TW201639301A - 驅動單元 - Google Patents

Abstract

驅動單元(1)包含：反向導電電晶體(14)，包含電晶體(13)和以倒並連接到該電晶體的第一二極體(11)，電晶體(13)和第一二極體(11)設置在共同的半導體基板(10)；第二二極體(12)，包含連接至電晶體的集極的陰極，第二二極體設置在半導體基板上；以及偵測部(26)被配置透過第二二極體的陽極來偵測電晶體的集極和射極之間的電壓。

Description

驅動單元

本發明係有關於一種驅動單元。

已知驅動單元包含反向導電電晶體和第二二極體，反向導電電晶體具有電晶體和以倒並連接到該電晶體的第一二極體，該電晶體和第一二極體被設置在共同的半導體基板上，以及第二二極體具有連接到該電晶體的集極的陰極(例如，參考日本專利申請案公開No.2014-216932(JP 2014-216932 A))。驅動單元具有透過第二二極體的陽極來偵測電晶體的集極與射極之間的電壓V_CE的一種架構。

然而，第一二極體的順向電壓和第二二極體的順向電壓分別具有隨溫度改變的特性(溫度特性)。因此，當第一二極體的溫度與第二二極體的溫度互相獨立變化時，第一二極體的順向電壓與第二二極體的順向電壓也互相獨立改變，且電壓V_CE的偵測值因此變化很大。

因此，本發明的一個目的是提供一種驅動裝置，其中，集極和射極之間的電壓的偵測值變化不大。

根據本發明的一個面向，驅動單元包含：反向導電電晶體，包含電晶體和以倒並連接到該電晶體的第一二極體，電晶體和第一二極體設置在第一半導體基板上；第二二極體包含連接到電晶體的集極的陰極，第二二極體設置在第一半導體基板上；以及偵測部被配置透過第二二極體的陽極來偵測電晶體的集極和射極之間的電壓。

根據上述面向，因為第一二極體和第二二極體設置在第一半導體基板上，所以降低第一二極體的溫度和第二二極體的溫度之間的差異，以及這些溫度以大致類似的方式變化。因此，即使當第一和第二二極體的順向電壓的每一者隨溫度變化而改變時，與第一和第二二極體的溫度互相獨立變化的情況下相比，降低了電晶體的集極和射極之間的電壓的偵測值的變化。

1、2、3、1L、1H‧‧‧驅動單元

10、10H、10L‧‧‧半導體基板

11、11H、11L‧‧‧返馳二極體

12、12H、12L‧‧‧保護二極體

13、13H、13L‧‧‧電晶體

14、14H、14L‧‧‧反向導電電晶體

15‧‧‧第一電流路徑

16‧‧‧第二電流路徑

15H、15L、16H、16L‧‧‧電流路徑

17、18‧‧‧元件主動區域

19‧‧‧中間節點

20、20H、20L‧‧‧驅動電路板

21‧‧‧偵測部

22‧‧‧比較器

23‧‧‧定限電壓產生部

24‧‧‧電阻

25‧‧‧電壓源

26‧‧‧監視電路

27‧‧‧驅動部

28‧‧‧處理電路

29‧‧‧緩衝電路

30‧‧‧電感負載

31‧‧‧確定部

32‧‧‧ADC

33‧‧‧臂電路

34‧‧‧中央部

Vth‧‧‧定限電壓

Vin‧‧‧輸入電壓

Vd‧‧‧偵測信號

Vg、Vgh、Vgl‧‧‧命令信號

Vge、Vgel、Vgeh‧‧‧閘極電壓

VB、Vce、Vcel、Vceh‧‧‧電壓

G‧‧‧閘極

C‧‧‧集極

E‧‧‧射極

101‧‧‧電源轉換器

VH‧‧‧電源電壓

以下將參考附圖說明本發明的示範性實施例的特徵、優點及技術與工業重要性，其中相同數字表示類似元件，以及其中：圖1是說明驅動單元的架構的一個範例的圖；圖2是說明驅動單元的架構的另一個範例的圖；圖3是說明驅動單元的架構的另一個範例的圖； 圖4是說明第二二極體的配置位置的一個範例的圖；以及圖5是說明電源轉換器的架構的一個範例的圖，電源轉換器配備有多個驅動單元。

本發明實施例在下文中參照圖式進行說明。

圖1是根據第一實施例說明驅動單元1的架構的一個範例的圖。舉例來說，驅動單元1為半導體裝置，其是藉由反向導電電晶體14的開啟-關閉驅動來驅動電感負載(例如電感器、馬達或其他類似的)，電感負載連接第一電流路徑15或第二電流路徑16。

舉例來說，第一電流路徑15是一條電線，其導電地連接到高電源位勢部的電源電壓VH，例如電源的正電極。第一電流路徑15可透過另一切換元件或負載間接地連接到高電源位勢部的電源電壓VH。舉例來說，第二電流路徑16是一條電線，其導電地連接到低電源位勢部，例如電源的負電極(舉例來說，地極)。第二電流路徑16可透過另一切換元件或負載間接地連接到低電源位勢部。

舉例來說，一或多個驅動單元1被使用在其中的電源轉換器是裝置的一個範例，該電源轉換器藉由反向導電電晶體14的開啟-關閉驅動來轉換輸入與輸出之間的電力。電源轉換器的具體範例包含增加或減少DC電源 的電壓的轉換器，以及執行DC電源和AC電源之間的電源轉換的換流器。

驅動單元1包含半導體基板10，和半導體基板10分開的驅動電路板20。舉例來說，半導體基板10是具有反向導電電晶體14和保護二極體12的晶片。舉例來說，驅動電路板20是具有偵測部21、確定部31和驅動部27的積體電路(IC)。

反向導電電晶體14是反向導電電晶體的一個範例，其具有一起設置在共同的半導體基板10上的電晶體13和返馳二極體11。電晶體13具有閘極G、集極C和射極E。返馳二極體11具有使用電晶體13的射極E作為陽極的電極、以及使用電晶體13的集極C作為陰極的電極。換言之，反向導電電晶體14是切換元件，其具有一種結構，在該結構中形成作為電晶體13的射極E和返馳二極體11的陽極的共用電極、以及作為電晶體13的集極C和返馳二極體11的陰極的共用電極。返馳二極體11是第一二極體的一個範例，其以倒並連接到電晶體13。

舉例來說，反向導電電晶體14為反向導電絕緣閘極雙極電晶體(RC-IGBT)其使用電晶體13作為絕緣閘極雙極電晶體(IGBT)。RC-IGBT有時候被稱作built-in diode IGBT。

保護二極體12是第二二極體的一個範例，第二二極體被設置在共同的半導體基板10上，反向導電電晶體14被設置在共同的半導體基板10上。保護二極體 12具有連接至電晶體13的集極C的陰極、以及連接至驅動電路板20的偵測部21的陽極。保護二極體12可保護驅動電路板20(特別是，偵測部21)免於具增加電壓值的電壓Vce的影響。電壓Vce是電晶體13的集極C與射極E之間的電壓。

偵測部21是偵測部的一個範例，偵測部透過保護二極體12的陽極藉由偵測電壓Vce來偵測返馳二極體11是否為通電。舉例來說，偵測部21具有電壓源25、電阻24和監視電路26。

保護二極體12的陽極透過電阻24以上拉連接至電壓源25的電壓VB。電阻24可以是輸出定電流的定電流源。電壓源25分享地極給驅動電路板20。驅動電路板20的地極導電地連接至電晶體13的射極E。保護二極體12的陽極與電阻24之間的連接點是連接至監視電路26，以及輸入電壓Vin透過連接點輸入至監視電路26。換言之，輸入電壓Vin相應於電壓Vce的偵測值的一個範例。偵測部21基於輸入至監視電路26的輸入電壓Vin的電壓值，偵測返馳二極體11是否為通電。

舉例來說，當返馳二極體11為通電時，順向電流流經返馳二極體11並且電壓Vce因此等於-VF11(電晶體13的射極E被定義為具有零的參考位勢，並且VF11被定義為返馳二極體11的順向電壓)。因為此時電壓Vce(=-VF11)低於電壓VB，所以保護二極體12在順向方向上為通電。因此，當返馳二極體11為通電時，輸入 電壓Vin等於“-VF11+VF12”，其藉由保護二極體12的順向電壓VF12的量而高於電壓Vce。

當返馳二極體11未通電時，如果電晶體13為通電，電壓Vce等於電晶體13的開啟-電壓Von。開啟-電壓Von是當電晶體13為通電時集極C與射極E之間所生成的電壓。因為此時電壓Vce(=Von)也低於電壓VB，所以保護二極體12在順向方向上為通電。因此，當返馳二極體11未通電且電晶體13為通電時，輸入電壓Vin等於“Von+VF12”，其藉由保護二極體12的順向電壓VF12的量高於電壓Vce。

當返馳二極體11與電晶體13兩者都未通電時，電壓Vce接近等於高電源位勢部的電源電壓VH，該高電源位勢部直接或間接連接到第一電流路徑15。因為此時電壓Vce(=VH)高於電壓VB，所以保護二極體12未通電。因此，當返馳二極體11與電晶體13兩者皆未通電時，輸入電壓Vin等於“電壓VB”。需注意，電壓VB被設成高於“Von+VF12”且低於電源電壓VH的電壓值。

如上所述，輸入到偵測部21的監視電路26的輸入電壓Vin的電壓值是依據返馳二極體11是否為通電來改變。因此，偵測部21可藉由偵測輸入至監視電路26的輸入電壓Vin的電壓值的差異，來偵測返馳二極體11是否為通電。

然而，返馳二極體11的順向電壓VF11與保 護二極體12的順向電壓VF12皆具有隨溫度改變的特性(溫度特性)。因此，當返馳二極體11的溫度與保護二極體12的溫度互相獨立變化時，順向電壓VF11與順向電壓VF12互相獨立改變，並且輸入電壓Vin的電壓值因此變化很大。結果，藉由偵測部21的監視電路26來偵測返馳二極體11是否為通電的準確性被降低。

舉例來說，因為驅動電路板20的加工費用低於用於設置反向導電電晶體14的半導體基板10的加工費用，所以假設情況下，可保護偵測部21的保護二極體12連同偵測部21一起設置在驅動電路板20上。然而，因為作為熱源的反向導電電晶體14設置在半導體基板10上，所以當返馳二極體11和保護二極體12設置在不同基板上時，返馳二極體11與保護二極體12的溫度互相獨立變化。結果，輸入電壓Vin的電壓值變化大，並且，因此，偵測返馳二極體11是否為通電的準確性被降低。

與此相反，在此實施例中，因為保護二極體12設置在用以設置返馳二極體11的共同的半導體基板10上，所以返馳二極體11的溫度和保護二極體12的溫度未互相獨立變化，但以大致類似的方式變化。因此，即使當順向電壓VF11和順向電壓VF12隨著溫度的變化獨立地改變時，與返馳二極體11與保護二極體12的溫度互相獨立變化的情況下相比，降低了輸入電壓Vin的電壓值的變化。結果，藉由偵測部21的監視電路26偵測返馳二極體11是否為通電的準確性可被提升。

此外，因為保護二極體12的陰極連接到電晶體13的集極，返馳二極體11以倒並連接到電晶體13，所以返馳二極體11的順向方向與保護二極體12的順向方向互相相反。換言之，返馳二極體11的陰極與保護二極體12的陰極互相連接。因此，因為順向電壓VF11隨溫度的變化與順向電壓VF12隨溫度的變化幾乎完全抵消，所以減少輸入電壓Vin的電壓值的變化。結果，藉由偵測部21的監視電路26偵測返馳二極體11是否為通電的準確性可被提升。

返馳二極體11和保護二極體12可為不同種類的二極體，但最好是相同種類的二極體。當兩者二極體皆為相同種類時，兩者二極體的順向電壓的溫度特性可為相同。在這種情況下，因為順向電壓VF11隨溫度的變化與順向電壓VF12隨溫度的變化可被均衡，所以更減少輸入電壓Vin的電壓值的變化。結果，藉由偵測部21的監視電路26來偵測返馳二極體11是否為通電的準確性可更加被提升。

偵測部21基於輸入電壓Vin的電壓值，從監視電路26輸出偵測信號Vd，其指出返馳二極體11是否為通電的偵測的結果。舉例來說，監視電路26具有比較器22、和定限電壓產生部23，用來輸出偵測信號Vd，其指出返馳二極體11是否為通電的偵測的結果。

比較器22具有連接至保護二極體12的陽極和電阻24之間的連接點的非反向輸入端、以及連接至定 限電壓產生部23的反向輸入端。定限電壓產生部23使用驅動電路板20的地極當作接地參考點，產生定限電壓Vth，並且提供定限電壓Vth至比較器22的反向輸入端。比較器22比較輸入電壓Vin與定限電壓Vth之間的大小關係來偵測返馳二極體11是否為通電。

定限電壓Vth被設定成高於“-VF11+VF12”且低於“Von+VF12”的電壓值。因此，當比較器22偵測到輸入電壓Vin低於定限電壓Vth時，比較器22輸出低準位的偵測信號Vd，其指出返馳二極體11為通電。另一方面，當比較器22偵測到輸入電壓Vin高於定限電壓Vth時，比較器22輸出高準位的偵測信號Vd，其指出返馳二極體11未通電。

舉例來說，當“VF11=VF12=Von=1[V]”時，因為“-VF11+VF12=0[V]”與“Von+VF12=2[V]”，所以定限電壓Vth被設定成高於0[V]且低於2[V]的電壓值。在此情況下，即使當略高於0安培的微小電流流經返馳二極體11時，偵測部21可偵測返馳二極體11的通電。

確定部31藉由偵測部21基於返馳二極體11是否為通電的偵測的結果決定是否允許將電晶體13開啟。當偵測部21偵測到返馳二極體11為通電時(舉例來說，當低準位的偵測信號Vd被輸入至確定部31時)，確定部31禁止將電晶體13開啟。另一方面，當偵測部21偵測到返馳二極體11未通電時(舉例來說，當高準位的偵測信號Vd被輸入至確定部31時)，確定部31允許將 電晶體13開啟。

舉例來說，確定部31具有AND電路(AND閘)，命令信號Vg和偵測信號Vd被輸入至AND電路。舉例來說，命令信號Vg為驅動電路板20外部的控制器所提供的脈衝寬度調變(PWM)信號。高準位的命令信號Vg代表對電晶體13的開啟-命令，並且低準位的命令信號Vg代表對電晶體13的關閉-命令。舉例來說，輸出命令信號Vg的控制器為微電腦，其包含中央處理單元(CPU)。注意，輸出命令信號Vg的控制器可設置在驅動電路板20上。

當電晶體13被確定部31禁止開啟時，即使輸入用來命令電晶體13的開啟的命令信號Vg，驅動部27將電晶體13的閘極電壓Vge保持在電晶體13被固定在關閉狀態時的電壓值。另一方面，當電晶體13被確定部31允許開啟時，驅動部27根據命令信號Vg開啟或關閉電晶體13。換言之，當命令信號Vg對電晶體13為開啟-命令時，驅動部27將閘極電壓Vge改變至開啟電晶體13的電壓值，並且當命令信號Vg對電晶體13為關閉命令時，將閘極電壓Vge改變至關閉電晶體13的電壓值。

在反向導電電晶體14中，當有電流流經返馳二極體11同時開啟電晶體13時，增加順向電壓VF11並且增加返馳二極體11的順向損失。這種現象有時被稱為“閘極干擾”。然而，當電晶體13被確定部31禁止開啟時，即使輸入命令開啟電晶體13的命令信號Vg，電晶體 13保持關閉狀態。因此，可防止增加馳二極體11的順向損失。舉例來說，這可導致減少驅動單元1的功率消耗，並且因此有助於提高配備有驅動單元1的車輛的燃料效率。

圖2是根據第二實施例說明驅動單元2的架構的一個範例的圖。至於架構和效果相同於前述驅動單元1所具有者，合併驅動單元1的說明。驅動單元2具有監視電路26，其在架構上不同於驅動單元1所具有者。驅動單元2的監視電路26具有ADC32和處理電路28，用以輸出指出返馳二極體11是否為通電的偵測的結果的偵測信號Vd。

ADC32為AD(類比-至-數位)轉換器，其具有連接至保護二極體12的陽極與電阻24之間的連接點的輸入端。ADC32將輸入電壓Vin的類比值轉換成數位值，並輸出數位值至處理電路28。處理電路28比較輸入電壓Vin的數位值與定限電壓Vth的數位值之間的大小關係，並且輸出指出返馳二極體11是否為通電的偵測的結果的偵測信號Vd。

圖3是根據第三實施例說明驅動單元3的架構的一個範例的圖。至於架構和效果相同於前述驅動單元1所具有者，合併驅動單元1的說明。驅動單元3具有監視電路26，其在架構上不同於驅動單元1所具有者。驅動單元3的監視電路26具有緩衝電路29，用以輸出指出返馳二極體11是否為通電的偵測的結果的偵測信號Vd。

緩衝電路29具有連接至保護二極體12的陽極與電阻24之間的連接點的輸入端。緩衝電路29的輸入端的定限值被設為定限電壓Vth。緩衝電路29比較輸入電壓Vin與定限電壓Vth之間的大小關係，並且輸出指出返馳二極體11是否為通電的偵測的結果的偵測信號Vd。

圖4是說明保護二極體12的配置位置的一個範例的圖。圖4為平面圖，其示意性地說明半導體基板10。半導體基板10具有元件主動區域17和18，反向導電電晶體14位於其中。在所述情況下，保護二極體12位於矩形-形狀的半導體基板10的中央部34(特別是，在第一元件主動區域17與第二元件主動區域18之間的區域)。中央部34與元件主動區域17和18之間的溫度的差異是相對小的。

因此，因為當保護二極體12位於中央部34時，返馳二極體11與保護二極體12之間的溫度的差異小，所以兩者二極體的溫度未互相獨立變化，但以大致類似的方式變化。因此，因為降低輸入電壓Vin的電壓值的變化，所以藉由偵測部21的監視電路26偵測返馳二極體11是否為通電的準確性可更加被提升。

須注意，保護二極體12不一定必須位於半導體基板10的中央部34，並且可位於中央部34的其他區域(舉例來說，在元件主動區域與半導體基板10的邊緣之間的區域)。

圖5是說明電源轉換器101的架構的一個範 例的圖，電源轉換器101配備有多個驅動單元。至於架構和效果相同於前述驅動單元1所具有者，合併驅動單元1的說明。電源轉換器101包含一對驅動單元1L和1H，其每一者具有與驅動單元1相同的架構。電源轉換器101包含設置在相對於中間節點19的低側的驅動單元1L、以及設置在相對於中間節點19的高側的驅動單元1H。電感負載30連接至中間節點19。

電流路徑15L透過反向導電電晶體14H連接至電源電壓VH的高電源位勢部，並且電流路徑16L連接至地極。電流路徑15H連接至源電壓VH的高電源位勢部，並且電流路徑16H透過反向導電電晶體14L連接至地極。

電源轉換器101包含臂電路33，其中驅動單元1L的反向導電電晶體14L與驅動單元1H的反向導電電晶體14H串聯連接。當使用作為驅動三相馬達的換流器時，電源轉換器101包含三個臂電路33，即，臂電路33和三相馬達的相位的數量一樣多，其並聯設置。

驅動單元1L包含半導體基板10L、和驅動電路板20L。半導體基板10L為具有反向導電電晶體14L和保護二極體12L的晶片。電壓Vcel為電晶體13L的集極C和射極E之間的電壓。另一方面，驅動單元1H包含半導體基板10H和驅動電路板20H。半導體基板10H為具有反向導電電晶體14H和保護二極體12H的晶片。電壓Vceh為電晶體13H的集極C和射極E之間的電壓。

當命令電晶體13L的開啟的高準位的命令信號Vgl正被輸入至驅動單元1L時，命令關閉電晶體13H的低準位的命令信號Vgh正被輸入至驅動單元1H。另一方面，當命令開啟電晶體13H的高準位的命令信號Vgh正被輸入至驅動單元1H時，命令關閉電晶體13L的低準位的命令信號Vgl正被輸入至驅動單元1L。

當電晶體13L被驅動單元1L的確定部31禁止開啟時，即使輸入用來命令開啟電晶體13L的命令信號Vgl，驅動單元1L的驅動部27將電晶體13L的閘極電壓Vgel保持在電晶體13L被固定在關閉狀態時的電壓值。另一方面，當電晶體13L被驅動單元1L的確定部31允許開啟時，驅動單元1L的驅動部27根據命令信號Vgl開啟或關閉電晶體13L。

當電晶體13H被驅動單元1H的確定部31禁止開啟時，即使輸入用來命令開啟電晶體13H的命令信號Vgh，驅動單元1H的驅動部27將電晶體13H的閘極電壓Vgeh保持在電晶體13H被固定在關閉狀態時的電壓值。另一方面，當電晶體13H被驅動單元1H的確定部31允許開啟時，驅動單元1H的驅動部27根據命令信號Vgh開啟或關閉電晶體13H。

當返馳二極體11L為通電時，由於返馳二極體11L的通電，電壓Vcel相同於-VF11。因為電壓Vcel低於電壓VB，所以保護二極體12L為通電。因此，當返馳二極體11L為通電時，輸入電壓Vin等於 “-VF11+VF12”。

另一方面，當返馳二極體11L未通電時，如果電晶體13L為通電，則電壓Vcel相同於電晶體13L的開啟電壓Von。因為電壓Vcel低於電壓VB，所以保護二極體12L為通電。因此，當返馳二極體11L未通電且電晶體13L為通電時，輸入電壓Vin相同於“Von+VF12”。

進一步來說，當返馳二極體11L和電晶體13L兩者皆未通電時，由於電晶體13H的開啟或或返馳二極體11H的通電，電壓Vcel約等於電源電壓VH。因為電壓Vcel高於電壓VB，所以保護二極體12L未通電。因此，當返馳二極體11L和電晶體13L兩者皆未通電時，輸入電壓Vin等於“電壓VB”。

因此，驅動單元1L的偵測部21可藉由偵測輸入電壓Vin的電壓值的差異來偵測返馳二極體11L是否為通電，該輸入電壓Vin被輸入至驅動單元1L的監視電路26。此外，因為保護二極體12L設置在返馳二極體11L之所設置在的共同的半導體基板10L，所以降低輸入電壓Vin的電壓值的變化。結果，藉由驅動單元1L的偵測部21的監視電路26來偵測返馳二極體11L是否為通電的準確性可被提升。

因為驅動單元1H也以與驅動單元1L相同的方式運作，所以藉由驅動單元1H的偵測部21的監視電路26來偵測返馳二極體11H是否為通電的準確性可被提升。

驅動單元在前述是參照其實施方案來描述，然而本發明不限於上述實施例。可進行各種修改和改良，如組合或替換用另一個實施例的一部分或全部。

舉例來說，RC-IGBT為反向導電電晶體的一個範例，以及反向導電電晶體可為切換元件的不同種類。

此外，用以偵測倒並連接到該電晶體的二極體是否為通電的偵測部，其並不一定需要被設置在相異於反向導電電晶體所設置在半導體基板的基板上，且可設置在反向導電電晶體所被設置在的半導體基板上。

或者，偵測部21可透過保護二極體12的陽極藉由偵測電壓Vce來偵測反向導電電晶體14的通電方向。以正方向從集極到射極流經反向導電電晶體14的電流流經電晶體13，以及以負方向從射極到集極流經反向導電電晶體14的電流流經返馳二極體11。因此，當流經反向導電電晶體14的電流的方向為正時(換言之，當電晶體13為通電時)，輸入電壓Vin等於“Von+VF12”。另一方面，當流經反向導電電晶體14的電流的方向為負時(換言之，當返馳二極體11為通電時)，輸入電壓Vin等於“-VF11+VF12”。

如前述，輸入至偵測部21的監視電路26之輸入電壓Vin，其電壓值依據流經反向導電電晶體14的電流的方向的差異而改變。因此，偵測部21可藉由偵測輸入至監視電路26的輸入電壓Vin的電壓值的差異，來偵測反向導電電晶體14的通電方向。

舉例來說，當比較器22偵測到輸入電壓Vin低於第一定限電壓Vth1時，比較器22輸出低準位的偵測信號Vd，其指出反向導電電晶體14的通電方向為負(換言之，返馳二極體11為通電)。第一定限電壓Vth1被設為高於“-VF11+VF12”且低於“Von+VF12”的電壓值。另一方面，當比較器22偵測到輸入電壓Vin高於第一定限電壓Vth1且低於第二定限電壓Vth2時，比較器22輸出高準位的偵測信號Vd，其指出反向導電電晶體14的通電方向為正(換言之，電晶體13為通電)。第二定限電壓Vth2高於第一定限電壓Vth1。第二定限電壓Vth2被設為高於“Von+VF12”且低於“VB”的電壓值。

確定部31藉由偵測部21基於反向導電電晶體14的通電方向的偵測的結果來決定是否允許將電晶體13開啟。當偵測部21偵測到反向導電電晶體14的通電方向為負時(換言之，返馳二極體11為通電)(舉例來說，當低準位的偵測信號Vd輸入至確定部31時)，確定部31禁止將電晶體13開啟。另一方面，當偵測部21偵測到反向導電電晶體14的通電方向為正時(換言之，電晶體13為通電)(舉例來說，當高準位的偵測信號Vd輸入至確定部31時)，確定部31允許將電晶體13開啟。

或者，偵測部21可透過保護二極體12的陽極來偵測電晶體13是否通電藉由偵測電壓Vce。當電晶體13為通電時，輸入電壓Vin等於“Von+VF12”。另一方面，當電晶體13未通電時，輸入電壓Vin等於 “-VF11+VF12”或“電壓VB”。

如前述，輸入至偵測部21的監視電路26之輸入電壓Vin，其電壓值依據電晶體13是否為通電而改變。因此，偵測部21可藉由偵測輸入至監視電路26的輸入電壓Vin的電壓值的差異，來偵測電晶體13是否為通電。

舉例來說，當比較器22偵測到輸入電壓Vin低於第一定限電壓Vth1或高於第二定限電壓Vth2時，比較器22輸出低準位的偵測信號Vd，其指出電晶體13未通電。第二定限電壓Vth2高於第一定限電壓Vth1。第一定限電壓Vth1被設為高於“-VF11+VF12”且低於“Von+VF12”的電壓值。第二定限電壓Vth2被設為高於“Von+VF12”且低於“VB”的電壓值。另一方面，當比較器22偵測到輸入電壓Vin高於第一定限電壓Vth1且低於第二定限電壓Vth2時，比較器22輸出高準位的偵測信號Vd，其指出電晶體13為通電。須注意，在此情況下，當電晶體13未通電時，因為即使輸入命令開啟電晶體13的命令信號Vg，電晶體13仍無法被開啟，所以偵測信號Vd未被用於決定確定部31是否允許將電晶體13開啟。

如前述，因為保護二極體12設置在返馳二極體11所設置在的共同的半導體基板10上，所以降低輸入電壓Vin的電壓值的變化。此外，因為返馳二極體11和保護二極體12為如前述相同種類的二極體，所以降低輸入電壓Vin的電壓值的變化。此外，因為保護二極體12 位於半導體基板10的中央部34，所以降低輸入電壓Vin的電壓值的變化。因此，根據本實施例，偵測反向導電電晶體14的通電方向的準確性或偵測電晶體13是否為通電的準確性可被提升。

1‧‧‧驅動單元

10‧‧‧半導體基板

11‧‧‧返馳二極體

12‧‧‧保護二極體

13‧‧‧電晶體

14‧‧‧反向導電電晶體

15‧‧‧第一電流路徑

16‧‧‧第二電流路徑

20‧‧‧驅動電路板

21‧‧‧偵測部

22‧‧‧比較器

23‧‧‧定限電壓產生部

24‧‧‧電阻

25‧‧‧電壓源

26‧‧‧監視電路

27‧‧‧驅動部

31‧‧‧確定部

Vth‧‧‧定限電壓

Vin‧‧‧輸入電壓

Vd‧‧‧偵測信號

Vg‧‧‧命令信號

Vge‧‧‧閘極電壓

VB、Vce‧‧‧電壓

G‧‧‧閘極

C‧‧‧集極

E‧‧‧射極

Claims (8)

1. 一種驅動單元(1)，其特徵在於，包括：反向導電電晶體(14)，包含電晶體(13)和以倒並連接到該電晶體的第一二極體(11)，該電晶體(13)和該第一二極體(11)設置在第一半導體基板(10)上；第二二極體(12)，包含連接到該電晶體的集極的陰極，該第二二極體設置在該第一半導體基板上；以及偵測部(26)，被配置透過該第二二極體的陽極來偵測該電晶體的該集極和射極之間的電壓。
2. 如申請專利範圍第1項之驅動單元，其中該偵測部藉由透過該第二二極體的該陽極偵測該電壓偵測該第一二極體是否為通電。
3. 如申請專利範圍第1項之驅動單元，其中該偵測部藉由透過該第二二極體的該陽極偵測該電壓來偵測該反向導電電晶體的通電方向。
4. 如申請專利範圍第1項之驅動單元，其中該偵測部藉由透過該第二二極體的該陽極偵測該電壓來偵測該電晶體是否為通電。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之驅動單元，其中該偵測部設置在與該第一半導體基板相異的第二半導體基板(20)上。
6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之驅動單元，其中 該第一二極體和該第二二極體為相同型式的二極體。
7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之驅動單元，其中該第二二極體位於該第一半導體基板的中央部(34)。
8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之驅動單元，其中該反向導電電晶體為反向導電絕緣閘極雙極電晶體。