[发明专利]半导体器件以及电流限制方法

说明书

公开了一种半导体器件以及电流限制方法。获得了稳定的负载启动以及过电流检测准确度的增大。半导体器件包括主晶体管和电流限制单元。该主晶体管实现电力向负载的供给。该电流限制单元包括控制该主晶体管的栅极电压的控制晶体管并且具有限制流过该主晶体管的电流的电流限制功能。该电流限制单元具有电流限制值并检测过电流从该主晶体管流出，并且当该电流等于或大于该电流限制值，并且该控制晶体管接通时的运行电压等于或大于电流限制激活电压时，激活该电流限制功能，该电流限制激活电压是当该电流上升到该电流限制值时与该控制晶体管的栅极处产生的预定电压相加的校正电压。

技术领域

本发明涉及半导体器件和电流限制方法。

背景技术

被称为智能功率开关(IPS)的半导体器件(其中，功率半导体元件以及其周围的控制电路、保护电路等被集成在单个芯片上或单个封装中)的发展近年来被不断改进。

由于IPS广泛地用于汽车电气系统(诸如变速器、发动机和刹车)，存在对提供尺寸减小、提高性能以及提高可靠性的产品的需求。

包括具有线性的并且相对于主晶体管的漏极-源极电压具有负依赖性的电流检测特性的电流检测单元的半导体器件已经被提出为现有技术(JP-A-2014-128005)。

并且已经提出了技术，其中，可变电压源的输出电压根据功率半导体器件附近的温度和流过感测端的电流来调节，由此校正功率半导体器件的主区域与感测区域的特性之间的差异(日本专利号5,590,240)。

此外已经提出了技术，其中，当半导体器件的主电流达到断路电平时执行半导体器件保护操作，而当执行半导体激活操作时降低断路电平(JP-A-2013-62730)。

发明内容

在IPS中提供了执行电流限制从而当负载短路时约束电流流动过量(过电流)的功能。电流限制功能使得：当从功率半导体元件流入IPS的电流流动达到或超过预先设定的阈值(过电流限制值)时，检测到过电流的发生并且限制电流量。

同时，诸如电动机的负载具有当负载启动时一涌入电流流动的特性。在IPS中，为了稳定地启动此类负载，过电流限制值被设定为高于该涌入电流的最大瞬时值从而电流限制不被施加在该涌入电流上。

然而，当过电流限制值被设定为高于该涌入电流的最大瞬时值，存在低于该涌入电流的最大瞬时值的电流值难以被检测为过电流的问题，并且过电流检测准确度降低了。

考虑这点而设计出的本发明具有提供一种半导体器件和电流限制方法从而获得稳定的负载启动以及过电流检测准确度增大的目的。

为了解决前文所述的问题，提供了一种半导体器件。该半导体器件包括主晶体管，该主晶体管执行电力从电源到负载的供给；以及电流限制单元，其包括控制该主晶体管的栅极电压的控制晶体管，具有限制流过该主晶体管的电流的电流限制功能。

并且，电流限制单元具有电流限制值以用于判定当负载运行在稳态时大于运行电流的电流流动。此外，电流限制单元检测过电流从主晶体管流出，当流过该主晶体管的电流等于或大于电流限制值以及当控制晶体管接通时的运行电压等于或大于电流限制激活电压时激活电流限制功能，该电流限制激活电压是当流过该主晶体管的电流上升到电流限制值时与控制晶体管的栅极处产生的预定电压相加的校正电压。

可获得稳定的负载启动以及过电流检测准确度的增大。

附图说明

图1是示出半导体器件的配置示例的图；

图2是示出IPS的配置示例的图；

图3是用于描述电荷泵升压运行的图；

图4是示出过电流限制值和涌入电流的图；

图5是示出IPS的配置示例的图；