[发明专利]点火器、点火器的控制方法以及内燃机用点火装置

权利要求书

1.一种点火器，其特征在于，具备：

主绝缘栅型晶体管，其控制主电流的通电或断开；

传感绝缘栅型晶体管，其在与所述主绝缘栅型晶体管相同的半导体基板上，与该主绝缘栅型晶体管并联配置，感测该主绝缘栅型晶体管的电流值；以及

控制电路，其根据流入所述传感绝缘栅型晶体管的传感电流值，计算出所述主绝缘栅型晶体管的电流值，并根据该计算出的所述主绝缘栅型晶体管的电流值，控制该主绝缘栅型晶体管的栅极电压，从而控制所述主绝缘栅型晶体管的电流，

所述控制电路使从该控制电路输出的所述栅极电压减少，限制流入所述主绝缘栅型晶体管的过电流，

在利用所述控制电路将所述栅极电压减少为所述主绝缘栅型晶体管电流变为所述过电流的规定上限值时的所述栅极电压的电压值的时刻，流入所述传感绝缘栅型晶体管的传感电流处于饱和区域，

所述主绝缘栅型晶体管具有：

第一导电型第一半导体层；

第二导电型第二半导体层，其有选择地设置在所述第一半导体层的第一主面侧的表面层；

第一导电型第三半导体层，其有选择地设置在所述第二半导体层的内部；

第一栅极电极，其隔着第一栅极绝缘膜，设置在所述第二半导体层的、被所述第三半导体层和所述第一半导体层所夹持部分的表面上；以及

第一主电极，其电连接到所述第二半导体层以及所述第三半导体层，

所述传感绝缘栅型晶体管具有：

第二导电型第四半导体层，其与所述第二半导体层隔开并有选择地设置在所述第一半导体层的第一主面侧的表面层；

第一导电型第五半导体层，其有选择地设置在所述第四半导体层的内部；

第二栅极电极，其经由第二栅极绝缘膜，设置在所述第四半导体层的、被所述第五半导体层和所述第一半导体层所夹持部分的表面上；以及

第二主电极，其电连接到所述第一主电极、所述第四半导体层以及所述第五半导体层，

所述主绝缘栅型晶体管和所述传感绝缘栅型晶体管之间的距离为100μm以上、700μm以下。

2.根据权利要求1所述的点火器，其特征在于，所述距离为100μm以上、200μm以下。

3.根据权利要求1所述的点火器，其特征在于，所述传感绝缘栅型晶体管的周围被载流子引出层呈矩形地包围，所述载流子引出层用于引出从所述主绝缘栅型晶体管流入所述传感绝缘栅型晶体管的载流子。

4.根据权利要求1所述的点火器，其特征在于，所述主绝缘栅型晶体管具有多边形的平面形状，具有由与所述传感绝缘栅型晶体管相向的相邻两边组成的L字型部分或者由相邻的三边组成的凹状部分，以包围该传感绝缘栅型晶体管的周围的一部分。

5.根据权利要求1所述的点火器，其特征在于，在所述第一半导体层的第一主面侧的表面上，还具备：

浪涌保护用传感齐纳二极管，其连接在所述第二栅极电极和所述第一主电极之间；以及

双向非对称二极管，其连接在所述第一主电极和所述第二主电极之间，使所述第二主电极的电位高于所述第一主电极的电位，

所述传感齐纳二极管以及所述双向非对称二极管分别与所述传感绝缘栅型晶体管的、未与所述主绝缘栅型晶体管相向的部分相向地配置。

6.根据权利要求5所述的点火器，其特征在于，所述主绝缘栅型晶体管以及所述传感绝缘栅型晶体管配置为所述第一主电极和所述第二主电极经由所述双向非对称二极管的电极相连。

7.根据权利要求5所述的点火器，其特征在于，所述传感齐纳二极管的平面面积大于所述双向非对称二极管的平面面积。

8.根据权利要求1所述的点火器，其特征在于，其是由第一半导体芯片和第二半导体芯片构成的多芯片点火器，所述第一半导体芯片至少形成有所述主绝缘栅型晶体管以及所述传感绝缘栅型晶体管，

所述第二半导体芯片形成有用于控制所述主绝缘栅型晶体管以及所述传感绝缘栅型晶体管的控制电路。

9.根据权利要求1所述的点火器，其特征在于，其是单芯片点火器，在同一半导体芯片上至少形成有所述主绝缘栅型晶体管、所述传感绝缘栅型晶体管以及控制所述主绝缘栅型晶体管及所述传感绝缘栅型晶体管的控制电路。