[发明专利]半导体装置

说明书

本发明提供半导体装置，即使将功率半导体元件导通控制时的控制信号的电压因噪声混入而急剧下降，也能够可靠地维持导通控制。设定功率半导体元件的阈值的阈值设定部构成为，通过二极管向电阻与切断信号生成部的电源端子之间的连接部供给蓄积于功率半导体元件的栅极电容的电荷，电阻将输入到输入端子的控制信号Vin的电压降低为电压信号Vs，切断信号生成部将电压信号Vs作为动作电源。即使控制信号Vin的电压在功率半导体元件的导通控制中急剧下降，电压信号Vs也接受蓄积于功率半导体元件的栅极电容的电荷的供给，由此避免电压下降，防止切断信号生成部的误动作。

技术领域

本发明涉及半导体装置。

背景技术

在汽车的内燃机的点火系统中，使用半导体装置作为控制对点火线圈的通电及切断的点火器。已知这样的半导体装置具备处理大电力的功率半导体元件以及具有用于使该功率半导体元件可靠地开关的功能的集成电路(例如，参照专利文献1)。以下，对基于该专利文献1所记载的半导体装置而构成的以往的半导体装置进行说明。

图8是表示使用以往的半导体装置的点火系统的构成例的电路图，图9是表示使用以往的半导体装置的点火系统的动作例的时序图，图9的(A)表示正常动作时的动作例，图9的(B)表示混入噪声时的动作例。

搭载于汽车的内燃机的点火系统具备半导体装置100、点火线圈110、火花塞120、电池130、发动机控制单元(ECU：Engine Control Unit)140。半导体装置100具有被输入来自发动机控制单元140的控制信号Vin的输入端子101、连接于点火线圈110的初级线圈111的一个端子的输出端子102、以及连接于电池130的负极端子的接地端子103。点火线圈110的初级线圈111的另一端子连接于电池130的正极端子。点火线圈110的次级线圈112的一个端子连接于火花塞120的一个电极，火花塞120的另一电极被接地。点火线圈110的次级线圈112的另一端子连接于电池130的正极端子。应予说明，电池130的负极端子成为该点火系统的基准电位。

半导体装置100具备功率半导体元件104、电阻105、阈值设定部106、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应管)107。功率半导体元件104在该例中使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)。功率半导体元件104的集电极端子连接于半导体装置100的输出端子102，功率半导体元件104的发射极端子连接于半导体装置100的接地端子103。功率半导体元件104的栅极端子连接于电阻105的一个端子，电阻105的另一端子连接于半导体装置100的输入端子101。

阈值设定部106具有电阻106a、电容器106b、切断信号生成部106c。电阻106a的一个端子连接于半导体装置100的输入端子101，电阻106a的另一端子连接于电容器106b的一个端子，电容器106b的另一端子连接于半导体装置100的接地端子103。电阻106a和电容器106b构成低通滤波器，电阻106a及电容器106b的连接端子连接于切断信号生成部106c的电源端子。切断信号生成部106c的输出端子连接于MOSFET107的栅极端子，切断信号生成部106c的接地端子连接于半导体装置100的接地端子103。MOSFET107的漏极端子连接于功率半导体元件104的栅极端子，MOSFET107的源极端子连接于半导体装置100的接地端子103。

接着，参照图9的(A)所示的时序图，对发动机控制单元140输出控制信号Vin时的点火系统的动作进行说明。应予说明，图9的(A)中从上侧起依次表示控制信号Vin、作为切断信号生成部106c的电源的电压信号Vs、功率半导体元件104的栅极电压Vg及集电极电流Ic、以及火花塞120的电压Vp的变化。