[发明专利]半导体装置

说明书

本发明提供半导体装置，不增加输出端子而能区别输出警报信号和警告信号。控制电路(30a)有控制电压降低检测电路(32)、过电流检测电路(33)和芯片温度检测电路(34)作为警报检测电路，检测到警报时，警报信号生成电路(35)对每个警报因素生成脉冲宽度不同的单次警报信号ALM，经或电路(50)和MOSFET(36a)从警报信号输出端子(43a)输出。控制电路(30a)还有温度警告检测电路(39)作为警告检测电路，该温度警告检测电路(39)检测到功率半导体元件(20)的芯片温度上升时，脉冲生成电路(49)生成警告信号WNG，经或电路(50)和MOSFET(36a)从警报信号输出端子(43a)输出。

技术领域

本发明涉及半导体装置，特别是涉及具备功率半导体元件、使该功率半导体元件的动作停止并进行保护和通知的警报功能、以及不使功率半导体元件的动作停止而通知异常状态的警告功能的半导体装置。

背景技术

一般来说，适用于马达的可变速装置等的变换器使用称为IPM(IntelligentPower Module：智能功率模块)的半导体装置。IPM将进行电力转换的功率半导体元件和控制该功率半导体元件的控制电路集成在一个封装。在控制电路具备驱动功率半导体元件的驱动电路和保护功率半导体元件的保护电路。作为保护电路，具备检测控制电路的电源电压的降低的控制电压降低检测电路、对功率半导体元件的芯片的过热状态进行检测的芯片温度检测电路、以及对功率半导体元件的过电流状态进行检测的过电流检测电路。

另外，存在IPM的控制电路具备在检测功率半导体元件的异常并输出警报之前，输出作为警报的前兆的警告的功能的功能的情况(例如，参照专利文献1)。

图12是表示现有的半导体装置的构成例的电路框图，图13是表示现有的半导体装置的过热保护动作的时序图。

现有的半导体装置10具备功率半导体元件20和控制电路30。在图示的例子中，功率半导体元件20使用了IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)。应予说明，功率半导体元件20除了IGBT以外，有时也使用功率MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属-氧化物半导体场效应晶体管)。

功率半导体元件20具有温度传感器21和电流传感器22。温度传感器21能够采用形成于功率半导体元件20的IGBT芯片的温度检测用二极管。电流传感器22能够采用例如形成于IGBT芯片的感测IGBT和将从该感测IGBT输出的电流转换为电压的电流感测电阻。

控制电路30具备对功率半导体元件20的栅极进行导通/截止控制的栅极控制电路31。另外，控制电路30具备控制电压降低检测电路32、过电流检测电路33、芯片温度检测电路34、警报信号生成电路35、MOSFET36、恒电流电路37和或电路38作为警报检测电路。控制电路30还具备温度警告检测电路39、MOSFET40和恒电流电路41作为警告检测电路。

半导体装置10具有从外部接收脉冲宽度调制(PWM)信号的输入端子42、将警报信号向外部输出的警报信号输出端子43、将警告信号向外部输出的警告信号输出端子44、与负载连接的输出端子45，46以及控制电源端子47。输入端子42连接于栅极控制电路31的输入端，栅极控制电路31的输出端连接于功率半导体元件20的栅极。功率半导体元件20的集电极连接于输出端子45，功率半导体元件20的发射极介由电流传感器22连接于输出端子46。

控制电压降低检测电路32具有比较器32a和基准电压源32b，比较器32a的反相输入端介由控制电源端子47连接于控制电源48，比较器32a的同相输入端连接于基准电压源32b。比较器32a的输出端连接于警报信号生成电路35的输入端和或电路38的输入端。