[发明专利]控制绝缘栅型开关元件的栅极的电位的半导体装置及电路

说明书

技术领域

本申请要求基于2011年5月1日申请的日本专利申请第2011-110514号的优先权。在本说明书中以参照的方式引用该申请的全部内容。

本说明书所公开的技术涉及一种对绝缘栅型开关元件（例如，IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极性晶体管）、FET（Field-Effect Transistor：场效应晶体管）等）的栅极的电位进行控制的半导体装置及具备该半导体装置的电路。

背景技术

在日本专利公开公报第2010-130557中，公开了一种对绝缘栅型开关元件的栅极的电位进行控制的驱动电路。通过栅极驱动电路对栅极的电位进行控制，从而使绝缘栅型开关元件进行开关。

发明内容

发明所要解决的课题

近年来，将栅极驱动电路集成化了的半导体装置逐渐被应用。例如，图13所示的半导体装置400为，将栅极驱动电路集成化了的装置，其对绝缘栅型开关元件450的栅极460的电位进行控制。半导体装置400的信号输出端子410与绝缘栅型开关元件450的栅极460相连接。半导体装置400向信号输出端子410输出信号，并通过使该信号被输入至栅极460从而使绝缘栅型开关元件450进行开关。通过使栅极驱动电路集成化，从而能够实现栅极驱动电路的小型化。

通常，当使栅极的电位急剧变化时，能够使绝缘栅型开关元件高速地进行开关。但是，当使栅极的电位急剧变化时，在栅极驱动电路中将流通有较高的栅电流。因此，使绝缘栅型开关元件高速地进行开关的驱动电路需要具有较高的电流容量。然而，由于发热的问题等，导致难以使上述被集成化了的栅极驱动电路（即，半导体装置400）具有较高的电流容量。

因此，如图14所示，当欲使用上述的半导体装置400来构成高速开关用的栅极驱动电路时，需要在半导体装置400和绝缘栅型开关元件450之间设置双反相电路470。双反相电路470具备反相电路472和反相电路474，其中，所述反相电路472将半导体装置400的输出信号404反相而进行输出，所述反相电路474将反相电路472的输出信号406反相而进行输出。因此，反相电路474所输出的信号408与半导体装置400所输出的信号404成为相同的相位。因此，在该电路中，与半导体装置400所输出的信号404相同相位的信号408被输入至栅极406。此外，当使绝缘栅型开关元件450高速地进行开关时，在反相电路474中将流通有较高的栅电流。但是，由于能够使内置于反相电路474中的各个开关元件具有较高的电流容量，因此不会产生问题。

但是，在图14的双反相电路470中，尽管为了确保电流容量而所需的电路仅为反相电路474，但是为了将与半导体装置400所输出的信号相同相位的信号输入至栅极460而使用了两个反相电路，从而也将使栅极驱动电路整体无谓地增大。因此，图14的电路并不实用。由于以上的原因，一直以来，未能将被构成为低速开关用的半导体装置400组装到高速开关用的栅极驱动电路中。因此，一直以来，需要另外准备输出高速开关用的信号的半导体装置，并将该半导体装置组装到高速开关用的栅极驱动电路中。即，无法将输出用于对栅极的电位进行控制的信号的半导体装置在低速开关用和高速开关用中共用化。

特别是，在电机的驱动电路中，对电源电压进行升压的DC-DC转换电路和将直流转换为交流的逆变电路的各自的电路中，均使用了绝缘栅型开关元件。虽然对在逆变电路中所使用的绝缘栅型开关元件并不要求进行很高速的开关，但对在DC-DC转换电路中所使用的绝缘栅型开关元件则要求进行高速的开关。一直以来，在逆变电路的栅极驱动电路和DC-DC转换电路的栅极驱动电路中使用了不同的半导体装置，从而强烈地期望实现这些半导体装置的共用化。

因此，在本说明书中，提供一种对绝缘栅型开关元件的栅极的电位进行控制、并能够在低速开关用和高速开关用之间共通地使用的半导体装置。

用于解决课题的方法