TW201531026A - 半導體裝置之驅動控制裝置 - Google Patents

半導體裝置之驅動控制裝置 Download PDF

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Hideo Yamawaki
Masaki Wasekura
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Toyota Motor Co Ltd
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Abstract

一種半導體裝置(10)之驅動控制裝置(20)包括電晶體(14)、主二極體(16a)、感測二極體(16b)、運算放大器(28)以及比較器(30)。該主二極體反向並聯連接於該電晶體。該感測二極體具有陰極端,其連接至主二極體的陰極端。該運算放大器具有反相輸入端,其被連接至感測二極體的陽極端,非反相輸入端,其被連接至主二極體的陽極端,且該運算放大器的該輸出端經由感測電阻(26)被連接至該感測二極體的該陽極端。該比較器,係被配置成藉由比較在該運算放大器的該輸出端產生的輸出電壓與第一臨界電壓,而輸出指示主二極體是否被通電的信號。

Description

半導體裝置之驅動控制裝置
本發明關於一種半導體裝置之驅動控制裝置,其中電晶體與二極體係互相反向並聯連接。
已知一半導體裝置,其中電晶體與二極體係互相反向並聯連接(例如,參見日本專利申請公開號2012-019550(JP-2012-019550 A))。在該日本專利申請公開號2012-019550(JP-2012-019550 A)中所描述的半導體裝置具有感測二極體,用以偵測流經主二極體和感測電阻之電流。該感測二極體具有與主二極體的陰極端被共同採用的一陰極端,以及連接至感測電阻一端的陽極端。該感測電阻的另一端被連接至主二極體的陽極端。當該電晶體的閘極信號位於高位準,上述的半導體裝置之驅動控制裝置偵測在該感測電阻兩端產生之電位差,且根據該電位差判斷是否有電流流經該主二極體,亦即主二極體是否通電。然後,當其判斷主二極體通電時,該驅動控制裝置關閉電晶體。
然而,在上述日本專利申請公開號2012-019550 (JP-2012-019550 A)所描述的驅動控制裝置,該感測電阻位於該主二極體的該陽極端和該感測二極體的該陽極端之間,因此該主二極體的導通電壓和該感測二極體的導通電壓是彼此不同的。因此,如在上述日本專利申請公開號2012-019550(JP-2012-019550 A)中記載的判斷方法,流經該主二極體的該電流大小和流經該感測二極體的該電流大小不互相成比例,且在該感測電阻的該兩端的該電位差不能恰當地表示流經該主二極體的該電流大小。因此,判斷該主二極體是否被通電之精確度下降。
本發明提供了一種半導體裝置之驅動控制裝置,能提高判斷主二極體是否被通電之精確度。
根據本發明之目的,提出一種半導體裝置之驅動控制裝置包括電晶體、主二極體、感測二極體、運算放大器以及第一比較器。該電晶體,係被配置成藉由被輸入到該電晶體的閘極端的閘極信號來進行切換操作。該主二極體,係被反向並聯連接至該電晶體。該感測二極體,具有陰極端,其連接至該主二極體的陰極端。該運算放大器,具有反相輸入端、非反相輸入端以及輸出端,該反相輸入端被連接至該感測二極體的陽極端,該非反相輸入端被連接至該主二極體的陽極端,且該運算放大器的該輸出端經由感測電阻被連接至該感測二極體的該陽極端。該第 一比較器,係被配置成藉由比較在該運算放大器的該輸出端產生的一輸出電壓與第一臨界電壓,而輸出指示該主二極體是否被通電的信號。
根據本發明之目的,判斷主二極體是否被通電之精確度可被提高。
20‧‧‧驅動控制裝置
10‧‧‧半導體裝置
16a‧‧‧主二極體
16b‧‧‧感測二極體
28‧‧‧運算放大器
30‧‧‧比較器
26‧‧‧感測電阻
22‧‧‧及電路
24‧‧‧閘極驅動電路
12‧‧‧功率切換元件
16‧‧‧二極體
cout1‧‧‧比較器輸出信號
s‧‧‧驅動指令信號
VA‧‧‧A點電壓
Isw‧‧‧電流
gin‧‧‧閘極信號
V1‧‧‧參考電壓
T‧‧‧通電期間
V2‧‧‧參考電壓
50‧‧‧比較器
52‧‧‧及電路
14‧‧‧絕緣閘雙極電晶體
14a‧‧‧主絕緣閘雙極電晶體
14b‧‧‧感測絕緣閘雙極電晶體
cout2‧‧‧比較器輸出信號
本發明一實施例之特徵、優點及技術和產業意義將在下面參照附圖描述,其中相同的標號表示相同的元件,且其中:第1圖係根據本發明實施例之半導體裝置之驅動控制裝置的方塊圖。
第2圖係根據本發明實施例之驅動控制裝置的操作時間圖。
第3圖係根據本發明修改實施例之半導體裝置之驅動控制裝置的方塊圖。
根據本發明的半導體裝置之驅動控制裝置的保護裝置,具體實現方式將在下文參照圖示描述。
第1圖係根據本發明實施例之半導體裝置10之驅動控制裝置20的方塊圖。根據本發明實施例之半導體裝置10係如一個電力轉換裝置,例如一轉換器模組或類似物,其被安裝在電動車輛或混合動力車輛,用以實現 三相馬達和如電池等直流電力供應之間的電壓轉換。三相馬達作為驅動源,其為一電負載。
半導體裝置10裝備有一個功率切換元件12。 功率切換元件12係如構成對應於上述三相馬達上下臂的元件。功率切換元件12係反向導通絕緣閘雙極電晶體(IGBT)或二極體內置絕緣閘雙極電晶體,其為一功率電晶體。功率切換元件12具有絕緣閘雙極電晶體14和二極體16。絕緣閘雙極電晶體14和二極體16係在同一半導體基板上形成。附帶地,功率切換元件12可具有代替絕緣閘雙極電晶體14的切換元件,如金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)或類似物。
絕緣閘雙極電晶體14係被驅動以切換導通和 關閉的切換元件,用以執行如上所述電壓轉換。絕緣閘雙極電晶體14的集極端係連接至負載、電源供應等。此外,絕緣閘雙極電晶體14的射極端被接地。當絕緣閘雙極電晶體14被導通時,電流流經絕緣閘雙極電晶體14的集極端和絕緣閘雙極電晶體14的射極端之間,且電流在預定方向上流經負載或類似負載。
此外,二極體16係反平行二極體用以整流流 經功率切換元件12的負載電流。二極體16具有一主要使用二極體(以下,稱為主二極體)16a,其並聯連接在絕緣閘雙極電晶體14的集極端和絕緣閘雙極電晶體14的射極端之間。主二極體16a被配置成其陽極端連接至絕緣閘雙極電晶體14的射極端,而其陰極端連接至絕緣閘雙極電晶 體14的集極端。主二極體16a容許與絕緣閘雙極電晶體14中的電流流向相反的電流流動,即容許電流(正向電流)從絕緣閘雙極電晶體14的射極端側流向絕緣閘雙極電晶體14的集極端側。
絕緣閘雙極電晶體14和二極體16的主二極 體16a被彼此反向並聯連接。以下,流經功率切換元件12的電流將以Isw表示。此外,電流Isw從絕緣閘雙極電晶體14的集極端側到絕緣閘雙極電晶體14的射極端側的方向被假設為正向,而電流Isw從絕緣閘雙極電晶體14的射極端側到絕緣閘雙極電晶體14的集極端側的方向被假設為負向。
此外,二極體16具有用以偵測電流(以下,稱 為感測二極體)的二極體16b,其係提供偵測流經主二極體16a之正向電流。主二極體16a和感測二極體16b係以相同的結構在同一半導體基板上形成。主二極體16a的陰極端和感測二極體16b的陰極端係被連接至絕緣閘雙極電晶體14的集極端。
驅動控制裝置20係一電子控制單元用以控制 功率切換元件12(具體地,絕緣閘雙極電晶體14)的導通和關閉。驅動控制裝置20主要由微電腦(未示出)構成,並配有及(AND)電路22、閘極驅動電路24、感測電阻26、運算放大器28和比較器30。
驅動控制裝置20的微電腦按照預定條件,執 行輸出一驅動指令信號s的進程。具體地,當絕緣閘雙極 電晶體14應被導通時,微電腦在同一時序產生並輸出高位準的驅動指令信號s,且當絕緣閘雙極電晶體14應被關閉時,微電腦在同一時序產生並輸出低位準的驅動指令信號s。
上述的微電腦被連接至及電路22的輸入端, 且比較器30的輸出端被連接至及電路22的輸入端。來自微電腦的驅動指令信號s被輸入到及電路22,且比較器30的輸出信號cout1被輸入到及電路22。及電路22係一邏輯電路,當所有的輸入信號都處於高位準時,其輸出一高位準信號。
閘極驅動電路24的輸入端係連接至及電路22 的輸出端,及電路22的輸出信號被輸入到閘極驅動電路24,閘極驅動電路24係一電路,其產生一個閘極電壓用以施加到功率切換元件12中絕緣閘雙極電晶體14的閘極端,根據及電路22輸入到閘極驅動電路24的輸出信號,以及閘極驅動電路24輸出所產生的閘極電壓作為閘極信號gin。絕緣閘雙極電晶體14的閘極端係被連接至閘極驅動電路24的輸出端,絕緣閘雙極電晶體14的導通或關閉係根據從閘極驅動電路供應的閘極信號gin。
上述感測二極體16b的陽極端係被連接至感 測電阻26的一端,並且被連接至運算放大器28的反相輸入端。此外,上述的主二極體16a的陽極端係被連接至運算放大器28的非反相輸入端。感測電阻26的另一端係被連接至運算放大器28的輸出端(點A)。
亦即運算放大器28係被配置成其反相輸入端 被連接至感測二極體16b的陽極端和感測電阻26的一端,其非反相輸入端被連接至主二極體16a的陽極端(即絕緣閘雙極電晶體14的射極端),並且其輸出端係被連接至感測電阻26的另一端(即經由感測電阻26至感測二極體16b陽極端)。運算放大器28操作以使輸入到兩個輸入端,即反相輸入端和非反相輸入端的電壓彼此一致。
感測電阻26的另一端,即在運算放大器28 的輸出端被連接至比較器30的反相輸入端,輸出電壓(A點電壓)VA係在運算放大器28的輸出端產生,其被輸入至比較器30的反相輸入端。此外,參考電壓V1被輸入至比較器30的非反相輸入端。
附帶地,在上述的參考電壓V1係用以判斷正 向電流是否從陽極端側流經主二極體16a到陰極端側之臨界電壓。具體地,當一個預設電流從運算放大器28的輸出端側流經感測電阻26朝向感測二極體16b的陽極端側時,參考電壓V1係在感測電阻26之兩端產生的電位差,其被設定為約等於零或極為接近零的正值。
比較器30係以下列方式進行操作的比較器, 比較A點電壓VA與參考電壓V1,並輸出對應於該比較結果的信號。當A點電壓VA超過參考電壓V1(即當存在建立一關係:VA>V1),比較器30輸出低位準信號cout1指示主二極體16a被通電。此外,當A點的電壓VA等於或低於參考電壓V1(即當存在建立一個關係:VAV1), 比較器30輸出高位準信號cout1指示主二極體16a不被通電。
藉由偏移三相上臂和下臂的相位120°,同時 交替地導通和關閉絕緣閘雙極電晶體14為上臂和絕緣閘雙極電晶體14為下臂,其構成如半導體裝置10之轉換器模組,驅動控制裝置20進行直流電力供應側上的直流電壓和三相馬達側上的交流電壓之間的電力轉換。
接著,根據本發明實施例之半導體裝置10之 驅動控制裝置20的操作,將參照第2圖來描述。第2圖包括根據本發明實施例顯示一範例,其代表在驅動控制裝置20中,電流Isw、A點電壓VA、驅動指令信號s、比較器輸出信號cout1及閘極信號gin如何隨時間變化之操作時間圖。
附帶地,以反向導通絕緣閘雙極電晶體或二 極體內置絕緣閘雙極電晶體設計之功率切換元件12,當二極體16(具體地,主二極體16a)在操作中(被通電)時,產生閘極干擾,其中二極體16的正向電壓隨著被輸入到絕緣閘雙極電晶體14的閘極之閘極電壓gin變化。其結果是,在二極體16的損耗增加。於是從避免在二極體16之損失增加的觀點來看,在絕緣閘雙極電晶體14被導通時,當主二極體16a被通電,能有效的關閉絕緣閘雙極電晶體14。
在本發明之實施例中,微電腦產生的驅動指 令信號s作為命令,用以導通和關閉絕緣閘雙極電晶體 14,並且向及電路22輸出並產生驅動指令信號s。當從微電腦到及電路22之驅動命令信號s處於高位準,且從比較器30到及電路22之信號cout1處於高位準,及電路22向閘極驅動電路24輸出一高位準信號。當輸入到閘極驅動電路24的及電路22之輸出信號處於高位準時,閘極驅動電路24產生高位準的閘極信號gin,並朝向絕緣閘雙極電晶體14的閘極端,輸出所產生的閘極信號gin。當高位準閘極信號gin被輸入到閘極端時,絕緣閘雙極電晶體14被導通。
在另一方面,當從微電腦到及電路22之驅動 命令信號s處於低位準時,或從比較器30到及電路22之信號cout1處於低位準時,及電路22向閘極驅動電路24輸出一低位準信號。當輸入到閘極驅動電路24的及電路22之輸出信號處於低位準時,閘極驅動電路24產生低位準的閘極信號gin,並朝向絕緣閘雙極電晶體14的閘極端輸出所產生的閘極信號gin。當低位準閘極信號gin被輸入到閘極端時,絕緣閘雙極電晶體14被關閉。
當絕緣閘雙極電晶體14被正常導通,電流從 集極端側到射極端側流經絕緣閘雙極電晶體14,而沒有正向電流流經二極體16中的主二極體16a。當沒有正向電流流經主二極體16a,則沒有電流從運算放大器28的輸出端側流經感測電阻26到感測二極體16b的陽極端側。因此,在運算放大器28的輸出側之A點電壓VA相對於在絕緣閘雙極電晶體14的射極端上之電壓變低,且 不會超過參考電壓V1。在這種情況下,比較器30輸出高位準信號cout1,所以及電路22繼續向閘極驅動電路24輸出高位準信號,且絕緣閘雙極電晶體14保持導通。
在另一方面,當正向電流流經二極體16中的 主二極體16a(在第2圖所示的通電期間T),流經主二極體16a電流的相對應電流,從運算放大器28的輸出端側流經感測電阻26到感測二極體16b的陽極端側,並流經感測二極體16b。因此,在運算放大器28的輸出側之A點電壓VA相對於在絕緣閘雙極電晶體14射極端上之電壓變高,並超過參考電壓V1。在這種情況下,比較器30輸出低位準信號cout1,所以及電路22向閘極驅動電路24輸出低位準信號,且絕緣閘雙極電晶體14被關閉。
以這種方式,利用根據本發明實施例中的驅 動控制裝置20,當與絕緣閘雙極電晶體14在同一半導體基板上被形成之二極體16中的主二極體16a,在順向方向被通電時,絕緣閘雙極電晶體14不被驅動而導通。此外,當絕緣閘雙極電晶體14被驅動而導通時,在主二極體16a被通電之時序,絕緣閘雙極電晶體14被驅動而關閉。於是,二極體16通電期間,絕緣閘雙極電晶體14和二極體16之間閘極干擾的發生被避免。因此,根據本發明之實施例,在二極體16通電期間,主二極體16a的正向電壓之增加被避免,所以可以防止在主二極體16a中的損失增加。
此外,在本發明之實施例中,在感測電阻26 兩側產生的電壓係基於A點電壓VA被監控,A點電壓VA係產生於運算放大器28的輸出端,其用以判斷主二極體16a是否在比較器30中的順向方向被通電。感測電阻26係其一端被連接至感測二極體16b的陽極端,以及其另一端被連接至運算放大器28的輸出端的電阻。此外,運算放大器28被配置成其反相輸入端被連接至感測二極體16b的陽極端,其非反相輸入端被連接至主二極體16a的陽極端,且其輸出端被連接至感測電阻26的另一端。 運算放大器28以這樣的方式操作,以保持主二極體16a的陽極端的電壓與感測二極體16b的陽極端的電壓在相同電位。
以這種方式,在本發明實施例中,藉由監控 在感測電阻26兩端產生的電壓,同時透過運算放大器28的操作,保持主二極體16a的陽極端的電壓與感測二極體16b的陽極端的電壓在相同電位,判斷主二極體16a是否被通電。
在此配置中,在不考慮主二極體16a的導通 電壓和感測二極體16b的導通電壓之情況下,感測電阻26兩端產生的電壓可被偵測。因此,偵測電壓的靈敏度能夠被提高。此外,即使提供被連接至感測二極體16b之感測電阻26,藉由運算放大器28的操作,流經感測二極體16b的電流能夠準確正比於流經主二極體16a的電流。 其結果是,這兩個電流之間的比率可以精確地被維持。
由此,根據本發明實施例的驅動控制裝置 20,基於連接至感測二極體16b的感測電阻26兩端產生的電壓,即流經感測電阻26的電流,可精確地判斷主二極體16a是否被通電,並能增強作出通電判定的準確性。
附帶地,在前述的本發明之實施例,絕緣閘 雙極電晶體14可被視為本發明的「電晶體」。主二極體16a可被視為本發明的「主二極體」。感測二極體16b可被視為本發明的「感測二極體」。比較器30可被視為本發明的「第一比較器」。比較器30的反相輸入端可被視為本發明的「第一輸入端」。比較器30的非反相輸入端可被視為本發明的「第二輸入端」。參考電壓V1可被視為本發明的「第一臨界電壓」。閘極驅動電路24可被視為本發明的「驅動電路」。
附帶地,在上述本發明實施例,感測電阻26 被用來判斷主二極體16a是否被通電。然而,本發明並不限定於該組態。此外,同樣的感測電阻26可被用來判斷在絕緣閘雙極電晶體14是否有過載電流。
在第3圖中所示本發明的修改實施例,絕緣 閘雙極電晶體14具有主要使用的絕緣閘雙極電晶體(以下稱為主絕緣閘雙極電晶體)14a和用以偵測過載電流的絕緣閘雙極電晶體(以下稱為感測絕緣閘雙極電晶體)14b。主二極體16a被並聯連接至主絕緣閘雙極電晶體14a的集極端與射極端之間。感測絕緣閘雙極電晶體14b被配置成偵測流經主絕緣閘雙極電晶體14a的過載電流。主絕緣閘雙極電晶體14a和感測絕緣閘雙極電晶體14b係在有一致結 構的相同半導體基板上形成。主絕緣閘雙極電晶體14a的射極端被接地。此外,感測絕緣閘雙極電晶體14b的射極端被連接至感測二極體16b的陽極端。
此外,該驅動控制裝置20被裝備有與比較器 30分開的比較器50以及從及電路22分開的及電路52。 感測電阻26的另一端,即運算放大器28的輸出端(點A)被連接至比較器50的非反相輸入端,且運算放大器28的輸出電壓(A點電壓)VA被輸入到比較器50的非反相輸入端。此外,第二參考電壓V2與被輸入到比較器30的非反相輸入端之第一參考電壓V1不同,參考電壓V2被輸入到比較器50的反相輸入端。
附帶地,上述第二參考電壓V2係用以判斷過 載電流是否從主絕緣閘雙極電晶體14a的集極端側流向射極端側的臨界電壓。具體地,當上述過載電流被設定為小於零的負值時,第二參考電壓V2係感測電阻26兩端產生的電位差。
比較器50係以下列方式進行操作的比較器, 比較點A之電壓VA與第二參考電壓V2,並輸出對應於比較結果的信號。當A點電壓VA大於或等於第二參考電壓V2(即存在建立一個關係:VAV2)時,比較器50輸出一個高位準信號cout2,指示無過載電流流經主絕緣閘雙極電晶體14a。當A點電壓VA降至低於第二參考電壓V2(即存在建立一個關係:VA<V2)時,比較器50輸出低位準信號cout2,指示過載電流流經主絕緣閘雙極電晶體 14a。
及電路52的輸入端係被連接至比較器30的輸出端和比較器50的輸出端。比較器30的輸出信號cout1和比較器50的輸出信號cout2被輸入到及電路52。及電路52係當所有的輸入信號都處於高位準時,輸出一高位準信號的邏輯電路。及電路22的輸入端係被連接至及電路52的輸出端。來自微電腦之驅動指令信號s係被輸入到及電路22且及電路52的輸出信號被輸入到及電路22。及電路22係當所有的輸入信號都處於高位準時,輸出一高位準信號的邏輯電路。
在上述修改實施例的配置中,當過載電流流經絕緣閘雙極電晶體14中之主絕緣閘雙極電晶體14a時,主絕緣閘雙極電晶體14a的過載電流之對應電流從感測絕緣閘雙極電晶體14b射極端側流經感測電阻26到運算放大器28的輸出端側。因此,在運算放大器28的輸出側之A點電壓VA相對於絕緣閘雙極電晶體14(具體地,感測絕緣閘雙極電晶體14b)的射極端之電壓變低,且降至低於第二參考電壓V2。在這種情況下,比較器50輸出低位準信號cout2。因此,及電路52輸出低位準信號cout2,且及電路22向閘極驅動電路24輸出一個低位準信號。其結果是,絕緣閘雙極電晶體14被關閉。
由此,當過載電流流經絕緣閘雙極電晶體14中的主絕緣閘雙極電晶體14a時,根據本修改實施例的驅動控制裝置20,基於在感測電阻26兩端產生的電壓(具體 而言,即在運算放大器28的輸出端所產生的A點電壓VA),偵測在比較器50之過載電流,從而使主絕緣閘雙極電晶體14a被驅動以關閉。在這方面,根據本修改實施例,相同的感測電阻26可被用以判斷二極體16是否被通電,並判斷在絕緣閘雙極電晶體14是否有過載電流。
附帶地,在上述的修改實施例中,主絕緣閘 雙極電晶體14a可被視為本發明的「電晶體」。感測絕緣閘雙極電晶體14b可被視為本發明的「感測電晶體」。比較器50可被視為本發明的「第二比較器」。比較器50的非反相輸入端可被視為本發明的「第三輸入端」。比較器50的反相輸入端可被視為本發明的「第四輸入端」。第二參考電壓V2可被視為本發明的「第二臨界電壓」。閘極驅動電路24可被視為本發明的「驅動電路」。
20‧‧‧驅動控制裝置
10‧‧‧半導體裝置
14‧‧‧絕緣閘雙極電晶體
16a‧‧‧主二極體
16b‧‧‧感測二極體
28‧‧‧運算放大器
30‧‧‧比較器
26‧‧‧感測電阻
22‧‧‧及電路
24‧‧‧閘極驅動電路
12‧‧‧功率切換元件
16‧‧‧二極體
cout1‧‧‧比較器輸出信號
s‧‧‧驅動指令信號
VA‧‧‧A點電壓
Isw‧‧‧電流
gin‧‧‧閘極信號
V1‧‧‧參考電壓

Claims (9)

  1. 一種半導體裝置之驅動控制裝置,包括:電晶體,係被配置成藉由被輸入到該電晶體的閘極端的閘極信號來進行切換操作;主二極體,係被反向並聯連接至該電晶體;感測二極體,具有陰極端,其連接至該主二極體的陰極端;運算放大器,具有反相輸入端、非反相輸入端以及輸出端,該反相輸入端被連接至該感測二極體的陽極端,該非反相輸入端被連接至該主二極體的陽極端,且該運算放大器的該輸出端經由感測電阻被連接至該感測二極體的該陽極端;以及第一比較器,係被配置成藉由比較在該運算放大器的該輸出端產生的輸出電壓與第一臨界電壓,而輸出指示該主二極體是否被通電的信號。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之驅動控制裝置,進一步包括:驅動電路,係被配置成當來自該第一比較器指示該主二極體被通電的信號被輸入至該驅動電路時,產生並輸出低位準閘極信號。
  3. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之驅動控制裝置,其中該第一比較器具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端, 該輸出電壓係被輸入至該第一輸入端,該第一臨界電壓係被輸入至該第二輸入端,以及該第一比較器的該輸出端,係被配置成當輸入至該第一輸入端的該輸出電壓超過輸入至該第二輸入端的該第一臨界電壓時,輸出指示該主二極體被通電的信號。
  4. 如申請專利範圍第3項之半導體裝置之驅動控制裝置,進一步包括:驅動電路,係被配置成當來自該第一比較器之該輸出端指示該主二極體被通電的該信號被輸入至該驅動電路時,產生並輸出低位準閘極信號。
  5. 如申請專利範圍第4項之半導體裝置之驅動控制裝置,進一步包括:感測電晶體,具有射極端,其連接至該感測二極體的該陽極端,且該感測電晶體被配置成檢測流經該電晶體的電流;以及第二比較器,係被配置成藉由比較在該運算放大器之該輸出端產生的該輸出電壓與第二臨界電壓,而輸出指示過載電流是否流經該電晶體的信號,其中該驅動電路,係被配置成當來自該第二比較器指示該過載電流流經該電晶體的信號被輸入至該驅動電路時,產生並輸出低位準閘極信號。
  6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之半導體裝置之驅動控制裝置,包括:感測電晶體,具有射極端,其連接至該感測二極體的 該陽極端,且該感測電晶體被配置成檢測流經該電晶體的電流;以及第二比較器,係被配置成藉由比較在該運算放大器之該輸出端產生的該輸出電壓與第二臨界電壓,輸出指示過載電流是否流經該電晶體的信號。
  7. 如申請專利範圍第6項之半導體裝置之驅動控制裝置,進一步包括:驅動電路,係被配置成當來自該第二比較器指示該過載電流流經該電晶體的信號被輸入至該驅動電路時,產生並輸出低位準閘極信號。
  8. 如申請專利範圍第6項之半導體裝置之驅動控制裝置,其中該第二比較器具有第三輸入端、第四輸入端以及輸出端,該輸出電壓係被輸入至該第三輸入端,該第二臨界電壓係被輸入至該第四輸入端,以及該第二比較器的該輸出端,係被配置成當輸入至該第三輸入端的該輸出電壓降至低於輸入至該第四輸入端的該第二臨界電壓時,輸出指示該過載電流流經該電晶體的信號。
  9. 如申請專利範圍第8項之半導體裝置之驅動控制裝置,進一步包括:驅動電路,係被配置成當來自該第二比較器之該輸出端指示該過載電流流經該電晶體的該信號被輸入至該驅動 電路時,產生並輸出低位準閘極信號。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4777579A (en) * 1988-01-04 1988-10-11 General Electric Company Integrated current sensor configurations for AC motor drives
JPH07146722A (ja) * 1993-10-01 1995-06-06 Fuji Electric Co Ltd トランジスタ用過電流保護装置
JPH11299218A (ja) * 1998-04-17 1999-10-29 Mitsubishi Electric Corp 過電流検出機能付絶縁ゲート型半導体装置
JP2008072848A (ja) * 2006-09-14 2008-03-27 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
DE102008045410B4 (de) * 2007-09-05 2019-07-11 Denso Corporation Halbleitervorrichtung mit IGBT mit eingebauter Diode und Halbleitervorrichtung mit DMOS mit eingebauter Diode
JP4924578B2 (ja) * 2007-09-05 2012-04-25 株式会社デンソー 半導体装置
DE112010003655B4 (de) * 2009-10-20 2015-12-31 Mitsubishi Electric Corporation Fehler-Detektionsvorrichtung für eine Halbleitervorrichtung
JP5724281B2 (ja) * 2010-10-08 2015-05-27 富士電機株式会社 パワー半導体デバイスの電流検出回路
JP5170208B2 (ja) * 2010-10-22 2013-03-27 富士電機株式会社 パワー半導体デバイスの電流検出回路

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