半导体装置以及半导体模块制造方法及图纸

得到一种半导体装置以及半导体模块，其在施加高电压的环境下也能够抑制电力消耗，并根据电源电压相对于基准电位的电位状态而控制输出。电阻分压电路(1)具有串联连接在电源电位(HVB)和基准电位(Com)之间的电阻(R1、R2)，并输出电阻(R1、R2)的连接点处的电位(VMON)。瞬态响应检测电路(2)具有一端与电源电位(HVB)连接的电阻(R3)、以及连接在电阻(R3)的另一端和基准电位(Com)之间的电容器(C1)，并输出电阻(R3)和电容器(C1)的连接点处的电位(Vdvdt)。AND电路(3)对电阻分压电路(1)的输出信号和瞬态响应检测电路(2)的输出信号进行AND运算。输出电路(4)根据AND电路(3)的输出信号而控制通断。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置以及半导体模块
本专利技术涉及一种半导体装置以及半导体模块，其在施加高电压的环境下也能够抑制电力消耗，并根据电源电压相对于基准电位的电位状态而控制输出。
技术介绍
在逆变器电路等中，进行了图腾柱连接的2个开关元件分别由高电位侧以及低电位侧的控制电路驱动。在该高电位侧以及低电位侧的控制电路中需要使用绝缘的单独的电源。在对单相逆变器进行控制的控制电路中，需要高电位侧的2个绝缘电源、低电位侧的1个绝缘电源共计3个绝缘电源。并且，在对3相逆变器进行控制的控制电路中，在高电位侧需要3个绝缘电源，因此，共计需要4个绝缘电源，控制电路大规模化。为了削减电源数量，还存在下述结构，即，在高电位侧控制电路的电源中使用自举电路，使对3相逆变器进行控制的控制电路的电源成为1个电源。但是，自举电路在高电位侧的开关元件ON期间中不能动作(自举电容器未被充电)，因此，很难适用于高电位侧的开关元件ON期间较长的控制方式。因此，为了对自举电容器进行充分地充电、且使电路简化以及小型化，提出了使用自举补偿电路的结构(例如，参照专利文献1)。在自举补偿电路中，电源电压相对于基准电位而浮动，通过其高低而控制输出电路的ON·OFF。具体来说，设置对电源电压相对于基准电位的电位进行检测的电阻分压电路。将其输出向设定为规定阈值的反相器电路等输入，而定义电位状态的H和L，并根据H和L驱动输出电路。专利文献1：日本特开2011－234430号公报现有技术是非常简单的电路结构，在应用于施加有高电压的环境时的响应速度成为问题。电阻分压电路需要设置在电源和基准电位之间。为了抑制流过分压电阻的电流，需要高电阻值的分压电阻电路。因此，虽然抑制了由分压电阻引起的电流消耗，但电阻和电阻随附的寄生电容形成的CR电路的时间常数变大，响应速度降低。根据通常IC组件的散热性等，容许消耗电力小于或等于数百mW。在施加600V、1200V这样的电压下，为了满足该条件，需要MΩ量级的分压电阻。在该分压电阻随附的寄生电容为数pF时，时间常数为MΩ×数pF而成为μs数量级的响应速度。另一方面，电源电压·基准电位之间的电压的瞬态响应为数kV/μs数量级，以μs数量级进行响应，直至输出电路为OFF为止，向负载和输出电路施加数10W等过大的电力而造成破坏。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述问题点而提出的，其目的在于得到一种半导体装置以及半导体模块，其在施加高电压的环境下也能够抑制电力消耗，并根据电源电压相对于基准电位的电位状态而控制输出。本专利技术所涉及的半导体装置，其特征在于，具有：电阻分压电路，其具有串联连接在电源电位和基准电位之间的第1以及第2电阻，并输出所述第1以及第2电阻的连接点处的电位；瞬态响应检测电路，其具有一端与所述电源电位连接的第3电阻、以及连接在所述第3电阻的另一端和所述基准电位之间的电容器，并输出所述第3电阻和所述电容器的连接点处的电位；AND电路，其对所述电阻分压电路的输出信号和所述瞬态响应检测电路的输出信号进行AND运算；以及输出电路，其根据所述AND电路的输出信号而控制通断。专利技术的效果在本专利技术中，由于通过瞬态响应检测电路而使输出电路高速地通断，因此即使在为了抑制电力消耗而增大分压电路的电阻值的情况下，也能够防止向负载和输出电路施加过大的电力。因此，在施加高电压的环境下也能够抑制电力消耗，并根据电源电压相对于基准电位的电位状态而控制输出。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1所涉及的半导体装置的电路图。图2是表示本专利技术的实施方式1所涉及的半导体装置的动作的时序图。图3是表示对比例所涉及的半导体装置的电路图。图4是表示对比例所涉及的半导体装置的动作的时序图。图5是表示本专利技术的实施方式2所涉及的半导体装置的电路图。图6是表示触发电路的电路图。图7是表示本专利技术的实施方式2所涉及的半导体装置的动作的时序图。图8是表示本专利技术的实施方式3所涉及的半导体装置的电路图。图9是表示本专利技术的实施方式4所涉及的半导体装置的电路图。图10是表示延迟电路的图。图11是表示本专利技术的实施方式4所涉及的半导体装置的动作的时序图。图12是表示本专利技术的实施方式5所涉及的半导体装置的电路图。图13是表示本专利技术的实施方式6所涉及的半导体模块的电路图。图14是表示本专利技术的实施方式6所涉及的半导体模块的电路图。图15是表示本专利技术的实施方式6所涉及的半导体模块的电路图。图16是表示本专利技术的实施方式7所涉及的半导体模块的电路图。图17是表示本专利技术的实施方式8所涉及的半导体模块的电路图。图18是表示本专利技术的实施方式8所涉及的半导体模块的电路图。图19是表示本专利技术的实施方式9所涉及的半导体模块的电路图。图20是表示本专利技术的实施方式10所涉及的电源电路的电路图。图21是表示本专利技术的实施方式10所涉及的电源电路的电路图。图22是表示本专利技术的实施方式11所涉及的电源电路的电路图。图23是表示本专利技术的实施方式11所涉及的电源电路的电路图。标号的说明1电阻分压电路，2瞬态响应检测电路，3AND电路，4输出电路，8、9反相器，10触发电路，11NOR电路，12延迟电路，13OR电路，17高电位侧控制电路，18低电位侧控制电路，19电源补偿电路，20自举电路，21电源电路，22AC电源，23整流电路，C1、C3电容器，D4二极管，H、L绝缘电源，R1、R2、R3、R4、R5电阻，SW1高电位侧开关元件，SW2低电位侧开关元件具体实施方式参照附图，对本专利技术的实施方式所涉及的半导体装置以及半导体模块进行说明。有时对相同或者对应的结构要素标注相同的标号，并省略重复说明。实施方式1.图1是表示本专利技术的实施方式1所涉及的半导体装置的电路图。电阻分压电路1具有串联连接在电源电位HVB和基准电位Com之间的电阻R1、R2，输出电阻R1、R2的连接点的电位VMON。瞬态响应检测电路2具有电阻R3和电容器C1，该电阻R3的一端与电源电位HVB连接，该电容器C1连接在电阻R3的另一端和基准电位Com之间，该瞬态响应检测电路2输出电阻R3和电容器C1的连接点的电位Vdvdt。AND电路3对电阻分压电路1的输出信号(分压电位VMON)和瞬态响应检测电路2的输出信号(电位Vdvdt)进行AND运算。输出电路4根据AND电路3的输出信号preout而控制通断。在输出电路4的输出和基准电位Com之间设置有负载5。AND电路3和输出电路4的电源电压为HVB－HVS，该电源电压相对于基准电位Com上下浮动。输出电路4的ON·OFF控制以直流方式由电阻分压电路1和AND电路3进行。例如在HVB－Com之间电压变小、VMON相对于AND电路3为H电平时，输出电路4的输出为ON，如果在HVB－Com之间电压变大、VMON相对于AND电路3为L电平，则输出电路4的输出变为OFF。在此，瞬态响应检测电路2的输出Vdvdt作为直流动作而成为与HVB同电位，相对于AND电路3始终为H电平，因此，只由电阻分压电路1决定输出电路4的动作。图2是表示本专利技术的实施方式1所涉及的半导体装置的动作的时序图。由于寄生电容的存在，电阻分压电路1的输出VMON与HVB－Com的电位变化相比产生延迟。另一方面，瞬态响应检测电路2的输出Vdvdt利用与Com之间的电容器C1，在瞬态响本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具有：电阻分压电路，其具有串联连接在电源电位和基准电位之间的第1以及第2电阻，并输出所述第1以及第2电阻的连接点处的电位；瞬态响应检测电路，其具有一端与所述电源电位连接的第3电阻、以及连接在所述第3电阻的另一端和所述基准电位之间的电容器，并输出所述第3电阻和所述电容器的连接点处的电位；AND电路，其对所述电阻分压电路的输出信号和所述瞬态响应检测电路的输出信号进行AND运算；以及输出电路，其根据所述AND电路的输出信号而控制通断。

【技术特征摘要】
2013.10.24 JP 2013-2211951.一种半导体装置，其特征在于，具有：电阻分压电路，其具有串联连接在电源电位和基准电位之间的第1以及第2电阻，并输出所述第1以及第2电阻的连接点处的电位；瞬态响应检测电路，其具有一端与所述电源电位连接的第3电阻、以及连接在所述第3电阻的另一端和所述基准电位之间的电容器，并输出所述第3电阻和所述电容器的连接点处的电位；AND电路，其对所述电阻分压电路的输出信号和所述瞬态响应检测电路的输出信号进行AND运算；以及输出电路，根据所述AND电路的输出信号而控制所述输出电路的通断。2.一种半导体装置，其特征在于，具有：电阻分压电路，其具有串联连接在电源电位和基准电位之间的第1以及第2电阻，并输出所述第1以及第2电阻的连接点处的电位；瞬态响应检测电路，其具有一端与所述电源电位连接的第3电阻、以及连接在所述第3电阻的另一端和所述基准电位之间的电容器，并输出所述第3电阻和所述电容器的连接点处的电位；第1反相器，其将所述电阻分压电路的输出信号反转；第2反相器，其将所述瞬态响应检测电路的输出信号反转；触发电路，其将所述第1反相器的输出信号输入至复位端子，将所述第2反相器的输出信号输入至置位端子；NOR电路，其对所述第1反相器的输出信号和所述触发电路的输出信号进行NOR运算；以及输出电路，根据所述NOR电路的输出信号而控制所述输出电路的通断。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述NOR电路对所述第1反相器的输出信号、所述触发电路的输出信号、以及所述第2反相器的输出信号进行NOR运算。4.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，还具有：延迟电路，其使所述触发电路的输出信号延迟；以及OR电路，其对所述延迟电路的输出信号和所述第1反相器的输出信号进行OR运算，并输入至所述触发电路的所述复位端子。5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述电容器由高耐压MOS元件随附的寄生电容构成。6.一种半导体模块，其特征在于，具有：高电位侧开关元件以及低电位侧开关元件，它们进行了图腾柱连接；高电位侧控制电路，其控...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田宽，大山香子，田中良和，鱼田紫织，西田信也，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP