[发明专利]半导体器件和半导体装置

说明书

相关申请的交叉引用

包括说明书、附图和摘要的于2016年3月31日提交的日本专利申请No.2016-070540的公开的全部内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及半导体器件和半导体装置，并且涉及用于高侧电路，例如逆变器的半导体和使用该半导体的半导体装置。

背景技术

本申请人的另一申请日本专利申请No.2015-249302公开了图27的电路配置。图27中示出的半导体装置包括逆变器IVU和用于逆变器IVU的各种控制电路。该逆变器IVU包括三相(u相、v相和w相)的高侧开关HSWu、HSWv和HSWw和三相的低侧开关LSWu、LSWv和LSWw。使用参考源电压GND作为参考，向逆变器IVU供应输入源电源VIN。逆变器IVU通过例如PMW(脉宽调制)控制来生成通向负载驱动端子PN_OUTu、PN_OUTv和PN_OUTw的三相的当前AC电压(浮动电压)VVSu、VSv和VSw，从而向电机的负载LD供应电力。

各种控制电路包括控制和保护三相的高侧开关HSWu、HSWv和HSWw的高侧控制电路HCTu、HCTv和HCTw以及控制和保护三相的低侧开关LSWu、LSWv和LSWw的低侧控制电路LCTu、LCTv和LCTw。另外，各种控制电路包括MCU(微控制单元)、三相的高侧温度检测电路TCHu、TCHv和TChw和三相的低侧温度检测电路TClu、TClv和TClw。

温度检测电路TChu包括两个二极管DD1a和DD1b、两个电流源IS1a和IS1b和差分放大器电路AMP1。二极管DD1a的阴极耦合到温度检测二极管TDhu的阳极，而二极管DD1b的阴极耦合到温度检测二极管TDhu的阴极。温度检测二极管TDhu的阴极还耦合到负载驱动端子PN_OUTu(浮动电压VSu)。

电流源IS1a耦合在源电压VDD和二极管DD1a的阳极之间，并且控制电流经由二极管DD1a在正向方向上流过温度检测二极管TDhu。电流源IS1b耦合在源电压VDD和二极管DD1b的阳极之间，并且控制电流在正向方向上流过二极管DD1b。差分放大器电路AMP1检测二极管DD1a的阳极和二极管DD1b的阳极之间的电压差，并且将该检测的结果发送到控制器CTLU的模拟/数字转换器ADC1。虽然未示出，但温度检测电路TChv和TChw的细节与温度检测电路TChu的细节相同。

温度检测电路TChu包括电流源IS2和差分放大器电路AMP2。电流源IS2耦合在源电压VDD和温度检测二极管TDlu的阳极之间，并且控制电流在正向方向上流过温度检测二极管TDlu。温度检测二极管TDlu的阴极耦合到参考源端子PN_GND(参考源电压GND)。差分放大器电路AMP2检测温度检测二极管TDlu的阳极和阴极之间的电压差，并且将该检测的结果发送到控制器CTLU的模拟/数字转换器ADC2。虽然未示出，但温度检测电路TClv和TClw的细节与温度检测电路TClu的细节相同。

图28示出图27中示出的半导体装置的操作示例。水平轴指示经过的时间，而垂直轴指示电压电平或高/低电平。图28示出u相的操作，并且对于v相位和w相位，同样如此。

在时间T1，要成为低侧晶体管TRlu的栅输入的低侧开关信号LOu处于“H”电平，而要成为高侧晶体管TRhu的栅输入的高侧开关信号HOu处于“L”电平。在时间T1，来自电流源IS1a的电流经由正向偏置二极管DD1a流过温度检测二极管TDhu，而来自电流源ISlb的电流流过正向偏置二极管DD1b。

此时，在温度检测二极管TDhu，生成取决于温度(具体地，具有负温度特性)的正向方向电压。在温度检测二极管TDhu的阳极，使用浮动电压VSu作为参考，生成与正向方向电压对应的温度电压信号TOHu。来自电流源IS1a和IS1b的电流的值相同，并且虽然未限制，但例如小于1mA。在低侧时间，差分放大器电路AMP1检测通过二极管DD1a和DD1b的温度检测二极管TDhu的正向方向电压。对于时间T3、T5和T7的情况，同样如此。

在时间T2，低侧开关信号LOu处于“L”电平，而高侧开关信号HOu处于“H”电平。在时间T2，二极管DD1a和DD1b变成反向偏置。因此，差分放大器电路AMP1的输出信号TIHu处于“L”电平。也就是说，温度检测二极管TDhu不执行温度检测。对于时间T4和T6的情况，同样如此。

日本未经审查的专利申请公开No.2011-133420公开了一种其中高侧温度检测二极管的阴极耦合到地的配置。

发明内容