專利名稱：具有并聯(lián)連接的多個(gè)開關(guān)元件的功率用半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在電力變換設(shè)備等中所使用的功率用半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
功率MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor :金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)或IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor :絕緣柵雙極晶體管)等功率用半導(dǎo)體元件被用于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用逆變器(inverter)、不間斷電源裝置以及頻率變換裝置等電力設(shè)備的控制。由于這些電力設(shè)備的額定電壓以及額定電流有增加的趨勢，所以，也要求功率用半導(dǎo)體元件高耐壓化以及大電流化。作為使能由功率用半導(dǎo)體元件控制的電流量增大的方法，已知將多個(gè)功率用半導(dǎo)體元件并聯(lián)連接的方法(例如，參照日本特開2000-92820號(hào)公報(bào))。 在如上述文獻(xiàn)那樣多個(gè)功率用半導(dǎo)體元件并聯(lián)連接的情況下，這些多個(gè)元件通常使用相同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由此同時(shí)進(jìn)行開關(guān)。因此，功率用半導(dǎo)體元件的并聯(lián)數(shù)越多或者開關(guān)頻率越高，開關(guān)損失(接通(turn-on)損失以及關(guān)斷(turn-off)損失)越增大。作為用于使并聯(lián)連接的功率用半導(dǎo)體元件的關(guān)斷損失減少的方法，例如，已知日本特開平5-291913號(hào)公報(bào)中記載的方法。在該文獻(xiàn)的方法中，具有低飽和電壓以及長下降時(shí)間的第一 IGBT和具有高飽和電壓以及短下降時(shí)間的第二 IGBT并聯(lián)連接，在第二 IGBT的柵極插入有輸入電阻。當(dāng)以共同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)使第一以及第二 IGBT工作時(shí)，第二 IGBT的斷開時(shí)間點(diǎn)比第一 IGBT的斷開時(shí)間點(diǎn)延遲，所以，能夠基于第二 IGBT的短下降時(shí)間進(jìn)行關(guān)斷工作。雖然不以開關(guān)損失的減少為目的，但是，在日本特開平6-209565號(hào)公報(bào)和日本特開平6-209666號(hào)公報(bào)中記載了類似的技術(shù)。在上述文獻(xiàn)中都公開了將由主半導(dǎo)體元件和與其并聯(lián)連接的檢測用半導(dǎo)體元件構(gòu)成的開關(guān)電路串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。具體地說，在前者的日本特開平6-209565號(hào)公報(bào)所記載的技術(shù)中，主半導(dǎo)體元件的柵極和柵極驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)由截止延遲電路而連接，檢測用半導(dǎo)體元件的柵極和柵極驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)由導(dǎo)通延遲電路而連接。在后者的日本特開平6-209666號(hào)公報(bào)所記載的技術(shù)中，檢測用半導(dǎo)體元件的柵極和柵極驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)由截止延遲電路而連接，主半導(dǎo)體元件的柵極和柵極驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)由導(dǎo)通延遲電路而連接。在上述的日本特開平5-291913號(hào)公報(bào)中，雖然考慮了開關(guān)損失的減少，但是，僅關(guān)注關(guān)斷損失的減少而未考慮接通損失。并且，由于該文獻(xiàn)中所記載的方法是將具有低飽和電壓以及長下降時(shí)間的第一 IGBT和具有高飽和電壓以及短下降時(shí)間的第二 IGBT并聯(lián)連接的方法，所以，在具有相同的特性的功率用半導(dǎo)體元件并聯(lián)連接的情況下不能夠應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在將多個(gè)功率用半導(dǎo)體元件并聯(lián)連接的情況下，使開關(guān)損失比以往減少。
本發(fā)明的一個(gè)方面的功率用半導(dǎo)體裝置具備彼此并聯(lián)連接的第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件和驅(qū)動(dòng)控制部。驅(qū)動(dòng)控制部根據(jù)從外部反復(fù)接收的導(dǎo)通指令以及截止指令，使第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的每一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)。具體地說，驅(qū)動(dòng)控制部針對導(dǎo)通指令能夠切換為使第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件同時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)的情況和使第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)之后使另一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)的情況。驅(qū)動(dòng)控制部針對截止指令使第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)之后使另一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)。根據(jù)本發(fā)明，針對導(dǎo)通指令，能夠切換為使第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件同時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)的情況和彼此錯(cuò)開定時(shí)地成為導(dǎo)通狀態(tài)的情況，針對截止指令，使第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件彼此錯(cuò)開定時(shí)地成為截止?fàn)顟B(tài)。因此，本發(fā)明的主要的優(yōu)點(diǎn)是能夠使開關(guān)損失比以往減少。本發(fā)明的上述以及其他目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)與附圖關(guān)聯(lián)地理解的關(guān)于本 發(fā)明的以下詳細(xì)的說明將會(huì)變得清楚。


圖I是本發(fā)明的實(shí)施方式I的功率用半導(dǎo)體裝置200的結(jié)構(gòu)圖。圖2是示出驅(qū)動(dòng)信號(hào)DS和功率用半導(dǎo)體元件Q1、Q2的柵極電壓的關(guān)系的定時(shí)圖。圖3是示出在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)流過IGBTQ1、Q2的總電流(total current)It的大小和(A)接通損失Eon以及(B)關(guān)斷損失Eoff的大小的關(guān)系的圖。圖4是用于對IGBTQ1、Q2的關(guān)斷時(shí)的定時(shí)控制進(jìn)行說明的概念圖。圖5是不出IGBT的開關(guān)損失和集電極電流的關(guān)系的圖。圖6是示出IGBT的開關(guān)損失和柵極電阻的關(guān)系的圖。圖7是示出集電極電流密度Jc和飽和電壓VCE (sat)的關(guān)系的圖。圖8是示出關(guān)斷損失Eoff和飽和電壓VCE (sat)的關(guān)系的圖。圖9是示出IGBT的集電極電流Ic和接通損失Eon的關(guān)系的圖。圖10是示出在使并聯(lián)連接的IGBT依次進(jìn)行開關(guān)的情況下的模擬結(jié)果的圖。圖11是圖10的接通時(shí)的放大圖。圖12是圖10的關(guān)斷時(shí)的放大圖。圖13是示出在對并聯(lián)連接的IGBT同時(shí)進(jìn)行向?qū)顟B(tài)的切換、依次進(jìn)行向截止?fàn)顟B(tài)的切換的情況下的模擬結(jié)果的圖。圖14是圖13的接通時(shí)的放大圖。圖15是圖13的關(guān)斷時(shí)的放大圖。圖16是示出流過并聯(lián)連接的IGBTQ1、Q2的總電流It和接通損失Eon的關(guān)系的圖。圖17是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的功率用半導(dǎo)體裝置201的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖18是示出從圖17的集成電路5輸出的控制信號(hào)的定時(shí)圖的一個(gè)例子的圖。圖19是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的功率用半導(dǎo)體裝置202的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖20是示出從圖19的集成電路5a輸出的控制信號(hào)的定時(shí)圖的一個(gè)例子的圖。圖21是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的功率用半導(dǎo)體裝置203的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖22是示出本發(fā)明的實(shí)施方式5的功率用半導(dǎo)體裝置204的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖23是示出從圖22的集成電路5b輸出的控制信號(hào)的定時(shí)圖的一個(gè)例子的圖。圖24是示出本發(fā)明的實(shí)施方式6的功率用半導(dǎo)體裝置205的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖25是示出本發(fā)明的實(shí)施方式7的功率用半導(dǎo)體裝置206的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖26是示出本發(fā)明的實(shí)施方式8的功率用半導(dǎo)體裝置207的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖27是示出本發(fā)明的實(shí)施方式9的功率用半導(dǎo)體裝置208的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖28是示出從圖27的集成電路5d輸出的控制信號(hào)的定時(shí)圖的一個(gè)例子的圖。圖29是示出本發(fā)明的實(shí)施方式10的功率用半導(dǎo)體裝置209的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖30是示出本發(fā)明的實(shí)施方式11的功率用半導(dǎo)體裝置210的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖31是用于對在本發(fā)明的實(shí)施方式12的功率用半導(dǎo)體裝置中所使用的IGBTQ1、Q2的規(guī)格進(jìn)行說明的圖。圖32是本發(fā)明的實(shí)施方式13的變形例的功率用半導(dǎo)體裝置211的結(jié)構(gòu)圖。圖33是用于對在實(shí)施方式2、9、10的功率用半導(dǎo)體裝置201、208、209中利用驅(qū)動(dòng)控制部101、108、109進(jìn)行的IGBTQl、Q2的開關(guān)控制方法的變形例進(jìn)行說明的圖。圖34是用于對在實(shí)施方式5、11的功率用半導(dǎo)體裝置204、210中利用驅(qū)動(dòng)控制部104、110進(jìn)行的IGBTQ1、Q2的開關(guān)控制方法的變形例進(jìn)行說明的圖。圖35是用于對在實(shí)施方式2、9、10的功率用半導(dǎo)體裝置201、208、209中利用驅(qū)動(dòng)控制部101、108、109進(jìn)行的IGBTQ1、Q2的開關(guān)控制方法的另一變形例進(jìn)行說明的圖。圖36是示出本發(fā)明的實(shí)施方式19的功率用半導(dǎo)體裝置212的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖37是示出圖36的電流檢測傳感器99的輸出波形的一個(gè)例子的圖。圖38是示出本發(fā)明的實(shí)施方式20的功率用半導(dǎo)體裝置213的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖39是示出本發(fā)明的實(shí)施方式21的功率用半導(dǎo)體裝置214的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖40是示出本發(fā)明的實(shí)施方式22的功率用半導(dǎo)體裝置215的結(jié)構(gòu)的電路圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)地對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。再有，對相同或者相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的附圖標(biāo)記并且不重復(fù)其說明。<實(shí)施方式1>
[功率用半導(dǎo)體裝置200的結(jié)構(gòu)]
圖I是本發(fā)明的實(shí)施方式I的功率用半導(dǎo)體裝置200的結(jié)構(gòu)圖。參照圖1，功率用半導(dǎo)體裝置200包含在高電壓節(jié)點(diǎn)HV和接地節(jié)點(diǎn)GND之間彼此并聯(lián)連接的功率用半導(dǎo)體元件QU Q2和驅(qū)動(dòng)控制部100。在圖I中，作為功率用半導(dǎo)體元件Ql、Q2而例示了 IGBT，但是，也可以是功率MOSFET或雙極晶體管等其他半導(dǎo)體元件。以下，也將功率用半導(dǎo)體元件Q1、Q2分別記載為IGBTQ1、Q2。IGBTQ1、Q2的集電極所連接的高電壓節(jié)點(diǎn)HV與控制對象的電力設(shè)備連接，被施加高電壓。驅(qū)動(dòng)控制部100根據(jù)從外部接收的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DS的邏輯電平，使IGBTQl、Q2切換為導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)。本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)控制部100在接收到高電平(H電平)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DS時(shí)，使功率用半導(dǎo)體元件Ql、Q2成為導(dǎo)通狀態(tài)，在接收到低電平(L電平)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DS時(shí)，使功率用半導(dǎo)體元件Ql、Q2成為截止?fàn)顟B(tài)。也將H電平的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DS稱為導(dǎo)通指令，也將L電平的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DS稱為截止指令。將導(dǎo)通指令和截止指令交替反復(fù)地施加到驅(qū)動(dòng)控制部100。驅(qū)動(dòng)控制部100的具體的結(jié)構(gòu)例在實(shí)施方式2后面進(jìn)行說明。[功率用半導(dǎo)體裝置200的工作]
圖2是示出驅(qū)動(dòng)信號(hào)DS和功 率用半導(dǎo)體元件Ql、Q2的柵極電壓的關(guān)系的定時(shí)圖。參照圖I、圖2，驅(qū)動(dòng)控制部100在接收導(dǎo)通指令而使IGBTQl、Q2切換為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，能夠在使IGBTQUQ2同時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)的情況和使IGBTQ1、Q2中的一個(gè)(例如，IGBTQ1)先成為導(dǎo)通狀態(tài)、之后使另一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)的情況之間進(jìn)行切換。并且，驅(qū)動(dòng)控制部100在接收截止指令而使IGBTQ1、Q2切換為截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，能夠在使IGBTQ1、Q2同時(shí)成為截止?fàn)顟B(tài)的情況和使IGBTQ1、Q2中的一個(gè)(例如，IGBTQl)先成為截止?fàn)顟B(tài)、之后使另一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)的情況之間進(jìn)行切換。對IGBTQ1、Q2同時(shí)進(jìn)行開關(guān)還是錯(cuò)開定時(shí)地分別獨(dú)立地進(jìn)行開關(guān)，根據(jù)在接收導(dǎo)通指令I(lǐng)GBTQl、Q2為導(dǎo)通狀態(tài)(導(dǎo)通狀態(tài))時(shí)分別流過IGBTQl、Q2的主電流II、12(或?qū)⒅麟娏鱅l和12進(jìn)行合成后的總電流It)的大小來決定。具體地說，在實(shí)施方式I的情況下，流過功率用半導(dǎo)體元件Ql、Q2的總電流It根據(jù)大小而被分為三個(gè)區(qū)域。在圖2 (A)中示出總電流It的大小比較小的情況。在該情況下，在時(shí)刻tl，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)DS從L電平切換為H電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制部100對IGBTQl的柵極施加H電平的電壓，從而使IGBTQl切換為導(dǎo)通狀態(tài)。在此后的時(shí)刻t2，驅(qū)動(dòng)控制部100對IGBTQ2的柵極施加H電平的電壓，從而使IGBTQ2切換為導(dǎo)通狀態(tài)。在時(shí)刻t3，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)DS從H電平切換為L電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制部100對IGBTQl的柵極施加L電平的電壓，從而使IGBTQl切換為截止?fàn)顟B(tài)。在此后的時(shí)刻t4，驅(qū)動(dòng)控制部100對IGBTQ2的柵極施加L電平的電壓，從而使IGBTQ2切換為截止?fàn)顟B(tài)。因此，在接通時(shí)，主要在先接通的IGBTQl中產(chǎn)生開關(guān)損失(接通損失Eon)，在關(guān)斷時(shí)，主要在后關(guān)斷的IGBTQ2中產(chǎn)生開關(guān)損失(關(guān)斷損失Eoff)。在圖2 (B)中示出總電流It的大小為中等程度的情況。在該情況下，在時(shí)刻tl，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)DS從L電平切換為H電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制部100對IGBTQl、Q2這二者的柵極施加H電平的電壓，從而使IGBTQl、Q2同時(shí)切換為導(dǎo)通狀態(tài)。在時(shí)刻t3，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)DS從H電平切換為L電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制部100對IGBTQl的柵極施加L電平的電壓，從而使IGBTQl切換為截止?fàn)顟B(tài)。在此后的時(shí)刻t4，驅(qū)動(dòng)控制部100對IGBTQ2的柵極施加L電平的電壓，從而使IGBTQ2切換為截止?fàn)顟B(tài)。因此，在接通時(shí)，在IGBTQl、Q2這二者中產(chǎn)生開關(guān)損失(接通損失Eon)。在關(guān)斷時(shí)，主要在后關(guān)斷的IGBTQ2中產(chǎn)生開關(guān)損失(關(guān)斷損失Eoff)。在圖2 (C)中示出總電流It的大小比較高的情況。在該情況下，在時(shí)刻tl，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)DS從L電平切換為H電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制部100對IGBTQ1、Q2這二者的柵極施加H電平的電壓，從而使IGBTQl、Q2同時(shí)切換為導(dǎo)通狀態(tài)。在時(shí)刻t3，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)DS從H電平切換為L電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制部100對IGBTQ1、Q2這二者的柵極施加L電平的電壓，從而使IGBTQl、Q2同時(shí)切換為截止?fàn)顟B(tài)。因此，在接通時(shí)和關(guān)斷時(shí)都在IGBTQl、Q2這二者中產(chǎn)生開關(guān)損失。在上述中，在錯(cuò)開定時(shí)地對IGBTQ1、Q2依次進(jìn)行開關(guān)的情況下，使IGBTQl比IGBTQ2先切換為導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)，但是，在IGBTQl、Q2的特性相同的情況下，對哪一個(gè)先進(jìn)行開關(guān)都可以。[以圖2(A) (C)的方法進(jìn)行開關(guān)控制的理由]
接著，對以上述的方法進(jìn)行IGBTQ1、Q2的開關(guān)控制的理由進(jìn)行說明。
圖3是示出在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)流過IGBTQl、Q2的總電流It的大小和(A)接通損失Eon以及(B)關(guān)斷損失Eoff的大小的關(guān)系的圖。在圖3中，接通損失Eon以及關(guān)斷損失Eoff以驅(qū)動(dòng)信號(hào)DS的每一個(gè)脈沖(Pulse)消耗的功率(mj)來表示。將彼此錯(cuò)開定時(shí)地使IGBTQ1、Q2分別單獨(dú)地進(jìn)行開關(guān)的情況記載為一個(gè)芯片(1P)，將使IGBTQl、Q2同時(shí)進(jìn)行開關(guān)的情況記載為兩個(gè)芯片(2P)。參照圖3(A)，在流過IGBTQ1、Q2的總電流It比某個(gè)閾值Ithl小的情況下，彼此錯(cuò)開定時(shí)地使IGBTQ1、Q2分別單獨(dú)地成為導(dǎo)通狀態(tài)與同時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)相比，接通損失Eon變小。在總電流It比閾值Ithl大的情況下，使IGBTQ1 、Q2同時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)與使IGBTQ1、Q2分別單獨(dú)地成為導(dǎo)通狀態(tài)相比，接通損失Eon變小。因此，圖I的驅(qū)動(dòng)控制部100在總電流It為閾值Ithl以下的情況下，如圖2 (A)所示，使IGBTQl先成為導(dǎo)通狀態(tài)，之后使IGBTQ2成為導(dǎo)通狀態(tài)。驅(qū)動(dòng)控制部100在總電流It比閾值Ithl大的情況下，如圖2 (B)所示，使IGBTQ1、Q2同時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)。由此，與以往相比能夠使接通損失Eon減少。參照圖3 (B)，在關(guān)斷損失Eoff的情況下，不依賴于流過導(dǎo)通狀態(tài)的IGBTQ1、Q2的總電流It的大小，彼此錯(cuò)開定時(shí)地使IGBTQ1、Q2分別單獨(dú)地成為截止?fàn)顟B(tài)與同時(shí)成為截止?fàn)顟B(tài)相比，關(guān)斷損失Eoff變小。因此，如圖2 (A)、(B)所示，圖I的驅(qū)動(dòng)控制部100使IGBTQl先成為截止?fàn)顟B(tài)，之后使IGBTQ2成為截止?fàn)顟B(tài)。由此，與使IGBTQl、Q2同時(shí)成為截止?fàn)顟B(tài)的情況相比，能夠使關(guān)斷損失Eoff減少。但是，在使IGBTQl、Q2分別單獨(dú)地成為截止?fàn)顟B(tài)的情況下，當(dāng)流過IGBTQl、Q2的總電流It超過每一個(gè)元件的最大額定值時(shí)，后成為截止?fàn)顟B(tài)的元件可能被破壞。因此，為了防止破壞的元件，在總電流It接近于每一個(gè)元件的最大額定值的情況下，如圖2 (C)所示，使IGBTQ1、Q2同時(shí)成為截止?fàn)顟B(tài)。圖4是用于對IGBTQ1、Q2的截止時(shí)的定時(shí)控制進(jìn)行說明的概念圖。參照圖4，將IGBTQl、Q2每一個(gè)元件的主電流的最大額定值設(shè)為IR。將閾值Ith2設(shè)定為比最大額定值IR稍小的值，將閾值Ith3設(shè)定為比最大額定值IR的兩倍(2X IR)稍小的值。在導(dǎo)通狀態(tài)下流過IGBTQ1、Q2的總電流It小于閾值Ith2的情況下，圖I的驅(qū)動(dòng)控制部100以針對截止指令使IGBTQl、Q2分別單獨(dú)地依次成為截止?fàn)顟B(tài)的方式進(jìn)行控制。在總電流It為閾值Ith2以上且小于閾值Ith3的情況下，驅(qū)動(dòng)控制部100以針對截止指令使IGBTQ1、Q2同時(shí)成為截止?fàn)顟B(tài)的方式進(jìn)行控制。雖然與每一個(gè)元件依次成為截止?fàn)顟B(tài)相比關(guān)斷損失Eoff增加，但是，進(jìn)行這樣的開關(guān)控制的目的在于IGBT的短路保護(hù)。在總電流It為閾值Ith3以上的情況下進(jìn)行以與驅(qū)動(dòng)信號(hào)DS的邏輯電平無關(guān)地使IGBTQ1、Q2這二者均成為截止?fàn)顟B(tài)的方式進(jìn)行控制的短路保護(hù)。[得到圖3(A)、(B)的開關(guān)特性的理由]
接著，對得到圖3 (A)、(B)所示的開關(guān)特性的理由進(jìn)行說明。圖5是示出IGBT的開關(guān)損失和集電極電流的關(guān)系的圖。在圖5中示出接通損失Eon、關(guān)斷損失Eoff以及反向恢復(fù)工作時(shí)的開關(guān)損失Err的集電極電流Ic依賴性。圖6是示出IGBT的開關(guān)損失和柵極電阻的關(guān)系的圖。在圖6中示出接通損失Eon、關(guān)斷損失Eoff、以及反向恢復(fù)工作時(shí)的開關(guān)損失Err的柵極電阻RG依賴性。圖5、圖6所示的特性圖摘選自三菱電機(jī)制的IGBT模塊(型號(hào)CM600HX-24A)的數(shù)據(jù)表。(I.關(guān)斷損失 Eoff)參照圖5，關(guān)斷損失Eoff以集電極電流Ic的冪函數(shù)來表示(S卩，在圖5所示的雙對數(shù)曲線(double logarithmic graph)中，關(guān)斷損失Eoff與集電極電流Ic成比例)。當(dāng)以記號(hào)“ ~ ”來表示指數(shù)時(shí)，關(guān)斷損失EofT能夠使用常數(shù)a、b表達(dá)成
權(quán)利要求
1.一種功率用半導(dǎo)體裝置，其中，具備 彼此并聯(lián)連接的第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件；以及 驅(qū)動(dòng)控制部，根據(jù)從外部反復(fù)接收的導(dǎo)通指令以及截止指令，使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的每一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)或者截止?fàn)顟B(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部針對所述導(dǎo)通指令能夠在使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件同時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)的情況和使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)之后使另一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)的情況之間進(jìn)行切換， 所述驅(qū)動(dòng)控制部針對所述截止指令使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)之后使另一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)。
2.如權(quán)利要求I所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 所述功率用半導(dǎo)體裝置還具備電流檢測部，對流過所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的至少一個(gè)的電流或者流過這兩者的電流的和進(jìn)行檢測， 所述驅(qū)動(dòng)控制部進(jìn)行如下的判定工作在接收所述導(dǎo)通指令使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件成為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，判定由所述電流檢測部得到的電流檢測值是否為第一閾值以下， 所述驅(qū)動(dòng)控制部在所述電流檢測值為所述第一閾值以下的情況下，針對在到下次的所述判定工作之前的期間接收的所述導(dǎo)通指令，使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)之后使另一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部在所述電流檢測值超過所述第一閾值的情況下，針對在到下次的所述判定工作之前的期間接收的所述導(dǎo)通指令，使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件同時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)。
3.—種功率用半導(dǎo)體裝置，其中，具備 彼此并聯(lián)連接的第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件；以及 驅(qū)動(dòng)控制部，根據(jù)從外部反復(fù)接收的導(dǎo)通指令以及截止指令，使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的每一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)或者截止?fàn)顟B(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部針對所述導(dǎo)通指令能夠在使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件同時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)的情況和使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)之后使另一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)的情況之間進(jìn)行切換， 所述驅(qū)動(dòng)控制部針對所述截止指令能夠在使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件同時(shí)成為截止?fàn)顟B(tài)的情況和使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)之后使另一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)的情況之間進(jìn)行切換。
4.如權(quán)利要求3所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 所述功率用半導(dǎo)體裝置還具備電流檢測部，對流過所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的至少一個(gè)的電流或者流過這兩者的電流的和進(jìn)行檢測， 所述驅(qū)動(dòng)控制部進(jìn)行如下的判定工作在接收所述導(dǎo)通指令使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件成為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，將由所述電流檢測部得到的電流檢測值與第一閾值以及比所述第一閾值大的第二閾值分別進(jìn)行比較， 所述驅(qū)動(dòng)控制部在所述電流檢測值為所述第一閾值以下的情況下，針對在到下次的所述判定工作之前的期間接收的所述導(dǎo)通指令，使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)之后使另一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)，并且，針對在到下次的所述判定工作之前的期間接收的所述截止指令，使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)之后使另一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部在所述電流檢測值超過所述第一閾值并且為所述第二閾值以下的情況下，針對在到下次的所述判定工作之前的期間接收的所述導(dǎo)通指令，使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件同時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)，并且，針對在到下次的所述判定工作之前的期間接收的所述截止指令，使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)之后使另一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部在所述電流檢測值超過所述第二閾值的情況下，針對在到下次的所述判定工作之前的期間接收的所述導(dǎo)通指令，使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件同時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)，并且，針對在到下次的所述判定工作之前的期間接收的所述截止指令，使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件同時(shí)成為截止?fàn)顟B(tài)。
5.一種功率用半導(dǎo)體裝置，其中，具備 彼此并聯(lián)連接的第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件；以及 驅(qū)動(dòng)控制部，根據(jù)從外部反復(fù)接收的導(dǎo)通指令以及截止指令，使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的每一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)或者截止?fàn)顟B(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部針對所述導(dǎo)通指令使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件同時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部針對所述截止指令能夠在使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件同時(shí)成為截止?fàn)顟B(tài)的情況和使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)之 后使另一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)的情況之間進(jìn)行切換。
6.如權(quán)利要求5所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 所述功率用半導(dǎo)體裝置還具備電流檢測部，對流過所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的至少一個(gè)的電流或者流過這兩者的電流的和進(jìn)行檢測， 所述驅(qū)動(dòng)控制部進(jìn)行如下的判定工作在接收所述導(dǎo)通指令使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件成為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，判定由所述電流檢測部得到的電流檢測值是否為第二閾值以下， 所述驅(qū)動(dòng)控制部在所述電流檢測值為所述第二閾值以下的情況下，針對在到下次的所述判定工作之前的期間接收的所述截止指令，使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)之后使另一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部在所述電流檢測值超過所述第二閾值的情況下，針對在到下次的所述判定工作之前的期間接收的所述截止指令，使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件同時(shí)成為截止?fàn)顟B(tài)。
7.如權(quán)利要求2、4、6的任意一項(xiàng)所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件分別具有主電流的一部分分流流過的感測電極， 所述電流檢測部包含 第一檢測用電阻元件，與所述第一功率用半導(dǎo)體元件的所述感測電極連接；以及 第二檢測用電阻元件，與所述第二功率用半導(dǎo)體元件的所述感測電極連接。
8.—種功率用半導(dǎo)體裝置，其中，具備彼此并聯(lián)連接的第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件；以及 驅(qū)動(dòng)控制部，根據(jù)從外部反復(fù)接收的導(dǎo)通指令以及截止指令，使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的每一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)或者截止?fàn)顟B(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部針對所述導(dǎo)通指令使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件同時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部針對所述截止指令使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)之后使另一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)。
9.如權(quán)利要求1、3、5、8的任意一項(xiàng)所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 導(dǎo)通狀態(tài)的所述第一功率用半導(dǎo)體元件的飽和電壓比所述第二功率用半導(dǎo)體元件的飽和電壓小， 所述驅(qū)動(dòng)控制部在針對所述截止指令使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)之后使另一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)的情況下，使所述第一功率用半導(dǎo)體元件比所述第二功率用半導(dǎo)體元件先成為截止?fàn)顟B(tài)。
10.如權(quán)利要求1、3、5、8的任意一項(xiàng)所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件分別具有控制電極，在施加到控制電極的電壓為閾值電壓以下時(shí)從導(dǎo)通狀態(tài)切換為截止?fàn)顟B(tài)， 所述第一功率用半導(dǎo)體元件的閾值電壓比所述第二功率用半導(dǎo)體元件的閾值電壓大， 所述驅(qū)動(dòng)控制部在針對所述截止指令使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)之后使另一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)的情況下，使所述第一功率用半導(dǎo)體元件比所述第二功率用半導(dǎo)體元件先成為截止?fàn)顟B(tài)。
11.如權(quán)利要求1、3、5、8的任意一項(xiàng)所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 所述第一功率用半導(dǎo)體元件是雙極晶體管， 所述第二功率用半導(dǎo)體元件是單極晶體管， 所述驅(qū)動(dòng)控制部在針對所述截止指令使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)之后使另一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)的情況下，使所述第一功率用半導(dǎo)體元件比所述第二功率用半導(dǎo)體元件先成為截止?fàn)顟B(tài)。
12.如權(quán)利要求I或3所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 所述驅(qū)動(dòng)控制部在針對所述導(dǎo)通指令使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)之后使另一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)的情況下，在每次接收所述導(dǎo)通指令時(shí)，對先成為導(dǎo)通狀態(tài)的功率用半導(dǎo)體元件和后成為導(dǎo)通狀態(tài)的功率用半導(dǎo)體元件進(jìn)行切換。
13.如權(quán)利要求1、3、5、8的任意一項(xiàng)所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 所述驅(qū)動(dòng)控制部在針對所述截止指令使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)之后使另一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)的情況下，在每次接收所述截止指令時(shí)，對先成為截止?fàn)顟B(tài)的功率用半導(dǎo)體元件和后成為截止?fàn)顟B(tài)的功率用半導(dǎo)體元件進(jìn)行切換。
14.如權(quán)利要求1、3、5、8的任意一項(xiàng)所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件分別具有控制電極，根據(jù)施加到控制電極的電壓，切換為導(dǎo)通狀態(tài)或者截止?fàn)顟B(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部包含 驅(qū)動(dòng)用電源，連接在第一和第二節(jié)點(diǎn)間；控制電路，接收分別與所述導(dǎo)通指令以及所述截止指令對應(yīng)地使邏輯電平發(fā)生變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，輸出根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)而變化的第一 第四控制信號(hào)； 第一電阻元件，一端與所述第一功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第一驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第一電阻元件的另一端和所述第一節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第一控制信號(hào)； 第二電阻元件，一端與所述第一功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第二驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第二電阻元件的另一端和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第二控制信號(hào)； 第三電阻元件，一端與所述第二功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第三驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第三電阻元件的另一端和所述第一節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第三控制信號(hào)； 第四電阻元件，一端與所述第二功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接；以及第四驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第四電阻元件的另一端和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第四控制信號(hào)。
15.如權(quán)利要求8所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件分別具有控制電極，根據(jù)施加到控制電極的電壓，切換為導(dǎo)通狀態(tài)或者截止?fàn)顟B(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部包含 驅(qū)動(dòng)用電源，連接在第一和第二節(jié)點(diǎn)間； 控制電路，接收分別與所述導(dǎo)通指令以及所述截止指令對應(yīng)地使邏輯電平發(fā)生變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，輸出根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)而變化的第一以及第二控制信號(hào)； 第一電阻元件，一端與所述第一功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第一驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第一電阻元件的另一端和所述第一節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第一控制信號(hào)； 第二電阻元件，一端與所述第一功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第二驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第二電阻元件的另一端和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第二控制信號(hào)； 第一延遲電路，接收所述第一控制信號(hào)，使所述第一控制信號(hào)的上升沿和下降沿中的一個(gè)延遲； 第二延遲電路，接收所述第二控制信號(hào)，使所述第二控制信號(hào)的上升沿和下降沿中的一個(gè)延遲； 第三電阻元件，一端與所述第二功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第三驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第三電阻元件的另一端和所述第一節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第一延遲電路的輸出； 第四電阻元件，一端與所述第二功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接；以及第四驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第四電阻元件的另一端和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第二延遲電路的輸出， 所述第一延遲電路使與所述第三驅(qū)動(dòng)用晶體管向截止?fàn)顟B(tài)的切換對應(yīng)的沿延遲， 所述第二延遲電路使與所述第四驅(qū)動(dòng)用晶體管向?qū)顟B(tài)的切換對應(yīng)的沿延遲。
16.如權(quán)利要求5所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件分別具有控制電極，根據(jù)施加到控制電極的電壓，切換為導(dǎo)通狀態(tài)或者截止?fàn)顟B(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部包含 驅(qū)動(dòng)用電源，連接在第一和第二節(jié)點(diǎn)間； 控制電路，接收分別與所述導(dǎo)通指令以及所述截止指令對應(yīng)地使邏輯電平發(fā)生變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，輸出根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)而變化的第一 第三控制信號(hào)； 第一驅(qū)動(dòng)用晶體管，第一主電極與所述第一節(jié)點(diǎn)連接，在控制電極接收所述第一控制信號(hào); 第一電阻元件，一端與所述第一功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第一二極管，以在所述第一驅(qū)動(dòng)用晶體管為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)的極性連接在所述第一電阻元件的另一端和所述第一驅(qū)動(dòng)用晶體管的第二主電極之間； 第二電阻元件，一端與所述第一功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第二驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第二電阻元件的另一端和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第二控制信號(hào)； 第三電阻元件，一端與所述第二功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第二二極管，以在所述第一驅(qū)動(dòng)用晶體管為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)的極性連接在所述第三電阻元件的另一端和所述第一驅(qū)動(dòng)用晶體管的所述第二主電極之間； 第四電阻元件，一端與所述第二功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接；以及第三驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第四電阻元件的另一端和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第三控制信號(hào)。
17.如權(quán)利要求8所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件分別具有控制電極，根據(jù)施加到控制電極的電壓，切換為導(dǎo)通狀態(tài)或者截止?fàn)顟B(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部包含 驅(qū)動(dòng)用電源，連接在第一和第二節(jié)點(diǎn)間； 控制電路，接收分別與所述導(dǎo)通指令以及所述截止指令對應(yīng)地使邏輯電平發(fā)生變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，輸出根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)而變化的第一以及第二控制信號(hào)； 第一驅(qū)動(dòng)用晶體管，第一主電極與所述第一節(jié)點(diǎn)連接，在控制電極接收所述第一控制信號(hào); 第一電阻元件，一端與所述第一功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第一二極管，以在所述第一驅(qū)動(dòng)用晶體管為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)的極性連接在所述第一電阻元件的另一端和所述第一驅(qū)動(dòng)用晶體管的第二主電極之間； 第二電阻元件，一端與所述第一功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第二驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第二電阻元件的另一端和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第二控制信號(hào)； 延遲電路，接收所述第二控制信號(hào)，使所述第二控制信號(hào)的上升沿和下降沿中的一個(gè)延遲； 第三電阻元件，一端與所述第二功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接；第二二極管，以在所述第一驅(qū)動(dòng)用晶體管為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)的極性連接在所述第三電阻元件的另一端和所述第一驅(qū)動(dòng)用晶體管的所述第二主電極之間； 第四電阻元件，一端與所述第二功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接；以及第三驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第四電阻元件的另一端和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述延遲電路的輸出， 所述延遲電路使與所述第三驅(qū)動(dòng)用晶體管向?qū)顟B(tài)的切換對應(yīng)的沿延遲。
18.如權(quán)利要求8所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件分別具有控制電極，根據(jù)施加到控制電極的電壓，切換為導(dǎo)通狀態(tài)或者截止?fàn)顟B(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部包含 驅(qū)動(dòng)用電源，連接在第一和第二節(jié)點(diǎn)間； 輸入節(jié)點(diǎn)，接收分別與所述導(dǎo)通指令以及所述截止指令對應(yīng)地使邏輯電平發(fā)生變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 反相器，對在所述輸入節(jié)點(diǎn)接收的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的邏輯電平進(jìn)行反轉(zhuǎn)； 第一電阻元件，一端與所述第一功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第一驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第一電阻元件的另一端和所述第一節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 第二電阻元件，一端與所述第一功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第二驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第二電阻元件的另一端和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述反相器的輸出； 第一延遲電路，接收所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿和下降沿中的一個(gè)延遲； 第二延遲電路，接收所述反相器的輸出，使所述反相器的輸出的上升沿和下降沿中的一個(gè)延遲； 第三電阻元件，一端與所述第二功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第三驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第三電阻元件的另一端和所述第一節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第一延遲電路的輸出； 第四電阻元件，一端與所述第二功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接；以及第四驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第四電阻元件的另一端和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第二延遲電路的輸出， 所述第一延遲電路使與所述第三驅(qū)動(dòng)用晶體管向截止?fàn)顟B(tài)的切換對應(yīng)的沿延遲， 所述第二延遲電路使與所述第四驅(qū)動(dòng)用晶體管向?qū)顟B(tài)的切換對應(yīng)的沿延遲。
19.如權(quán)利要求15 18的任意一項(xiàng)所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 所述驅(qū)動(dòng)用電源的輸出電壓被所述第一和第二電阻元件分壓的電壓小于所述第一功率用半導(dǎo)體元件切換為導(dǎo)通狀態(tài)的閾值電壓。
20.如權(quán)利要求6所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件分別具有控制電極，在所述控制電極接收到驅(qū)動(dòng)電壓的情況下從截止?fàn)顟B(tài)切換為導(dǎo)通狀態(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部包含驅(qū)動(dòng)用電源，連接在第一和第二節(jié)點(diǎn)間，輸出所述驅(qū)動(dòng)電壓； 輸入節(jié)點(diǎn)，接收分別與所述導(dǎo)通指令以及所述截止指令對應(yīng)地使邏輯電平發(fā)生變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 反相器，對在所述輸入節(jié)點(diǎn)接收的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的邏輯電平進(jìn)行反轉(zhuǎn)； 邏輯電路，判定由所述電流檢測部得到的電流檢測值是否為所述第二閾值以下；第一延遲電路，接收所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿和下降沿這兩者延遲第一延遲時(shí)間； 第二延遲電路，接收所述反相器的輸出，使所述反相器的輸出的上升沿和下降沿這兩者延遲第二延遲時(shí)間； 第一電阻元件，一端與所述第一功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第一驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第一電阻元件的另一端和所述第一節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第一延遲電路的輸出； 第二電阻元件，一端與所述第一功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第二驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第二電阻元件的另一端和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第二延遲電路的輸出； 第三延遲電路，接收所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿和下降沿這兩者延遲；第四延遲電路，接收所述反相器的輸出，使所述反相器的輸出的上升沿和下降沿這兩者延遲； 第三電阻元件，一端與所述第二功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第三驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第三電阻元件的另一端和所述第一節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第三延遲電路的輸出； 第四電阻元件，一端與所述第二功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接；以及第四驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第四電阻元件的另一端和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第四延遲電路的輸出， 所述第三延遲電路還接收所述邏輯電路的判定結(jié)果，使與所述第三驅(qū)動(dòng)用晶體管向?qū)顟B(tài)的切換對應(yīng)的沿延遲所述第一延遲時(shí)間，使與所述第三驅(qū)動(dòng)用晶體管向截止?fàn)顟B(tài)的切換對應(yīng)的沿在所述電流檢測值為所述第二閾值以下的情況下延遲大于所述第一延遲時(shí)間的第三延遲時(shí)間，使與所述第三驅(qū)動(dòng)用晶體管向截止?fàn)顟B(tài)的切換對應(yīng)的沿在所述電流檢測值超過所述第二閾值的情況下延遲所述第一延遲時(shí)間， 所述第四延遲電路還接收所述邏輯電路的判定結(jié)果，使與所述第四驅(qū)動(dòng)用晶體管向?qū)顟B(tài)的切換對應(yīng)的沿延遲所述第二延遲時(shí)間，使與所述第四驅(qū)動(dòng)用晶體管向截止?fàn)顟B(tài)的切換對應(yīng)的沿在所述電流檢測值為所述第二閾值以下的情況下延遲大于所述第二延遲時(shí)間的第四延遲時(shí)間，使與所述第四驅(qū)動(dòng)用晶體管向截止?fàn)顟B(tài)的切換對應(yīng)的沿在所述電流檢測值超過所述第二閾值的情況下延遲所述第二延遲時(shí)間。
21.—種功率用半導(dǎo)體裝置，其中，具備 彼此并聯(lián)連接的第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件；以及 驅(qū)動(dòng)控制部，根據(jù)從外部反復(fù)接收的導(dǎo)通指令以及截止指令，使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的每一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)或者截止?fàn)顟B(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部針對所述導(dǎo)通指令使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)之后使另一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部針對所述截止指令能夠在使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件同時(shí)成為截止?fàn)顟B(tài)的情況和使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)之后使另一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)的情況之間進(jìn)行切換。
22.如權(quán)利要求21所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 所述功率用半導(dǎo)體裝置還具備電流檢測部，對流過所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的至少一個(gè)的電流或者流過這兩者的電流的和進(jìn)行檢測， 所述驅(qū)動(dòng)控制部進(jìn)行如下的判定工作在接收所述導(dǎo)通指令使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件成為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，判定由所述電流檢測部得到的電流檢測值是否為第二閾值以下， 所述驅(qū)動(dòng)控制部在所述電流檢測值為所述第二閾值以下的情況下，針對在到下次的所述判定工作之前的期間接收的所述截止指令，使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件的一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)之后使另一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部在所述電流檢測值超過所述第二閾值的情況下，針對在到下次的所述判定工作之前的期間接收的所述截止指令，使所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件同時(shí)成為截止?fàn)顟B(tài)。
23.如權(quán)利要求22所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件分別具有控制電極，在所述控制電極接收到驅(qū)動(dòng)電壓的情況下，從截止?fàn)顟B(tài)切換為導(dǎo)通狀態(tài)， 所述驅(qū)動(dòng)控制部包含 驅(qū)動(dòng)用電源，連接在第一和第二節(jié)點(diǎn)間，輸出所述驅(qū)動(dòng)電壓； 輸入節(jié)點(diǎn)，接收分別與所述導(dǎo)通指令以及所述截止指令對應(yīng)地使邏輯電平發(fā)生變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 反相器，對在所述輸入節(jié)點(diǎn)接收的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的邏輯電平進(jìn)行反轉(zhuǎn)； 邏輯電路，判定由所述電流檢測部得到的電流檢測值是否為所述第二閾值以下；第一延遲電路，接收所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿以及下降沿這兩者延遲第一延遲時(shí)間； 第二延遲電路，接收所述反相器的輸出，使所述反相器的輸出的上升沿和下降沿這兩者延遲第二延遲時(shí)間； 第一電阻元件，一端與所述第一功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第一驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第一電阻元件的另一端和所述第一節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第一延遲電路的輸出； 第二電阻元件，一端與所述第一功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接； 第二驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第二電阻元件的另一端和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第二延遲電路的輸出； 第三延遲電路，接收所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿和下降沿這兩者延遲；第四延遲電路，接收所述反相器的輸出，使所述反相器的輸出的上升沿和下降沿這兩者延遲； 第三電阻元件，一端與所述第二功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接；第三驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第三電阻元件的另一端和所述第一節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第三延遲電路的輸出； 第四電阻元件，一端與所述第二功率用半導(dǎo)體元件的控制電極連接；以及第四驅(qū)動(dòng)用晶體管，連接在所述第四電阻元件的另一端和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，在控制電極接收所述第四延遲電路的輸出， 所述第三延遲電路還接收所述邏輯電路的判定結(jié)果，使與所述第三驅(qū)動(dòng)用晶體管向?qū)顟B(tài)的切換對應(yīng)的沿延遲大于所述第一延遲時(shí)間的第三延遲時(shí)間，使與所述第三驅(qū)動(dòng)用晶體管向截止?fàn)顟B(tài)的切換對應(yīng)的沿在所述電流檢測值為所述第二閾值以下的情況下延遲所述第三延遲時(shí)間，使與所述第三驅(qū)動(dòng)用晶體管向截止?fàn)顟B(tài)的切換對應(yīng)的沿在所述電流檢 測值超過所述第二閾值的情況下延遲所述第一延遲時(shí)間， 所述第四延遲電路還接收所述邏輯電路的判定結(jié)果，使與所述第四驅(qū)動(dòng)用晶體管向?qū)顟B(tài)的切換對應(yīng)的沿延遲大于所述第二延遲時(shí)間的第四延遲時(shí)間，使與所述第四驅(qū)動(dòng)用晶體管向截止?fàn)顟B(tài)的切換對應(yīng)的沿在所述電流檢測值為所述第二閾值以下的情況下延遲 所述第四延遲時(shí)間，使與所述第四驅(qū)動(dòng)用晶體管向截止?fàn)顟B(tài)的切換對應(yīng)的沿在所述電流檢測值超過所述第二閾值的情況下延遲所述第二延遲時(shí)間。
24.如權(quán)利要求20或23所述的功率用半導(dǎo)體裝置，其中， 所述第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件分別具有主電流的一部分分流流過的感測電極， 所述電流檢測部包含 第一檢測用電阻元件，與所述第一功率用半導(dǎo)體元件的所述感測電極連接；以及 第二檢測用電阻元件，與所述第二功率用半導(dǎo)體元件的所述感測電極連接， 所述邏輯電路包含 第一比較器，判定施加到所述第一檢測用電阻元件的電壓是否超過了與所述第二閾值對應(yīng)的電壓； 第二比較器，判定施加到所述第一檢測用電阻元件的電壓是否超過了與所述第二閾值對應(yīng)的電壓；以及 “或”電路，將所述第一和第二比較器的“或”作為所述邏輯電路的判定結(jié)果而輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有并聯(lián)連接的多個(gè)開關(guān)元件的功率用半導(dǎo)體裝置。功率用半導(dǎo)體裝置(200)具備彼此并聯(lián)連接的第一和第二功率用半導(dǎo)體元件(Q1、Q2)以及驅(qū)動(dòng)控制部(100)。驅(qū)動(dòng)控制部(100)根據(jù)從外部反復(fù)接收的導(dǎo)通指令以及截止指令使第一和第二功率用半導(dǎo)體元件的每一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)或者截止?fàn)顟B(tài)。具體地說，驅(qū)動(dòng)控制部(100)針對導(dǎo)通指令能夠在使第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件(Q1、Q2)同時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)的情況和使第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件(Q1、Q2)的一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)之后使另一個(gè)成為導(dǎo)通狀態(tài)的情況之間切換。驅(qū)動(dòng)控制部(100)針對截止指令使第一以及第二功率用半導(dǎo)體元件(Q1、Q2)的一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)之后使另一個(gè)成為截止?fàn)顟B(tài)。
文檔編號(hào)H02M1/08GK102769375SQ20121019624
公開日2012年11月7日 申請日期2012年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月2日
發(fā)明者候賽因·哈利德·哈桑, 熊谷敏之, 齊藤省二 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社