半導(dǎo)體開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，為了保護(hù)開關(guān)元件免于過(guò)熱，提出了基于由溫度傳感器檢測(cè)的溫度對(duì)電流供給控制進(jìn)行限制等各種技術(shù)。例如，如日本特開2009-136061號(hào)公報(bào)所公開的那樣，已知基于半導(dǎo)體開關(guān)元件的溫度信息進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)等的驅(qū)動(dòng)電路。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-136061號(hào)公報(bào)
[0004]專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-277433號(hào)公報(bào)
[0005]專利文獻(xiàn)3:日本特開2012-253202號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]關(guān)于現(xiàn)有的典型的半導(dǎo)體裝置，為了半導(dǎo)體開關(guān)元件的過(guò)熱保護(hù)，在驅(qū)動(dòng)電路設(shè)置有過(guò)熱保護(hù)電路。具體地說(shuō)，在半導(dǎo)體開關(guān)元件設(shè)置有用于檢測(cè)溫度的溫度傳感器。過(guò)熱保護(hù)電路基于溫度傳感器的輸出將半導(dǎo)體開關(guān)元件的元件溫度與閾值進(jìn)行比較，在元件溫度過(guò)高的情況下停止驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作。該過(guò)熱保護(hù)電路的動(dòng)作是根據(jù)元件溫度是否達(dá)到閾值而以二選一的方式將驅(qū)動(dòng)電路停止。
[0007]半導(dǎo)體開關(guān)元件具有溫度特性，例如輸入電容與元件溫度相對(duì)應(yīng)地發(fā)生變化。另夕卜，即使是驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路，如果驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)部的溫度變化，則也會(huì)對(duì)電路動(dòng)作產(chǎn)生影響。關(guān)于對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的電路動(dòng)作造成影響的溫度信息，優(yōu)選將該溫度信息更細(xì)致地反映于驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作。
[0008]另外，如上所述，對(duì)半導(dǎo)體開關(guān)元件單體的溫度進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)熱保護(hù)技術(shù)是公知的。通常，半導(dǎo)體開關(guān)元件及其驅(qū)動(dòng)電路由于發(fā)熱量的差異及半導(dǎo)體裝置的冷卻構(gòu)造等原因，半導(dǎo)體裝置的使用中的溫度不同。本申請(qǐng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了一種能夠通過(guò)利用該溫度差而更精細(xì)地執(zhí)行半導(dǎo)體裝置的異常檢測(cè)的技術(shù)。
[0009]本發(fā)明就是為了解決上述這樣的課題而提出的，其目的在于提供一種能夠?qū)囟刃畔⒏呔鹊胤从秤隍?qū)動(dòng)電路的動(dòng)作的半導(dǎo)體開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路。
[0010]第I發(fā)明涉及的半導(dǎo)體開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路具有:
[0011]輸入端子，其被輸入輸入信號(hào)；
[0012]輸出端子，其與半導(dǎo)體開關(guān)元件的控制端子連接；
[0013]信號(hào)電路部，其將驅(qū)動(dòng)信號(hào)供給至所述輸出端子，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有響應(yīng)于所述輸入信號(hào)的上升沿而變?yōu)榻油ǖ慕油ㄑ丶绊憫?yīng)于所述輸入信號(hào)的下降沿而變?yōu)閿嚅_的斷開沿；以及
[0014]溫度檢測(cè)單元，其包含第I溫度檢測(cè)單元和第2溫度檢測(cè)單元之中的至少一者，該第I溫度檢測(cè)單元輸出與所述信號(hào)電路部的溫度具有相關(guān)性的第I溫度檢測(cè)信號(hào)，該第2溫度檢測(cè)單元從對(duì)所述半導(dǎo)體開關(guān)元件的溫度進(jìn)行檢測(cè)的元件溫度傳感器元件接收第2溫度檢測(cè)信號(hào)，
[0015]為了使所述上升沿和所述接通沿之間的延遲時(shí)間即接通傳遞延遲時(shí)間、與所述下降沿和所述斷開沿之間的延遲時(shí)間即斷開傳遞延遲時(shí)間之差減小，基于所述第I溫度檢測(cè)信號(hào)和所述第2溫度檢測(cè)信號(hào)中的至少一者，使所述接通沿及所述斷開沿之中的至少一個(gè)信號(hào)邊沿延遲。
[0016]第2發(fā)明涉及的半導(dǎo)體開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路具有:
[0017]輸入端子，其被輸入輸入信號(hào)；
[0018]輸出端子，其與半導(dǎo)體開關(guān)元件的控制端子連接；
[0019]信號(hào)電路部，其根據(jù)所述輸入信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，供給至所述輸出端子;以及
[0020]溫度檢測(cè)單元，其包含第I溫度檢測(cè)單元和第2溫度檢測(cè)單元之中的至少一者，該第I溫度檢測(cè)單元輸出與所述信號(hào)電路部的溫度具有相關(guān)性的第I溫度檢測(cè)信號(hào)，該第2溫度檢測(cè)單元從對(duì)所述半導(dǎo)體開關(guān)元件的溫度進(jìn)行檢測(cè)的元件溫度傳感器元件接收第2溫度檢測(cè)信號(hào)，
[0021]所述信號(hào)電路部包含將電流供給至所述半導(dǎo)體開關(guān)元件的控制端子的驅(qū)動(dòng)電路，
[0022]所述信號(hào)電路部的所述驅(qū)動(dòng)電路基于所述第I溫度檢測(cè)信號(hào)和所述第2溫度檢測(cè)信號(hào)中的至少一者對(duì)驅(qū)動(dòng)電流能力進(jìn)行切換。
[0023]第3發(fā)明涉及的半導(dǎo)體開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路具有:
[0024]輸入端子，其被輸入輸入信號(hào)；
[0025]輸出端子，其與半導(dǎo)體開關(guān)元件的控制端子連接；
[0026]信號(hào)電路部，其根據(jù)所述輸入信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，供給至所述輸出端子；
[0027]溫度檢測(cè)單元，其包含第I溫度檢測(cè)單元和第2溫度檢測(cè)單元之中的至少一者，該第I溫度檢測(cè)單元輸出與所述信號(hào)電路部的溫度具有相關(guān)性的第I溫度檢測(cè)信號(hào)，該第2溫度檢測(cè)單元從對(duì)所述半導(dǎo)體開關(guān)元件的溫度進(jìn)行檢測(cè)的元件溫度傳感器元件接收第2溫度檢測(cè)信號(hào)；
[0028]短路保護(hù)端子；以及
[0029]短路保護(hù)電路，如果輸入至所述短路保護(hù)端子的電壓達(dá)到閾值，則該短路保護(hù)電路將停止信號(hào)傳遞至所述信號(hào)電路部，該短路保護(hù)電路基于所述第I溫度檢測(cè)信號(hào)和所述第2溫度檢測(cè)信號(hào)中的至少一者對(duì)所述閾值進(jìn)行設(shè)定。
[0030]第4發(fā)明涉及的半導(dǎo)體開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路具有:
[0031]輸入端子，其被輸入輸入信號(hào)；
[0032]輸出端子，其與半導(dǎo)體開關(guān)元件的控制端子連接；
[0033]信號(hào)電路部，其根據(jù)所述輸入信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，供給至所述輸出端子；
[0034]溫度檢測(cè)電路，其輸出與所述信號(hào)電路部的溫度具有相關(guān)性的第I溫度檢測(cè)信號(hào)；
[0035]溫度檢測(cè)端子，其接收來(lái)自所述半導(dǎo)體開關(guān)元件的溫度傳感器元件的第2溫度檢測(cè)信號(hào)；以及
[0036]錯(cuò)誤信號(hào)生成電路，其基于所述第I溫度檢測(cè)信號(hào)表示的溫度與所述第2溫度檢測(cè)信號(hào)表示的溫度之差而輸出錯(cuò)誤信號(hào)。
[0037]發(fā)明的效果
[0038]根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成為使用第I溫度檢測(cè)信號(hào)和第2溫度檢測(cè)信號(hào)中的一者或兩者對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的各種動(dòng)作進(jìn)行調(diào)整，因此能夠?qū)囟刃畔⒏呔鹊胤从秤隍?qū)動(dòng)電路的動(dòng)作。
【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I涉及的半導(dǎo)體開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路的電路框圖。
[0040]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的半導(dǎo)體開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路的電路框圖。
[0041]圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的半導(dǎo)體開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路的電路框圖。
[0042]圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4涉及的半導(dǎo)體開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路的電路框圖。
[0043]圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5涉及的半導(dǎo)體開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路的電路框圖。
[0044]圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式6涉及的半導(dǎo)體開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路及具有該驅(qū)動(dòng)電路的半導(dǎo)體裝置的電路框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]實(shí)施方式1.
[0046]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I涉及的半導(dǎo)體開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路101的電路框圖。驅(qū)動(dòng)電路101與半導(dǎo)體開關(guān)元件I的控制端子連接。實(shí)施方式I涉及的半導(dǎo)體開關(guān)元件I為M0SFET，控制端子為柵極端子。驅(qū)動(dòng)電路及半導(dǎo)體開關(guān)元件I構(gòu)成實(shí)施方式I涉及的半導(dǎo)體裝置151。
[0047]驅(qū)動(dòng)電路101具有:輸入電路3，其與輸入端子50連接；以及輸出控制電路4，其與該輸入電路3連接。輸出控制電路4輸出的脈沖信號(hào)被輸入至死區(qū)時(shí)間調(diào)整電路13。死區(qū)時(shí)間調(diào)整電路13含有延遲電路。該延遲電路能夠在使輸出控制電路4輸出的脈沖信號(hào)的上升沿和下降沿延遲后輸出至死區(qū)時(shí)間調(diào)整電路13的后級(jí)。
[0048]死區(qū)時(shí)間調(diào)整電路13的輸出被輸入至驅(qū)動(dòng)電路5。驅(qū)動(dòng)電路5將驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至驅(qū)動(dòng)電路1I的輸出端子51。由此，驅(qū)動(dòng)電路5能夠驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體開關(guān)元件I。
[0049]這些輸入電路3、輸出控制電路4、死區(qū)時(shí)間調(diào)整電路13、以及驅(qū)動(dòng)電路5構(gòu)成實(shí)施方式I涉及的信號(hào)電路111。該信號(hào)電路111根據(jù)輸入至輸入端子50的輸入信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將該驅(qū)動(dòng)信號(hào)供給至輸出端子51。驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有響應(yīng)于輸入信號(hào)的上升沿而變?yōu)榻油ǖ慕油ㄑ丶绊憫?yīng)于輸入信號(hào)的下降沿而變?yōu)閿嚅_的斷開沿。在典型情況下，接通沿是用于使半導(dǎo)體開關(guān)元件I導(dǎo)通的上升沿。在典型情況下，斷開沿是用于使半導(dǎo)體開關(guān)元件I截止的下降沿。
[0050]驅(qū)動(dòng)電路101具有錯(cuò)誤控制電路6、過(guò)熱保護(hù)電路7、內(nèi)部電源電路8、溫度感測(cè)二極管10、以及溫度模擬輸出電路11、12。驅(qū)動(dòng)電路101具有用于獲得電源電壓VCC的電源端子9。
[0051]溫度模擬輸出電路12與驅(qū)動(dòng)電路101的溫度檢測(cè)端子52連接。溫度檢測(cè)端子52與溫度感測(cè)二極管2連接，該溫度感測(cè)二極管2與半導(dǎo)體開關(guān)元件I形成在相同的半導(dǎo)體芯片之上。溫度感測(cè)二極管2能夠監(jiān)視半導(dǎo)體開關(guān)元件I的元件溫度。
[0052]溫度感測(cè)二極管2和溫度感測(cè)二極管10分別具有正向電壓的溫度特性。溫度模擬輸出電路11根據(jù)溫度感測(cè)二極管10的輸出，生成與驅(qū)動(dòng)電路101的溫度具有相關(guān)性的第I模擬信號(hào)。另外，溫度模擬輸出電路12基于溫度感測(cè)二極管2的輸出，生成與半導(dǎo)體開關(guān)元件I的元件溫度具有相關(guān)性的第2模擬信號(hào)。
[0053]如果半導(dǎo)體開關(guān)元件I的元件溫度上升至超出正常范圍，則溫度感測(cè)二極管2的正向電壓變得小于或等于在過(guò)熱保護(hù)電路7預(yù)先設(shè)定的閾值。在該情況下，過(guò)熱保護(hù)電路7的內(nèi)部的比較器輸出信號(hào)進(jìn)行切換，該信號(hào)的切換向錯(cuò)誤控制電路6進(jìn)行傳遞。
[0054]如果來(lái)自過(guò)熱保護(hù)電路7的信號(hào)進(jìn)行了切換，則錯(cuò)誤控制電路6將使半導(dǎo)體開關(guān)元件I的驅(qū)動(dòng)停止的停止信號(hào)傳遞至輸出控制電路4。由于接收到停止信號(hào)的輸出控制電路4停止輸出，由此實(shí)現(xiàn)過(guò)熱保護(hù)動(dòng)作。另外，錯(cuò)誤控制電路6也能夠經(jīng)由錯(cuò)誤信號(hào)端子53將錯(cuò)誤信號(hào)輸出至外部。
[0055]來(lái)自溫度模擬輸出電路11、12的模擬信號(hào)輸入至死區(qū)時(shí)間調(diào)整電路13。
[0056]在輸入信號(hào)的上升沿傳遞至輸入電路3之后，直至實(shí)際上使半導(dǎo)體開關(guān)元件I導(dǎo)通為止存在時(shí)間上的延遲。也將此稱為“接通傳遞延遲時(shí)間”。同樣地，在輸入信號(hào)的下降沿傳遞至輸入電路3之后，直至實(shí)際上使半導(dǎo)體開關(guān)元件I截止為止存在時(shí)間上的延遲。也將此稱為“斷開傳遞延遲時(shí)間”。