[發明專利]半導體裝置

在審

• 申請號: 201410446895.1
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN104426531A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 藤井啟史
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H03K19/094
• 分類號: H03K19/094;H03K19/14;H02H3/08;H02H5/04
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李蘭;孫志湧

技術領域

本發明涉及半導體裝置，并且適用于包含光電耦合器的半導體裝置。

背景技術

驅動邏輯電路部有時設置在功率晶體管的前級，以產生用于驅動諸如IGBT(絕緣柵雙極晶體管)和MOS(金屬氧化物半導體)晶體管的功率晶體管的驅動信號。例示光電耦合器等作為包含驅動邏輯電路部和輸出電路以放大驅動信號從而將其輸出到諸如功率晶體管的后級負載的半導體裝置的示例。

當伴隨著驅動信號的放大執行高速開關操作時，此輸出電路受到從后級傳遞的噪聲影響，以致大電流有時流過功率晶體管。輸出電路的晶體管以及后級的功率晶體管由于這種情況下產生的瞬時過電流和過熱而劣化或受損。

專利文獻1(JP?2007-315836A)公開了一種過熱檢測電路，該過熱檢測電路具有簡單的電路構造并且其中可以使檢測溫度的偏差小。

然而，根據專利文獻1的過熱檢測電路具有以下問題。也就是說，需要提供兩個恒流源向兩個溫度檢測裝置穩定地供應恒定電流，并且需要大功率。這些溫度檢測裝置內置于其中內置作為保護對象的功率MOS晶體管的半導體芯片中，但因為這些位置關系和導熱率的影響，所以有時在芯片中產生溫度差。因此，有可能溫度檢測裝置不能正確檢測功率MOS晶體管的溫度。另外，有可能由于從功率PMOS晶體管升溫的時刻起到檢測到熱的時刻的時間段內的過電流，導致功率MOS晶體管受損。此外，存在以下情況：在高溫下進行操作的情況下，不能檢測到過量的過熱，或者有可能已經檢測到過熱使得保護功能啟動，從而妨礙正常操作。

引用列表

[專利文獻1]JP?2007-315836A

發明內容

保護輸出電路免遭瞬時過電流和過熱的影響，使得后級的功率晶體管也受到保護。根據描述和附圖，其它問題和新特征將變得清楚。

根據實施例，其電阻值根據過熱和過電流而變化的傳感器電阻串聯連接在電源電壓和輸出晶體管之間。控制電路部基于來自傳感器電阻的輸出電壓的變化來檢測過熱或過電流，以產生控制信號。根據控制信號，保護電路部連接輸出部和地(GND)。

根據實施例，保護輸出電路免遭瞬時過電流和過熱，使得后級的功率晶體管可以受到保護。

附圖說明

圖1是示出傳統輸出電路的構造示例的電路圖。

圖2是示出傳統輸出電路的各節點處的電壓隨時間變化的時間圖。

圖3是示出在異常操作的情況下傳統輸出電路的各節點處的電壓隨時間變化的時間圖。

圖4是示出第一實施例中的輸出負載驅動電路的構造示例的電路圖。

圖5是示出第一實施例中的半導體裝置的構造示例的電路框圖。

圖6是示出第一實施例中的輸出電路的構造的電路圖。

圖7A示出第一實施例中電阻的特性的曲線圖。

圖7B是示出電阻的構造示例的圖組。

圖7C是示出電阻的另一個構造示例的圖組。

圖7D示出劑量和電阻中的電阻值之間的相關性示例的曲線圖。

圖8是示出在異常操作的情況下第一實施例的輸出電路中流過各路線的電流的電路圖。

圖9是示出在異常操作的情況下第一實施例中的輸出電路的各節點處的電壓隨時間變化的時間圖。

圖10是示出第二實施例中的輸出電路的構造示例的電路圖。

圖11是示出在異常操作的情況下第二實施例的輸出電路中流過各路線的電流的電路圖。

圖12是示出在異常操作的情況下第二實施例中的輸出電路的各節點處的電壓隨時間變化的時間圖。

圖13A是示出第三實施例中的輸出電路的構造示例的電路圖。

圖13B是示出第三實施例中的輸出電路的另一個構造示例的電路圖。

圖14是示出第四實施例中的AC伺服系統的構造示例的電路框圖。

圖15是示出第五實施例中的空調的壓縮機單元的構造示例的電路框圖。

具體實施方式

以下，將參照附圖描述根據本發明的實施方式的帶有免遭過熱和過電流的保護功能的輸出電路。

首先，作為比較對象，將描述傳統的輸出電路。圖1是示出傳統輸出電路124的構造示例的電路圖。圖1中示出的輸出電路124具有驅動邏輯電路部130、輸出上級晶體管161、輸出下級晶體管162和輸出端子110(VOUT)。