JP3084982B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カレントセンシング機
能付半導体素子を使用した半導体装置に関する。
能付半導体素子を使用した半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】カレントセンシング機能付半導体素子を
用いた半導体装置が、インバータ装置，サーボ電動機用
駆動装置等のいわゆるパワーエレクトロニクスの分野に
広く適用されるようになってきている。図５は、カレン
トセンシング機能付半導体素子を用いた従来例の半導体
装置の要部の回路図である。
用いた半導体装置が、インバータ装置，サーボ電動機用
駆動装置等のいわゆるパワーエレクトロニクスの分野に
広く適用されるようになってきている。図５は、カレン
トセンシング機能付半導体素子を用いた従来例の半導体
装置の要部の回路図である。
【０００３】図５において、６は、カレントセンシング
機能付半導体素子としてのＩＧＢＴ（以降、センス機能
付ＩＧＢＴと略称する。）であり、７は、センス機能付
ＩＧＢＴ６用の制御回路である。センス機能付ＩＧＢＴ
６は、一方の主電極としてのコレクタ用の端子６ａと、
他方の主電極としてのエミッタ用の端子６ｂと、制御極
としてのゲート用の端子６ｃと、カレントセンシング部
６ｄの出力端子６ｅとを備え、制御回路７が出力する駆
動信号７ａに従ってオン・オフ動作を行い、オン動作時
には端子６ａから端子６ｂに向かうメイン電流６ｆを通
流させ、駆動信号７ａがオフ信号に切り換わると、主電
流６ｆをオフする動作を行う。センス機能付ＩＧＢＴ６
に主電流６ｆが通流すると、カレントセンシング部６ｄ
からはこの主電流６ｆに比例する値を有するセンシング
電流６ｇが流れ出し、このセンシング電流６ｇを出力端
子６ｅからセンス機能付ＩＧＢＴ６の外部に取り出すこ
とができる。
機能付半導体素子としてのＩＧＢＴ（以降、センス機能
付ＩＧＢＴと略称する。）であり、７は、センス機能付
ＩＧＢＴ６用の制御回路である。センス機能付ＩＧＢＴ
６は、一方の主電極としてのコレクタ用の端子６ａと、
他方の主電極としてのエミッタ用の端子６ｂと、制御極
としてのゲート用の端子６ｃと、カレントセンシング部
６ｄの出力端子６ｅとを備え、制御回路７が出力する駆
動信号７ａに従ってオン・オフ動作を行い、オン動作時
には端子６ａから端子６ｂに向かうメイン電流６ｆを通
流させ、駆動信号７ａがオフ信号に切り換わると、主電
流６ｆをオフする動作を行う。センス機能付ＩＧＢＴ６
に主電流６ｆが通流すると、カレントセンシング部６ｄ
からはこの主電流６ｆに比例する値を有するセンシング
電流６ｇが流れ出し、このセンシング電流６ｇを出力端
子６ｅからセンス機能付ＩＧＢＴ６の外部に取り出すこ
とができる。
【０００４】センス機能付ＩＧＢＴ６は、図６に示す如
き、半導体基板６１の一方の面に広い面積を持ってエミ
ッタ６３が形成されており、このエミッタ６３が形成さ
れた面に、ゲート６４と、エミッタ６３の面積に比較し
て充分狭い面積のカレントセンシング部６ｄも形成され
ている。なお、コレクタはこのエミッタ６３が形成され
た面の反対側の面に形成されている。
き、半導体基板６１の一方の面に広い面積を持ってエミ
ッタ６３が形成されており、このエミッタ６３が形成さ
れた面に、ゲート６４と、エミッタ６３の面積に比較し
て充分狭い面積のカレントセンシング部６ｄも形成され
ている。なお、コレクタはこのエミッタ６３が形成され
た面の反対側の面に形成されている。
【０００５】制御回路７は、駆動回路７１と、カレント
センシング用抵抗器７２と、必要に応じて設けられるゲ
ート抵抗器７３と、主電流オフ指令回路７４と、主電流
制限回路７５とで構成されている。駆動回路７１は、図
示しない前置制御回路装置から出力された動作指令信号
７ｂと主電流オフ指令回路７４の出力する運転停止指令
信号７ｆを入力し、常時は信号７ｂに従ってセンス機能
付ＩＧＢＴ６をオン・オフする信号７ａをゲート抵抗器
７３を介して出力し、信号７ｆが入力された場合には信
号７ｂのいかんにかかわらず信号７ａをセンス機能付Ｉ
ＧＢＴ６をオフさせる信号に切換えて、センス機能付Ｉ
ＧＢＴ６の他方の主電極と制御極の間の電圧をほぼ零に
することによりセンス機能付ＩＧＢＴ６をオフさせる回
路である。
センシング用抵抗器７２と、必要に応じて設けられるゲ
ート抵抗器７３と、主電流オフ指令回路７４と、主電流
制限回路７５とで構成されている。駆動回路７１は、図
示しない前置制御回路装置から出力された動作指令信号
７ｂと主電流オフ指令回路７４の出力する運転停止指令
信号７ｆを入力し、常時は信号７ｂに従ってセンス機能
付ＩＧＢＴ６をオン・オフする信号７ａをゲート抵抗器
７３を介して出力し、信号７ｆが入力された場合には信
号７ｂのいかんにかかわらず信号７ａをセンス機能付Ｉ
ＧＢＴ６をオフさせる信号に切換えて、センス機能付Ｉ
ＧＢＴ６の他方の主電極と制御極の間の電圧をほぼ零に
することによりセンス機能付ＩＧＢＴ６をオフさせる回
路である。
【０００６】カレントセンシング用抵抗器７２は、抵抗
値；Ｒs を有しており、センシング電流６ｇを通流させ
てセンシング電流６ｇに比例した、従って主電流６ｆに
比例した値となる検出電圧；Ｖ6 を生成する。主電流オ
フ指令回路７４は、比較器７４１と、判定基準値である
基準電圧源７４２を備えており、基準電圧源７４２の電
圧；Ｅ1 は、正常時の主電流６ｆの値に対応する検出電
圧（Ｖ6 ）の値よりも高い電圧値に選定されている。検
出電圧（Ｖ6 ）の値が基準電圧（Ｅ1 ）を超過すると、
主電流オフ指令回路７４はセンス機能付ＩＧＢＴ４に過
大な電流が通流していると判定して信号７ｆを出力す
る。
値；Ｒs を有しており、センシング電流６ｇを通流させ
てセンシング電流６ｇに比例した、従って主電流６ｆに
比例した値となる検出電圧；Ｖ6 を生成する。主電流オ
フ指令回路７４は、比較器７４１と、判定基準値である
基準電圧源７４２を備えており、基準電圧源７４２の電
圧；Ｅ1 は、正常時の主電流６ｆの値に対応する検出電
圧（Ｖ6 ）の値よりも高い電圧値に選定されている。検
出電圧（Ｖ6 ）の値が基準電圧（Ｅ1 ）を超過すると、
主電流オフ指令回路７４はセンス機能付ＩＧＢＴ４に過
大な電流が通流していると判定して信号７ｆを出力す
る。
【０００７】主電流制限回路７５は、ＮＰＮトランジス
タ７５１と、ＮＰＮトランジスタ７５１のコレクタにそ
のアノードが接続された定電圧ダイオード７５２とで構
成され、ＮＰＮトランジスタ７５１のベースには検出電
圧（Ｖ6 ）が入力される。検出電圧（Ｖ6 ）の値が基準
電圧（Ｅ1 ）を越えて上昇してＮＰＮトランジスタ７５
１のしきい電圧；Ｖthを越えると、ＮＰＮトランジスタ
７５１はオンとなり、センス機能付ＩＧＢＴ６のゲート
６４とエミッタ６３間の電圧を定電圧ダイオード７５２
のツェナー電圧値に低減する。
タ７５１と、ＮＰＮトランジスタ７５１のコレクタにそ
のアノードが接続された定電圧ダイオード７５２とで構
成され、ＮＰＮトランジスタ７５１のベースには検出電
圧（Ｖ6 ）が入力される。検出電圧（Ｖ6 ）の値が基準
電圧（Ｅ1 ）を越えて上昇してＮＰＮトランジスタ７５
１のしきい電圧；Ｖthを越えると、ＮＰＮトランジスタ
７５１はオンとなり、センス機能付ＩＧＢＴ６のゲート
６４とエミッタ６３間の電圧を定電圧ダイオード７５２
のツェナー電圧値に低減する。
【０００８】従来例の制御回路７は、前述した如く構成
されているので、駆動回路７１で信号７ｂに従う信号７
ａをセンス機能付ＩＧＢＴ６に出力する。オン信号であ
るハイレベル（以降、「Ｈ」と略称する。）の信号７ａ
を受け取ったセンス機能付ＩＧＢＴ６はオンして主電流
６ｆの図示しない負荷装置への供給を開始する。また、
オフ信号であるロウレベル（以降、「Ｌ」と略称す
る。）の信号７ａを受け取ったセンス機能付ＩＧＢＴ６
は負荷装置への主電流６ｆの供給を停止する。信号７ａ
がオン信号である際に、何らかの理由で主電流６ｆの値
が増大して、カレントセンシング用抵抗器７２の発生す
る検出電圧（Ｖ6 ）の値が基準電圧（Ｅ1 ）を超過する
と、これを主電流オフ指令回路７４で検出して信号７ｆ
を出力する。信号７ｆを入力した駆動回路７１は、信号
７ａを「Ｌ」信号に切換えて出力し、センス機能付ＩＧ
ＢＴ６を強制的にオフする。また、負荷装置等に短絡等
の事故が発生して主電流６ｆの値が短時間の間に急激に
増大したような場合には、主電流オフ指令回路７４から
駆動回路７１を経てセンス機能付ＩＧＢＴ６に伝達され
る信号伝達経路では、動作遅れが有り短絡電流の急激な
増大に追随することができないため、センス機能付ＩＧ
ＢＴ６等に過大な電流がこの遅れ時間の間流れ続けるこ
とがある。この場合には、応答速度の速い主電流制限回
路７５により検出し、センス機能付ＩＧＢＴ６の主電流
６ｆを許容できる値にまで急速に低減し、前記遅れ時間
の間保持する。前記遅れ時間を経ると信号７ｆによる駆
動回路７１のオフ動作により、センス機能付ＩＧＢＴ６
はオフとなる。これらにより、センス機能付ＩＧＢＴ６
およびその負荷装置等を保護し、システム全体としての
適切な運用を可能としている。
されているので、駆動回路７１で信号７ｂに従う信号７
ａをセンス機能付ＩＧＢＴ６に出力する。オン信号であ
るハイレベル（以降、「Ｈ」と略称する。）の信号７ａ
を受け取ったセンス機能付ＩＧＢＴ６はオンして主電流
６ｆの図示しない負荷装置への供給を開始する。また、
オフ信号であるロウレベル（以降、「Ｌ」と略称す
る。）の信号７ａを受け取ったセンス機能付ＩＧＢＴ６
は負荷装置への主電流６ｆの供給を停止する。信号７ａ
がオン信号である際に、何らかの理由で主電流６ｆの値
が増大して、カレントセンシング用抵抗器７２の発生す
る検出電圧（Ｖ6 ）の値が基準電圧（Ｅ1 ）を超過する
と、これを主電流オフ指令回路７４で検出して信号７ｆ
を出力する。信号７ｆを入力した駆動回路７１は、信号
７ａを「Ｌ」信号に切換えて出力し、センス機能付ＩＧ
ＢＴ６を強制的にオフする。また、負荷装置等に短絡等
の事故が発生して主電流６ｆの値が短時間の間に急激に
増大したような場合には、主電流オフ指令回路７４から
駆動回路７１を経てセンス機能付ＩＧＢＴ６に伝達され
る信号伝達経路では、動作遅れが有り短絡電流の急激な
増大に追随することができないため、センス機能付ＩＧ
ＢＴ６等に過大な電流がこの遅れ時間の間流れ続けるこ
とがある。この場合には、応答速度の速い主電流制限回
路７５により検出し、センス機能付ＩＧＢＴ６の主電流
６ｆを許容できる値にまで急速に低減し、前記遅れ時間
の間保持する。前記遅れ時間を経ると信号７ｆによる駆
動回路７１のオフ動作により、センス機能付ＩＧＢＴ６
はオフとなる。これらにより、センス機能付ＩＧＢＴ６
およびその負荷装置等を保護し、システム全体としての
適切な運用を可能としている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術によ
る半導体装置においては、主電流オフ指令回路７４が信
号７ｆを出力する際の主電流６ｆの値，すなわち過大電
流検出レベルの値をＩoc、この時のセンシング電流６ｇ
の値をｉocとし、センシング電流６ｇと主電流６ｆの間
の比率をＮとすると、基準電圧（Ｅ1 ）に関し次の関係
が成り立つ。
る半導体装置においては、主電流オフ指令回路７４が信
号７ｆを出力する際の主電流６ｆの値，すなわち過大電
流検出レベルの値をＩoc、この時のセンシング電流６ｇ
の値をｉocとし、センシング電流６ｇと主電流６ｆの間
の比率をＮとすると、基準電圧（Ｅ1 ）に関し次の関係
が成り立つ。
【００１０】
【数１】 ｉoc・Ｒs ＝Ｅ1 ． ∴ Ｉoc＝Ｎ・Ｅ1 ／Ｒs ……………………（１） また、主電流制限回路７５のＮＰＮトランジスタ７５１
がオンする際の主電流６ｆの値，すなわち短絡電流検出
レベルをＩsct 、この時のセンシング電流６ｇの値をｉ
sct とすると、しきい電圧（Ｖth）に関し次の関係が成
り立つ。
がオンする際の主電流６ｆの値，すなわち短絡電流検出
レベルをＩsct 、この時のセンシング電流６ｇの値をｉ
sct とすると、しきい電圧（Ｖth）に関し次の関係が成
り立つ。
【００１１】
【数２】 ｉsct ・Ｒs ＝Ｖth．∴ Ｉsct ＝Ｎ・Ｖth／Ｒs ……………………（２） （式１）および（式２）から、所望の基準電圧（Ｅ1 ）
としきい電圧（Ｖth）とをいったん定めてしまうと、Ｉ
ocの値とＩsct の値は共にカレントセンシング用抵抗器
７２の持つ抵抗値；Ｒs により決められることととな
り、Ｉocの値とＩsct の値とを独立に設定することは不
可能である。このために、例えばＩocの値を大きい値に
して大きな主電流６ｆの値まで使用可能にしようとする
と、Ｉsctの値が大きい値になってしまい、短絡電流が
流れた場合にセンス機能付ＩＧＢＴ６が破壊してしまう
との問題がある。
としきい電圧（Ｖth）とをいったん定めてしまうと、Ｉ
ocの値とＩsct の値は共にカレントセンシング用抵抗器
７２の持つ抵抗値；Ｒs により決められることととな
り、Ｉocの値とＩsct の値とを独立に設定することは不
可能である。このために、例えばＩocの値を大きい値に
して大きな主電流６ｆの値まで使用可能にしようとする
と、Ｉsctの値が大きい値になってしまい、短絡電流が
流れた場合にセンス機能付ＩＧＢＴ６が破壊してしまう
との問題がある。
【００１２】本発明は、前述の従来技術の問題点に鑑み
なされたものであり、その目的は、Ｉocの値とＩsct の
値とを独立に設定することが可能な半導体装置を提供す
ることにある。
なされたものであり、その目的は、Ｉocの値とＩsct の
値とを独立に設定することが可能な半導体装置を提供す
ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明では前述の目的
は、 １）カレントセンシング機能付半導体素子と、制御回路
を備え、前記カレントセンシング機能付半導体素子は、
一方の主電極と、他方の主電極と、制御極と、カレント
センシング部を備え、前記一方の主電極から前記他方の
主電極に向かう主電流の値が前記制御極に入力された信
号により制御され、しかもこの主電流の値に対応したセ
ンシング電流が前記カレントセンシング部から取り出さ
れるものであり、前記制御回路は、駆動回路と、カレン
トセンシング抵抗器と、主電流オフ指令回路と、主電流
制限回路を備え、前記カレントセンシング抵抗器は、前
記センシング電流を通流させてこのセンシング電流に比
例する検出電圧を生成するものであり、前記主電流オフ
指令回路は、前記検出電圧を入力し、あらかじめ定めら
れた設定値と比較し検出電圧が設定値を超過した場合に
前記駆動回路が出力する信号を前記主電流をオフする内
容に切り換えさせるオフ指令信号を出力するものであ
り、前記駆動回路は、前記カレントセンシング機能付半
導体素子の備える前記制御極に前記主電流の値を制御す
る信号を出力するとともに、前記主電流オフ指令回路か
らの信号を入力しこの信号が前記オフ指令信号となった
場合に前記主電流をオフする信号に切り換えて出力する
ものであり、前記主電流制限回路は、前記検出電圧を入
力し、前記検出電圧があらかじめ定められた設定値を超
過した場合には前記制御極と前記他方の主電極との間の
電圧を抑制する動作を行うものである、半導体装置にお
いて、 カレントセンシング機能付半導体素子は、複数のカレン
トセンシング部を備え、制御回路は、異なる前記カレン
トセンシング部からのセンシング電流を主電流オフ指令
回路および主電流制限回路のそれぞれに別個に入力する
ものであり、主電流制限回路はトランジスタと該トラン
ジスタの導通により前記制御極と前記他方の主電極との
間の電圧を抑制する手段からなるものであること、また ２）カレントセンシング機能付半導体素子と、制御回路
を備え、前記カレントセンシング機能付半導体素子は、
一方の主電極と、他方の主電極と、制御極と、カレント
センシング部を備え、前記一方の主電極から前記他方の
主電極に向かう主電流の値が前記制御極に入力された信
号により制御され、しかもこの主電流の値に対応したセ
ンシング電流が前記カレントセンシング部から取り出さ
れるものであり、前記制御回路は、駆動回路と、カレン
トセンシング抵抗器と、主電流オフ指令回路と、主電流
制限回路を備え、前記カレントセンシング抵抗器は、前
記センシング電流を通流させてこのセンシング電流に比
例する検出電圧を生成するものであり、前記主電流オフ
指令回路は、前記検出電圧を入力し、あらかじめ定めら
れた設定値と比較し検出電圧が設定値を超過した場合に
前記駆動回路が出力する信号を前記主電流をオフする内
容に切り換えさせるオフ指令信号を出力するものであ
り、前記駆動回路は、前記カレントセンシング機能付半
導体素子の備える前記制御極に前記主電流の値を制御す
る信号を出力するとともに、前記主電流オフ指令回路か
らの信号を入力しこの信号が前記オフ指令信号となった
場合に前記主電流をオフする信号に切り換えて出力する
ものであり、前記主電流制限回路は、前記検出電圧を入
力し、この検出電圧があらかじめ定められた設定値を超
過した場合には前記制御極と前記他方の主電極との間の
電圧を抑制する動作を行うものである、半導体装置にお
いて、 制御回路の有するカレントセンシング抵抗器は、互いに
直列接続された複数の単位抵抗器を備えることで、互い
に異なる値の複数の検出電圧を生成するものであり、制
御回路の有する主電流オフ指令回路と主電流制限回路
は、それぞれ異なる前記検出電圧を入力するものであ
り、主電流制限回路はトランジスタと該トランジスタの
導通により前記制御極と前記他方の主電極との間の電圧
を抑制する手段からなること、さらにまた３）前記１項
または２項記載の手段において、 カレントセンシング機能付半導体素子を並列接続する場
合に、異なる前記カレントセンシング機能付半導体素子
が備えるカレントセンシング部同志を相互に並列接続し
たうえで、前記両カレントセンシング部からのセンシン
グ電流の和のセンシング電流を制御回路に入力する構成
とすること、により達成される。
は、 １）カレントセンシング機能付半導体素子と、制御回路
を備え、前記カレントセンシング機能付半導体素子は、
一方の主電極と、他方の主電極と、制御極と、カレント
センシング部を備え、前記一方の主電極から前記他方の
主電極に向かう主電流の値が前記制御極に入力された信
号により制御され、しかもこの主電流の値に対応したセ
ンシング電流が前記カレントセンシング部から取り出さ
れるものであり、前記制御回路は、駆動回路と、カレン
トセンシング抵抗器と、主電流オフ指令回路と、主電流
制限回路を備え、前記カレントセンシング抵抗器は、前
記センシング電流を通流させてこのセンシング電流に比
例する検出電圧を生成するものであり、前記主電流オフ
指令回路は、前記検出電圧を入力し、あらかじめ定めら
れた設定値と比較し検出電圧が設定値を超過した場合に
前記駆動回路が出力する信号を前記主電流をオフする内
容に切り換えさせるオフ指令信号を出力するものであ
り、前記駆動回路は、前記カレントセンシング機能付半
導体素子の備える前記制御極に前記主電流の値を制御す
る信号を出力するとともに、前記主電流オフ指令回路か
らの信号を入力しこの信号が前記オフ指令信号となった
場合に前記主電流をオフする信号に切り換えて出力する
ものであり、前記主電流制限回路は、前記検出電圧を入
力し、前記検出電圧があらかじめ定められた設定値を超
過した場合には前記制御極と前記他方の主電極との間の
電圧を抑制する動作を行うものである、半導体装置にお
いて、 カレントセンシング機能付半導体素子は、複数のカレン
トセンシング部を備え、制御回路は、異なる前記カレン
トセンシング部からのセンシング電流を主電流オフ指令
回路および主電流制限回路のそれぞれに別個に入力する
ものであり、主電流制限回路はトランジスタと該トラン
ジスタの導通により前記制御極と前記他方の主電極との
間の電圧を抑制する手段からなるものであること、また ２）カレントセンシング機能付半導体素子と、制御回路
を備え、前記カレントセンシング機能付半導体素子は、
一方の主電極と、他方の主電極と、制御極と、カレント
センシング部を備え、前記一方の主電極から前記他方の
主電極に向かう主電流の値が前記制御極に入力された信
号により制御され、しかもこの主電流の値に対応したセ
ンシング電流が前記カレントセンシング部から取り出さ
れるものであり、前記制御回路は、駆動回路と、カレン
トセンシング抵抗器と、主電流オフ指令回路と、主電流
制限回路を備え、前記カレントセンシング抵抗器は、前
記センシング電流を通流させてこのセンシング電流に比
例する検出電圧を生成するものであり、前記主電流オフ
指令回路は、前記検出電圧を入力し、あらかじめ定めら
れた設定値と比較し検出電圧が設定値を超過した場合に
前記駆動回路が出力する信号を前記主電流をオフする内
容に切り換えさせるオフ指令信号を出力するものであ
り、前記駆動回路は、前記カレントセンシング機能付半
導体素子の備える前記制御極に前記主電流の値を制御す
る信号を出力するとともに、前記主電流オフ指令回路か
らの信号を入力しこの信号が前記オフ指令信号となった
場合に前記主電流をオフする信号に切り換えて出力する
ものであり、前記主電流制限回路は、前記検出電圧を入
力し、この検出電圧があらかじめ定められた設定値を超
過した場合には前記制御極と前記他方の主電極との間の
電圧を抑制する動作を行うものである、半導体装置にお
いて、 制御回路の有するカレントセンシング抵抗器は、互いに
直列接続された複数の単位抵抗器を備えることで、互い
に異なる値の複数の検出電圧を生成するものであり、制
御回路の有する主電流オフ指令回路と主電流制限回路
は、それぞれ異なる前記検出電圧を入力するものであ
り、主電流制限回路はトランジスタと該トランジスタの
導通により前記制御極と前記他方の主電極との間の電圧
を抑制する手段からなること、さらにまた３）前記１項
または２項記載の手段において、 カレントセンシング機能付半導体素子を並列接続する場
合に、異なる前記カレントセンシング機能付半導体素子
が備えるカレントセンシング部同志を相互に並列接続し
たうえで、前記両カレントセンシング部からのセンシン
グ電流の和のセンシング電流を制御回路に入力する構成
とすること、により達成される。
【００１４】
【作用】本発明においては、センス機能付ＩＧＢＴの
如きカレントセンシング機能付半導体素子に複数のカレ
ントセンシング部を備え、制御回路は、前記カレントセ
ンシング部からのそれぞれ異なるセンシング電流に対応
した信号を主電流オフ指令回路および主電流制限回路の
それぞれに別個に入力し、主電流制限回路はトランジス
タと該トランジスタの導通によりカレントセンシング機
能付半導体素子の制御極と他方の主電極との間の電圧を
抑制する手段からなる構成とすることにより、センシン
グ電流を通流しこのセンシング電流に比例する検出電圧
を生成するカレントセンシング用抵抗器を、それぞれの
センシング電流毎に設けて、それぞれのカレントセンシ
ング用抵抗器の抵抗値を独立して選定することができる
ことにより、Ｉocの値とＩsct の値の独立した設定を可
能とすることができるようになる。
如きカレントセンシング機能付半導体素子に複数のカレ
ントセンシング部を備え、制御回路は、前記カレントセ
ンシング部からのそれぞれ異なるセンシング電流に対応
した信号を主電流オフ指令回路および主電流制限回路の
それぞれに別個に入力し、主電流制限回路はトランジス
タと該トランジスタの導通によりカレントセンシング機
能付半導体素子の制御極と他方の主電極との間の電圧を
抑制する手段からなる構成とすることにより、センシン
グ電流を通流しこのセンシング電流に比例する検出電圧
を生成するカレントセンシング用抵抗器を、それぞれの
センシング電流毎に設けて、それぞれのカレントセンシ
ング用抵抗器の抵抗値を独立して選定することができる
ことにより、Ｉocの値とＩsct の値の独立した設定を可
能とすることができるようになる。
【００１５】センス機能付ＩＧＢＴの如きカレントセ
ンシング機能付半導体素子と駆動回路とで構成された制
御回路の有するカレントセンシング抵抗器を、互いに直
列接続された複数の単位抵抗器で構成し、互いに異なる
値の複数の検出電圧を生成するものであり、制御回路の
有する主電流オフ指令回路と主電流制限回路は、それぞ
れ異なる前記検出電圧を入力し、主電流制限回路はトラ
ンジスタと該トランジスタの導通によりカレントセンシ
ング機能付半導体素子の制御極と他方の主電極との間の
電圧を抑制する手段からなる構成とすることにより、そ
れぞれの単位抵抗器から互いに異なる値の検出電圧を得
ることができるために、Ｉocの値とＩsct の値の独立し
た設定を可能とすることができるようになる。
ンシング機能付半導体素子と駆動回路とで構成された制
御回路の有するカレントセンシング抵抗器を、互いに直
列接続された複数の単位抵抗器で構成し、互いに異なる
値の複数の検出電圧を生成するものであり、制御回路の
有する主電流オフ指令回路と主電流制限回路は、それぞ
れ異なる前記検出電圧を入力し、主電流制限回路はトラ
ンジスタと該トランジスタの導通によりカレントセンシ
ング機能付半導体素子の制御極と他方の主電極との間の
電圧を抑制する手段からなる構成とすることにより、そ
れぞれの単位抵抗器から互いに異なる値の検出電圧を得
ることができるために、Ｉocの値とＩsct の値の独立し
た設定を可能とすることができるようになる。
【００１６】センス機能付ＩＧＢＴの如きカレントセ
ンシング機能付半導体素子を並列接続する場合に、異な
るセンス機能付ＩＧＢＴが備えるカレントセンシング部
同志を相互に並列接続したうえで、前記両カレントセン
シング部からのセンシング電流の和のセンシング電流を
制御回路に入力する構成とすることにより、各センシン
グ電流の和をカレントセンシング用抵抗器に通流し、こ
のカレントセンシング抵抗器の生成する検出電圧を主電
流オフ指令回路と主電流制限回路に供給することで、前
述の作用と共に、互いに並列接続されたセンス機能付Ｉ
ＧＢＴに通流する主電流値が同一にはならずあるばらつ
きを持っている場合であっても、個々のセンシング電流
の持つばらつきが平均化されることにより、カレントセ
ンシング用抵抗器に通流する各センシング電流の和の持
つばらつきが低減される。
ンシング機能付半導体素子を並列接続する場合に、異な
るセンス機能付ＩＧＢＴが備えるカレントセンシング部
同志を相互に並列接続したうえで、前記両カレントセン
シング部からのセンシング電流の和のセンシング電流を
制御回路に入力する構成とすることにより、各センシン
グ電流の和をカレントセンシング用抵抗器に通流し、こ
のカレントセンシング抵抗器の生成する検出電圧を主電
流オフ指令回路と主電流制限回路に供給することで、前
述の作用と共に、互いに並列接続されたセンス機能付Ｉ
ＧＢＴに通流する主電流値が同一にはならずあるばらつ
きを持っている場合であっても、個々のセンシング電流
の持つばらつきが平均化されることにより、カレントセ
ンシング用抵抗器に通流する各センシング電流の和の持
つばらつきが低減される。
【００１７】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。実施例１；図１は、請求項１に対応する本発
明の一実施例による半導体装置の要部の回路図である。
図１において、図５に示した従来例の半導体装置と同一
部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。
説明する。実施例１；図１は、請求項１に対応する本発
明の一実施例による半導体装置の要部の回路図である。
図１において、図５に示した従来例の半導体装置と同一
部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００１８】図１において、１は、カレントセンシング
機能付半導体素子としてのセンス機能付ＩＧＢＴであ
り、２は、センス機能付ＩＧＢＴ１用の制御回路であ
る。センス機能付ＩＧＢＴ１は、一方の主電極としての
コレクタ用の端子６ａと、他方の主電極としてのエミッ
タ用の端子６ｂと、制御極としてのゲート用の端子６ｃ
と、第１のカレントセンシング部１ａの出力端子１ｂ
と、第２のカレントセンシング部１ｃの出力端子１ｄと
を備え、制御回路２が出力する駆動信号７ａに従ってオ
ン・オフ動作を行い、オン動作時には端子６ａから端子
６ｂに向かう主電流６ｆを通流させ、駆動信号７ａがオ
フ信号に切り換わると、主電流６ｆをオフする動作を行
う。センス機能付ＩＧＢＴ１に主電流６ｆが通流する
と、第１のカレントセンシング部１ａからはこの主電流
６ｆに比例する値を有するセンシング電流１ｅが流れ出
し、このセンシング電流１ｅを出力端子１ｂからセンス
機能付ＩＧＢＴ１の外部に取り出すことができる。ま
た、第２のカレントセンシング部１ｃからは主電流６ｆ
に比例する値を有するセンシング電流１ｆが流れ出し、
このセンシング電流１ｆを出力端子１ｄからセンス機能
付ＩＧＢＴ１の外部に取り出すことができる。
機能付半導体素子としてのセンス機能付ＩＧＢＴであ
り、２は、センス機能付ＩＧＢＴ１用の制御回路であ
る。センス機能付ＩＧＢＴ１は、一方の主電極としての
コレクタ用の端子６ａと、他方の主電極としてのエミッ
タ用の端子６ｂと、制御極としてのゲート用の端子６ｃ
と、第１のカレントセンシング部１ａの出力端子１ｂ
と、第２のカレントセンシング部１ｃの出力端子１ｄと
を備え、制御回路２が出力する駆動信号７ａに従ってオ
ン・オフ動作を行い、オン動作時には端子６ａから端子
６ｂに向かう主電流６ｆを通流させ、駆動信号７ａがオ
フ信号に切り換わると、主電流６ｆをオフする動作を行
う。センス機能付ＩＧＢＴ１に主電流６ｆが通流する
と、第１のカレントセンシング部１ａからはこの主電流
６ｆに比例する値を有するセンシング電流１ｅが流れ出
し、このセンシング電流１ｅを出力端子１ｂからセンス
機能付ＩＧＢＴ１の外部に取り出すことができる。ま
た、第２のカレントセンシング部１ｃからは主電流６ｆ
に比例する値を有するセンシング電流１ｆが流れ出し、
このセンシング電流１ｆを出力端子１ｄからセンス機能
付ＩＧＢＴ１の外部に取り出すことができる。
【００１９】センス機能付ＩＧＢＴ１は、図２に示す如
き、半導体基板１１の一方の面に広い面積を持ってエミ
ッタ６３が形成されており、このエミッタ６３が形成さ
れた面に、ゲート６４と、エミッタ６３の面積に比較し
て充分狭い面積の第１のカレントセンシング部１ａおよ
び第２のカレントセンシング部１ｂとが形成されてい
る。なお、コレクタはこのエミッタ６３が形成された面
の反対側の面に形成されている。
き、半導体基板１１の一方の面に広い面積を持ってエミ
ッタ６３が形成されており、このエミッタ６３が形成さ
れた面に、ゲート６４と、エミッタ６３の面積に比較し
て充分狭い面積の第１のカレントセンシング部１ａおよ
び第２のカレントセンシング部１ｂとが形成されてい
る。なお、コレクタはこのエミッタ６３が形成された面
の反対側の面に形成されている。
【００２０】制御回路２は、図５に示した従来例の制御
回路７に対し、カレントセンシング用抵抗器７２ａを追
加して備えている。カレントセンシング用抵抗器７２に
はセンシング電流１ｅを通流し、主電流６ｆに比例した
値となる検出電圧；Ｖ6 を生成させ、主電流オフ指令回
路７４の備える比較器７４１に入力する。カレントセン
シング用抵抗器７２ａは抵抗値；Ｒsaを有しており、セ
ンシング電流１ｆを通流させてセンシング電流１ｆに比
例した、従って主電流６ｆに比例した値となる検出電
圧；Ｖ6aを生成する。この検出電圧（Ｖ6a）は、主電流
制限回路７５の備えるＮＰＮトランジスタ７５１のベー
スに入力される。検出電圧（Ｖ6a）の値がＮＰＮトラン
ジスタ７５１のしきい電圧（Ｖth）を越えると、ＮＰＮ
トランジスタ７５１はオンとなり、センス機能付ＩＧＢ
Ｔ６のゲート６４とエミッタ６３間の電圧を定電圧ダイ
オード７５２のツェナー電圧値に低減する。
回路７に対し、カレントセンシング用抵抗器７２ａを追
加して備えている。カレントセンシング用抵抗器７２に
はセンシング電流１ｅを通流し、主電流６ｆに比例した
値となる検出電圧；Ｖ6 を生成させ、主電流オフ指令回
路７４の備える比較器７４１に入力する。カレントセン
シング用抵抗器７２ａは抵抗値；Ｒsaを有しており、セ
ンシング電流１ｆを通流させてセンシング電流１ｆに比
例した、従って主電流６ｆに比例した値となる検出電
圧；Ｖ6aを生成する。この検出電圧（Ｖ6a）は、主電流
制限回路７５の備えるＮＰＮトランジスタ７５１のベー
スに入力される。検出電圧（Ｖ6a）の値がＮＰＮトラン
ジスタ７５１のしきい電圧（Ｖth）を越えると、ＮＰＮ
トランジスタ７５１はオンとなり、センス機能付ＩＧＢ
Ｔ６のゲート６４とエミッタ６３間の電圧を定電圧ダイ
オード７５２のツェナー電圧値に低減する。
【００２１】本発明では前述の構成としたので、信号７
ａがオン信号である際に、何らかの理由で主電流６ｆの
値が増大して過大電流検出レベル（Ｉoc）の値になる
と、カレントセンシング用抵抗器７２の発生する検出電
圧（Ｖ6 ）の値が基準電圧（Ｅ1 ）になるので、これを
主電流オフ指令回路７４で検出して信号７ｆを出力し、
駆動回路で信号７ａを「Ｌ」信号に切換えて出力し、セ
ンス機能付ＩＧＢＴ６を強制的にオフする。また、負荷
装置等に短絡等の事故が発生して主電流６ｆの値が短時
間の間に急激に増大して短絡電流検出レベル（Ｉsct ）
の値になった場合には、検出電圧（Ｖ6a）の値がしきい
電圧（Ｖth）となり、検出電圧（Ｖ6a）を入力している
ＮＰＮトランジスタ７５１がオンすることにより、セン
ス機能付ＩＧＢＴ１の主電流６ｆを許容できる値にまで
急速に低減する。
ａがオン信号である際に、何らかの理由で主電流６ｆの
値が増大して過大電流検出レベル（Ｉoc）の値になる
と、カレントセンシング用抵抗器７２の発生する検出電
圧（Ｖ6 ）の値が基準電圧（Ｅ1 ）になるので、これを
主電流オフ指令回路７４で検出して信号７ｆを出力し、
駆動回路で信号７ａを「Ｌ」信号に切換えて出力し、セ
ンス機能付ＩＧＢＴ６を強制的にオフする。また、負荷
装置等に短絡等の事故が発生して主電流６ｆの値が短時
間の間に急激に増大して短絡電流検出レベル（Ｉsct ）
の値になった場合には、検出電圧（Ｖ6a）の値がしきい
電圧（Ｖth）となり、検出電圧（Ｖ6a）を入力している
ＮＰＮトランジスタ７５１がオンすることにより、セン
ス機能付ＩＧＢＴ１の主電流６ｆを許容できる値にまで
急速に低減する。
【００２２】本発明の場合においては、基準電圧（Ｅ1
）に関してはＥ1 ＝（Ｉoc／Ｎ）・Ｒs であり、しき
い電圧（Ｖth）に関してはＶth＝（Ｉsct ／Ｎ）・Ｒsa
である。カレントセンシング用抵抗器７２，７２ａがそ
れぞれ独立しており、その抵抗値；Ｒsa，Ｒsaを独立し
て選定することができることにより、Ｉocの値とＩsct
の値をそれぞれ独立して設定することが可能である。
）に関してはＥ1 ＝（Ｉoc／Ｎ）・Ｒs であり、しき
い電圧（Ｖth）に関してはＶth＝（Ｉsct ／Ｎ）・Ｒsa
である。カレントセンシング用抵抗器７２，７２ａがそ
れぞれ独立しており、その抵抗値；Ｒsa，Ｒsaを独立し
て選定することができることにより、Ｉocの値とＩsct
の値をそれぞれ独立して設定することが可能である。
【００２３】実施例１における今までの説明では、カレ
ントセンシング用抵抗器７２，７２ａの抵抗値；Ｒsa，
Ｒsaは異なる値であるとしてきたが、これに限定される
ものではなく、カレントセンシング用抵抗器７２，７２
ａの抵抗値；Ｒsa，Ｒsaは同一値であってもよいもので
ある。実施例２；図３は、請求項２に対応する本発明の
一実施例による半導体装置の要部の回路図である。図３
において、図５に示した従来例の半導体装置と同一部分
には同じ符号を付し、その説明を省略する。
ントセンシング用抵抗器７２，７２ａの抵抗値；Ｒsa，
Ｒsaは異なる値であるとしてきたが、これに限定される
ものではなく、カレントセンシング用抵抗器７２，７２
ａの抵抗値；Ｒsa，Ｒsaは同一値であってもよいもので
ある。実施例２；図３は、請求項２に対応する本発明の
一実施例による半導体装置の要部の回路図である。図３
において、図５に示した従来例の半導体装置と同一部分
には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００２４】図３において、４は、センス機能付ＩＧＢ
Ｔ６用の制御回路である。制御回路４は、図５に示した
従来例の制御回路７に対し、カレントセンシング用抵抗
器５を備えるようにしたものである。カレントセンシン
グ用抵抗器５は、それぞれ抵抗値；Ｒs51 と抵抗値；Ｒ
s52を持つ単位抵抗器５１と単位抵抗器５２とを互いに
直列接続して構成し、この単位抵抗器５１，５２の直列
接続回路に対し、センシング電流６ｇを通流させる回路
構成としている。単位抵抗器５１には電圧（Ｖ51）が、
単位抵抗器５２には電圧（Ｖ52）が生成される。電圧
（Ｖ51）は、主電流６ｆに比例した値の検出電圧；Ｖ5
であり、電圧（Ｖ51）と電圧（Ｖ52）の和は、主電流６
ｆに比例した値の検出電圧；Ｖ5aである。検出電圧（Ｖ
5 ）は、主電流オフ指令回路７４の備える比較器７４１
に入力され、検出電圧（Ｖ5a）は、主電流制限回路７５
の備えるＮＰＮトランジスタ７５１のベースに入力され
る。
Ｔ６用の制御回路である。制御回路４は、図５に示した
従来例の制御回路７に対し、カレントセンシング用抵抗
器５を備えるようにしたものである。カレントセンシン
グ用抵抗器５は、それぞれ抵抗値；Ｒs51 と抵抗値；Ｒ
s52を持つ単位抵抗器５１と単位抵抗器５２とを互いに
直列接続して構成し、この単位抵抗器５１，５２の直列
接続回路に対し、センシング電流６ｇを通流させる回路
構成としている。単位抵抗器５１には電圧（Ｖ51）が、
単位抵抗器５２には電圧（Ｖ52）が生成される。電圧
（Ｖ51）は、主電流６ｆに比例した値の検出電圧；Ｖ5
であり、電圧（Ｖ51）と電圧（Ｖ52）の和は、主電流６
ｆに比例した値の検出電圧；Ｖ5aである。検出電圧（Ｖ
5 ）は、主電流オフ指令回路７４の備える比較器７４１
に入力され、検出電圧（Ｖ5a）は、主電流制限回路７５
の備えるＮＰＮトランジスタ７５１のベースに入力され
る。
【００２５】本発明では前述の構成としたので、信号７
ａがオン信号である際に、何らかの理由で主電流６ｆの
値が増大して過大電流検出レベル（Ｉoc）の値になる
と、検出電圧（Ｖ5 ）の値が基準電圧（Ｅ1 ）になるの
で、これを主電流オフ指令回路７４で検出して信号７ｆ
を出力し、駆動回路で信号７ａを「Ｌ」信号に切換えて
出力し、センス機能付ＩＧＢＴ６を強制的にオフする。
また、負荷装置等に短絡等の事故が発生して主電流６ｆ
の値が短時間の間に急激に増大して短絡電流検出レベル
（Ｉsct ）の値になった場合には、検出電圧（Ｖ5a）の
値がしきい電圧（Ｖth）となり、検出電圧（Ｖ5a）を入
力しているＮＰＮトランジスタ７５１がオンすることに
より、センス機能付ＩＧＢＴ６の主電流６ｆを許容でき
る値にまで急速に低減する。
ａがオン信号である際に、何らかの理由で主電流６ｆの
値が増大して過大電流検出レベル（Ｉoc）の値になる
と、検出電圧（Ｖ5 ）の値が基準電圧（Ｅ1 ）になるの
で、これを主電流オフ指令回路７４で検出して信号７ｆ
を出力し、駆動回路で信号７ａを「Ｌ」信号に切換えて
出力し、センス機能付ＩＧＢＴ６を強制的にオフする。
また、負荷装置等に短絡等の事故が発生して主電流６ｆ
の値が短時間の間に急激に増大して短絡電流検出レベル
（Ｉsct ）の値になった場合には、検出電圧（Ｖ5a）の
値がしきい電圧（Ｖth）となり、検出電圧（Ｖ5a）を入
力しているＮＰＮトランジスタ７５１がオンすることに
より、センス機能付ＩＧＢＴ６の主電流６ｆを許容でき
る値にまで急速に低減する。
【００２６】本発明の場合においては、基準電圧（Ｅ1
）に関してはＥ1 ＝（Ｉoc／Ｎ）・Ｒs51 であり、し
きい電圧（Ｖth）に関してはＶth＝（Ｉsct ／Ｎ）・
（Ｒs51＋Ｒs52 ）であるので、基準電圧（Ｅ1 ）に対
しては、単位抵抗器５１が生成した電圧で、しきい電圧
（Ｖth）に対しては、単位抵抗器５１と単位抵抗器５２
との直列接続回路が生成した電圧で対応する。このため
に、Ｉocの値とＩsct の値をそれぞれ独立して設定する
ことが可能である。
）に関してはＥ1 ＝（Ｉoc／Ｎ）・Ｒs51 であり、し
きい電圧（Ｖth）に関してはＶth＝（Ｉsct ／Ｎ）・
（Ｒs51＋Ｒs52 ）であるので、基準電圧（Ｅ1 ）に対
しては、単位抵抗器５１が生成した電圧で、しきい電圧
（Ｖth）に対しては、単位抵抗器５１と単位抵抗器５２
との直列接続回路が生成した電圧で対応する。このため
に、Ｉocの値とＩsct の値をそれぞれ独立して設定する
ことが可能である。
【００２７】実施例３；図４は、請求項３に対応する本
発明の一実施例による半導体装置の要部の回路図であ
る。図４において、図１に示した本発明の一実施例によ
る半導体装置、および図５に示した従来例の半導体装置
と同一部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。
図４に示した本発明による半導体装置は、図１に示した
本発明の半導体装置に対し、センス機能付ＩＧＢＴ１を
２個備えている点が相違している。２個のセンス機能付
ＩＧＢＴ１は、それぞれの端子６ａと端子６ｂとにより
主電流６ｆが互いに並列に分岐して通流するよう接続さ
れている。また、出力端子１ｂと出力端子１ｄも互いに
接続されたうえで、それぞれカレントセンシング用抵抗
器７２あるいはカレントセンシング用抵抗器７２ａに接
続されている。
発明の一実施例による半導体装置の要部の回路図であ
る。図４において、図１に示した本発明の一実施例によ
る半導体装置、および図５に示した従来例の半導体装置
と同一部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。
図４に示した本発明による半導体装置は、図１に示した
本発明の半導体装置に対し、センス機能付ＩＧＢＴ１を
２個備えている点が相違している。２個のセンス機能付
ＩＧＢＴ１は、それぞれの端子６ａと端子６ｂとにより
主電流６ｆが互いに並列に分岐して通流するよう接続さ
れている。また、出力端子１ｂと出力端子１ｄも互いに
接続されたうえで、それぞれカレントセンシング用抵抗
器７２あるいはカレントセンシング用抵抗器７２ａに接
続されている。
【００２８】本発明では前述の構成としたので、カレン
トセンシング用抵抗器７２には２個のセンス機能付ＩＧ
ＢＴ１からのセンシング電流１ｅの和が通流し、２個の
センス機能付ＩＧＢＴ１のそれぞれの主電流６ｆの和に
比例した値となる検出電圧（Ｖ6 ）を生成させる。ま
た、カレントセンシング用抵抗器７２ａには２個のセン
ス機能付ＩＧＢＴ１からのセンシング電流１ｆの和が通
流し、２個のセンス機能付ＩＧＢＴ１のそれぞれの主電
流６ｆの和に比例した値となる検出電圧（Ｖ6a）を生成
させる。なお、検出電圧（Ｖ6 ）および検出電圧（Ｖ6
a）の役割は図１に示した半導体装置の場合と同一であ
る。
トセンシング用抵抗器７２には２個のセンス機能付ＩＧ
ＢＴ１からのセンシング電流１ｅの和が通流し、２個の
センス機能付ＩＧＢＴ１のそれぞれの主電流６ｆの和に
比例した値となる検出電圧（Ｖ6 ）を生成させる。ま
た、カレントセンシング用抵抗器７２ａには２個のセン
ス機能付ＩＧＢＴ１からのセンシング電流１ｆの和が通
流し、２個のセンス機能付ＩＧＢＴ１のそれぞれの主電
流６ｆの和に比例した値となる検出電圧（Ｖ6a）を生成
させる。なお、検出電圧（Ｖ6 ）および検出電圧（Ｖ6
a）の役割は図１に示した半導体装置の場合と同一であ
る。
【００２９】本発明の場合においては、主電流オフ指令
回路７４が信号７ｆを出力する際の主電流６ｆの値を、
一方のセンス機能付ＩＧＢＴ１についてはＩocａ、他方
のセンス機能付ＩＧＢＴ１についてはＩocｂとし、ま
た、主電流制限回路７５のＮＰＮトランジスタ７５１が
オンする際の主電流６ｆの値を、一方のセンス機能付Ｉ
ＧＢＴ１についてはＩsct ａ、他方のセンス機能付ＩＧ
ＢＴ１についてはＩsctｂとすると、基準電圧（Ｅ1 ）
に関してはＥ1 ＝〔（Ｉocａ＋Ｉoc b）／Ｎ〕・Ｒs で
あり、しきい電圧（Ｖth）に関してはＶth＝〔（Ｉsct
ａ＋Ｉsct b）／Ｎ〕・Ｒsaである。
回路７４が信号７ｆを出力する際の主電流６ｆの値を、
一方のセンス機能付ＩＧＢＴ１についてはＩocａ、他方
のセンス機能付ＩＧＢＴ１についてはＩocｂとし、ま
た、主電流制限回路７５のＮＰＮトランジスタ７５１が
オンする際の主電流６ｆの値を、一方のセンス機能付Ｉ
ＧＢＴ１についてはＩsct ａ、他方のセンス機能付ＩＧ
ＢＴ１についてはＩsctｂとすると、基準電圧（Ｅ1 ）
に関してはＥ1 ＝〔（Ｉocａ＋Ｉoc b）／Ｎ〕・Ｒs で
あり、しきい電圧（Ｖth）に関してはＶth＝〔（Ｉsct
ａ＋Ｉsct b）／Ｎ〕・Ｒsaである。
【００３０】従って、互いに並列接続されたセンス機能
付ＩＧＢＴ１に通流する主電流６ｆの値が同一にはなら
ずあるばらつきを持っている場合であっても、個々のセ
ンシング電流１ｅ，１ｆの持つばらつきが平均化される
ことにより、カレントセンシング用抵抗器７２，７２ａ
に通流する各センシング電流の和の持つばらつきは低減
されることとなる。
付ＩＧＢＴ１に通流する主電流６ｆの値が同一にはなら
ずあるばらつきを持っている場合であっても、個々のセ
ンシング電流１ｅ，１ｆの持つばらつきが平均化される
ことにより、カレントセンシング用抵抗器７２，７２ａ
に通流する各センシング電流の和の持つばらつきは低減
されることとなる。
【００３１】実施例３における今までの説明では、セン
ス機能付ＩＧＢＴ１の並列接続される個数は２個である
としてきたが、これに限定されるものではなく、センス
機能付ＩＧＢＴ１の並列接続される個数は３個以上であ
ってもよいものである。また、実施例３における今まで
の説明では、センス機能付ＩＧＢＴは複数のカレントセ
ンシング部を備えたものであり、カレントセンシング用
抵抗器はそれぞれのカレントセンシング部からのセンシ
ング電流に対応させて備えるとしてきたが、これに限定
されるものではなく、例えば、センス機能付ＩＧＢＴの
備えるカレントセンシング部は１個であり、カレントセ
ンシング用抵抗器も１個のみであってもよいものであ
る。
ス機能付ＩＧＢＴ１の並列接続される個数は２個である
としてきたが、これに限定されるものではなく、センス
機能付ＩＧＢＴ１の並列接続される個数は３個以上であ
ってもよいものである。また、実施例３における今まで
の説明では、センス機能付ＩＧＢＴは複数のカレントセ
ンシング部を備えたものであり、カレントセンシング用
抵抗器はそれぞれのカレントセンシング部からのセンシ
ング電流に対応させて備えるとしてきたが、これに限定
されるものではなく、例えば、センス機能付ＩＧＢＴの
備えるカレントセンシング部は１個であり、カレントセ
ンシング用抵抗器も１個のみであってもよいものであ
る。
【００３２】さらにまた、今までの説明では、カレント
センシング機能付半導体素子はセンス機能付ＩＧＢＴで
あるとしてきたが、これに限定されるものではなく、例
えば、カレントセンシング機能付のＭＯＳＦＥＴであっ
てもよいものである。
センシング機能付半導体素子はセンス機能付ＩＧＢＴで
あるとしてきたが、これに限定されるものではなく、例
えば、カレントセンシング機能付のＭＯＳＦＥＴであっ
てもよいものである。
【００３３】
【発明の効果】本発明においては、カレントセンシン
グ機能付半導体素子に複数のカレントセンシング部を備
え、制御回路は、前記カレントセンシング部からのそれ
ぞれ異なるセンシング電流に対応した信号を主電流オフ
指令回路および主電流制限回路のそれぞれに入力し、主
電流制限回路はトランジスタと該トランジスタの導通に
よりカレントセンシング機能付半導体素子の制御極と他
方の主電極との間の電圧を抑制する手段からなる構成と
することにより、あるいは、カレントセンシング機能付
半導体素子と駆動回路とで構成された制御回路の有する
カレントセンシング抵抗器を、互いに直列接続された複
数の単位抵抗器で構成し、互いに異なる値の複数の検出
電圧を生成するものであり、制御回路の有する主電流オ
フ指令回路と主電流制限回路は、それぞれ異なる前記検
出電圧を入力し、主電流制限回路はトランジスタと該ト
ランジスタの導通によりカレントセンシング機能付半導
体素子の制御極と他方の主電極との間の電圧を抑制する
手段からなる構成とすることにより、カレントセンシン
グ機能付半導体素子のＩocの値とＩsct の値とをそれぞ
れ独立して設定することが可能となることになり、半導
体素子をＩocの値を大きい値にして大きな主電流値まで
の使用を可能になしえ、その際、Ｉsct の値を半導体素
子の短絡電流耐量以内の値に設定することで、短絡電流
による半導体素子が破壊する問題を解消することができ
る。
グ機能付半導体素子に複数のカレントセンシング部を備
え、制御回路は、前記カレントセンシング部からのそれ
ぞれ異なるセンシング電流に対応した信号を主電流オフ
指令回路および主電流制限回路のそれぞれに入力し、主
電流制限回路はトランジスタと該トランジスタの導通に
よりカレントセンシング機能付半導体素子の制御極と他
方の主電極との間の電圧を抑制する手段からなる構成と
することにより、あるいは、カレントセンシング機能付
半導体素子と駆動回路とで構成された制御回路の有する
カレントセンシング抵抗器を、互いに直列接続された複
数の単位抵抗器で構成し、互いに異なる値の複数の検出
電圧を生成するものであり、制御回路の有する主電流オ
フ指令回路と主電流制限回路は、それぞれ異なる前記検
出電圧を入力し、主電流制限回路はトランジスタと該ト
ランジスタの導通によりカレントセンシング機能付半導
体素子の制御極と他方の主電極との間の電圧を抑制する
手段からなる構成とすることにより、カレントセンシン
グ機能付半導体素子のＩocの値とＩsct の値とをそれぞ
れ独立して設定することが可能となることになり、半導
体素子をＩocの値を大きい値にして大きな主電流値まで
の使用を可能になしえ、その際、Ｉsct の値を半導体素
子の短絡電流耐量以内の値に設定することで、短絡電流
による半導体素子が破壊する問題を解消することができ
る。
【００３４】カレントセンシング機能付半導体素子を
並列接続する場合に、異なる半導体素子が備えるカレン
トセンシング部同志を相互に並列接続したうえで、前記
両カレントセンシング部からのセンシング電流の和のセ
ンシング電流を制御回路に入力する構成とすることによ
り、各センシング電流の和をカレントセンシング用抵抗
器に通流し、このカレントセンシング抵抗器の生成する
検出電圧を主電流オフ指令回路と主電流制限回路に供給
することで、に前述した作用・効果と共に、互いに並
列接続された半導体素子に通流する主電流の値が同一に
はならずあるばらつきを持っている場合であっても、個
々のセンシング電流の持つばらつきが平均化されること
により、カレントセンシング用抵抗器に通流する各セン
シング電流の和の持つばらつきが低減される。これによ
り、主電流オフ指令回路や主電流制限回路が動作する際
の主電流の総和値を大きくすることができたり、一部の
半導体素子に過大な短絡電流が流れてしまう等の問題が
解消されるとの効果を奏する。
並列接続する場合に、異なる半導体素子が備えるカレン
トセンシング部同志を相互に並列接続したうえで、前記
両カレントセンシング部からのセンシング電流の和のセ
ンシング電流を制御回路に入力する構成とすることによ
り、各センシング電流の和をカレントセンシング用抵抗
器に通流し、このカレントセンシング抵抗器の生成する
検出電圧を主電流オフ指令回路と主電流制限回路に供給
することで、に前述した作用・効果と共に、互いに並
列接続された半導体素子に通流する主電流の値が同一に
はならずあるばらつきを持っている場合であっても、個
々のセンシング電流の持つばらつきが平均化されること
により、カレントセンシング用抵抗器に通流する各セン
シング電流の和の持つばらつきが低減される。これによ
り、主電流オフ指令回路や主電流制限回路が動作する際
の主電流の総和値を大きくすることができたり、一部の
半導体素子に過大な短絡電流が流れてしまう等の問題が
解消されるとの効果を奏する。
【図１】請求項１に対応する本発明の一実施例による半
導体装置の要部の回路図
導体装置の要部の回路図
【図２】図１中に示したカレントセンシング機能付半導
体素子の構造を示す平面図
体素子の構造を示す平面図
【図３】請求項２に対応する本発明の一実施例による半
導体装置の要部の回路図
導体装置の要部の回路図
【図４】請求項３に対応する本発明の一実施例による半
導体装置の要部の回路図
導体装置の要部の回路図
【図５】従来例の半導体装置の要部の回路図
【図６】図５中に示したカレントセンシング機能付半導
体素子の構造を示す平面図
体素子の構造を示す平面図
１ カレントセンシング機能付半導体素子（ＩＧＢ
Ｔ） １ｅ センシング電流 １ｆ センシング電流 ２ 制御回路 ４ 制御回路 ５ カレントセンシング抵抗器 ５１ 単位抵抗器 ５２ 単位抵抗器 ６ カレントセンシング機能付半導体素子（ＩＧＢ
Ｔ） ６ｆ 主電流 ７１ 駆動回路 ７２ カレントセンシング抵抗器 ７２ａ カレントセンシング抵抗器 ７４ 主電流オフ指令回路 ７５ 主電流制限回路 ７５１ ＮＰＮトランジスタ Ｖ6 検出電圧 Ｖ6 ａ 検出電圧
Ｔ） １ｅ センシング電流 １ｆ センシング電流 ２ 制御回路 ４ 制御回路 ５ カレントセンシング抵抗器 ５１ 単位抵抗器 ５２ 単位抵抗器 ６ カレントセンシング機能付半導体素子（ＩＧＢ
Ｔ） ６ｆ 主電流 ７１ 駆動回路 ７２ カレントセンシング抵抗器 ７２ａ カレントセンシング抵抗器 ７４ 主電流オフ指令回路 ７５ 主電流制限回路 ７５１ ＮＰＮトランジスタ Ｖ6 検出電圧 Ｖ6 ａ 検出電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−40517（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−288339（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−6925（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−275999（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−267580（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−152354（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−53795（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03K 17/00 - 17/70 H01L 29/68 - 29/72
Claims (3)
- 【請求項１】カレントセンシング機能付半導体素子と、
制御回路を備え、 前記カレントセンシング機能付半導体素子は、一方の主
電極と、他方の主電極と、制御極と、カレントセンシン
グ部を備え、 前記一方の主電極から前記他方の主電極に向かう主電流
の値が前記制御極に入力された信号により制御され、し
かもこの主電流の値に対応したセンシング電流が前記カ
レントセンシング部から取り出されるものであり、 前記制御回路は、駆動回路と、カレントセンシング抵抗
器と、主電流オフ指令回路と、主電流制限回路を備え、前記カレントセンシング抵抗器は、前記センシング電流
を通流させてこのセンシング電流に比例する検出電圧を
生成するものであり、 前記主電流オフ指令回路は、前記検出電圧を入力し、あ
らかじめ定められた設定値と比較し検出電圧が設定値を
超過した場合に前記駆動回路が出力する信号を前記主電
流をオフする内容に切り換えさせるオフ指令信号を出力
するものであり、 前記駆動回路は、前記カレントセンシング機能付半導体
素子の備える前記制御極に前記主電流の値を制御する信
号を出力するとともに、前記主電流オフ指令回路からの
信号を入力しこの信号が前記オフ指令信号となった場合
に前記主電流をオフする信号に切り換えて出力するもの
であり、 前記主電流制限回路は、前記検出電圧を入力し、前記検
出電圧があらかじめ定められた設定値を超過した場合に
は前記制御極と前記他方の主電極との間の電圧を抑制す
る動作を行うものである、 半導体装置において、 カレントセンシング機能付半導体素子は、複数のカレン
トセンシング部を備え、 制御回路は、異なる前記カレントセンシング部からのセ
ンシング電流に対応した信号を主電流オフ指令回路およ
び主電流制限回路のそれぞれに別個に入力するものであ
り、主電流制限回路はトランジスタと該トランジスタの
導通により前記制御極と前記他方の主電極との間の電圧
を抑制する手段からなることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】カレントセンシング機能付半導体素子と、
制御回路を備え、 前記カレントセンシング機能付半導体素子は、一方の主
電極と、他方の主電極と、制御極と、カレントセンシン
グ部を備え、 前記一方の主電極から前記他方の主電極に向かう主電流
の値が前記制御極に入力された信号により制御され、し
かもこの主電流の値に対応したセンシング電流が前記カ
レントセンシング部から取り出されるものであり、 前記制御回路は、駆動回路と、カレントセンシング抵抗
器と、主電流オフ指令回路と、主電流制限回路を備え、 前記カレントセンシング抵抗器は、前記センシング電流
を通流させてこのセンシング電流に比例する検出電圧を
生成するものであり、 前記主電流オフ指令回路は、前記検出電圧を入力し、あ
らかじめ定められた設定値と比較し検出電圧が設定値を
超過した場合に前記駆動回路が出力する信号を前記主電
流をオフする内容に切り換えさせるオフ指令信号を出力
するものであり、前記駆動回路は、前記カレントセンシ
ング機能付半導体素子の備える前記制御極に前記主電流
の値を制御する信号を出力するとともに、前記主電流オ
フ指令回路からの信号を入力しこの信号が前記オフ指令
信号となった場合に前記主電流をオフする信号に切り換
えて出力するものであり、 前記主電流制限回路は、前記検出電圧を入力し、この検
出電圧があらかじめ定められた設定値を超過した場合に
は前記制御極と前記他方の主電極との間の電圧を抑制す
る動作を行うものである、 半導体装置において、 制御回路の有するカレントセンシング抵抗器は、互いに
直列接続された複数の単位抵抗器を備えることで、互い
に異なる値の複数の検出電圧を生成するものであり、 制御回路の有する主電流オフ指令回路と主電流制限回路
は、それぞれ異なる前記検出電圧を入力するものであ
り、主電流制限回路はトランジスタと該トランジスタの
導通により前記制御極と前記他方の主電極との間の電圧
を抑制する手段か らなることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項３】請求項１または請求項２記載の半導体装置
において、 カレントセンシング機能付半導体素子を並列接続する場
合に、異なる前記カレントセンシング機能付半導体素子
が備えるカレントセンシング部同志を相互に並列接続し
たうえで、前記両カレントセンシング部からのセンシン
グ電流の和のセンシング電流を制御回路に入力するもの
である、 ことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04313825A JP3084982B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 半導体装置 |
| EP93309339A EP0599605A3 (en) | 1992-11-25 | 1993-11-23 | Semiconductor device with a strop sensor function. |
| US08/156,585 US5396117A (en) | 1992-11-25 | 1993-11-23 | Semiconductor device with independent over-current and short-circuit protection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04313825A JP3084982B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06164344A JPH06164344A (ja) | 1994-06-10 |
| JP3084982B2 true JP3084982B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=18045969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04313825A Expired - Fee Related JP3084982B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 半導体装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5396117A (ja) |
| EP (1) | EP0599605A3 (ja) |
| JP (1) | JP3084982B2 (ja) |
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