[发明专利]半导体装置

说明书

第1钳位电路(4)将开关元件(Q1)的栅极与第1端子之间的电压钳位为小于或等于第1钳位电压。对开关元件(Q1)进行控制的控制电路(2)具有：驱动部(5)，其对开关元件(Q1)进行驱动；异常检测部(9)，其在检测出动作异常时使驱动部(5)停止；以及第2钳位电路(10)。在异常检测部(9)使驱动部(5)停止时，第2钳位电路(10)将栅极与第1端子之间的电压钳位为小于或等于比第1钳位电压低的第2钳位电压。

技术领域

本发明涉及半导体装置。

背景技术

在汽车发动机等的内燃机用点火系统中使用对变压器等L负载进行驱动的电力用半导体装置。这样的半导体装置为了避免烧毁破损，具有对异常发热进行检测而将主电流切断的功能、或在大于或等于一定时间持续地施加了导通信号时将主电流切断的功能。该断路动作是为了半导体装置的自我保护而进行的，因此其定时(timing)与发动机控制计算机的点火信号不同的可能性极其高。根据断路动作的定时，存在产生发动机的回火、爆燃等问题，引起发动机机构的破损的风险。为了防止这些情况，需要实现缓慢的主电流切断，防止不必要的点火动作。相对于此，存在利用具有大的时间常数的高电容值电容器或绝缘栅型开关元件的栅极电容而缓慢地使栅极电压降低的方法(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2011-127445号公报

发明内容

为了在控制电路内实现缓慢的主电流切断，需要具有大的时间常数的高电容值电容器，导致大型化、高成本化。另外，在利用了绝缘栅型开关元件的栅极电容的情况下，存在如下问题，即，如果将电容值减小而通过稳定的电流进行放电则难以延长断路时间，如果为了延长断路时间而将电流设定得低，则动作变得不稳定。

本发明就是为了解决上述那样的课题而提出的，其目的在于得到能够小型、低成本地稳定地实现缓慢的主电流切断动作的半导体装置。

本发明涉及的半导体装置的特征在于具有：开关元件，其具有栅极、第1端子和第2端子，该第1端子与负载连接；第1钳位电路，其将所述栅极和所述第1端子之间的电压钳位为小于或等于第1钳位电压；以及控制电路，其对所述开关元件进行控制，所述控制电路具有：驱动部，其对所述开关元件进行驱动；异常检测部，其在检测出动作异常时使所述驱动部停止；以及第2钳位电路，其在所述异常检测部使所述驱动部停止时，将所述栅极和所述第1端子之间的电压钳位为小于或等于比所述第1钳位电压低的第2钳位电压。

发明的效果

在本发明中，在检测出动作异常时，将开关元件的栅极和第1端子之间的电压钳位为小于或等于比通常动作时的第1钳位电压低的第2钳位电压。由此，无需利用高电容值电容器及开关元件的栅极电容，即可使断路速度缓慢，防止不必要的点火动作。因此，能够小型、低成本地稳定地实现缓慢的主电流切断动作。

附图说明

图1是表示实施方式1涉及的半导体装置的电路图。

图2是表示实施方式1涉及的半导体装置的控制电路的电路图。

图3是表示实施方式1涉及的半导体装置的动作的时序图。

图4是表示钳位电压与断路时间的依赖性的图。

图5是表示实施方式2涉及的半导体装置的动作波形的图。

图6是表示实施方式3涉及的半导体装置的电路图。

图7是表示实施方式4涉及的半导体装置的电路图。

图8是表示实施方式4涉及的半导体装置的动作的时序图。

图9是表示实施方式5涉及的半导体装置的电路图。

图10是表示实施方式6涉及的半导体装置的电路图。

图11是表示实施方式6涉及的半导体装置的动作波形的图。