[发明专利]测量施加于半导体开关元件的电压的半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置，特别是涉及测量施加于半导体开关元件的电压的半导体装置。

背景技术

在用于电动机的转速控制以及交流电源装置等的逆变器等半导体开关装置中，为了检测半导体开关元件处于过电流状态的情况，例如测量通过该半导体开关元件流过电流时的导通电压。

用于逆变器等的驱动电路内置的IPM（Intelligent Power Module：智能电源模块）的过电流保护例如进行如下。即，对IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管）芯片设置电流读出部分，连接电流读出部分与电阻，监视该电阻两端的电压。于是，在电阻上产生规定以上的电压时，认为在IGBT芯片产生过电流而截断到IGBT芯片的栅极信号（gate signal），输出出错信号。

作为具备半导体开关元件、进行施加于该半导体开关元件的电压的测量等的构成，例如在日本特开2010-200411号公报中公开有如下的半导体装置。即，日本特开2010-200411号公报所公开的半导体装置，具有用于测量半导体开关元件的漏极－源极间电压的电压测量电路。该电压测量电路具有：齐纳二极管，与半导体开关元件并联连接，将半导体开关元件的导通方向上施加的电压限制为既定值；控制用开关，与齐纳二极管并联连接；以及开关控制部，对控制用开关的导通/断开（ON/OFF）进行控制。于是，开关控制部进行控制，以在半导体开关元件断开时导通控制用开关，而在半导体开关元件导通时断开控制用开关。

另外，在日本特开2006-136086号公报中公开有如下的构成。即，在作为电流检测对象的MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管）的源极－漏极间，连接第1电阻器和第2电阻器的串联电路，由第1电阻器及第2电阻器构成的电压分压电路将MOSFET的导通电压分压而取入检测电路，换算为电流以检测流通于MOSFET的电流。在此构成中，由第1电阻器和第2电阻器构成的电压分压电路的电压分压比随温度而变化，若温度上升则电压分压比变大。

日本特开2010-200411号公报所公开的半导体装置，成为在半导体开关元件为断开状态下控制用开关为导通状态，因此电流（I=V/R）流经控制用开关的路径。因此，日本特开2010-200411号公报所公开的半导体装置，在提高了电源电压的情况下，流经控制用开关的路径的电流增多，半导体开关元件为断开状态下的电流损失变大。

另外，日本特开2010-200411号公报所公开的半导体装置，若流经控制用开关的路径的电流变大，则用于电压测量电路的电阻元件的损失（V²/R）也变大，因此需要电阻值更大的电阻元件。

日本特开2006-136086号公报所公开的半导体装置，仅记载有精度良好地检测通常动作的导通电压的方法，关于短路等异常动作（电流流经、电压施加于元件的有源动作）下的测量方法和对异常动作的对策方法等没有任何记载，存在检测电路被异常动作破坏的可能性。

发明内容

本发明提供抑制电压测量电路中的电流损失、即使在异常动作的情况下电压测量电路也不会被破坏的半导体装置。

依据本发明的某一方面，半导体装置包括：半导体开关元件，具有第1导通电极和第2导通电极；以及电压测量电路，用于测量半导体开关元件的第1导通电极与第2导通电极间的电压。电压测量电路包括恒压元件、控制用开关以及开关控制部。恒压元件与半导体开关元件并联连接，将半导体开关元件的导通方向上施加的电压限制为既定值。控制用开关与恒压元件串联连接。开关控制部，在半导体开关元件为断开状态时使控制用开关为断开状态，在半导体开关元件为导通状态时使控制用开关为导通状态。

依据本发明涉及的半导体装置，通过在半导体开关元件为断开状态时使控制用开关为断开状态，从而电流不流经电压测量电路，能够抑制电流损失。另外，本发明涉及的半导体装置即使在异常动作的情况下，利用恒压元件也能够限制半导体开关元件的导通方向上施加的电压，因此高电压未施加于半导体开关元件及电压测量电路，而电路安全得到保护。

本发明的上述以及其他目的、特征、方面和优点，应该从关于与附图相关联地理解的本发明的接下来的详细说明而变得明了。

附图说明

图1是示出本发明实施方式1涉及的半导体装置的构成的概略图。

图2是时序图，示出本发明实施方式1涉及的半导体装置检测半导体开关元件的导通电压的动作。