半导体装置以及电力变换装置制造方法及图纸

技术编号：40448672 阅读：7 留言：0更新日期：2024-02-22 23:08

在对半导体元件(10)进行驱动控制的半导体装置(100)中，在电流控制部(1)中设置用于在半导体元件(10)的控制端子(G)与负极端子(S)之间流过电流的脉冲电流源(20)。定时控制部(3)在半导体元件转移到导通状态后的导通期间中或者转移到截止状态后的截止期间中，使脉冲电流源(20)输出脉冲状的电流。温度推测部(7)根据由于从脉冲电流源(20)供给电流而引起的电流以及电压的变化，推测半导体元件(10)的温度。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开涉及半导体装置以及电力变换装置。

技术介绍

1、在使用igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极晶体管)以及mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)等电力用功率半导体元件的电力变换器中，为了小型化而发展在电力用功率半导体元件中流过的电流密度的大容量化。

2、然而，在增加电流密度时，增加电力用功率半导体元件的能量损失，而导致电力用功率半导体元件的温度上升。在电力用功率半导体元件中存在由其半导体材料特性等规定的最大动作容许温度，在该温度以上时存在功率半导体元件达到热失控而破坏的可能性。因此，近年来功率半导体元件的温度管理变得更重要。

3、为了进行这样的电力用功率半导体元件的温度管理，例如，已知在使电力用功率半导体元件冷却的翼片等上安装热敏电阻等温度传感器，间接地推测功率半导体元件的温度的方法。然而，从功率半导体元件至翼片的热时间常数一般较大，所以该方法存在无法测定由于短时间的负载变动引起的功率半导体元件温度的急剧变化的可能性。

4、在日本特开2016-12670号公报(专利文献1)中，公开了解决该问题的一个方法。本方法是在功率半导体元件上设置多个栅电极，根据通电状态下的栅电极之间的电阻值求出温度的方法。

5、进而在日本特开2020-72569号公报(专利文献2)中公开了其他方法。本方法是预先存储表示半导体器件的开关动作时的栅极电压的

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：日本特开2016-12670号公报

9、专利文献2：日本特开2020-72569号公报

技术实现思路

1、然而，在专利文献1公开的方法中，为了读取功率半导体元件上的栅极电阻的值，需要设置多个栅电极，功率半导体元件的有效面积减少，成为具备功率半导体元件的功率模块的小型化的限制。另外，在专利文献2公开的方法中，为了测量栅极电压上升的时间，需要高精度的时间测定机构以及高速的处理器，具备这样的测量机构可能成为功率模块的小型化的限制。

2、本公开是考虑上述问题而完成的，其一个目的在于提供一种在对功率半导体元件进行驱动控制的半导体装置中，具有功率半导体元件的温度测定功能，而且无需降低功率半导体元件的有效面积而能够实现小型化的半导体装置。

3、对半导体元件进行驱动控制的一个方案的半导体装置具备脉冲电流源、驱动控制部、电流检测部、电压检测部、温度检测部以及定时控制部。半导体元件具有正极端子、负极端子以及用于供给控制在正极端子以及负极端子之间流过的电流的驱动电压的控制端子。脉冲电流源是为了在控制端子与负极端子之间流过脉冲状的电流而设置的。驱动控制部通过对控制端子供给驱动电压，使半导体元件转移到导通状态以及截止状态。电流检测部检测通过脉冲电流源在半导体元件中流过的电流。电压检测部检测控制端子或者负极端子与基准电位之间的电压。温度推测部根据电流检测部以及电压检测部的检测值推测半导体元件的温度。定时控制部控制使脉冲电流源输出电流的定时。定时控制部在半导体元件转移到导通状态后的导通期间中或者转移到截止状态后的截止期间中，使脉冲电流源输出电流。

4、根据上述方案的半导体装置，在半导体元件的导通期间中或者截止期间中通过脉冲电流源在半导体元件的控制端子与负极端子之间流过电流，根据由于该电流产生的电压以及电流来推测温度。因此，能够提供无需降低半导体元件的有效面积而能够实现小型化的具有温度测定功能的半导体装置。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种半导体装置，对半导体元件进行驱动控制，其中，

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，

3.根据权利要求1或者2所述的半导体装置，其中，

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的半导体装置，其中，

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的半导体装置，其中，

6.根据权利要求1～4中的任意一项所述的半导体装置，其中，

7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的半导体装置，其中，

8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的半导体装置，其中，

9.根据权利要求1～7中的任意一项所述的半导体装置，其中，

10.根据权利要求1～9中的任意一项所述的半导体装置，其中，

11.根据权利要求1～9中的任意一项所述的半导体装置，其中，

12.根据权利要求1～11中的任意一项所述的半导体装置，其中，

13.根据权利要求12所述的半导体装置，其中，

14.一种电力变换装置，搭载有权利要求1～13中的任意一项所述的半导体装置和半导体元件。>...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】