DE112013007409B4

DE112013007409B4 - Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE112013007409B4
Application number: DE112013007409.5T
Authority: DE
Inventors: Kei Hayashi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2033-09-07
Also published as: CN105518992B; US10193323B2; CN105518992A; WO2015033449A1; JPWO2015033449A1; JP6264379B2; US20160211657A1; DE112013007409T5

Abstract

Halbleitervorrichtung, aufweisend:ein Halbleiterschaltelement (1), das einen Messanschluss aufweist und in der Lage ist, von dem Messanschluss einen Messstrom auszugeben, der bei einem vorbestimmten Abzweigverhältnis zu einem Hauptstrom gegeben ist;einen Messwiderstand (R2), dessen einer Anschluss mit dem Messanschluss verbunden ist, dessen anderer Anschluss eingerichtet ist geerdet zu werden, und der einen Strom von dem Messanschluss empfängt, um eine Messspannung zu generieren;eine Korrekturspannungsgenerierungsschaltung (5, 105, 605), die eine Korrekturspannung generiert;eine Spannungsteilerschaltung (3), die einen ersten Widerstand, der die Messspannung an seinem einen Anschluss empfängt, und einen zweiten Widerstand, der an seinem einen Anschluss die Korrekturspannung von der Korrekturspannungsgenerierungsschaltung (5, 105, 605) empfängt und dessen anderer Anschluss mit dem anderen Anschluss der ersten Widerstands verbunden ist, aufweist, wobei die Spannungsteilerschaltung (3) von dem Verbindungspunkt zwischen dem ersten und zweiten Widerstand eine korrigierte Messspannung ausgibt, die durch ein Korrigieren der Messspannung mit der Korrekturspannung erhalten wird;eine Überstromschutzschaltung (10), an welche die korrigierte Messspannung angelegt wird und die ein Haltsignal ausgibt, wenn die korrigierte Messspannung höher ist als eine Schwellenwertspannung;eine Treiberschaltung (9), welche ein Treiben des Schaltelements (1) auf ein Empfangen des Haltsignals von der Überstromschutzschaltung (10) beendet; undein Korrekturspannungsschaltelement (14), welches die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung (5, 105, 605) und den einen Anschluss des zweiten Widerstands verbindet,wobei das Korrekturspannungsschaltelement (14) von einem AUS-Zustand nach einem Ablaufen einer vorbestimmten Zeitdauer von einem Moment, in welchem das Halbleiterschaltelement (1) eingeschaltet wird, eingeschaltet wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung.
Stand der Technik
Eine Halbleitervorrichtung mit einer Überstromschutzschaltung wie eine, die in JP 2013 - 77 976 A offenbart ist, ist bekannt. Halbleitervorrichtungen wie Invertierer, die jede ein Halbleiterschaltelement (im Folgenden einfach als „Schaltelement“ bezeichnet) aufweisen, umfassen solche, die eine Überstromschutzschaltung zum Schützen des Schaltelements durch Ausführen eines Schutzvorgangs, wie Abschalten des Schaltelements, wenn ein durch das Schaltelement fließender Hauptstrom einen bestimmten Pegel überschreitet, aufweisen.
Verfahren zum Erfassen eines durch das Schaltelement fließenden Hauptstroms umfassen ein Verfahren, bei dem bewirkt wird, dass ein Teil des Hauptstroms als ein Abzweigstrom durch ein Element (eine Zelle) für eine Stromerfassung fließt, die parallel mit dem Schaltelement verbunden ist und den Abzweigstrom (Messstrom) erfasst.
Das Strommesselement weist die gleiche Zellstruktur auf wie das Schaltelement, ist parallel mit dem Schaltelement verbunden und weist eine bestimmte Zellfläche mit Bezug auf das Schaltelement auf. Allgemein sind in Halbleitervorrichtungen, die ein System einsetzen, welches ein solches Strommesselement verwendet, die Größe und elektrischen Eigenschaften des Strommesselements so eingestellt, dass das Verhältnis des Messstroms zu dem Hauptstrom in dem Schaltelement (Abzweigverhältnis) etwa 1/1000 bis 1/100000 ist.
Der Messstrom wird zum Beispiel durch Verwenden eines Widerstands in eine Spannung (Messspannung) konvertiert, und die Messspannung wird in die Überstromschutzschaltung gegeben. Wenn die Messspannung eine vorbestimmte Schwellenwertspannung überschreitet, stellt die Überstromschutzschaltung fest, dass ein Überstrom durch das Schaltelement geflossen ist und führt einen Schutzbetrieb wie Abschalten des Schaltelements aus, wodurch ein Schaden an dem Schaltelement verhindert wird. Der Wert des Hauptstroms durch das Schaltelement, bei welchem die Überstromschutzschaltung den Schutzbetrieb beginnt, wird Kurzschlussstrom-Schutzauslöseschwelle genannt (im Folgenden als „SC-Auslöseschwelle“ bezeichnet).
Eine Vorrichtung gemäß JP 2008 - 206 348 A weist eine Überstromschutzschaltung auf, die in der Lage ist, die SC-Auslöseschwelle anzupassen, ohne eine Referenzspannung zu verändern. Genauer wird ein Korrekturstrom an den Messwiderstand bereitgestellt. Wenn der Korrekturstrom an den Messwiderstand bereitgestellt wird, wird der Messstrom gemäß einem Verhältnis erhöht: $Messspannung = Messwiderstand \times (Messstrom + Korrekturstrom) .$
Als eine Folge arbeitet die Überstromschutzschaltung bei einem niedrigeren Korrekturstrom im Vergleich zu dem Fall, in welchem kein Korrekturstrom bereitgestellt wird. Wenn die Fließrichtung des Korrekturstroms umgekehrt wird, kann der Betriebspegel der Überstromschutzschaltung erhöht werden.
Wenn die Elementtemperatur des Schaltelements schwankt, ändert sich die SC-Auslöseschwelle. Das heißt, es gibt eine SC-Auslöseschwellen-Temperaturcharakteristik. Diesbezüglich wird in der Vorrichtung gemäß JP 2008 - 206 348 A der Korrekturstrom proportional zu der Elementtemperatur des Schaltelements verändert, sodass die SC-Auslöseschwelle konstant beibehalten wird, selbst wenn die Elementtemperatur schwankt. Eine Halbleitervorrichtung, die in der Lage ist, den Betriebspegel der Überstromschutzschaltung anzupassen, wird somit erzielt.
US 2008 / 0 100 978 A1 offenbart ein Steuersystem für einen elektrischen Motor, wobei Schalttransistoren jeweils einen Messanschluss zur Messung des Hauptstroms umfassen. Die jeweiligen Messanschlüsse sind jeweiligen Schutzschaltungen zugeführt, um jeweilige IGBT vor übermäßigen Hauptstrom zu schützen. Dabei ist den IGBT jeweils ein Temperatursensor zugeordnet, dessen Messsignal ebenfalls der Schutzschaltung zugeführt wird. Zudem ist eine Schaltung zur Temperaturkompensation des jeweiligen Strommesssignals beschrieben.
Literaturliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1 JP 2013 - 77 976 A
Patentliteratur 2 JP 2006 - 211 834 A
Patentliteratur 3 JP 2005 - 151 631 A
Patentliteratur 4 JP 2002 - 353 795 A
Patentliteratur 5 JP 2008 - 206 348 A
Patentliteratur 6 US 2008 / 0 100 978 A1

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Wie vorstehend beschrieben, zeigt sich eine SC-Auslöseschwellen-Temperaturcharakteristik. Mit der Vorrichtung gemäß JP 2008 - 206 348 A wird eine Korrekturstromgenerierungsschaltung zum Bereitstellen des Korrekturstroms zum Korrigieren dieser Temperaturcharakteristik schematisch offenbart. Es besteht jedoch ein Problem, dass die Aufbaufläche und die Kosten erhöht werden, weil eine komplexe und großräumige Schaltung benötigt wird, um den Korrekturstrom zu erzeugen.
Die vorliegende Erfindung ist ausgeführt worden, um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Halbleitervorrichtung und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung zur Verfügung zu stellen, die einfacher im Aufbau und in der Lage sind, die SC-Auslöseschwelle ohne Verändern der Referenzspannung anzupassen.
Lösung des Problems
Eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf:

ein Halbleiterschaltelement, das in der Lage ist, von seinem Messanschluss einen Messstrom auszugeben, der bei einem vorbestimmten Abzweigverhältnis zu dem Hauptstrom gegeben ist;
einen Messwiderstand, der einen mit dem Messanschluss verbundenen Anschluss aufweist, dessen anderer Anschluss geerdet ist, und der einen Strom von dem Messanschluss empfängt, um eine Messspannung zu generieren;
eine Korrekturspannungsgenerierungsschaltung, die eine Korrekturspannung generiert;
eine Spannungsteilerschaltung, die einen ersten Widerstand, der die Messspannung an seinem einen Anschluss empfängt, und einen zweiten Widerstand, der an seinem einen Anschluss die Korrekturspannung von der Korrekturspannungsgenerierungsschaltung empfängt und dessen anderer Anschluss mit dem anderen Anschluss des ersten Widerstands verbunden ist, aufweist, wobei die Spannungsteilerschaltung von dem Verbindungspunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Widerstand eine korrigierte Messspannung ausgibt, die durch Korrigieren der Messspannung mit der Korrekturspannung erhalten wird;
eine Überstromschutzschaltung, an welche die korrigierte Messspannung angelegt wird, und die ein Haltsignal ausgibt, wenn die korrigierte Messspannung höher ist als eine Schwellenwertspannung; und
eine Treiberschaltung, die aufhört, das Halbleiterschaltelement zu treiben, wenn sie das Haltsignal von der Überstromschutzschaltung empfängt.

Eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung treibt ein Halbleiterschaltelement, das in der Lage ist, von seinem Messanschluss einen Messstrom auszugeben, der bei einem vorbestimmten Abzweigverhältnis zu dem Hauptstrom gegeben ist, und die Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung weist auf:

eine Korrekturspannungsgenerierungsschaltung, die eine Korrekturspannung generiert;
eine Spannungsteilerschaltung, die einen ersten Widerstand, der an seinem einen Anschluss eine Messspannung empfängt, die proportional zu dem Messstrom ist, und einen zweiten Widerstand, der an seinem einen Anschluss die Korrekturspannung von der Korrekturspannungsgenerierungsschaltung empfängt und dessen anderer Anschluss mit dem anderen Anschluss des ersten Widerstands verbunden ist, aufweist, wobei die Spannungsteilerschaltung von dem Verbindungspunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Widerstand eine korrigierte Messspannung ausgibt, die durch Korrigieren der Messspannung mit der Korrekturspannung erhalten wird;
eine Überstromschutzschaltung, an welche die korrigierte Messspannung angelegt wird, und die ein Haltsignal ausgibt, wenn die korrigierte Messspannung höher ist als eine Schwellenwertspannung; und
eine Treiberschaltung, die aufhört, das Halbleiterschaltelement zu treiben, wenn sie das Haltsignal von der Überstromschutzschaltung empfängt.

Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung erlaubt ein einfacher Aufbau eine Anpassung der SC-Auslöseschwelle durch Verwenden einer Spannungsteilerschaltung ohne Verändern einer Referenzspannung.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der Halbleitervorrichtung und einer Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine schematische Darstellung, die ein Ergebnis einer Messung der SC-Auslöseschwelle in der Halbleitervorrichtung und der Treibervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist ein Zeitdiagramm, das die Betriebe der Halbleitervorrichtung und der Treibervorrichtung gemäß der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung zeigt.
11 ist eine schematische Darstellung, die Ergebnisse einer Messung der SC-Auslöseschwelle in der Halbleitervorrichtung und der Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung gemäß der Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung zeigt.
12 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt.
13 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung zeigt.
14 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel der Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung zeigt.
15 ist eine schematische Darstellung, die das vergleichende Beispiel verglichen mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsform 1
[Anordnung der Vorrichtung gemäß Ausführungsform 1]
1 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung 51 und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung 2 gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Halbleitervorrichtung 51 weist ein Halbleiterschaltelement 1 (im Folgenden einfach als „Schaltelement 1“ bezeichnet), eine Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5, eine Spannungsteilerschaltung 3, einen Puffer 4, einen Messwiderstand R2, eine Überstromschutzschaltung 10 und eine Treiberschaltung 9 auf. Die Treibervorrichtung 2 weist die Komponenten der Halbleitervorrichtung 51 bis auf das Schaltelement 1 auf, d.h. die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5, die Spannungsteilerschaltung 3, den Puffer 4, den Messwiderstand R2, die Treiberschaltung 9 und die Überstromschutzschaltung 10.
Die Halbleitervorrichtung 51 weist das vorstehend beschriebene Halbleiterelement und die Schaltungen in einem nicht gezeigten Gehäuse montiert auf. Die Überstromschutzschaltung 10 und die Treiberschaltung 9 in der Treibervorrichtung 2 können als ein Treiber-IC integriert sein. In einem solchen Fall kann der Puffer 4 weiter in dem Treiber-IC integriert sein. Die Spannungsteilerschaltung 3 und die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5 können ebenso in dem Treiber-IC integriert sein.
Eine Freilaufdiode, die in der schematischen Darstellung nicht gezeigt ist, ist mit dem Schaltelement 1 verbunden. In 1 ist zur Vereinfachung der Beschreibung nur ein Schaltelement 1 gezeigt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die in dieser Weise dargestellte Form beschränkt. In der Halbleitervorrichtung 51 als einem tatsächlichen Produkt kann eine Mehrzahl von Einheiten vorgesehen sein, die jede zu der in 1 gezeigten Schaltungsanordnung korrespondiert, um eine Mehrzahl von Schaltelementen 1 zu treiben. In einem solchen Fall kann die Mehrzahl von Schaltelementen 1 Zweigschaltungen bilden.
Das Schaltelement 1 ist ein aus Silizium ausgebildeter Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT). Das Schaltelement 1 weist einen Kollektor-Anschluss C, einen Emitter-Anschluss E, einen Gate-Anschluss G und einen Messanschluss S auf. Der Gate-Anschluss G ist mit dem Ausgangsanschluss der Treiberschaltung 9 verbunden.
Das Schaltelement 1 weist den Messanschluss S auf. Das Schaltelement 1 weist eine Zelltrennstruktur auf, sodass ein Messstrom I_sense von dem Messanschluss S ausgegeben werden kann. Der Messstrom I_sense ist ein Strom, der bei einem vorbestimmten Abzweigverhältnis bezüglich eines Kollektorstroms (Hauptstrom) gegeben ist.
Diese Zelltrennstruktur ist so beschaffen, dass ein Stromsensorelement und der Messanschluss S auf einem Halbleiter-Chip zusammen mit der Zellstruktur des Haupt-IGBT-Elements vorgesehen sind. Das Stromsensorelement ist ein Element, das die gleiche Struktur aufweist wie die Hauptzellstruktur und das eine reduzierte Zellfläche aufweist. Der Messanschluss S ist ein Anschluss zum Ausgeben des Messstroms I_sense.
Diese Art von Zelltrennstruktur ist ein bekannter, offenbarter Stand der Technik zum Beispiel in JP 2008 - 206 348 A . Das Abzweigverhältnis des Messstroms I_sense wird durch das Zellflächenverhältnis zwischen der Fläche der Hauptzellstruktur und der Fläche des Stromsensorelements bestimmt. Wenn ein Kollektorstrom Ic in dem Schaltelement 1 fließt, wird ein Teil des Kollektorstroms Ic von dem Messanschluss S als Messstrom I_sense ausgegeben.
Ein Anschluss des Messwiderstands R2 ist mit dem Messanschluss S verbunden, während der andere Anschluss geerdet ist. Der Messwiderstand R2 empfängt den Messstrom I_sense von dem Messanschluss S, um eine Messspannung V_sense zu erzeugen.
Die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5 generiert eine Korrekturspannung Vc. Die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5 ist eine Schaltung zum stabilen Ausgeben der Korrekturspannung Vc als eine vorbestimmte Korrektur-Referenzspannung.
Die Spannungsteilerschaltung 3 weist einen Widerstand R3 und einen Widerstand R4 auf, die in Serie verbunden sind. Der Widerstand R3 weist seinen einen Anschluss zwischen dem Messanschluss S und dem Messwiderstand R2 angeschlossen auf. Der Widerstand R3 empfängt dadurch die Messspannung V_sense an seinem einen Anschluss. Ein Anschluss des Widerstands R4 ist mit einem Ausgangsanschluss der Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5 verbunden. Der Widerstand R4 empfängt an diesem Anschluss die Korrekturspannung Vc von der Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5. Der andere Anschluss des Widerstands R3 und der andere Anschluss des Widerstands R4 sind miteinander verbunden.
Die Spannungsteilerschaltung 3 kann eine korrigierte Messspannung Vin von dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R3 und R4 ausgeben. Die korrigierte Messspannung Vin ist ein Ergebnis einer Korrektur der Messspannung V_sense durch die Korrekturspannung Vc.
Es ist bevorzugt, dass jeder der Widerstände R3 und R4 einen Widerstandswert größer als der Widerstandswert des Messwiderstands R2 aufweist. Der Strom, der von der Korrekturspannung Vc und dem Messanschluss S durch den Widerstand R3 fließt, ist hinreichend kleiner als der Messstrom I_sense, der durch den Messwiderstand R2 fließt. Deshalb kann sein Einfluss auf die Messspannung V_sense vernachlässigt werden.
Die Überstromschutzschaltung 10 empfängt die korrigierte Messspannung Vin und gibt ein Haltsignal aus, wenn die korrigierte Messspannung Vin höher ist als eine Schwellenwertspannung V_thresh. Genauer weist die Überstromschutzschaltung 10 einen Komparator 6, eine Referenzspannungsgenerierungsschaltung 7 und eine Steuerschaltung 8 auf. Der Komparator 6 empfängt die korrigierte Messspannung Vin an seinem plus-Eingangsanschluss und empfängt die Schwellenwertspannung V_thresh an seinem minus-Eingangsanschluss. Wenn die korrigierte Messspannung Vin die Schwellenwertspannung V_thresh überschreitet, invertiert der Komparator 6 ein Ausgangssignal von einem Low-Pegel auf einen High-Pegel. Die Steuerschaltung 8 generiert das Haltsignal unter Verwendung der Invertierung des Ausgangssignals von dem Komparator 6 als einen Auslöser.
Wenn die Treiberschaltung 9 das Haltsignal von der Überstromschutzschaltung 10 empfängt, hört sie auf, das Schaltelement 1 zu treiben. Genauer ist ein Eingangsanschluss der Treiberschaltung 9 mit einem externen Mikro-Computer oder dergleichen verbunden, und ein Gate-Treibersignal IN wird dadurch angelegt. Der Ausgangsanschluss der Treiberschaltung 9 ist durch den Puffer 4 mit dem Gate-Anschluss des Schaltelements 1 verbunden.
Die vorstehend beschriebene Überstromschutzschaltung 10 stellt fest, dass ein Überstrom durch das Schaltelement 1 geflossen ist, wenn die korrigierte Messspannung Vin die Schwellenwertspannung V_thresh überschreitet, und führt einen Schutzbetrieb durch Abschalten des Schaltelements 1 aus. Ein Schaden an dem Schaltelement 1 durch den Überstrom wird dadurch verhindert. Der Wert des Hauptstroms (d.h. des Kollektorstroms Ic) in dem Schaltelement 1, bei dem die Überstromschutzschaltung 10 den Schutzbetrieb beginnt, wird eine Kurzschlussstrom-Schutzauslöseschwelle genannt (im Folgenden als „SC-Auslöseschwelle“ bezeichnet).
[Betrieb der Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1]
(Anpassung der SC-Auslöseschwelle)
Die Betriebe der Halbleitervorrichtung 51 und der Treiberschaltung 2 werden mit Bezug auf 2 beschrieben. 2 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der in 1 gezeigten Schaltung zeigt. Während des normalen Betriebs ist die korrigierte Messspannung Vin geringer als die Schwellenwertspannung V_thresh. In diesem Fall ist das Ausgangssignal des Komparators 6 auf dem Low-Pegel und das Haltsignal wird nicht von der Steuerschaltung 8 an die Treiberschaltung 9 ausgegeben. Zu dieser Zeit treibt die Treiberschaltung 9 das Schaltelement 1 gemäß dem Gate-Treibersignal.
Wenn der Kollektorstrom Ic des Schaltelements 1 gleich oder größer wird als ein vorbestimmter Wert (d.h. die SC-Auslöseschwelle), überschreitet die korrigierte Messspannung Vin die Schwellenwertspannung V_thresh. Das Ausgangssignal des Komparators 6 wird dann von dem Low-Pegel zu dem High-Pegel invertiert.
Mit dieser Änderung gibt die Überstromschutzschaltung 10 das Haltsignal aus. Das heißt, die Überstromschutzschaltung 10 gibt das Haltsignal aus, wenn die korrigierte Messspannung Vin höher ist als die Schwellenwertspannung V_thresh.
Wenn die Treiberschaltung 9 das Haltsignal von der Überstromschutzschaltung 10 empfängt, hört sie auf, das Schaltelement 1 zu treiben, unabhängig davon, ob das Gate-Treibersignal IN einen Low-Pegel oder einen High-Pegel aufweist.
Die korrigierte Messspannung Vin besteht aus der Messspannung V_sense, die mit dem Widerstand R2 generiert wird, und dem spannungsteilenden Ausgang der Korrekturspannung Vc. Die korrigierte Messspannung Vin wird durch die folgende Gleichung (1) berechnet. $\begin{array}{l} V i n = V_{s e n s e} + \frac{R 3}{R 3 + R 4} \times (V c - V_{s e n s e}) \\ = \frac{R 4}{R 3 + R 4} \times V_{s e n s e} + \frac{R 3}{R 3 + R 4} \times V c \end{array}$
Wie aus Gleichung (1) verstanden werden kann, ist Vin>V_sense, wenn Vc>V_sense. Als ein Ergebnis wird der Spannungsabfall über dem Widerstand R3 zu V_sense addiert, womit ein Reduzieren der SC-Auslöseschwelle ermöglicht wird. Umgekehrt ist Vin<V_sense, wenn Vc<V_sense. Als ein Ergebnis wird der Spannungsabfall über dem Widerstand R3 von V_sense subtrahiert, womit ein Erhöhen der SC-Auslöseschwelle ermöglicht wird.
Die Höhe eines Spannungsabfalls ΔV3 kann mit Hilfe von drei Parametern verändert werden: die Größenordnung der Korrekturspannung Vc und die Widerstandswerte der Widerstände R3 und R4. Deshalb kann die SC-Auslöseschwelle im Vergleich zu einer Einzelparametersteuerung, die nur den Widerstandswert des Messwiderstands R2 verwendet, einfach angepasst werden.
(Funktionen und Wirkungen der Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1)
Funktionen und Wirkungen der Halbleitervorrichtung 51 und der Treibervorrichtung 2 gemäß der Ausführungsform 1 werden nachfolgend beschrieben.
Da (die Gate-Messspannung V_GS) des Strommesselements=(die Schaltelement-Gate-Emitterspannung V_GE)-(Messspannung), sind V_GE des Schaltelements und V_GS des Stromsensorelements nicht gleich. Ähnlich sind die Kollektor-Emitter-Spannung V_CE des Schaltelements und die Kollektor-Sensor-Spannung V_CS des Stromsensorelements nicht gleich.
Entsprechend ist das durch die Gleichung (2) gezeigte Verhältnis nicht festgelegt. $\frac{Stromsensorelement - Zellfl \ddot{a} che}{Schaltelement - Zellfl \ddot{a} che} = \frac{Messstrom}{Schaltelementstrom}$
Da ein IGBT oder ein MOSFET eine Gate-Schwellenwert-Temperaturcharakteristik aufweist, ändert sich der Umfang eines Einflusses des Unterschieds zwischen den Vorspannungen des Schaltelements und des Stromsensorelements nach dem nachfolgend durch die Gleichung (3) gezeigten Verhältnis abhängig von der Elementtemperatur. $Abzweigverh \ddot{a} ltnis = \frac{Messstrom}{Schaltelementstrom}$
Dies bedeutet, dass sich das Abzweigverhältnis abhängig von der Elementtemperatur ändert. Diese Tendenz wird deutlicher, wenn V_sense erhöht wird. Die konventionellen Halbleitervorrichtungen haben deshalb das Problem, dass die SC-Auslöseschwellen schwanken, wenn die Elementtemperatur des Schaltelements schwankt.
(2) Problem des komparatorseitigen Eingangsspannungsumfangs
Wie vorstehend beschrieben, ist bevorzugt, die Messspannung V_sense so klein wie möglich auszulegen. Wenn jedoch die Messspannung V_sense übermäßig klein ausgelegt wird, tritt ein anderes Problem in einem Fall auf, in welchem die Messspannung V_sense direkt durch einen Komparator verglichen wird.
Das Problem ist, dass die Messspannung V_sense bezüglich dem Eingangsspannungsbereich des Komparators übermäßig klein wird. Wenn die Messspannung V_sense direkt an den Komparator 6 in der Ausführungsform 1 angelegt wird, ist es notwendig, dass der Komparator 6 die Messspannung V_sense und die Schwellenwertspannung V_thresh direkt vergleicht.
Als ein Komparator, der in der Lage ist, eine Eingangsspannung von einigen hundert Millivolt zu handhaben, wie vorstehend beschrieben, ist eine Schaltungsanordnung notwendig, die in der Lage ist, im Wesentlichen von null Volt verwendet zu werden, z.B. eine, die für ein Railzu-Rail-Eingangssignal geeignet ist. Somit besteht ein Problem, dass der in der Überstromschutzschaltung zu verwendende Komparator auf einen bestimmten Typ eingeschränkt ist.
(3) Kompatibilität zwischen niedriger Messspannung und Komparator-Eingangsspannungsbereich
Wie vorstehend beschrieben, gibt es eine erste Anforderung zum Reduzieren der Messspannung V_sense, sodass eine Änderung der SC-Auslöseschwelle bezüglich einer Temperatur klein ist. Andererseits gibt es eine zweite Anforderung zum Einstellen eines großen Eingangsspannungsbereichs des Komparators 6. In der Ausführungsform 1 kann sowohl die erste als auch die zweite Anforderung erfüllt werden.
In der Ausführungsform 1 kann der Spannungsteilerwiderstandswert der Spannungsteilerschaltung 3 unabhängig von dem Widerstandswert des Messwiderstands R2 angepasst werden. In der Spannungsteilerschaltung 3 ist der Widerstand R3 in Serie zwischen einem Anschluss des Messwiderstands R2 und dem plus-Eingangsanschluss des Komparators 6 eingefügt. In der somit gebildeten Anordnung tritt ein Spannungsabfall über dem Widerstand R3 auf, und die Größe dieses Spannungsabfalls ΔV3 wird zu der Messspannung V_sense addiert. Das heißt, dass die korrigierte Messspannung Vin durch Addieren der Größe des Spannungsabfalls ΔV3 zu der Messspannung V_sense generiert werden kann.
Die Größe des Spannungsabfalls ΔV3 kann hinreichend groß gemacht werden, wenn die Korrekturspannung Vc und der Spannungsteilerwiderstandswert der Spannungsteilerschaltung 3 angepasst werden. Zum Beispiel können die Spannungsteilerschaltung 3 und die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5 so ausgelegt werden, dass die korrigierte Messspannung Vin eine vergleichsweise hohe Spannung von einem bis mehreren Volt für die Schwellenwertspannung der Überstromschutzschaltung ist.
(4) Verbesserung einer SC-Auslöseschwellen-Temperaturcharakteristik
3 ist eine schematische Darstellung, die ein Ergebnis einer Messung der SC-Auslöseschwelle in der Halbleitervorrichtung 51 und der Treibervorrichtung 2 gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Das in 3 gezeigte Ergebnis ist ein Ergebnis einer Messung einer Elementtemperaturabhängigkeit der SC-Auslöseschwelle in der Halbleitervorrichtung 51 gemäß der Ausführungsform 1. 3 zeigt auch ein Ergebnis einer Messung einer Elementtemperaturabhängigkeit der SC-Auslöseschwelle in einem in 15 gezeigten, vergleichenden Beispiel.
Die Abszisse repräsentiert die Elementtemperatur des Schaltelements 1. Die Ordinate repräsentiert die SC-Auslöseschwelle, genauer den Wert des Hauptstroms (d.h. des Kollektorstroms Ic) in dem Schaltelement 1, bei dem die Überstromschutzschaltung 10 den Schutzbetrieb beginnt.
15 ist eine schematische Darstellung, die das vergleichende Beispiel verglichen mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In dem in 15 gezeigten, vergleichenden Beispiel sind die Spannungsteilerschaltung 3 und die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5 nicht vorgesehen. Diesen Unterschied ausgenommen, ist die Schaltung in dem vergleichenden Beispiel die gleiche wie diejenige der Halbleitervorrichtung 51 gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform 1.
Wie in 3 gezeigt, wird durch Addieren der Größe des Spannungsabfalls ΔV3 über dem Widerstand R3 zu der Messspannung V_sense sowohl eine Korrekturwirkung in einer Korrektur bezüglich des Umfangs einer Änderung einer Temperatur erhalten als auch eine Pegel-Korrektur für die SC-Auslöseschwelle. Die Pegel-Korrektur wird zuerst beschrieben. In dem in 3 gezeigten Abhängigkeits-Graphen für das Vergleichsbeispiel ist die Auslöseschwelle bei der Elementtemperatur 25°C 1190A. Andererseits ist die Auslöseschwelle bei der Elementtemperatur 25°C in der Halbleitervorrichtung 51 gemäß der Ausführungsform 1 940A. Wie aus 3 verstanden werden kann, ist die SC-Auslöseschwelle in der Ausführungsform 1 insgesamt im Vergleich zu dem vergleichenden Beispiel reduziert.
Die Korrektur bezüglich des Umfangs einer Änderung der Temperatur wird beschrieben. Die SC-Auslöseschwelle bei der Elementtemperatur 25°C ist von 1190A auf 940A reduziert. Während der Umfang einer Änderung der SC-Auslöseschwelle von der Elementtemperatur 25°C zu der Elementtemperatur 125°C in dem vergleichenden Beispiel -490A ist, ist die korrespondierende Änderung in der Ausführungsform 1 -400A. Der Umfang einer Änderung der SC-Auslöseschwelle in dem gleichen Temperaturbereich ist um etwa 90A reduziert. Das heißt, der Umfang einer Änderung der SC-Auslöseschwelle bezüglich einer Temperatur in dem gleichen Temperaturbereich ist reduziert, wodurch eine Verbesserung der SC-Auslöseschwellen-Temperaturcharakteristik erzielt wird.
In der Ausführungsform 1 kann die Messspannung V_sense durch die Spannungsteilerschaltung 3 korrigiert werden. JP 2008 - 206 348 A offenbart zum Beispiel eine SC-Auslöseschwellenanpassungstechnik, die keine Korrekturspannung sondern einen Korrekturstrom verwendet. Die in dieser Veröffentlichung offenbarte Technik benötigt eine vergleichsweise hochpreisige Elektronikkomponente wie einen Operationsverstärker zum Generieren eines Korrekturstroms aus der Korrekturspannung, und weist ein Problem im Sinne von Kosten und Aufbaufläche auf. Diesbezüglich kann in der Ausführungsform 1 die SC-Auslöseschwelle mittels der Korrekturspannung Vc und der einfachen Anordnung, die durch die Spannungsteilerschaltung 3 unter Verwendung von zwei Widerständen R3 und R4 gebildet wird, angepasst werden.
Wie vorstehend beschrieben, sind die Halbleitervorrichtung 51 und die Treibervorrichtung 2 gemäß der Ausführungsform 1 als eine geeignete Schaltung vorgesehen, die in der Lage ist, den Eingangsspannungsbereich des Komparators 6 durch Verwenden einer einfachen Schaltung, das heißt, der Korrekturspannung Vc und der Spannungsteilerschaltung 3, geeignet anzupassen. Schwankungen der SC-Auslöseschwelle mit Veränderungen der Temperatur können durch eine solche geeignete Schaltung begrenzt werden.
Wie in 3 gezeigt, wird die SC-Auslöseschwelle durch Einstellen der Korrekturspannung Vc höher als die Messspannung V_sense reduziert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Korrekturspannung Vc kann niedriger eingestellt sein als die Messspannung V_sense, um die SC-Auslöseschwelle zu erhöhen.
Die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5, welche die Korrekturspannung Vc ausgibt, kann durch Verwenden einer vorbestimmten Referenzspannung und einer Transimpedanz-Schaltung wie einem Emitter-Folger realisiert werden. In einem solchen Fall wird der Vorteil einer Vereinfachung der Schaltung erzielt.
Das Schaltelement 1 ist nicht auf einen aus Silizium ausgebildeten IGBT beschränkt. Ein aus Silizium ausgebildeter Leistungs-MOSFET oder ein aus Silizumkarbid (SiC) ausgebildeter Leistungs-MOSFET können alternativ verwendet werden.
Ausführungsform 2
4 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung 52 und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung 102 gemäß einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Halbleitervorrichtung 52 und die Treibervorrichtung 102 sind die gleichen wie die Halbleitervorrichtung 51 und die Treibervorrichtung 2 gemäß der Ausführungsform 1, außer dass die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5 durch eine Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 105 ersetzt ist.
Die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 105 weist einen NPN-Transistor 11 als einen Emitter-Folger und eine Referenzspannungsquelle 12 auf. Die Referenzspannungsquelle 12 generiert eine Korrekturreferenzspannung Vcref. Ein Basis-Anschluss des NPN-Transistors 11 ist mit der Referenzspannungsquelle 12 verbunden. Ein Kollektor-Anschluss des NPN-Transistors 11 ist mit einer Spannungsquelle verbunden, und ein Emitter-Anschluss des NPN-Transistors 11 ist mit dem Widerstand R4 verbunden.
In der Ausführungsform 2 kann aufgrund der Verwendung des NPN-Transistors 11 und der Spannungsteilerschaltung 3, die aus den Widerständen R3 und R4 gebildet wird, eine Schaltung mit einer reduzierten Baugröße konstruiert werden, und sowohl reduzierte Kosten als auch eine reduzierte Aufbaufläche können erzielt werden.
Ausführungsform 3
5 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung 53 und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung 202 gemäß einer Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Halbleitervorrichtung 53 und die Treibervorrichtung 202 sind die gleichen wie die Halbleitervorrichtung 51 und die Treibervorrichtung 2 gemäß der Ausführungsform 1, außer dass ein kapazitives Element C11 hinzugefügt ist.
Ein Anschluss des kapazitiven Elements C11 ist zwischen dem Eingangsanschluss der Überstromschutzschaltung 10 und dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R3 und R4 angeschlossen. Der andere Anschluss des kapazitiven Elements C11 ist geerdet. Die Widerstände R3 und R4 und das kapazitive Element C11 bilden einen Tiefpassfilter. Einschwingstörungen können durch diesen Tiefpassfilter entfernt werden. Da die Widerstände R3 und R4 der Spannungsteilerschaltung 3 für den Tiefpassfilter verwendet werden können, kann die Anzahl der Komponenten reduziert werden.
Ausführungsform 4
6 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung 54 und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung 302 gemäß einer Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Halbleitervorrichtung 54 und die Treibervorrichtung 302 sind die gleichen wie die Halbleitervorrichtung 53 und die Treibervorrichtung 202 gemäß der Ausführungsform 3, außer dass ein Filterwiderstand R5 und ein Widerstand R6 hinzugefügt sind.
Der Filterwiderstand R5 zum Entfernen von Einschwingstörungen ist in Serie zwischen der Spannungsteilerschaltung 3 und dem Eingangsanschluss der Überstromschutzschaltung 10 eingefügt. Der Filterwiderstand R5 ist mit einem Anschluss des kapazitiven Elements C11 verbunden, um einen Tiefpassfilter zu bilden. Wenn der Filterwiderstand R5 getrennt angeordnet ist, wird die Anzahl von Elementen erhöht. Die Zeitkonstante des Tiefpassfilters kann jedoch mittels des Filterwiderstands R5 angepasst werden. Deshalb sind die Widerstände R3 und R4 nicht für die Zeitkonstante des Tiefpassfilters beschränkt, und die Spannungsteilerschaltung 3 kann frei ausgelegt werden. Somit ist der Freiheitsgrad des Entwurfs hoch.
Der Widerstand R6 ist parallel zu dem kapazitiven Element C11 angeordnet. Ein Anschluss der Parallelschaltung des Widerstands R6 und des kapazitiven Elements C11 ist zwischen dem Eingangsanschluss der Überstromschutzschaltung 10 und dem Filterwiderstand R5 angeschlossen. Der andere Anschluss der parallelen Schaltung des Widerstands R6 und des kapazitiven Elements C11 ist geerdet. In der so angeordneten Schaltung bilden der Widerstand R6 und der Filterwiderstand R5 eine Widerstandsspannungsteilerschaltung und die korrigierte Messspannung Vin kann weiter durch eine Spannungsteilung angepasst werden.
Die Spannung, die durch weiteres Anpassen der korrigierten Messspannung Vin durch eine Spannungsteilung erhalten wird, wird hier auch als wiederholt korrigierte Messspannung Vinc bezeichnet. Diese zweistufige Messspannungsanpassungstechnik ist insbesondere in einer nachfolgend beschriebenen Ausführungsform 10 wirksam.
Es ist bevorzugt, dass die Widerstandswerte des Filterwiderstands R5 und des Widerstands R6 erheblich höher ausgelegt sind als die Widerstandswerte des Messwiderstands R2 und des Widerstands R3. Wenn die Widerstandswerte des Filterwiderstands R5 und des Widerstands R6 hinreichend größer sind als die Widerstandswerte des Messwiderstands R2 und des Widerstands R3. Kann die wiederholt korrigierte Messspannung Vinc, welche das an die Überstromschutzschaltung 10 angelegte Signal ist, ungefähr durch die folgende Gleichung (4) ausgedrückt werden. $V i n c = \frac{R 6}{R 5 + R 6} \times (\frac{R 4}{R 3 + R 4} \times V_{s e n s e} + \frac{R 3}{R 3 + R 4} \times V c)$
Ausführungsform 5
7 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung 55 und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung 402 gemäß einer Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Halbleitervorrichtung 55 und die Treibervorrichtung 402 sind die gleichen wie die Halbleitervorrichtung 51 und die Treibervorrichtung 2 gemäß der Ausführungsform 1, außer dass ein Korrekturspannungsschaltelement 14 und eine SW-Steuerschaltung 15 hinzugefügt sind.
Das Korrekturspannungsschaltelement 14 ist ein MOSFET. Ein Gate-Anschluss des Korrekturspannungsschaltelements 14 ist mit einem Ausgang der SW-Steuerschaltung 15 verbunden, um ein SW-Signal von der SW-Steuerschaltung 15 zu erhalten. Das SW-Signal ist ein Treibersignal zum Ein-/Ausschalten des Korrekturspannungsschaltelements 14.
Ein Drain-Anschluss des Korrekturspannungsschaltelements 14 ist mit der Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5 verbunden, um die Korrekturspannung Vc zu empfangen. Ein Source-Anschluss des Korrekturspannungsschaltelements 14 ist mit einem Anschluss des Widerstands R4 verbunden. Das Korrekturspannungsschaltelement 14 ist in der Lage, zwischen der Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5 und dem einen Anschluss des Widerstands R4 zu öffnen oder abzuschalten. Während das in 7 gezeigte Korrekturspannungsschaltelement 14 ein MOSFET ist, kann alternativ ein Bipolartransistor verwendet werden.
8 ist ein Zeitdiagramm, das die Betriebe der Halbleitervorrichtung 55 und der Treibervorrichtung 402 gemäß der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung zeigt. In der Ausführungsform 5 wird das Korrekturspannungsschaltelement 14 von dem AUS-Zustand mit einer Verzögerung von dem Moment, in dem das Schaltelement 1 eingeschaltet wird, eingeschaltet.
Wie in dem offengelegten, japanischen Patent Nr. 2013-77976 offenbart, wird ein Intervall erkannt, in welchem die Messspannung vorübergehend schwankt, wenn das Schaltelement 1 eingeschaltet wird. Dieses Intervall ist eine Einschwingzeitdauer Tst, die in 8 gezeigt ist. Das Korrekturspannungsschaltelement 14 wird in dem Einschwingintervall Tst ausgeschaltet und wird nach dem Ablaufen des Einschwingintervalls Tst eingeschaltet. Die korrigierte Messspannung Vin wird dadurch während des Einschwingintervalls Tst unter die Schwellenwertspannung V_thresh der Überstromschutzschaltung 10 gebracht. Es wird hier angenommen, dass die Korrekturspannung Vc > die Messspannung V_sense.
Die korrigierte Messspannung Vin kann während des Einschwingintervalls Tst unter die Schwellenwertspannung V_thresh gebracht werden, um zu verhindern, dass die korrigierte Messspannung Vin unbeabsichtigt die SC-Auslöseschwelle erreicht.
In der vorstehend beschriebenen Schaltung gemäß der Ausführungsform 5 ist es idealerweise möglich, dass der in den Ausführungsformen 3 und 4 verwendete Tiefpassfilter nicht benötigt wird, weil Einschwingstörungsbeimischungen oder Variationen der Messspannung geringer gehalten werden können als die Schwellenwertspannung V_thresh. Eine Verzögerung eines Erkennens für einen Überstromschutz aufgrund der Zeitkonstanten des Tiefpassfilters kann eliminiert werden, und die Anzahl von Komponententeilen kann reduziert werden. Außerdem kann der Stromverbrauch reduziert werden, da die Korrekturspannung Vc durch ein Verwenden des Korrekturspannungsschaltelements 14 selektiv, nur wenn sie benötigt wird, bereitgestellt wird.
Ausführungsform 6
9 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung 56 und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung 502 gemäß einer Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Halbleitervorrichtung 56 und die Treibervorrichtung 502 sind die gleichen wie die Halbleitervorrichtung 51 und die Treibervorrichtung 2 gemäß der Ausführungsform 1, außer dass ein Temperatursensor 16 hinzugefügt ist.
Der Temperatursensor 16 misst die Elementtemperatur des Schaltelements 1. Die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5 ist mit dem Temperatursensor 16 verbunden und gibt die Korrekturspannung Vc mit einem negativen Temperaturgradienten basierend auf dem Ausgangssignal von dem Temperatursensor 16 aus, sodass die Korrekturspannung Vc sinkt, wenn die Elementtemperatur reduziert wird.
Allgemein neigt die Messspannung V_sense von dem Schaltelement 1 dazu, mit einem Ansteigen der Elementtemperatur entlang einem positiven Temperaturgradienten zu steigen. Die SC-Auslöseschwelle neigt dazu, sich entlang einem negativen Temperaturgradienten umgekehrt zu dem der Messspannung zu ändern.
Die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5 ändert die Korrekturspannung Vc im Verhältnis zu der Elementtemperatur des Schaltelements 1, die durch das Ausgangssignal des Temperatursensors 16 bestimmt wird. Der negative Temperaturgradient umgekehrt zu der Messspannungs-Temperaturcharakteristik kann dadurch an die Korrekturspannung Vc gegeben werden. Als ein Ergebnis wird der Temperaturgradient der korrigierten Messspannung Vin durch Auslöschen reduziert. Der Umfang einer Reduzierung der SC-Auslöseschwelle gemäß einem Ansteigen der Elementtemperatur wird reduziert, was idealerweise ermöglicht, dass die SC-Auslöseschwelle konstant beibehalten wird, selbst wenn die Elementtemperatur verändert wird.
Ausführungsform 7
10 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung 57 und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung 602 gemäß einer Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Halbleitervorrichtung 57 und die Treibervorrichtung 602 sind die gleichen wie die Halbleitervorrichtung 54 und die Treibervorrichtung 302 gemäß der Ausführungsform 4, außer dass die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5 durch eine Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 605 ersetzt ist und dass ein Temperatursensor 616, ein Widerstand R17 und ein kapazitives Element C18 hinzugefügt sind.
Die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 605 weist den NPN-Transistor 11 als einen Emitter-Folger auf. Mit Ausnahme der Schaltung, mit welcher der Basis-Anschluss des NPN-Transistors 11 verbunden ist, ist die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 605 die gleiche wie die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 105.
Der Basis-Anschluss des NPN-Transistors 11 ist mit einem Anschluss des Widerstands R17 verbunden. Der andere Anschluss des Widerstands R17 ist mit einer Spannungsquelle verbunden. Ein Anschluss des kapazitiven Elements C18 ist zwischen dem Widerstand R17 und dem Basis-Anschluss des NPN-Transistors 11 angeschlossen. Der andere Anschluss des kapazitiven Elements C18 ist geerdet.
Der Temperatursensor 616 ist zwischen dem Widerstand R17 und dem Basis-Anschluss des NPN-Transistors 11 angeschlossen. Der Temperatursensor 616 ist eine Mehrzahl von Temperatursensordioden, die in Serie verbunden sind. Die Anode der Temperatursensordiode in der obersten Stufe ist mit dem Basis-Anschluss des NPN-Transistors 11 verbunden. Weil die Durchlassspannung der Dioden bezüglich einer Temperaturänderung einen negativen Gradienten aufweist, ist es für die Temperaturkorrekturspannung geeignet, an den Basis-Anschluss der Emitter-Folgers angelegt zu werden, der durch den NPN-Transistor 11 gebildet wird.
Die Mehrzahl von Temperatursensordioden, die in dem Temperatursensor 616 vorgesehen ist, kann in der Nähe eines Wärmeerzeugenden Bereichs auf dem Halbleiter-Chip des Schaltelements 1 ausgebildet sein.
In der Ausführungsform 7 können die Funktionen der Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 605 und des Temperatursensors 616 mittels einer einfachen Schaltung realisiert werden.
Der Temperaturgradient der korrigierten Messspannung Vin wird durch Auswählen des Widerstandsspannungsteilerverhältnisses in der Spannungsteilerschaltung 3, sodass der Unterschied zwischen den Temperaturgradienten des Terms V_sense und des Terms Vc in der vorstehend gezeigten Gleichung (4) null ist, auf null eingestellt. Dies hat jedoch eine Möglichkeit eines Fehlers zur Folge, die korrigierte Messspannung Vin zu generieren, sodass die korrigierte Messspannung Vin und die Schwellenwertspannung V_thresh bei einer bestimmten einzustellenden SC-Auslöseschwelle zusammentreffen, weil das Verhältnis der Widerstandswerte der Widerstände R3 und R4 in der Spannungsteilerschaltung 3 auf einen bestimmten geeigneten Wert festgelegt ist.
Dann wird die Widerstandsspannungsteilerschaltung, die durch den Filterwiderstand R5 und den Widerstand R6 gebildet wird, wie in der Beschreibung der Ausführungsform 4 beschrieben ist, hinzugefügt, um die wiederholt korrigierte Messspannung Vinc von der korrigierten Messspannung Vin mit dem auf null eingestellten Temperaturgradienten zu generieren, und die wiederholt korrigierte Messspannung Vinc wird an die Überstromschutzschaltung 10 angelegt. Folglich können, während das Widerstandsspannungsteilerverhältnis in der Spannungsteilerschaltung 3 so optimiert wird, dass der Unterschied zwischen den Temperaturgradienten des Terms V_sense und des Terms Vc in der vorstehend gezeigten Gleichung (4) null wird, die Widerstandswerte des Filterwiderstands R5 und des Widerstands R6 so angepasst werden, dass die Schwellenwertspannung V_thresh und die wiederholt korrigierte Messspannung Vinc bei einer bestimmten einzustellenden SC-Auslöseschwelle zusammentreffen.
11 ist eine schematische Darstellung, die Ergebnisse einer Messung der Auslöseschwelle in der Halbleitervorrichtung 57 und der Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung 602 gemäß der Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Wert des Messwiderstands R2 ist so angepasst, dass die SC-Auslöseschwellen in der Schaltung gemäß der Ausführungsform 7 und einer Schaltung gemäß einem vergleichenden Beispiel bei einer gewöhnlichen Temperatur von 25°C zusammenfallen. Das vergleichende Beispiel ist die in 15 gezeigte Schaltung. In dem vergleichenden Beispiel sinkt die SC-Auslöseschwelle mit einem Ansteigen der Elementtemperatur. Im Gegensatz dazu kann in der Ausführungsform 7 die Auslöseschwelle allgemein konstant beibehalten werden, selbst wenn die Elementtemperatur verändert wird.
Ausführungsform 8
12 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung 58 und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung 702 gemäß einer Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Halbleitervorrichtung 58 und die Treibervorrichtung 702 sind die gleichen wie die Halbleitervorrichtung 56 und die Treibervorrichtung 502 gemäß der Ausführungsform 6, außer dass eine Korrekturspannungssteuerschaltung 18 zwischen dem Temperatursensor 16 und der Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5 vorgesehen ist.
Die Korrekturspannungssteuerschaltung 18 ist ein Mikroprozessor, der die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5 gemäß einem vorbestimmten Programm steuert, um die Korrekturspannung-gemäß der Elementtemperatur zu verändern. Die Korrekturspannungssteuerschaltung 18 steuert die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5 gemäß einer Berechnungsformel oder einer Zuordnung, die in dem Programm enthalten ist, um die Korrekturspannung Vc gemäß der Elementtemperatur des Schaltelements 1 zu verändern.
Die Korrekturspannungssteuerschaltung 18 weist einen Speicher 17 auf. Korrekturspannungswerte zur Realisierung von vorbestimmten SC-Auslöseschwellen sind in den Speicher 17 geschrieben.
Eine SC-Auslöseschwelle für eine Halbleitervorrichtung 58 wird unter Verwendung von Gleichung (1) oder Gleichung (4) berechnet. Die berechnete SC-Auslöseschwelle wird mit einer Standard-SC-Auslöseschwelle verglichen und ein Umfang einer Abweichung ΔSC dazwischen wird berechnet.
Anschließend wird der Wert der Korrekturspannung Vc dadurch angepasst, dass DA einen geeigneten der Korrekturspannungswerte aus dem Speicher 17 ausgibt, sodass der Umfang an Abweichung ΔSC null wird, wodurch die korrigierte Messspannung Vin als ein Ergebnis der Korrektur einer Variation in der Messspannung V_sense von dem Schaltelement 1 generiert wird. In dem Fall der Ausführungsform 7 wird die wiederholt korrigierte Messspannung Vinc generiert.
Ein Steuersignal von der Korrekturspannungssteuerschaltung 18 wird so eingestellt, dass die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung 5 veranlasst wird, ein Ausgeben der zu dieser Zeit bestimmten, geeigneten Korrekturspannung Vc fortzusetzen. Die SC-Auslöseschwelle wird dadurch übereinstimmend mit der Standard-SC-Auslöseschwelle eingestellt, sodass ein Reduzieren von Variationen der SC-Auslöseschwelle ermöglicht wird.
Außerdem kann der SC-Auslöseschwellen-Temperaturgradient bezüglich einer Änderung der Elementtemperatur von SC-Auslöseschwellen unter verschiedenen Temperaturbedingungen berechnet werden. Der SC-Auslöseschwelle kann durch genaues Anpassen der Korrekturspannung Vc gemäß Änderungen der mit dem Temperatursensor 16 erfassten Elementtemperatur der gewünschten Gradienten gegeben werden. Der Korrekturwert zur Realisierung dieses Temperaturgradienten wird in den Speicher 17 geschrieben. Der Wert, der für den gewünschten Temperaturgradienten geeignet ist, wird ausgelesen und verwendet. Der Gradient der SC-Auslöseschwelle bezüglich einer Änderung der Temperatur kann dadurch allgemein konstant gehalten werden, sodass Variationen der SC-Auslöseschwelle mit weiter verbesserter Genauigkeit reduziert werden können.
Die vorstehend beschriebene SC-Auslöseschwellen-Anpassung kann zu einer gewünschten Zeit, zum Beispiel zu einer Zeit vor einer Produktauslieferung, für jede der Halbleitervorrichtungen 58 ausgeführt werden. Die SC-Auslöseschwellen können dadurch gemäß der Standardcharakteristik angepasst werden, selbst wenn es Variationen der Eigenschaften des Schaltelements 1 gibt.
Ausführungsform 9
[Anordnung der Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform 9]
13 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung 59 und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung 802 gemäß einer Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Halbleitervorrichtung 59 und die Treibervorrichtung 802 sind die gleichen wie die Halbleitervorrichtung 51 und die Treibervorrichtung 2 gemäß der Ausführungsform 1, außer dass eine Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung 804 vorgesehen ist.
Ein Anschluss der Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung 804 ist mit dem Gate-Anschluss des Schaltelements 1 verbunden, und der andere Anschluss ist mit dem Messanschluss S verbunden. Die Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung 804 reduziert die Gate-Spannung V_GE an dem Schaltelement 1, wenn die Messspannung V_sense eine zweite Schwellenwertspannung erreicht. Diese zweite Schwellenwertspannung ist eine Gate-Schwellenwertspannung eines MOSFETs 19 zum Abschalten des Gates des Schaltelements 1.
Genauer ist in der vorliegenden Ausführungsform die Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung 804 eine sogenannte Echtzeitsteuerschaltung (RTC). Die Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung 804 weist einen Widerstand R21, ein kapazitives Element C20 und den MOSFET 19 auf. Ein Anschluss des Widerstands R21 ist mit dem Gate-Anschluss des Schaltelements 1 verbunden. Ein Bipolartransistor kann für den MOSFET 19 verwendet werden.
Der andere Anschluss des Widerstands R21 ist mit einem Drain-Anschluss des MOSFETs 19 verbunden. Ein Gate-Anschluss des MOSFETs 19 ist zwischen dem Messanschluss S und dem Widerstand R3 angeschlossen. Ein Source-Anschluss des MOSFETs 19 ist geerdet. Ein Anschluss des kapazitiven Elements C20 ist mit dem Gate-Anschluss des MOSFETs 19 verbunden. Der andere Anschluss des kapazitiven Elements C20 ist geerdet. Das kapazitive Element C20 wird zur Stabilisierung der Gate-Spannung an dem MOSFET 19 verwendet. Eine Verwendung des kapazitiven Elements C20 kann jedoch zur Vereinfachung der Schaltung vermieden werden.
In der Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung 804 wird der MOSFET 19 eingeschaltet, wenn die Messspannung V_sense die Gate-Schwellenwertspannung des MOSFETs 19 überschreitet, wodurch die Gate-Spannung an dem Halbleiterschaltelement 1 ohne eine Aktion über die Überstromschutzschaltung 10 reduziert wird. Deshalb kann eine Verzögerung, die durch den Komparator 6 und den Tiefpassfilter auf der Seite der Überstromschutzschaltung 10 verursacht wird, vermieden werden, um einen Hochgeschwindigkeitsstart zu ermöglichen. Selbst wenn die Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung 804 arbeitet, ist jedoch das Gate nicht vollständig abgeschaltet, solange die Treiberschaltung 9 fortfährt das Ausgangssignal zu senden. Ein vollständiges Abschalten des Gates erfordert, dass die Treiberschaltung 9 mittels der Überstromschutzschaltung 10 gestoppt wird.
Eine Optimierung der Betriebsbedingungen für die Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung 804 erfordert eine Optimierung des Werts des Messwiderstands R2, sodass die Werte der Gate-Schwellenwertspannung des MOSFETs 19 und die Messspannung V_sense nahe zueinander gebracht werden. Dies gilt, weil, wenn die Messspannung V_sense nah an der Gate-Schwellenwertspannung des MOSFETs 19 liegt, der MOSFET 19 sofort eingeschaltet werden kann, wenn ein Ansteigen der Messspannung V_sense aufgrund eines Überstroms auftritt.
In einem Fall, in welchem die Messspannung V_sense direkt an den Komparator 6 in der Überstromschutzschaltung 10 angelegt wird wie im herkömmlichen Stand der Technik, das heißt, in dem Fall des in 15 gezeigten vergleichenden Beispiels besteht jedoch eine Notwendigkeit, mit Priorität den Messwiderstand R2 für eine Schwellenwertspannung V_thresh=Messwiderstand R2 x SC-Auslöseschwelle zu bestimmen, um die gewünschte SC-Auslöseschwelle einzustellen. Es besteht deshalb eine Möglichkeit, dass die Gate-Schwellenwertspannung des MOSFETs 19 unnötig höher ist als die Messspannung V_sense.
Diesbezüglich kann in der Ausführungsform 9 die korrigierte Messspannung Vin mittels der Korrekturspannung Vc und der Spannungsteilerschaltung 3 unabhängig von dem Widerstandswert des Messwiderstands R2 generiert werden, um an den Komparator 6 angelegt zu werden. Folglich können, während der Widerstandswert des Messwiderstands R2 so optimiert wird, dass die Werte der Gate-Schwellenwertspannung des MOSFETs 19 und die Messspannung V_sense nah zueinander gebracht werden, die Korrekturspannung Vc und die Werte der Spannungsteilerwiderstände in der Spannungsteilerschaltung 3 so angepasst werden, dass die korrigierte Messspannung Vin die gewünschte SC-Auslöseschwelle erzielt. Eine Beschleunigung des Schutzbetriebs der Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung 804 kann somit erzielt werden.
Eine Anordnung in der Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung 804, in welcher eine Diode (nicht gezeigt) zwischen dem Gate-Anschluss des MOSFETs 19 und dem Messanschluss S eingefügt ist, kann alternativ eingesetzt werden; die Kathode der Diode ist mit dem Gate-Anschluss des MOSFETs 19 verbunden; und die Anode der Diode ist mit dem Messanschluss S verbunden. In dieser Anordnung wird, selbst wenn die Messspannung V_sense auf 0V fällt, die Gate-Spannung an dem MOSFET 19 durch die gleichrichtende Funktion der Diode gehalten, und der MOSFET 19 wird nicht sofort abgeschaltet. Deshalb kann die Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung 804 den Zustand beibehalten, in welchem die Gate-Spannung an dem Halbleiterschaltelement 1 reduziert ist, bis die Treiberschaltung 9 durch die Überstromschutzschaltung 10 gestoppt ist.
[Modifiziertes Beispiel der Ausführungsform 9]
In der Ausführungsform 9 ist die Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung 804 zu der Halbleitervorrichtung 51 und der Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung 2 gemäß der Ausführungsform 1 hinzugefügt. Die Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung 804 kann auch zu den Halbleitervorrichtungen 56 bis 58 und den Halbleiterschaltelementreibervorrichtungen 502 bis 702 gemäß den Ausführungsformen 6 bis 8 hinzugefügt werden.
14 ist eine schematische Darstellung, die eine Halbleitervorrichtung 60 und eine Halbleiterschaltelementtreibervorrichtung 852 gemäß einem modifizierten Beispiel der Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung zeigt. Mit Bezug auf 14 ist die Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung 804 zu der Halbleitervorrichtung 56 und der Treibervorrichtung 502 gemäß der Ausführungsform 6 hinzugefügt. Ein Anschluss des kapazitiven Elements C20 und der Gate-Anschluss des MOSFETs 19 in der Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung 804 sind mit dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R3 und R4 in der Spannungsteilerschaltung 3 verbunden.
In diesem Fall kann der Gate-Anschluss des MOSFETs 19 mit dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R3 und R4 in der Spannungsteilerschaltung 3 verbunden sein. Dadurch wird eine Korrektur der Spannung zum Treiben der Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung 804 (der Spannung, die an den Gate-Anschluss des MOSFETs 19 angelegt wird) gemäß der Elementtemperatur des Schaltelements 1 ermöglicht. Es besteht jedoch eine Notwendigkeit, eine Verzögerung aufgrund des Widerstands R3, des kapazitiven Elements C20 und einer kapazitiven Komponente des MOSFETs 19 zu berücksichtigen.
Eine Anordnung in der Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung 804, in welcher eine Diode (nicht gezeigt) zwischen dem Gate-Anschluss des MOSFETs 19 und dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R3 und R4 in der Spannungsteilerschaltung 3 eingefügt ist, kann alternativ eingesetzt werden; die Kathode der Diode ist mit dem Gate-Anschluss des MOSFETs 19 verbunden; und die Anode der Diode ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R3 und R4 in der Spannungsteilerschaltung 3 verbunden. In dieser Anordnung wird, selbst wenn die korrigierte Messspannung V_sense auf 0V fällt, die Gate-Spannung an dem MOSFET 19 durch die gleichrichtende Funktion der Diode gehalten, und der MOSFET 19 wird nicht sofort abgeschaltet. Deshalb kann die Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung 804 den Zustand beibehalten, in welchem die Gate-Spannung an dem Halbleiterschaltelement 1 reduziert ist, bis die Treiberschaltung 9 durch die Überstromschutzschaltung 10 gestoppt ist.
Bezugszeichenliste

1: Schaltelement,
4: Puffer,
5, 105, 605: Korrekturspannungsgenerierungsschaltung,
6: Komparator,
7: Referenzspannungsgenerierungsschaltung,
8: Steuerschaltung,
9: Treiberschaltung,
10: Überstromschutzschaltung,
11: Transistor,
12,: Referenzspannungsquelle,
14: Korrekturspannungsschaltelement,
15: Steuerschaltung,
16: Temperatursensor,
17: Speicher,
18: Korrekturspannungssteuerschaltung,
19: MOSFET,
51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60: Halbleitervorrichtung,
2, 102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802, 852: Treibervorrichtungen,
616: Temperatursensor,
804: Hochgeschwindigkeitsschutzschaltung

Claims

Halbleitervorrichtung, aufweisend: ein Halbleiterschaltelement (1), das einen Messanschluss aufweist und in der Lage ist, von dem Messanschluss einen Messstrom auszugeben, der bei einem vorbestimmten Abzweigverhältnis zu einem Hauptstrom gegeben ist; einen Messwiderstand (R2), dessen einer Anschluss mit dem Messanschluss verbunden ist, dessen anderer Anschluss eingerichtet ist geerdet zu werden, und der einen Strom von dem Messanschluss empfängt, um eine Messspannung zu generieren; eine Korrekturspannungsgenerierungsschaltung (5, 105, 605), die eine Korrekturspannung generiert; eine Spannungsteilerschaltung (3), die einen ersten Widerstand, der die Messspannung an seinem einen Anschluss empfängt, und einen zweiten Widerstand, der an seinem einen Anschluss die Korrekturspannung von der Korrekturspannungsgenerierungsschaltung (5, 105, 605) empfängt und dessen anderer Anschluss mit dem anderen Anschluss der ersten Widerstands verbunden ist, aufweist, wobei die Spannungsteilerschaltung (3) von dem Verbindungspunkt zwischen dem ersten und zweiten Widerstand eine korrigierte Messspannung ausgibt, die durch ein Korrigieren der Messspannung mit der Korrekturspannung erhalten wird; eine Überstromschutzschaltung (10), an welche die korrigierte Messspannung angelegt wird und die ein Haltsignal ausgibt, wenn die korrigierte Messspannung höher ist als eine Schwellenwertspannung; eine Treiberschaltung (9), welche ein Treiben des Schaltelements (1) auf ein Empfangen des Haltsignals von der Überstromschutzschaltung (10) beendet; und ein Korrekturspannungsschaltelement (14), welches die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung (5, 105, 605) und den einen Anschluss des zweiten Widerstands verbindet, wobei das Korrekturspannungsschaltelement (14) von einem AUS-Zustand nach einem Ablaufen einer vorbestimmten Zeitdauer von einem Moment, in welchem das Halbleiterschaltelement (1) eingeschaltet wird, eingeschaltet wird.
Halbleitervorrichtung, aufweisend: ein Halbleiterschaltelement (1), das einen Messanschluss aufweist und in der Lage ist, von dem Messanschluss einen Messstrom auszugeben, der bei einem vorbestimmten Abzweigverhältnis zu einem Hauptstrom gegeben ist; einen Messwiderstand (R2), dessen einer Anschluss mit dem Messanschluss verbunden ist, dessen anderer Anschluss eingerichtet ist geerdet zu werden, und der einen Strom von dem Messanschluss empfängt, um eine Messspannung zu generieren; eine Korrekturspannungsgenerierungsschaltung (5, 105, 605), die eine Korrekturspannung generiert; eine Spannungsteilerschaltung (3), die einen ersten Widerstand, der die Messspannung an seinem einen Anschluss empfängt, und einen zweiten Widerstand, der an seinem einen Anschluss die Korrekturspannung von der Korrekturspannungsgenerierungsschaltung (5, 105, 605) empfängt und dessen anderer Anschluss mit dem anderen Anschluss der ersten Widerstands verbunden ist, aufweist, wobei die Spannungsteilerschaltung (3) von dem Verbindungspunkt zwischen dem ersten und zweiten Widerstand eine korrigierte Messspannung ausgibt, die durch ein Korrigieren der Messspannung mit der Korrekturspannung erhalten wird; eine Überstromschutzschaltung (10), an welche die korrigierte Messspannung angelegt wird und die ein Haltsignal ausgibt, wenn die korrigierte Messspannung höher ist als eine Schwellenwertspannung; eine Treiberschaltung (9), welche ein Treiben des Schaltelements (1) auf ein Empfangen des Haltsignals von der Überstromschutzschaltung (10) beendet; und einen Temperatursensor (616) zum Messen der Elementtemperatur des Halbleiterschaltelements (1), wobei die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung (5, 105, 605) die Korrekturspannung basierend auf einem Ausgangssignal des Temperatursensor (616) reduziert, wenn die Elementtemperatur erhöht wird, und wobei die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung (5, 105, 605) einen Transistor mit einem Steueranschluss, einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss aufweist, wobei ein Zustand eines Leitens durch den ersten und zweiten Anschluss mit dem Steueranschluss gesteuert wird, und wobei eine elektrische Leistung von einer Spannungsquelle an den ersten Anschluss bereitgestellt wird und die Korrekturspannung von dem zweiten Anschluss ausgegeben wird; und der Temperatursensor (616) eine Temperatursensordiode aufweist, die eine Anode umfasst, wobei eine Spannung der Anode an den Steueranschluss bereitgestellt wird, und die Temperatursensordiode eine Kathode aufweist, die eingerichtet ist, geerdet zu werden.
Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, weiter aufweisend einen Temperatursensor (16) zum Messen der Elementtemperatur des Halbleiterschaltelements (1); und eine Korrekturspannungssteuerschaltung (18), welche die Korrekturspannungsgenerierungsschaltung (5, 105, 605) gemäß einem vorbestimmten Programm steuert, um die Korrekturspannung gemäß der Elementtemperatur zu ändern.