[發明專利]半導體器件和半導體裝置

在審

• 申請號: 201710187607.9
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN107359155A
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 沼部英雄;立野孝治;小島勇介;橫井芳彥;石田慎哉;松浦仁
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H01L25/16
• 分類號: H01L25/16;G01K7/01
• 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

相關申請的交叉引用

包括說明書、附圖和摘要的于2016年3月31日提交的日本專利申請No.2016-070540的公開的全部內容以引用方式并入本文中。

技術領域

本發明涉及半導體器件和半導體裝置，并且涉及用于高側電路，例如逆變器的半導體和使用該半導體的半導體裝置。

背景技術

本申請人的另一申請日本專利申請No.2015-249302公開了圖27的電路配置。圖27中示出的半導體裝置包括逆變器IVU和用于逆變器IVU的各種控制電路。該逆變器IVU包括三相(u相、v相和w相)的高側開關HSWu、HSWv和HSWw和三相的低側開關LSWu、LSWv和LSWw。使用參考源電壓GND作為參考，向逆變器IVU供應輸入源電源VIN。逆變器IVU通過例如PMW(脈寬調制)控制來生成通向負載驅動端子PN_OUTu、PN_OUTv和PN_OUTw的三相的當前AC電壓(浮動電壓)VVSu、VSv和VSw，從而向電機的負載LD供應電力。

各種控制電路包括控制和保護三相的高側開關HSWu、HSWv和HSWw的高側控制電路HCTu、HCTv和HCTw以及控制和保護三相的低側開關LSWu、LSWv和LSWw的低側控制電路LCTu、LCTv和LCTw。另外，各種控制電路包括MCU(微控制單元)、三相的高側溫度檢測電路TCHu、TCHv和TChw和三相的低側溫度檢測電路TClu、TClv和TClw。

溫度檢測電路TChu包括兩個二極管DD1a和DD1b、兩個電流源IS1a和IS1b和差分放大器電路AMP1。二極管DD1a的陰極耦合到溫度檢測二極管TDhu的陽極，而二極管DD1b的陰極耦合到溫度檢測二極管TDhu的陰極。溫度檢測二極管TDhu的陰極還耦合到負載驅動端子PN_OUTu(浮動電壓VSu)。

電流源IS1a耦合在源電壓VDD和二極管DD1a的陽極之間，并且控制電流經由二極管DD1a在正向方向上流過溫度檢測二極管TDhu。電流源IS1b耦合在源電壓VDD和二極管DD1b的陽極之間，并且控制電流在正向方向上流過二極管DD1b。差分放大器電路AMP1檢測二極管DD1a的陽極和二極管DD1b的陽極之間的電壓差，并且將該檢測的結果發送到控制器CTLU的模擬/數字轉換器ADC1。雖然未示出，但溫度檢測電路TChv和TChw的細節與溫度檢測電路TChu的細節相同。

溫度檢測電路TChu包括電流源IS2和差分放大器電路AMP2。電流源IS2耦合在源電壓VDD和溫度檢測二極管TDlu的陽極之間，并且控制電流在正向方向上流過溫度檢測二極管TDlu。溫度檢測二極管TDlu的陰極耦合到參考源端子PN_GND(參考源電壓GND)。差分放大器電路AMP2檢測溫度檢測二極管TDlu的陽極和陰極之間的電壓差，并且將該檢測的結果發送到控制器CTLU的模擬/數字轉換器ADC2。雖然未示出，但溫度檢測電路TClv和TClw的細節與溫度檢測電路TClu的細節相同。

圖28示出圖27中示出的半導體裝置的操作示例。水平軸指示經過的時間，而垂直軸指示電壓電平或高/低電平。圖28示出u相的操作，并且對于v相位和w相位，同樣如此。

在時間T1，要成為低側晶體管TRlu的柵輸入的低側開關信號LOu處于“H”電平，而要成為高側晶體管TRhu的柵輸入的高側開關信號HOu處于“L”電平。在時間T1，來自電流源IS1a的電流經由正向偏置二極管DD1a流過溫度檢測二極管TDhu，而來自電流源ISlb的電流流過正向偏置二極管DD1b。

此時，在溫度檢測二極管TDhu，生成取決于溫度(具體地，具有負溫度特性)的正向方向電壓。在溫度檢測二極管TDhu的陽極，使用浮動電壓VSu作為參考，生成與正向方向電壓對應的溫度電壓信號TOHu。來自電流源IS1a和IS1b的電流的值相同，并且雖然未限制，但例如小于1mA。在低側時間，差分放大器電路AMP1檢測通過二極管DD1a和DD1b的溫度檢測二極管TDhu的正向方向電壓。對于時間T3、T5和T7的情況，同樣如此。

在時間T2，低側開關信號LOu處于“L”電平，而高側開關信號HOu處于“H”電平。在時間T2，二極管DD1a和DD1b變成反向偏置。因此，差分放大器電路AMP1的輸出信號TIHu處于“L”電平。也就是說，溫度檢測二極管TDhu不執行溫度檢測。對于時間T4和T6的情況，同樣如此。

日本未經審查的專利申請公開No.2011-133420公開了一種其中高側溫度檢測二極管的陰極耦合到地的配置。

發明內容