and not more than the upper limit of the semiconductor use temperature, when the temperature of the second semiconductor switch element 2 is increased, the second on-resistance is increased.

更に言うと、第１オン抵抗は、第１半導体スイッチ素子１の温度が１００℃以上２００℃以下の温度範囲の中の少なくとも一部分において、第１半導体スイッチ素子１の温度が上昇すると上昇する特性を有する。第２オン抵抗は、第２半導体スイッチ素子２の温度が１００℃以上２００℃以下の温度範囲の中の少なくとも一部分において、第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると上昇する特性を有する。   Furthermore, the first on-resistance has a characteristic that the temperature of the first semiconductor switch element 1 increases as the temperature of the first semiconductor switch element 1 rises in at least a part of the temperature range of 100 ° C. to 200 ° C. Have. The second on-resistance has a characteristic that the temperature of the second semiconductor switch element 2 increases as the temperature of the second semiconductor switch element 2 increases in at least a part of the temperature range of 100 ° C. or more and 200 ° C. or less.

一般的に、並列駆動回路５０の製造者は、１００℃以上半導体使用温度上限以下における特性に着目して第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２を用いればよいので、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２を選定する際の自由度は広がる。半導体使用温度上限は、例えば２００℃である。   In general, the manufacturer of the parallel drive circuit 50 may use the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 by paying attention to characteristics at a temperature of 100 ° C. or more and below the upper limit of the semiconductor use temperature. The degree of freedom in selecting the element 1 and the second semiconductor switch element 2 is expanded. The semiconductor operating temperature upper limit is, for example, 200 ° C.

実施の形態１では、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２はひとつのモジュール１０として集積されている。そのため、モジュール１０を小さくすることにより並列駆動回路５０を小さくすることができる。実施の形態１では、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２と共に駆動回路５もひとつのモジュール１０として集積されている。そのため、駆動回路５がモジュール１０の外部に設けられている場合に比べて、並列駆動回路５０を小さくすることができる。   In the first embodiment, the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 are integrated as one module 10. Therefore, the parallel drive circuit 50 can be made smaller by making the module 10 smaller. In the first embodiment, the drive circuit 5 is integrated as one module 10 together with the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2. Therefore, the parallel drive circuit 50 can be made smaller than when the drive circuit 5 is provided outside the module 10.

実施の形態２．
次に、実施の形態２の並列駆動回路５０を説明する。実施の形態２の並列駆動回路５０の構成は、実施の形態１の並列駆動回路５０の構成と同じである。そのため、実施の形態２の並列駆動回路５０を、図１を用いて説明する。なお、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の特性は、実施の形態１と実施の形態２とで異なる。実施の形態２では、実施の形態１と相違する点について説明する。Embodiment 2. FIG.
Next, the parallel drive circuit 50 according to the second embodiment will be described. The configuration of the parallel drive circuit 50 of the second embodiment is the same as the configuration of the parallel drive circuit 50 of the first embodiment. Therefore, the parallel drive circuit 50 of Embodiment 2 is demonstrated using FIG. The characteristics of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 are different between the first embodiment and the second embodiment. In the second embodiment, differences from the first embodiment will be described.

第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２は同じ製造方法によって製造されるが、第１半導体スイッチ素子１の電気的特性と第２半導体スイッチ素子２の電気的特性とは異なる。つまり、第１半導体スイッチ素子１の第１ゲート端子１ａに印加される電圧であって第１半導体スイッチ素子１をオフの状態からオンの状態に変化させるための第１閾値電圧は、第２半導体スイッチ素子２の第２ゲート端子２ａに印加される電圧であって第２半導体スイッチ素子２をオフの状態からオンの状態に変化させるための第２閾値電圧と異なる。   The first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 are manufactured by the same manufacturing method, but the electrical characteristics of the first semiconductor switch element 1 and the electrical characteristics of the second semiconductor switch element 2 are different. That is, the first threshold voltage that is applied to the first gate terminal 1a of the first semiconductor switch element 1 and changes the first semiconductor switch element 1 from the OFF state to the ON state is the second semiconductor voltage. The voltage applied to the second gate terminal 2a of the switch element 2 is different from the second threshold voltage for changing the second semiconductor switch element 2 from the off state to the on state.

実施の形態２では、第１半導体スイッチ素子１の第１閾値電圧は第１半導体スイッチ素子１の温度が上昇すると上昇し、第２半導体スイッチ素子２の第２閾値電圧は第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると上昇する。図３は、実施の形態２の並列駆動回路５０において、第１半導体スイッチ素子１の温度と第１閾値電圧との関係と、第２半導体スイッチ素子２の温度と第２閾値電圧との関係とを示す図である。図３では、第１半導体スイッチ素子１についての温度と第１閾値電圧との関係は第３曲線Ｄ１によって示されており、第２半導体スイッチ素子２についての温度と第２閾値電圧との関係は第４曲線Ｄ２によって示されている。   In the second embodiment, the first threshold voltage of the first semiconductor switch element 1 increases as the temperature of the first semiconductor switch element 1 rises, and the second threshold voltage of the second semiconductor switch element 2 increases to the second semiconductor switch element 2. As the temperature rises, it rises. FIG. 3 shows the relationship between the temperature of the first semiconductor switch element 1 and the first threshold voltage and the relationship between the temperature of the second semiconductor switch element 2 and the second threshold voltage in the parallel drive circuit 50 of the second embodiment. FIG. In FIG. 3, the relationship between the temperature and the first threshold voltage for the first semiconductor switch element 1 is shown by the third curve D1, and the relationship between the temperature and the second threshold voltage for the second semiconductor switch element 2 is This is indicated by the fourth curve D2.

図３の第３曲線Ｄ１及び第４曲線Ｄ２が示す通り、第１半導体スイッチ素子１の温度と第１閾値電圧との関係は、第２半導体スイッチ素子２の温度と第２閾値電圧との関係と異なる。第１閾値電圧は第１半導体スイッチ素子１の温度によって異なり、第１半導体スイッチ素子１の温度が１００℃以上である場合、第１半導体スイッチ素子１の温度が上昇すると、第１閾値電圧は上昇する。さらにまた、第２閾値電圧は第２半導体スイッチ素子２の温度によって異なり、第２半導体スイッチ素子２の温度が１００℃以上である場合、第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると、第２閾値電圧は上昇する。以下では、第１半導体スイッチ素子１の放熱条件と第２半導体スイッチ素子２の放熱条件とは等しいと仮定する。   As shown by the third curve D1 and the fourth curve D2 in FIG. 3, the relationship between the temperature of the first semiconductor switch element 1 and the first threshold voltage is the relationship between the temperature of the second semiconductor switch element 2 and the second threshold voltage. And different. The first threshold voltage varies depending on the temperature of the first semiconductor switch element 1. When the temperature of the first semiconductor switch element 1 is 100 ° C. or higher, the first threshold voltage increases as the temperature of the first semiconductor switch element 1 increases. To do. Furthermore, the second threshold voltage varies depending on the temperature of the second semiconductor switch element 2, and when the temperature of the second semiconductor switch element 2 is 100 ° C. or higher, the second threshold voltage increases when the temperature of the second semiconductor switch element 2 increases. The voltage rises. Hereinafter, it is assumed that the heat dissipation condition of the first semiconductor switch element 1 and the heat dissipation condition of the second semiconductor switch element 2 are equal.

一般的に、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２がオフ状態からオン状態に変化する場合又はオン状態からオフ状態に変化する場合、第１半導体スイッチ素子１の抵抗と第２半導体スイッチ素子２の抵抗とには差が生じる。第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２がオフ状態からオン状態に変化する場合又はオン状態からオフ状態に変化する場合、第１半導体スイッチ素子１の変化のタイミングと第２半導体スイッチ素子２の変化のタイミングとには差が生じる。   Generally, when the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 change from the off state to the on state, or when the first semiconductor switch element 1 changes from the on state to the off state, the resistance of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor There is a difference from the resistance of the switch element 2. When the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 change from the off state to the on state, or when the first semiconductor switch element 1 changes from the on state to the off state, the change timing of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element There is a difference with the timing of the change of 2.

上述の抵抗に関する差と変化のタイミングに関する差との一方又は双方により、第１半導体スイッチ素子１の電力損失と第２半導体スイッチ素子２の電力損失とに差が生じる。電力損失の差により、第１半導体スイッチ素子１の温度と第２半導体スイッチ素子２の温度とに差が発生する。   A difference occurs in the power loss of the first semiconductor switch element 1 and the power loss of the second semiconductor switch element 2 due to one or both of the difference regarding the resistance and the difference regarding the timing of the change. Due to the difference in power loss, a difference occurs between the temperature of the first semiconductor switch element 1 and the temperature of the second semiconductor switch element 2.

図１に示す通り、第１半導体スイッチ素子１の第１ドレイン端子１ｂは第２半導体スイッチ素子２の第２ドレイン端子２ｂと並列に接続されており、第１半導体スイッチ素子１の第１ソース端子１ｃは第２半導体スイッチ素子２の第２ソース端子２ｃと並列に接続されている。そのため、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２のいずれか一方がオンすると、第１半導体スイッチ素子１の第１ドレイン端子１ｂと第１半導体スイッチ素子１の第１ソース端子１ｃとは電気的に接続され、第２半導体スイッチ素子２の第２ドレイン端子２ｂと第２半導体スイッチ素子２の第２ソース端子２ｃとは電気的に接続される。   As shown in FIG. 1, the first drain terminal 1 b of the first semiconductor switch element 1 is connected in parallel with the second drain terminal 2 b of the second semiconductor switch element 2, and the first source terminal of the first semiconductor switch element 1 1 c is connected in parallel with the second source terminal 2 c of the second semiconductor switch element 2. Therefore, when one of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 is turned on, the first drain terminal 1b of the first semiconductor switch element 1 and the first source terminal 1c of the first semiconductor switch element 1 are The second drain terminal 2b of the second semiconductor switch element 2 and the second source terminal 2c of the second semiconductor switch element 2 are electrically connected.

図４は、実施の形態２において、半導体スイッチ素子を動作させるための制御信号の一例と、半導体スイッチ素子のオン状態及びオフ状態の一例とを示す図である。図４（Ａ）は半導体スイッチ素子を動作させるための制御信号の一例を示しており、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）は半導体スイッチ素子のオン状態及びオフ状態の一例を示している。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a control signal for operating the semiconductor switch element and an example of an on state and an off state of the semiconductor switch element in the second embodiment. 4A shows an example of a control signal for operating the semiconductor switch element, and FIGS. 4B and 4C show examples of the on state and the off state of the semiconductor switch element. .

図４（Ａ）から図４（Ｃ）に示す通り、半導体スイッチ素子をオフ状態からオン状態に変化させるための閾値電圧が相対的に高い閾値電圧ＳＶＨである場合、半導体スイッチ素子は、閾値電圧が相対的に低い閾値電圧ＳＶＬである場合に比べて、時刻ｔｓ１と時刻ｔｓ２との差の時間だけ遅くオフ状態からオン状態に変化する。加えて、半導体スイッチ素子は、時刻ｔｔ１と時刻ｔｔ２との差の時間だけ早くオン状態からオフ状態に変化する。   As shown in FIG. 4A to FIG. 4C, when the threshold voltage for changing the semiconductor switch element from the OFF state to the ON state is the relatively high threshold voltage SVH, the semiconductor switch element Changes from the off state to the on state later than the case where the threshold voltage SVL is relatively low by the time difference between the time ts1 and the time ts2. In addition, the semiconductor switch element changes from the on state to the off state earlier by the time difference between the time tt1 and the time tt2.

つまり、図３の特性を有する第１半導体スイッチ素子１と第２半導体スイッチ素子２とを図４（Ａ）の制御信号で動作させる場合、第１半導体スイッチ素子１と第２半導体スイッチ素子２とでは、オフ状態からオン状態に変化するタイミングも、オン状態からオフ状態に変化するタイミングも異なる。   That is, when the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 having the characteristics of FIG. 3 are operated by the control signal of FIG. 4A, the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 Then, the timing at which the OFF state changes to the ON state is different from the timing at which the ON state changes to the OFF state.

上述の通り、第１半導体スイッチ素子１の第１ドレイン端子１ｂは第２半導体スイッチ素子２の第２ドレイン端子２ｂと並列に接続されており、第１半導体スイッチ素子１の第１ソース端子１ｃは第２半導体スイッチ素子２の第２ソース端子２ｃと並列に接続されている。そのため、第１ドレイン端子１ｂと第１ソース端子１ｃとの電気的接続も、第２ドレイン端子２ｂと第２ソース端子２ｃとの電気的接続も、閾値電圧が第１半導体スイッチ素子１の閾値電圧より低い第２半導体スイッチ素子２の動作に依存する。つまり、スイッチ動作において、閾値電圧が相対的に低い第２半導体スイッチ素子２の電力損失は、閾値電圧が相対的に高い第１半導体スイッチ素子１の電力損失より大きい。   As described above, the first drain terminal 1b of the first semiconductor switch element 1 is connected in parallel with the second drain terminal 2b of the second semiconductor switch element 2, and the first source terminal 1c of the first semiconductor switch element 1 is The second semiconductor switch element 2 is connected in parallel with the second source terminal 2c. Therefore, the threshold voltage is the threshold voltage of the first semiconductor switch element 1 both in the electrical connection between the first drain terminal 1b and the first source terminal 1c and in the electrical connection between the second drain terminal 2b and the second source terminal 2c. It depends on the operation of the lower second semiconductor switch element 2. That is, in the switch operation, the power loss of the second semiconductor switch element 2 having a relatively low threshold voltage is larger than the power loss of the first semiconductor switch element 1 having a relatively high threshold voltage.

図３において、１００℃では、第１半導体スイッチ素子１の第１閾値電圧は第４値Ｖ１ａであって、第２半導体スイッチ素子２の第２閾値電圧は第５値Ｖ２ａであり、第４値Ｖ１ａは第５値Ｖ２ａより大きい。図３に示す通り、第１半導体スイッチ素子１の温度が１００℃以上である場合、第１半導体スイッチ素子１の温度が上昇すると、第１閾値電圧は上昇する。１１０℃における第２半導体スイッチ素子２の第２閾値電圧が第６値Ｖ２ｂであって第５値Ｖ２ａより大きいことから明らかな通り、第２半導体スイッチ素子２の温度が１００℃以上である場合、第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると、第２閾値電圧は上昇する。   In FIG. 3, at 100 ° C., the first threshold voltage of the first semiconductor switch element 1 is the fourth value V1a, the second threshold voltage of the second semiconductor switch element 2 is the fifth value V2a, and the fourth value V1a is larger than the fifth value V2a. As shown in FIG. 3, when the temperature of the first semiconductor switch element 1 is 100 ° C. or higher, the first threshold voltage increases as the temperature of the first semiconductor switch element 1 increases. As is apparent from the fact that the second threshold voltage of the second semiconductor switch element 2 at 110 ° C. is the sixth value V2b and greater than the fifth value V2a, when the temperature of the second semiconductor switch element 2 is 100 ° C. or higher, When the temperature of the second semiconductor switch element 2 rises, the second threshold voltage rises.

第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると第２閾値電圧が上昇するので、図４に示す通り、第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると、第２半導体スイッチ素子２がオフ状態からオン状態に変化するタイミングは遅くなる。加えて、第２半導体スイッチ素子２がオン状態からオフ状態に変化するタイミングは早くなる。そのため、温度が１００℃以上で上昇すると、第２半導体スイッチ素子２の電力損失は小さくなり、第１半導体スイッチ素子１の電力損失と第２半導体スイッチ素子２の電力損失との差が小さくなる。その結果、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の温度との差は小さくなる。   When the temperature of the second semiconductor switch element 2 rises, the second threshold voltage rises. Therefore, as shown in FIG. 4, when the temperature of the second semiconductor switch element 2 rises, the second semiconductor switch element 2 changes from the off state to the on state. The timing to change to is delayed. In addition, the timing at which the second semiconductor switch element 2 changes from the on state to the off state is advanced. Therefore, when the temperature rises at 100 ° C. or higher, the power loss of the second semiconductor switch element 2 decreases, and the difference between the power loss of the first semiconductor switch element 1 and the power loss of the second semiconductor switch element 2 decreases. As a result, the difference between the temperatures of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 is reduced.

つまり、第１半導体スイッチ素子１の第１閾値電圧が第１半導体スイッチ素子１の温度が上昇すると上昇し、第２半導体スイッチ素子２の第２閾値電圧が第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると上昇するので、温度が上昇すると、第１半導体スイッチ素子１の電力損失と第２半導体スイッチ素子２の電力損失との差は小さくなる。ひいては、第１半導体スイッチ素子１の温度と第２半導体スイッチ素子２の温度との差は小さくなる。   That is, the first threshold voltage of the first semiconductor switch element 1 increases as the temperature of the first semiconductor switch element 1 increases, and the second threshold voltage of the second semiconductor switch element 2 increases as the temperature of the second semiconductor switch element 2 increases. As the temperature rises, the difference between the power loss of the first semiconductor switch element 1 and the power loss of the second semiconductor switch element 2 becomes smaller. As a result, the difference between the temperature of the first semiconductor switch element 1 and the temperature of the second semiconductor switch element 2 becomes small.

すなわち、第１半導体スイッチ素子１の温度と第２半導体スイッチ素子２の温度との一方が他方に比べて高くなりすぎることが抑制され、第１半導体スイッチ素子１での発熱量と第２半導体スイッチ素子２での発熱量との一方が他方に比べて多くなりすぎることが抑制される。そのため、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々の寿命を長くすることができる。したがって、実施の形態２の並列駆動回路５０は、並列に接続された第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々の温度を検出することなく、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々の寿命を長くすることができる。   That is, it is suppressed that one of the temperature of the first semiconductor switch element 1 and the temperature of the second semiconductor switch element 2 becomes too high compared to the other, and the amount of heat generated in the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch It is suppressed that one side with the calorific value in the element 2 becomes too much as compared with the other side. Therefore, the lifetime of each of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 can be extended. Therefore, the parallel drive circuit 50 of the second embodiment detects the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 1 without detecting the temperatures of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 connected in parallel. The lifetime of each of the semiconductor switch elements 2 can be extended.

加えて、第１半導体スイッチ素子１と第２半導体スイッチ素子２との一方の温度が他方の温度に比べて高くなりすぎることが抑制されるので、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々に流れる電流を大きくすることができる。つまり、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々の性能をより大きく発揮させることができる。   In addition, since it is suppressed that one temperature of the 1st semiconductor switch element 1 and the 2nd semiconductor switch element 2 becomes too high compared with the other temperature, the 1st semiconductor switch element 1 and the 2nd semiconductor switch element The current flowing through each of the two can be increased. That is, the performance of each of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 can be exhibited more greatly.

並列駆動回路５０の製造者は、第１半導体スイッチ素子１の第１閾値電圧が、第１半導体スイッチ素子１の温度が上昇すると上昇し、第２半導体スイッチ素子２の第２閾値電圧が、第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると上昇するという第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２を用いればよい。その場合、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々の温度を検出することなく、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々の寿命を長くすることができる。   The manufacturer of the parallel drive circuit 50 determines that the first threshold voltage of the first semiconductor switch element 1 increases as the temperature of the first semiconductor switch element 1 rises, and the second threshold voltage of the second semiconductor switch element 2 increases to the first threshold voltage. 2 The first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 may be used which increase as the temperature of the semiconductor switch element 2 increases. In that case, the lifetime of each of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 can be extended without detecting the temperature of each of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2.

なお、図３では、第１半導体スイッチ素子１の温度が１００℃以上である場合、第１半導体スイッチ素子１の温度が上昇すると、第１閾値電圧は上昇し、第２半導体スイッチ素子２の温度が１００℃以上である場合、第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると、第２閾値電圧は上昇する。しかしながら、上記の１００℃という温度は一例であって、温度は１００℃以上に限定されない。   In FIG. 3, when the temperature of the first semiconductor switch element 1 is 100 ° C. or higher, when the temperature of the first semiconductor switch element 1 rises, the first threshold voltage rises and the temperature of the second semiconductor switch element 2 rises. Is 100 ° C. or higher, the second threshold voltage rises when the temperature of the second semiconductor switch element 2 rises. However, the above temperature of 100 ° C. is an example, and the temperature is not limited to 100 ° C. or more.

ただ一般的には、インバータ又はコンバータにおいて使用されるときの第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の温度の上限は１５０℃から２００℃の間で設定されており、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々は以下の特性を有していればよい。すなわち、第１半導体スイッチ素子１の温度が１００℃以上半導体使用温度上限以下である場合、第１半導体スイッチ素子１の温度が上昇すると、第１閾値電圧は上昇し、第２半導体スイッチ素子２の温度が１００℃以上半導体使用温度上限以下である場合、第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると、第２閾値電圧は上昇する。   However, generally, the upper limit of the temperature of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 when used in an inverter or converter is set between 150 ° C. and 200 ° C., and the first semiconductor switch Each of the element 1 and the second semiconductor switch element 2 may have the following characteristics. That is, when the temperature of the first semiconductor switch element 1 is not less than 100 ° C. and not more than the upper limit of the semiconductor use temperature, when the temperature of the first semiconductor switch element 1 rises, the first threshold voltage rises and the second semiconductor switch element 2 When the temperature is not less than 100 ° C. and not more than the semiconductor use temperature upper limit, the second threshold voltage rises when the temperature of the second semiconductor switch element 2 rises.

更に言うと、第１閾値電圧は、第１半導体スイッチ素子１の温度が１００℃以上２００℃以下の温度範囲の中の少なくとも一部分において、第１半導体スイッチ素子１の温度が上昇すると上昇する特性を有する。第２閾値電圧は、第２半導体スイッチ素子２の温度が１００℃以上２００℃以下の温度範囲の中の少なくとも一部分において、第２半導体スイッチ素子２の温度が上昇すると上昇する特性を有する。   Further, the first threshold voltage has a characteristic that the temperature of the first semiconductor switch element 1 increases as the temperature of the first semiconductor switch element 1 rises in at least a part of the temperature range of 100 ° C. to 200 ° C. Have. The second threshold voltage has a characteristic of increasing as the temperature of the second semiconductor switch element 2 rises in at least a part of the temperature range of the second semiconductor switch element 2 between 100 ° C. and 200 ° C.

一般的に、並列駆動回路５０の製造者は、１００℃以上半導体使用温度上限以下における特性に着目して第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２を用いればよいので、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２を選定する際の自由度は広がる。半導体使用温度上限は、例えば２００℃である。   In general, the manufacturer of the parallel drive circuit 50 may use the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 by paying attention to characteristics at a temperature of 100 ° C. or more and below the upper limit of the semiconductor use temperature. The degree of freedom in selecting the element 1 and the second semiconductor switch element 2 is expanded. The semiconductor operating temperature upper limit is, for example, 200 ° C.

実施の形態１の第１半導体スイッチ素子１は実施の形態２の第１半導体スイッチ素子１の特性を併せ持ち、かつ実施の形態１の第２半導体スイッチ素子２は実施の形態２の第２半導体スイッチ素子２の特性を併せ持つことが好ましい。その場合、実施の形態１において説明した効果と実施の形態２において説明した効果とにより、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々の寿命をより長くすることができる。   The first semiconductor switch element 1 of the first embodiment also has the characteristics of the first semiconductor switch element 1 of the second embodiment, and the second semiconductor switch element 2 of the first embodiment is the second semiconductor switch of the second embodiment. It is preferable to have the characteristics of the element 2 together. In that case, the lifetime of each of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 can be further extended by the effects described in the first embodiment and the effects described in the second embodiment.

実施の形態３．
次に、実施の形態３の並列駆動回路５１を説明する。図５は、実施の形態３にかかる並列駆動回路５１を示す図である。実施の形態３の並列駆動回路５１の構成は、実施の形態１又は２の並列駆動回路５０の構成と類似しているが、実施の形態３の並列駆動回路５１は、実施の形態１又は２の並列駆動回路５０が有する駆動回路５を有しておらず、第１駆動回路５ａ及び第２駆動回路５ｂを有する。実施の形態３では、実施の形態１又は２と相違する点について説明する。Embodiment 3 FIG.
Next, the parallel drive circuit 51 of Embodiment 3 will be described. FIG. 5 is a diagram of the parallel drive circuit 51 according to the third embodiment. The configuration of the parallel drive circuit 51 of the third embodiment is similar to the configuration of the parallel drive circuit 50 of the first or second embodiment, but the parallel drive circuit 51 of the third embodiment is the same as that of the first or second embodiment. The parallel drive circuit 50 does not have the drive circuit 5 but has the first drive circuit 5a and the second drive circuit 5b. In the third embodiment, differences from the first or second embodiment will be described.

第１駆動回路５ａは、第１半導体スイッチ素子１に対応している。第１駆動回路５ａは、第１抵抗３の他方の端部と接続されている。つまり、第１駆動回路５ａは、第１抵抗３を介して第１半導体スイッチ素子１の第１ゲート端子１ａと接続されている。第１駆動回路５ａは、並列駆動回路５１の外部から制御信号６を受信し、制御信号６にしたがって、第１半導体スイッチ素子１の動作を制御する。第２駆動回路５ｂは、第２半導体スイッチ素子２に対応している。第２駆動回路５ｂは、第２抵抗４の他方の端部と接続されている。つまり、第２駆動回路５ｂは、第２抵抗４を介して第２半導体スイッチ素子２の第２ゲート端子２ａと接続されている。第２駆動回路５ｂは、並列駆動回路５１の外部から制御信号６を受信し、制御信号６にしたがって、第２半導体スイッチ素子２の動作を制御する。   The first drive circuit 5 a corresponds to the first semiconductor switch element 1. The first drive circuit 5 a is connected to the other end of the first resistor 3. That is, the first drive circuit 5 a is connected to the first gate terminal 1 a of the first semiconductor switch element 1 through the first resistor 3. The first drive circuit 5 a receives the control signal 6 from the outside of the parallel drive circuit 51 and controls the operation of the first semiconductor switch element 1 according to the control signal 6. The second drive circuit 5 b corresponds to the second semiconductor switch element 2. The second drive circuit 5 b is connected to the other end of the second resistor 4. That is, the second drive circuit 5 b is connected to the second gate terminal 2 a of the second semiconductor switch element 2 through the second resistor 4. The second drive circuit 5 b receives the control signal 6 from the outside of the parallel drive circuit 51 and controls the operation of the second semiconductor switch element 2 according to the control signal 6.

第１半導体スイッチ素子１、第２半導体スイッチ素子２、第１駆動回路５ａ、第２駆動回路５ｂ、第１抵抗３及び第２抵抗４は、ひとつのモジュール１０として集積されている。実施の形態３の第１半導体スイッチ素子１は、実施の形態１又は２の第１半導体スイッチ素子１である。実施の形態３の第２半導体スイッチ素子２は、実施の形態１又は２の第２半導体スイッチ素子２である。   The first semiconductor switch element 1, the second semiconductor switch element 2, the first drive circuit 5 a, the second drive circuit 5 b, the first resistor 3, and the second resistor 4 are integrated as one module 10. The first semiconductor switch element 1 of the third embodiment is the first semiconductor switch element 1 of the first or second embodiment. The second semiconductor switch element 2 of the third embodiment is the second semiconductor switch element 2 of the first or second embodiment.

図６は、実施の形態３において、半導体スイッチ素子を動作させるための制御信号の一例と、半導体スイッチ素子のオン状態及びオフ状態の一例とを示す図である。図６（Ａ）は半導体スイッチ素子を動作させるための制御信号の一例を示しており、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）は半導体スイッチ素子のオン状態及びオフ状態の一例を示している。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a control signal for operating the semiconductor switch element and an example of an on state and an off state of the semiconductor switch element in the third embodiment. 6A shows an example of a control signal for operating the semiconductor switch element, and FIGS. 6B and 6C show an example of the ON state and the OFF state of the semiconductor switch element. .

図６（Ａ）から図６（Ｃ）に示す通り、半導体スイッチ素子をオフ状態からオン状態に変化させるための閾値電圧が５Ｖである場合、半導体スイッチ素子は、閾値電圧が４Ｖである場合に比べてオフ状態からオン状態に遅く変化し、オン状態からオフ状態に早く変化する。つまり、閾値電圧が１Ｖ異なるだけで、半導体スイッチ素子がスイッチするタイミングは異なる。   As shown in FIGS. 6A to 6C, when the threshold voltage for changing the semiconductor switch element from the OFF state to the ON state is 5V, the semiconductor switch element has a threshold voltage of 4V. Compared to the off-state, the on-state changes slowly, and the on-state changes to the off-state quickly. That is, only the threshold voltage is different by 1 V, and the timing at which the semiconductor switch element switches is different.

オン又はオフの信号が半導体スイッチ素子のゲート端子に入力されてからドレイン端子及びソース端子が動作するまでの時間は、半導体スイッチ素子毎に異なる。つまり、複数の半導体スイッチ素子の各々では、オン又はオフの信号が制御端子に入力されてから出力端子が動作するまでの時間は異なる。当該時間の相違が０．１μｓであって、かつ閾値電圧の変動幅が１Ｖである場合を想定する。変動幅の１Ｖを当該時間の相違である０．１μｓで除算した１０Ｖ／μｓが図６（Ａ）の制御信号の傾きである場合、閾値電圧が１Ｖ変化すると、半導体スイッチ素子がオンの状態からオフの状態又はオフの状態からオンの状態に切り替わるタイミングは０．１μｓ変わる。   The time from when the ON or OFF signal is input to the gate terminal of the semiconductor switch element to when the drain terminal and the source terminal operate differs for each semiconductor switch element. That is, in each of the plurality of semiconductor switch elements, the time from when the ON or OFF signal is input to the control terminal to when the output terminal operates is different. Assume that the time difference is 0.1 μs and the fluctuation range of the threshold voltage is 1V. When 10 V / μs obtained by dividing 1 V of the fluctuation range by 0.1 μs, which is the difference in time, is the slope of the control signal in FIG. 6A, when the threshold voltage changes by 1 V, the semiconductor switch element is turned on. The timing of switching from the off state or the off state to the on state changes by 0.1 μs.

すなわち、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２を駆動するための信号の傾きは、第１半導体スイッチ素子１をオンの状態からオフの状態に変化させる又はオフの状態からオンの状態に変化させる第１閾値電圧と第２半導体スイッチ素子２をオンの状態からオフの状態に変化させる又はオフの状態からオンの状態に変化させる第２閾値電圧との差の絶対値を、第１半導体スイッチ素子１がオンの状態からオフの状態に変化するまでの時間もしくはオフの状態からオンの状態に変化するまでの時間と第２半導体スイッチ素子２がオンの状態からオフの状態に変化するまでの時間もしくはオフの状態からオンの状態に変化するまでの時間との差の絶対値で除算した値以下であることが好ましい。その場合、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々はスイッチ動作を余裕をもって行うことができる。   That is, the slope of the signal for driving the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 changes the first semiconductor switch element 1 from the on state to the off state, or from the off state to the on state. The absolute value of the difference between the first threshold voltage to be changed to the first threshold voltage and the second threshold voltage to change the second semiconductor switch element 2 from the on state to the off state or from the off state to the on state, The time until the semiconductor switch element 1 changes from the on state to the off state, or the time until the semiconductor switch element 1 changes from the off state to the on state, and the second semiconductor switch element 2 changes from the on state to the off state. Or a value obtained by dividing by the absolute value of the difference between the time until the time until the change to the on state from the off state. In that case, each of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 can perform the switch operation with a margin.

なお、上述した実施の形態１から３では、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２はいずれも、ＭＯＳＦＥＴによって構成されている。第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２が絶縁ゲートバイポーラトランジスタによって構成されている場合よりも、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２がＭＯＳＦＥＴによって構成されている場合の方が、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々に流れる電流を比較的バランスさせることができる。   In the first to third embodiments described above, the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 are both configured by MOSFETs. The case where the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 are constituted by MOSFETs, rather than the case where the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 are constituted by insulated gate bipolar transistors. However, the current flowing through each of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 can be relatively balanced.

第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２はいずれも、ワイドバンドギャップ半導体によって構成されていてもよい。その場合、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２がオン状態であるときの抵抗値が比較的に小さく、かつオン状態とオフ状態との切り替えが比較的に早いことから、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２がワイドバンドギャップ半導体ではない半導体によって構成されている場合よりも、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の各々の電力損失を比較的バランスさせやすくなる。   Both the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 may be formed of a wide band gap semiconductor. In this case, since the resistance value when the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 are in the on state is relatively small and the switching between the on state and the off state is relatively fast, The power loss of each of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 is relatively balanced as compared with the case where the semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 are configured by a semiconductor that is not a wide band gap semiconductor. It becomes easy to let you.

ワイドバンドギャップ半導体の一例は、ＳｉＣ半導体である。ワイドバンドギャップ半導体によって構成された第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２は、耐電圧性が高く、許容電流密度も高いため、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の小型化が可能である。小型化された第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２を用いることにより、第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２を組み込んだ半導体モジュールの小型化が可能となる。   An example of a wide band gap semiconductor is a SiC semiconductor. Since the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 configured by wide band gap semiconductors have high voltage resistance and high allowable current density, the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 Miniaturization is possible. By using the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 that are reduced in size, the semiconductor module incorporating the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 can be reduced in size.

また、ワイドバンドギャップ半導体によって構成された第１半導体スイッチ素子１及び第２半導体スイッチ素子２の耐熱性は高いため、ヒートシンクの放熱フィンの小型化や、水冷部の空冷化が可能であるので、半導体モジュールの一層の小型化が可能になる。   In addition, since the heat resistance of the first semiconductor switch element 1 and the second semiconductor switch element 2 configured by the wide band gap semiconductor is high, it is possible to reduce the size of the heat-radiating fins of the heat sink and to air-cool the water cooling part. The semiconductor module can be further downsized.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略又は変更することも可能である。   The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

１ 第１半導体スイッチ素子、１ａ 第１ゲート端子、１ｂ 第１ドレイン端子、１ｃ 第１ソース端子、２ 第２半導体スイッチ素子、２ａ 第２ゲート端子、２ｂ 第２ドレイン端子、２ｃ 第２ソース端子、３ 第１抵抗、４ 第２抵抗、５ 駆動回路、５ａ 第１駆動回路、５ｂ 第２駆動回路、６ 制御信号、１０ モジュール、５０，５１ 並列駆動回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st semiconductor switch element, 1a 1st gate terminal, 1b 1st drain terminal, 1c 1st source terminal, 2 2nd semiconductor switch element, 2a 2nd gate terminal, 2b 2nd drain terminal, 2c 2nd source terminal, 3 first resistor, 4 second resistor, 5 drive circuit, 5a first drive circuit, 5b second drive circuit, 6 control signal, 10 modules, 50, 51 parallel drive circuit.

Claims (15)

複数の半導体スイッチ素子を備え、
前記複数の半導体スイッチ素子の各々は、ゲート端子、ドレイン端子及びソース端子を有し、
前記複数の半導体スイッチ素子における複数の前記ドレイン端子は、並列に接続されており、
前記複数の半導体スイッチ素子における複数の前記ソース端子は、並列に接続されており、
前記複数の半導体スイッチ素子の各々において、前記半導体スイッチ素子のオン状態の抵抗は、前記半導体スイッチ素子の温度が上昇すると上昇する
ことを特徴とする並列駆動回路。Comprising a plurality of semiconductor switch elements,
Each of the plurality of semiconductor switch elements has a gate terminal, a drain terminal, and a source terminal,
The plurality of drain terminals in the plurality of semiconductor switch elements are connected in parallel,
The plurality of source terminals in the plurality of semiconductor switch elements are connected in parallel,
In each of the plurality of semiconductor switch elements, a resistance of the semiconductor switch element in an on state increases as the temperature of the semiconductor switch element increases. 前記複数の半導体スイッチ素子の各々において、前記オン状態の抵抗は、前記半導体スイッチ素子の温度が１００℃以上２００℃以下の温度範囲の中の少なくとも一部分において、前記半導体スイッチ素子の温度が上昇すると上昇する特性を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の並列駆動回路。In each of the plurality of semiconductor switch elements, the on-state resistance increases when the temperature of the semiconductor switch element rises in at least a part of the temperature range of the semiconductor switch element of 100 ° C. or more and 200 ° C. or less. The parallel drive circuit according to claim 1, wherein the parallel drive circuit has the following characteristics. 前記複数の半導体スイッチ素子の各々の前記ゲート端子と接続されており、前記複数の半導体スイッチ素子の各々の動作を制御する駆動回路を更に備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の並列駆動回路。The parallel circuit according to claim 1, further comprising a drive circuit that is connected to the gate terminal of each of the plurality of semiconductor switch elements, and that controls the operation of each of the plurality of semiconductor switch elements. Driving circuit. 複数の駆動回路を更に備え、
前記複数の駆動回路の各々は、前記複数の半導体スイッチ素子のうちのいずれかひとつに対応していて、対応する前記半導体スイッチ素子の前記ゲート端子と接続されており、前記対応する前記半導体スイッチ素子の動作を制御し、
前記複数の半導体スイッチ素子の各々の動作は、前記複数の駆動回路のいずれかによって制御される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の並列駆動回路。A plurality of driving circuits;
Each of the plurality of drive circuits corresponds to any one of the plurality of semiconductor switch elements, and is connected to the gate terminal of the corresponding semiconductor switch element, and the corresponding semiconductor switch element Control the operation of
The operation of each of the plurality of semiconductor switch elements is controlled by any one of the plurality of drive circuits. The parallel drive circuit according to claim 1 or 2, wherein: 前記複数の半導体スイッチ素子のうちの第１半導体スイッチ素子のオン状態の抵抗である第１オン抵抗と、前記複数の半導体スイッチ素子のうちの第２半導体スイッチ素子のオン状態の抵抗である第２オン抵抗との差は、各温度において、前記第１オン抵抗の２０％以内である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の並列駆動回路。A first on-resistance that is an on-state resistance of a first semiconductor switch element of the plurality of semiconductor switch elements, and a second that is an on-state resistance of a second semiconductor switch element of the plurality of semiconductor switch elements. The parallel drive circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein a difference from the on-resistance is within 20% of the first on-resistance at each temperature. 前記複数の半導体スイッチ素子の各々において、前記半導体スイッチ素子の前記ゲート端子に印加される電圧であって前記半導体スイッチ素子をオフの状態からオンの状態に変化させるための閾値電圧は、前記半導体スイッチ素子の温度が上昇すると上昇する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の並列駆動回路。In each of the plurality of semiconductor switch elements, a threshold voltage for changing the semiconductor switch element from an off state to an on state is a voltage applied to the gate terminal of the semiconductor switch element. The parallel drive circuit according to claim 1, wherein the parallel drive circuit increases when the temperature of the element increases. 複数の半導体スイッチ素子を備え、
前記複数の半導体スイッチ素子の各々は、ゲート端子、ドレイン端子及びソース端子を有し、
前記複数の半導体スイッチ素子における複数の前記ドレイン端子は、並列に接続されており、
前記複数の半導体スイッチ素子における複数の前記ソース端子は、並列に接続されており、
前記複数の半導体スイッチ素子の各々において、前記半導体スイッチ素子の前記ゲート端子に印加される電圧であって前記半導体スイッチ素子をオフの状態からオンの状態に変化させるための閾値電圧は、前記半導体スイッチ素子の温度が上昇すると上昇する
ことを特徴とする並列駆動回路。Comprising a plurality of semiconductor switch elements,
Each of the plurality of semiconductor switch elements has a gate terminal, a drain terminal, and a source terminal,
The plurality of drain terminals in the plurality of semiconductor switch elements are connected in parallel,
The plurality of source terminals in the plurality of semiconductor switch elements are connected in parallel,
In each of the plurality of semiconductor switch elements, a threshold voltage for changing the semiconductor switch element from an off state to an on state is a voltage applied to the gate terminal of the semiconductor switch element. A parallel drive circuit that rises as the temperature of the element rises. 前記複数の半導体スイッチ素子の各々において、前記閾値電圧は、前記半導体スイッチ素子の温度が１００℃以上２００℃以下の温度範囲の中の少なくとも一部分において、前記半導体スイッチ素子の温度が上昇すると上昇する特性を有する
ことを特徴とする請求項７に記載の並列駆動回路。In each of the plurality of semiconductor switch elements, the threshold voltage increases as the temperature of the semiconductor switch element rises in at least a part of the temperature range of the semiconductor switch element of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. The parallel drive circuit according to claim 7, wherein: 前記複数の半導体スイッチ素子の各々の前記ゲート端子と接続されており、前記複数の半導体スイッチ素子の各々の動作を制御する駆動回路を更に備える
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の並列駆動回路。9. The parallel circuit according to claim 7, further comprising a drive circuit that is connected to the gate terminal of each of the plurality of semiconductor switch elements, and that controls the operation of each of the plurality of semiconductor switch elements. Driving circuit. 複数の駆動回路を更に備え、
前記複数の駆動回路の各々は、前記複数の半導体スイッチ素子のうちのいずれかひとつに対応していて、対応する前記半導体スイッチ素子の前記ゲート端子と接続されており、前記対応する前記半導体スイッチ素子の動作を制御し、
前記複数の半導体スイッチ素子の各々の動作は、前記複数の駆動回路のいずれかによって制御される
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の並列駆動回路。A plurality of driving circuits;
Each of the plurality of drive circuits corresponds to any one of the plurality of semiconductor switch elements, and is connected to the gate terminal of the corresponding semiconductor switch element, and the corresponding semiconductor switch element Control the operation of
The parallel drive circuit according to claim 7 or 8, wherein operation of each of the plurality of semiconductor switch elements is controlled by any of the plurality of drive circuits. 前記複数の半導体スイッチ素子の各々を駆動するための信号の傾きは、前記複数の半導体スイッチ素子のうちの第１半導体スイッチ素子をオンの状態からオフの状態に変化させる又はオフの状態からオンの状態に変化させる第１閾値電圧と前記複数の半導体スイッチ素子のうちの前記第１半導体スイッチ素子と異なる第２半導体スイッチ素子をオンの状態からオフの状態に変化させる又はオフの状態からオンの状態に変化させる第２閾値電圧との差の絶対値を、前記第１半導体スイッチ素子がオンの状態からオフの状態に変化するまでの時間又はオフの状態からオンの状態に変化するまでの時間と前記第２半導体スイッチ素子がオンの状態からオフの状態に変化するまでの時間又はオフの状態からオンの状態に変化するまでの時間との差の絶対値で除算した値以下である
ことを特徴とする請求項４又は１０に記載の並列駆動回路。The slope of the signal for driving each of the plurality of semiconductor switch elements changes the first semiconductor switch element of the plurality of semiconductor switch elements from the on state to the off state, or from the off state to the on state. A first threshold voltage to be changed to a state and a second semiconductor switch element different from the first semiconductor switch element among the plurality of semiconductor switch elements are changed from an on state to an off state, or from an off state to an on state The absolute value of the difference from the second threshold voltage to be changed to the time until the first semiconductor switch element changes from the on state to the off state, or the time until the first semiconductor switch element changes from the off state to the on state, The difference between the time until the second semiconductor switch element changes from the on state to the off state or the time until the second semiconductor switch element changes from the off state to the on state. Parallel drive circuit according to claim 4 or 10, characterized in that dividing the value below the value. 前記複数の半導体スイッチ素子は、ひとつのモジュールに集積されている
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の並列駆動回路。The parallel drive circuit according to any one of claims 1 to 11, wherein the plurality of semiconductor switch elements are integrated in one module. 前記複数の半導体スイッチ素子の各々は、金属酸化物半導体電界効果トランジスタによって構成されている
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の並列駆動回路。Each of these semiconductor switch elements is comprised by the metal oxide semiconductor field effect transistor. The parallel drive circuit of any one of Claim 1 to 12 characterized by the above-mentioned. 前記複数の半導体スイッチ素子の各々は、ワイドバンドギャップ半導体によって構成されている
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の並列駆動回路。Each of these semiconductor switch elements is comprised with the wide band gap semiconductor. The parallel drive circuit of any one of Claim 1 to 13 characterized by the above-mentioned. 前記ワイドバンドギャップ半導体は、ＳｉＣ半導体である
ことを特徴とする請求項１４に記載の並列駆動回路。The parallel drive circuit according to claim 14, wherein the wide band gap semiconductor is a SiC semiconductor.
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