半导体器件制造技术

本发明专利技术的半导体器件能防止因在电平移动电路中发生的错误信号导致的错误动作。错误信号检测电路（３）与电平移动电路（２）并联地连接，错误信号检测电路（３）的ＨＶＭＯＳ（３２）除了在通常使用状态下是被固定为切断状态的虚设的开关元件外，具有与电平移动电路（２）所具有的导通用和切断用的２个电平移动电路同样的结构。将错误信号检测用电阻（３１）的电压降作为表示电平移动电路（２）中的错误信号的发生的错误信号发生信号（ＳＤ），经ＮＯＴ门（３５）输入到错误动作防止电路（４）中。错误动作防止电路（４）根据错误信号发生信号（ＳＤ）来进行规定的防止错误动作用的处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件，特别是涉及防止因在电平移动电路中产生的错误信号导致的错误动作的技术。
技术介绍
在电力用半导体器件(功率用半导体器件)中，利用高耐压集成电路(以下称为「HVIC」)来驱动MOSFET或IGBT等功率半导体元件。例如，在驱动如半桥型的变流器那样的上臂和下臂的2个功率半导体元件的情况下，使用具有驱动上臂的功率半导体元件的高电位侧(高电位岛high-potential iland)的驱动电路和驱动下臂的功率半导体元件的低电位侧(低电位岛low-potential iland)的驱动电路的HVIC。在这样的HVIC中具备将驱动信号传递给高电位侧的驱动电路的所谓的电平移动电路。一般的电平移动电路由利用驱动信号驱动的高耐压MOSFET(以下称为「HVMOS」)和与其串联地连接的电平移动电阻构成。而且，将在该电平移动电阻中产生的电压降作为高电位侧的驱动信号来传递。在用HVIC驱动半桥型的变流器的情况下，其负载大多是电机或荧光灯等感应(L)负载。此外，也存在因在印刷基板上的布线等产生的寄生L分量。由于这些L分量的影响，在变流器的开关时、特别是在下臂的功率半导体元件的接通时，半桥型连接的中点、即HVIC的高电位侧基准电位VS(图1的VS)有时相对于GND电位(HVIC的衬底电位最低电位)过渡性地向负侧变动。此外，在经L负载连接了2相或3相的电路的情况下，由于这些其它相的变流器的开关，也有高电位侧基准电位VS向负侧变动的情况。以下，将这样的高电位侧基准电位VS向负侧的变动称为「负噪声」。在高电位侧基准电位VS的负噪声的电平大的情况下，产生了以下那样的问题。即，受到高电位侧基准电位VS向负侧变动的影响，高电位侧电源电位VB(图1的VB)与HVIC的GND电位相比也向负侧变动。于是，在高电位侧部分与GND之间存在的寄生二极管和HVMOS的漏、源间存在的寄生二极管导通，从HVIC的衬底向高电位侧的电源流过大电流。然后，在从该状态恢复时，流过伴随这些寄生二极管的切断的恢复电流。特别是，由于HVMOS的寄生二极管的恢复电流通过电平移动电阻而流动，故在该电平移动电阻上产生电压降。HVIC的高电位侧部分错误地将该电压降识别为高电位侧的驱动信号。其结果，高电位侧的驱动电路错误地动作，上臂的功率半导体元件不必要地导通，有时产生臂短路等不良情况。此外，也有向中点施加的电压的变化(dV/dt)成为原因而产生同样的错误动作的情况。即，如果对连接到HVIC的高电位侧部分上的电平移动电路的HVMOS的漏、源间存在的寄生电容(Cp)施加来自外部的dV/dt，则在该寄生电容中流过Ip＝Cp×dV/dt的电流。该电流Ip也流过电平移动电阻，在电平移动电阻上产生电压降。HVIC的高电位侧部将该电压降作为高电位侧的驱动信号错误地识别，产生了与上述同样的不良情况。作为这些不良情况的对策，一般利用CR滤波器来甄别驱动信号和错误信号。许多HVIC内的驱动信号由使功率半导体元件接通的导通脉冲和使功率半导体元件切断的切断脉冲这2种信号构成。此时，在电平移动电路中具备导通脉冲传递用的电平移动电路(导通用电平移动电路)和切断脉冲传递用的电平移动电路(切断用电平移动电路)。上述的恢复电流和因dV/dt引起的电流在其两者的电平移动电路的各自的HVMOS中流过，在理论上说，在导通用、切断用电平移动电路中同时产生错误信号。于是，通过排除从导通用、切断用电平移动电路同时输入的信号，可除去错误信号以防止错误动作。因此，提出了用逻辑电路排除同时对将驱动信号传递给高电位侧的驱动电路的RS触发器输入导通脉冲和切断脉冲的逻辑滤波器方式(例如专利文献1)。此外，本专利技术者提出了下述的方式着眼于噪声产生后的恢复电流的波形与通常的驱动信号的电流波形的不同，通过内置在电平移动电路中具有2种阈值的无源电路来区别驱动信号和错误信号(例如专利文献2)。专利文献1特开2001-145370号公报专利文献2特开2003-133927号公报但是，在使用一般的CR滤波器的方式中，能除去频率分量高的错误信号，但在错误信号的频率分量低的情况下则难以除去。作为对策，也可降低CR滤波器的截止频率，但这样做会伴随在通常的驱动信号的传递中产生延迟等问题。此外，在专利文献1的逻辑滤波器方式中，在导通用电平移动电路和切断用电平移动电路中，在HVMOS的寄生电容(Cp)中存在差别等的情况下，由于在两者之间在错误信号发生的时序中产生差别，所以有时不能完全除去错误信号。如果利用电平移动电路的HVMOS的设计变更或电平移动电阻的电阻值变更来调节错误信号的检测灵敏度，则可改善该问题，但由于这些变更的缘故，有时对电平移动电路的通常动作产生了不良影响。此外，该方式以电平移动电路具备导通用电平移动电路和切断用电平移动电路这2个电路为前提，不能应用于由单一的电平移动电路传递导通脉冲和切断脉冲这两者的情况。在专利文献2的方式中，将电平移动电阻分离为2个电阻元件的结果，如果使电平移动电阻成为高电阻，则也产生了对于通常动作时的错误区域的容限下降的问题。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决以上那样的问题而提出的，其目的在于提供能防止因在电平移动电路中产生的错误信号导致的错误动作而不对电平移动电路的通常动作产生影响的半导体器件。与本专利技术有关的半导体器件的特征在于电平移动电路，将第1信号变换为能传递给高电位侧的对象电路的第2信号；错误信号检测电路，检测上述电平移动电路中的错误信号的发生并输出表示该错误信号的发生的错误信号发生信号；以及错误动作防止电路，接受上述第2信号和上述错误信号发生信号，将上述第2信号传递给上述对象电路，同时在输入了上述错误信号发生信号的期间内，通过将上述第2信号看作错误信号并且不将至少其一部分传递给上述对象电路来防止错误动作，其特征在于上述电平移动电路具有互相串联连接的第1电阻元件和输入上述第1信号的第1开关元件，将上述第1电阻元件的电压降作为上述第2信号来输出，上述错误信号检测电路与上述电平移动电路并列连接，具有互相串联连接的第2电阻元件和在通常使用时被固定为非导通状态的第2开关元件，将上述第2电阻元件的电压降作为上述错误信号发生信号来输出。按照与本专利技术有关的半导体器件，通过例如使用与第1开关元件同样的元件作为第2开关元件，可在与起因于第1开关元件的寄生二极管或寄生电容的错误信号的发生相同的时刻，从错误信号检测电路输出错误信号检出信号。因而，能可靠地使错误动作防止电路动作。提高了动作可靠性。此外，错误动作防止电路是与电平移动电路独立的电路，因而可进行错误动作检测的灵敏度变更而不对电平移动电路的通常动作产生影响。附图说明图1是示出与实施例1有关的半导体器件的结构的图。图2是示出与实施例1有关的半导体器件的结构的图。图3是示出与实施例1有关的错误动作防止电路的结构的图。图4是示出与实施例2有关的半导体器件的结构的图。图5是示出与实施例3有关的错误动作防止电路的结构的图。图6是示出与实施例4有关的错误动作防止电路的结构的图。图7是示出与实施例5有关的错误动作防止电路的结构的图。图8是示出与实施例5有关的错误动作防止电路的结构的变形例的图。图9是示出与实施例6有关的半导体器件的结构的图。图10是示出与实施例6有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，具备：电平移动电路，将第１信号变换为能传递给高电位侧的对象电路的第２信号；错误信号检测电路，检测上述电平移动电路中的错误信号的产生，并输出表示该错误信号的产生的错误信号发生信号；以及错误动作防止电路，接受上述第２信号和上述错误信号发生信号，将上述第２信号传递给上述对象电路，同时在输入了上述错误信号发生信号的期间内，通过将上述第２信号看作错误信号并至少不将其一部分传递给上述对象电路来防止错误动作，其特征在于：上述电平移动电路具有互相串联连接的第１电阻元件 和输入上述第１信号的第１开关元件，并且将上述第１电阻元件的电压降作为上述第２信号来输出，上述错误信号检测电路与上述电平移动电路并联连接，具有互相串联连接的第２电阻元件和在通常使用时被固定为非导通状态的第２开关元件，并且将上述第２电阻 元件的电压降作为上述错误信号发生信号来输出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：折田昭一，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]