【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体装置及过电流保护装置。
技术介绍
1、近年来，作为功率半导体元件的igbt(insulated gate bipolar transistor：绝缘栅双极型晶体管)的下一代技术，正在推进碳化硅化合物半导体(sic：silicon carbide)元件、氮化镓化合物半导体(gan)元件等下一代半导体元件的开发。
2、作为关联技术，例如提出了通过在主igbt的栅极与感测igbt的栅极之间配置有分压电阻的电路来进行过电流检测的技术(专利文献1)。另外，提出了如下技术：根据半导体元件的导通来检测感测电流的检测信号的瞬态感测期间，基于瞬态感测期间中的感测电流的检测信号来进行半导体元件的控制(专利文献2)。进而，提出了通过感测元件的栅极比主元件更早地接收用于指示导通的栅极信号而防止过电流的误检测的技术(专利文献3)。
3、现有技术文献
4、专利文献
5、专利文献1：日本特开2020-14103号公报
6、专利文献2：国际公开第2018/211840号
7、专利文献3：国际公开第2014/097739号
技术实现思路
1、技术问题
2、被称为ips(intelligent power switch：智能功率开关)的半导体装置具备主igbt和感测igbt，该主igbt作为负载工作用的功率半导体元件，该感测igbt作为供与在主igbt流通的电流成比例的感测电流流通的电流监测用功率半导体元件。另外，
3、在这样的ips中，如果向主igbt和感测igbt的栅极端子输入相同的驱动信号，则主电流和感测电流理想地在相同的时刻开始流动。
4、但是，由于主igbt和感测igbt的尺寸不同，因此由于栅极端子的寄生电容(栅极-发射极之间电容以及栅极-集电极之间电容)的不同，主igbt和感测igbt的特性产生不平衡。
5、如果主igbt和感测igbt存在特性上的不平衡，则在igbt的导通期间，在感测igbt产生电流集中。即，在主igbt的集电极电流上升之前瞬态感测电流向感测igbt流通，并产生向感测igbt的电流集中。
6、如果产生向感测igbt的电流集中，则存在过电流检测电路误检测过电流的可能性。在该情况下，由于过电流的误检测而从过电流检测电路输出过电流检测信号，导致主igbt的驱动误停止。
7、为了抑制这样的向感测igbt的电流集中，在上述专利文献1中，使用分压电阻将主igbt的栅极电压和感测igbt的栅极电压控制为不同的值。
8、图6是示出具备分压电阻的以往的半导体装置的结构的图。半导体装置2如专利文献1所记载的那样，具备主igbt101、感测igbt102和分压电路2c。分压电路2c包括电阻rdiv11、rdiv12。
9、主igbt101的集电极和感测igbt102的集电极与端子c连接。感测igbt102的感测发射极与端子se连接。主igbt101的栅极与端子g以及电阻rdiv11的一端连接。电阻rdiv11的另一端与感测igbt102的栅极以及电阻rdiv12的一端连接。电阻rdiv12的另一端与主igbt101的发射极以及端子e连接。
10、在半导体装置2中，在主igbt101的栅极与感测igbt102的栅极之间配置有电阻rdiv11，在感测igbt102的栅极与主igbt101的发射极之间配置有电阻rdiv12。
11、通过这样的结构，使电压到感测igbt102的栅极的电压低于主igbt101，主igbt101和感测igbt102的电流同时上升，并抑制向感测igbt102的电流集中。
12、但是，由于igbt100具有栅极布线，因此施加到igbt100的栅极的有效电压低于从栅极驱动器输出的栅极电压。另外，在半导体装置2中，在主igbt101的发射极侧连接有电阻rdiv12，该主igbt101的电压降比感测igbt102的感测发射极侧的电压降大。
13、在这种结构的情况下，从栅极驱动器输出的栅极电流比朝向igbt100的栅极更有可能朝向电阻rdiv11、rdiv12的串联电阻流通。
14、因此，产生主igbt101和感测igbt102的栅极电压低于适当值而无法以适当的电压对栅极进行充电的现象，存在难以高精度地驱动igbt100的问题。
15、一方面，本专利技术的目的在于提供一种能够以适当的电压对负载工作用功率半导体元件和电流监视用功率半导体元件的栅极进行充电的半导体装置及过电流保护装置。
16、技术方案
17、为了解决上述课题，提供一种半导体装置。半导体装置具有输出元件、电流监测元件和分压电路。输出元件基于驱动信号进行开关而使负载工作。电流监测元件监测在输出元件流通的电流。分压电路连接在输出元件的栅极与电流监测元件的感测发射极之间，对施加到输出元件的栅极的驱动信号的电压进行分压并施加到电流监测元件的栅极。
18、另外，为了解决上述问题，提供了一种过电流保护装置。过电流保护装置具有输出元件、电流监测元件、分压电路、控制电路、电流检测用电阻和过电流检测电路。输出元件经由电源端子与电源电压连接，经由输出端子与负载连接，并基于驱动信号进行开关而使负载工作。电流监测元件监测在输出元件流通的电流。分压电路连接在输出元件的栅极与电流监测元件的感测发射极之间，对施加到输出元件的栅极的驱动信号的电压进行分压并施加到电流监测元件的栅极。控制电路输出驱动信号来控制输出元件的开关。电流检测用电阻将从电流监测元件输出的感测电流作为电压的感测电流检测信号输出。过电流检测电路通过比较感测电流检测信号与基准电压来检测输出元件的过电流状态。
19、技术效果
20、根据一个方面，能够以适当的电压对负载工作用功率半导体元件和电流监测用功率半导体元件的栅极进行充电。
21、将本专利技术的上述以及其他目的、特征及优点作为本专利技术的例子，通过示出与优选的实施方式的附图相关联的以下的说明而变得明确。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，具有：
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，
7.一种过电流保护装置，其特征在于，具备：
8.根据权利要求7所述的过电流保护装置，其特征在于，
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种半导体装置，其特征在于，具有：
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，
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