[发明专利]半导体元件的驱动装置、半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体元件的驱动装置以及半导体装置。

背景技术

当前，例如如日本特开2002－208847号公报的公开内容所述，已知一种半导体元件的驱动装置，该半导体元件的驱动装置能够应对由于短路而流过过电流导致半导体元件受到损坏这一情况。进行如下动作，即，检测IGBT等半导体元件中的集电极电流，在检测出过电流时，实施保护动作即栅极切断等。

进行下述动作，即，使用二极管检测集电极发射极电压VCE，根据该VCE检测半导体元件的集电极电流。在该集电极电流的检测方式中，在导通之后达到稳定状态为止的几微秒左右的时间内，无法根据VCE的检测值准确地检测集电极电流。另一方面，在由于某种原因而发生负载短路等情况下，会在半导体元件刚刚导通之后流过大电流(短路电流)。优选迅速检测出该情况而进行保护动作。

因此，在上述现有的技术中，公开了在接通了栅极时使集电极发射极电压VCE快速地收敛为饱和电压的技术。“饱和电压”是指，在使基极电流增加的情况下，集电极电极与发射极电极之间的电压降不发生减少时的集电极发射极电极之间的电压降。由此，能够在导通之后快速地进行利用VCE实现的集电极电流检测。其结果，能够实施导通之后的早期的保护动作。

专利文献1：日本特开2002－208847号公报

发明内容

然而，可以想到在半导体元件在导通之后的接通动作过程中，有时也会由于某种原因而发生短路。通常，在接通动作过程中，半导体元件的集电极发射极电压保持下降至饱和电压的状态。但是，如果由于短路而产生大电流，则一度曾下降至饱和电压的集电极发射极电压VCE会增大。其结果，集电极发射极电压VCE成为不是饱和电压的电压(即“不饱和电压”)。因此，能够通过在半导体元件的导通动作过程中检测如上所述的不饱和电压的发生，从而检测短路的发生，进行栅极切断等保护动作。有时将这种检测不饱和电压的一系列的功能也称为“去饱和(desat)检测功能”，将用于实现去饱和功能的去饱和检测电路搭载在半导体元件的驱动装置(作为实际部件是栅极驱动器IC)中。

在刚刚导通之后，集电极发射极电压不会立即下降至饱和电压。即，直至集电极发射极电压达到饱和电压，会花费若干的时间。因此，在刚刚导通之后，也存在为不饱和电压的期间。这是半导体元件的正常驱动时的所谓的正常不饱和电压状态。对于这一点，在上述的专利文献中也有所记载。上述的去饱和检测功能不应将如上所述的刚刚导通之后的不饱和电压错误地检测为是由于发生短路而引起的不饱和电压。因此，在现有的去饱和检测电路中，在去饱和检测功能中设定有“消隐时间”。形成下述机制，即，并不是在检测出不饱和电压的情况下直接判断为发生短路，而是在导通后的接通状态下检测出不饱和电压的时间超过该消隐时间的情况下，检测为发生短路。

能够通过该消隐时间的设定，避免对刚刚导通之后的正常不饱和电压状态进行错误检测。但是，在导通后一度成为饱和电压之后，在半导体元件的接通动作过程中发生了短路的情况下，该消隐时间也会带来影响。虽然希望立即检测出起因于短路的不饱和电压并实施保护动作，但是，由于消隐时间而不可避免地使不饱和电压的检测(即短路的检测)延迟。其结果，存在无法尽早地进行发生短路时的保护动作的问题。

本发明就是为了解决如上所述的课题而提出的，其目的在于提供一种在发生短路时能够快速地进行半导体元件保护的半导体元件的驱动装置以及半导体装置。

本发明所涉及的半导体元件的驱动装置的特征在于，具有：

驱动电路部，其与半导体元件电连接，该半导体元件具有第1电极、第2电极、以及对所述第1、2电极之间的导通和断开进行切换的控制端子，该驱动电路部接收输入信号，根据所述输入信号而生成驱动信号，并将该驱动信号赋予所述控制端子，从而驱动所述半导体元件；

充电电路部，其与外部电路电连接，该外部电路具有阴极与所述第1电极连接的二极管、以及一侧的端子与所述二极管的阳极连接且另一侧的端子与所述第2电极连接的电容元件，该充电电路部基于所述输入信号和所述驱动信号中的某一个信号而进行所述电容元件的充电，并且，所述充电电路部检测所述电容元件的充电电压，在所述某一个信号是接通信号的情况下，当所述充电电压比所述半导体元件的饱和电压小时，将第1数值的恒定电流向所述阳极与所述一侧的端子的连接点供给，在所述充电电压与所述半导体元件的饱和电压一致的定时之后，将比所述第1数值大的第2数值的恒定电流向所述连接点供给；以及