[发明专利]半导体装置及其过电流保护方法

说明书

本发明提供一种半导体装置及其过电流保护方法，将开关元件保护功能高精度化。具备：开关元件2的芯片温度检测二极管8；控制电路温度检测二极管3，其配置于控制开关元件2的控制电路；以及过电流基准电压校正电路4，其比较两者的检测电位，并校正由过电流基准电压电路5生成的过电流基准电压，并输出校正后的过电流基准电压。

技术领域

本发明涉及一种电力用半导体装置，特别涉及具有控制电路和IGBT等开关元件的模块中的保护方法。

背景技术

以往以来，已知将晶体管、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等电力用开关元件模块化而成的构成(以后称为开关元件模块)。

这些开关元件模块具备各种保护功能，作为其中之一，设置有过电流保护功能。

过电流保护功能由开关元件附带的芯片温度检测用二极管和进行保护工作的IC构成。芯片温度检测用二极管也有时与开关元件一体化(例如，参照专利文献1)，另外还有时与开关元件分离且设置在同一电路基板上，又有时与开关元件设置在同一树脂壳体内(例如，参照专利文献2的第二实施例，在本说明书附图24中示出该第二实施例)。这里，电路基板具有预定的电路图案，是搭载有电子部件的绝缘基板。

图18是示出作为开关元件模块中的一种的以往的IPM(Intelligent PowerModule：智能功率模块)的内部结构的一例的图。

关于该图18示出的IPM 300而言，构成输出三相交流电压的逆变器。因此，IPM 300具有正极电源端子P、负极电源端子N以及输出端子U、V、W，并内置有6个IGBT 301～306。IGBT 301～306分别通过搭载于同一电路图案上的保护用二极管311～316反向并联连接。在正极电源端子P与负极电源端子N之间，以构成3组臂部的方式，分别地，IGBT 301与IGBT302串联连接，IGBT 303与IGBT 304串联连接，IGBT 305与IGBT 306串联连接。另外，U、V、W相的各臂部的中间连接部分别与输出端子U、V、W连接(专利文献1)。

IGBT 301～306在各自的表面(发射极端子)的中央隔着绝缘层形成有具有PN结的温度检测用二极管。由此，IGBT 301～306通过监测温度检测用二极管的有温度依赖性的正向电压，能够观测到与结温度相近的芯片温度。

另外，IGBT 301～306的栅极端子及温度检测用二极管连接于控制IC321～326。控制IC 321～326对IGBT 301～306进行开关控制，并且使恒定电流流通于温度检测用二极管而检测IGBT 301～306的过热状态。