DE4410978A1 - Verfahren und Schaltung zur Verbesserung der Kurzschlußbeständigkeit eines bipolaren IGBT - Google Patents

Verfahren und Schaltung zur Verbesserung der Kurzschlußbeständigkeit eines bipolaren IGBT

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Verbesserung der Kurzschlußbeständigkeit eines bipolaren Transistors mit isoliertem Gate (IGBT) der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Leistungstransistoren werden in elektrischen Geräten zur Steuerung und Umwandlung elektrischer Leistung verwendet. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß derartige Bauelemente zu vorgegebenen Zeiten ein- und ausgeschaltet werden. Diese Bauelemente werden von Systemkonstrukteuren so ausgewählt, daß sie in zuverlässiger Weise in der Schaltung auftretende Ströme unter normalen sowie unter zu erwartenden Überlast­ bedingungen verarbeiten können. Unter Fehler- oder Kurzschluß­ bedingungen kann ein Bauelement jedoch sehr hohen Stromstößen ausgesetzt sein, deren Amplitude hauptsächlich durch die Verstärkung des Bauelementes selbst begrenzt ist. Lediglich eine frühzeitige Steuerung und Beseitigung des Fehlerstromes mit Hilfe irgendwelcher äußerer Einrichtungen schützt ein derartiges Bauelement gegen einen Ausfall.
Bei Anwendungen, bei denen ein Systemfehler sehr wahrscheinlich ist, wofür das Gebiet von Motorsteuerungen ein Hauptbeispiel ist, werden äußere Schutzschaltungen verwendet, um den Fehler festzustellen und um den Transistor dadurch abzuschalten, daß die Basis-/Gate-Ansteuerung abgeschaltet wird. Bei allen derartigen Anwendungen ist, mit der Ausnahme der Verwendung von "intelligenten" Moduln, ist die Schutzschaltung extern mit dem Bauelement verbunden.
Entsprechend wird von Bauelement-Herstellern erwartet, daß sie eine minimale Kurzschlußbeständigkeitszeit garantieren, was ein Maß dafür ist, wie lange ein Bauelement einen Fehlerstrom ohne Ausfall übersteht. Hierbei besteht ein Kompromiß hinsichtlich des Bauteils zwischen der Kurzschlußbeständigkeitszeit und der Stromverstärkung der Leistungstransistoren. Dies bedeutet, daß die Fehlerstromamplitude um so höher ist, je höher die Verstär­ kung des Transistors ist, und daß entsprechend die Kurzschluß­ beständigkeitszeit um so kürzer ist. Dieser in Fig. 1 darge­ stellte Kompromiß ist für Hersteller von IGBT-Transistoren von größerer Bedeutung, weil diese Bauelemente von Natur aus höhere Verstärkungen aufweisen. Die heute verfügbaren, eine niedrige Verstärkung aufweisenden IGBT′s lassen eine längere Kurzschluß­ zeit zu, jedoch unter Inkaufnahme eines Verlustes an Betriebs­ wirkungsgrad. Die eine hohe Verstärkung aufweisenden Bauelemente ergeben andererseits einen höheren Betriebswirkungsgrad, erfor­ dern jedoch schnellere äußere Schutzschaltungen. Die derzeitige Marktentwicklung läuft in Richtung auf eine Verbesserung des Systemwirkungsgrades. Dies führt andererseits zu einer Forderung nach IGBT′s mit hohem Betriebswirkungsgrad. Die Forderung nach einer längeren Kurzschlußzeit (10 µs) gilt jedoch immer noch, insbesondere für die vorhandenen Konstruktionen. Daher besteht ein dringender Bedarfan IGBT′s, die einen höheren Betriebswir­ kungsgrad (eine höhere Verstärkung) und gleichzeitig eine lange Kurzschlußzeit aufweisen. Der naturgegebene Kompromiß hinsicht­ lich der Bauelemente ermöglicht es jedoch nicht, daß IGBT′s beide Forderungen erfüllen.
Es wurden Lösungen zum Schutz von IGBT′s entwickelt, die jedoch nicht völlig befriedigend sind. Beispielsweise verwendet die bekannte Schaltung nach Fig. 2 einen Stromsensor-IGBT zur Überwachung des IGBT-Stroms. Wenn der Bauelemente-Strom einen voreingestellten Wert übersteigt, so steigt die längs des Meß- oder Sensorwiderstandes R1 abfallende Spannung über den Gate- Schwellenwert des MOSFET an. Wenn der MOSFET zu leiten beginnt, so wird ein Spannungsabfall längs eines externen Gate-Serien­ widerstandes RG erzeugt. Die Gate-Spannung des IGBT wird entsprechend verringert und der Strom dieses Bauelementes wird geregelt. Die Beschränkung dieser Schaltung besteht darin, daß sie lediglich mit Strom-Sensor-IGBT′s verwendet werden kann. Die Kostenwirksamkeit der Herstellung von Stromsensor-IGBT′s und die Probleme hinsichtlich der Beherrschung der Toleranzen des Strom- Sensor-Verhältnisses stellen hierbei wesentliche Gesichtspunkte dar. Der größte Teil der heute in Leistungsmodulen verwendeten IGBT′s sind nicht vom Strom-Sensortyp. Weiterhin kann diese Schaltung nicht extern in ein IGBT-Modul <eingesteckt< werden, wenn nicht die Strom-Sensor-Anschlüsse nach außen geführt werden, was eine schwierige Aufgabe darstellt, weil die Schal­ tung hierdurch gegenüber Systemstörungen empfindlich werden kann. Weiterhin beeinträchtigt die Abhängigkeit der Schaltung von dem Wert von RG die Einschaltverluste des IGBT- Bauelementes.
Die in Fig. 3 gezeigte bekannte Schaltung verwendet eine inte­ grierte Leistungsschaltung mit Meßeigenschaften. Die Schaltung überwacht die Kollektor-/Emitterspannung zur Feststellung eines Fehlers. Diese Schaltung weist eingebaute Verzögerungen zur Berücksichtigung des Einschaltvorganges und sehr schmaler Last­ stromspitzen auf. Ein Fehlerzustand, der länger als die vorste­ hend beschriebene Verzögerung an- dauert, führt jedoch zu einem vollständigen Abschalten des IGBT. Die Schaltung weist keine Maßnahmen auf, um: 1) die anfängliche hohe Spitze des Fehler­ stromes zu begrenzen oder 2) die Begrenzung des Fehlerstromes beizubehalten, während die normale Gate-Ansteuerung wieder hergestellt wird, wenn der Fehler sehr kurz und vorübergehend ist. Der weitere Nachteil dieser Schaltung besteht darin, daß sie zum Betrieb eine Gleichspannungsversorgung benötigt. Daher kann sie nicht einfach in vorhandene Moduln eingefügt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Kurzschlußbestän­ digkeit von IGBT′s verbessert, ohne daß sich die vorstehend genannten Nachteile ergeben.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Schaltung nutzt die grundlegenden Eigen­ schaften von IGBT′s hinsichtlich der Abhängigkeit der Kurz­ schluß-Beständigkeitszeit von der Gate-Spannung aus. Wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, verringert die Absenkung der Gate- Spannung eines IGBT die Amplitude des Fehlerstromes und verlängert die Kurzschluß-Beständigkeitszeit.
Entsprechend arbeitet die Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung so, daß der Fehler gemessen wird und danach die Gate-Spannung abgesenkt wird. Eine niedrigere Gate-Spannung begrenzt die Amplitude des Fehlerstromes, wodurch die Kurz­ schluß-Beständigkeitszeit verlängert wird. Eine eingebaute Zeitverzögerung wird eingeführt, um Einschaltströme oder Laststromspitzen zu berücksichtigen.
Im einzelnen umfaßt die Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung einen MOSFET zur Verringerung der an das Gate des IGBT angelegten Spannung während eines Kurzschlußzustandes, wodurch der durch den IGBT fließende Kurzschlußstrom verringert wird. Eine Zenerdiode ist zwischen dem MOSFET und der Gate- Elektrode des IGBT eingeschaltet, um die Spannung an der Gate- Elektrode des IGBT auf eine vorgegebene Spannung zu klemmen, wenn der MOSFET während eines Kurzschlußzustandes eingeschaltet wird.
Die Schaltung der vorliegenden Erfindung arbeitet durch Anlegen einer vergrößerten Spannung an die Gate-Elektrode des MOSFET zum Einschalten des MOSFET während eines Kurzschlußzustandes, wenn die Spannung am Kollektor des IGBT ansteigt, wodurch die Gate- Elektrode des IGBT auf die vorgegebene Spannung geklemmt wird. Ein Spannungsteiler ist zwischen der Gate-Elektrode des IGBT und der Gate-Elektrode des MOSFET eingeschaltet und eine Diode ist zwischen dem Spannungsteiler und dem IGBT eingeschaltet. Die Diode ist so gepolt, daß sie während eines Kurzschlußzustandes nichtleitend gemacht wird, wenn die Spannung an dem Kollektor des IGBT ansteigt, was zu einer vergrößerten Spannung an der Gate-Elektrode des MOSFET′s führt, weil verhindert wird, daß ein Strom durch die Diode fließt und zum Spannungsteiler abgeleitet wird. Der zum Spannungsteiler abgeleitete Strom wird aus der der Gate-Elektrode des IGBT zugeführten Spannung erzeugt.
Wahlweise kann ein zusätzlicher MOSFET und ein zusätzlicher Spannungsteiler zwischen der Gate-Elektrode des IGBT und der Diode eingeschaltet werden, um den IGBT vollständig abzu­ schalten, wenn der Kurzschlußzustand länger als ein vorge­ gebenes Zeitintervall andauert. Weiterhin kann wahlweise eine Diode zwischen der Source-Elektrode des zusätzlichen MOSFET und Erde als Fehleranzeige zur Anzeige eines Kurzschlußzustandes vorgesehen sein. Weiterhin kann wahlweise eine Zener-Diode zwischen der Gate-Elektrode des MOSFET und dem Spannungsteiler eingeschaltet sein, um die Schaltung mehr oder weniger unempfindlich gegen Änderungen des Durchlaßspannungsabfalls des IGBT zu machen und um die Notwendigkeit zu beseitigen, den MOSFET gemäß seiner Gate-Schwellenwertspannung auszuwählen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine graphische Darstellung, die den Kompromiß zwischen der zulässigen Kurzschlußzeit gegenüber dem Durchlaß­ spannungsabfall längs eines IGBT zeigt,
Fig. 2 eine bekannte Schutzschaltung unter Verwendung eines Strom-Sensor-IGBT′s,
Fig. 3 eine bekannte Schaltung, die eine integrierte Leistungsschaltung zur Überwachung der Kollektor-Emitterspannung des geschützten IGBT verwendet,
Fig. 4 eine graphische Darstellung, die zeigt, daß sich die Kurzschlußbeständigkeit eines IGBT mit niedrigeren Gatespannungen verbessert,
Fig. 5 eine Ausführungsform der Schutzschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6 Schwingungsformen, die die Unterschiede hin­ sichtlich der Amplituden der Fehlerströme mit und ohne die Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen,
Fig. 7 eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung, die einen zusätzlichen MOSFET zum vollständigen Abschalten des IGBT verwendet, wenn der Kurzschlußzustand länger als ein vor­ gegebenes Zeitintervall dauert,
Fig. 8 eine weitere abgeänderte Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Zener-Diode hinzugefügt ist, um die Schaltung mehr oder weniger gegenüber Änderungen des Durchlaß­ spannungsabfalls des IGBT unempfindlich zu machen und um die Notwendigkeit zu beseitigen, den MOSFET hinsichtlich seiner Gate-Schwellenwertspannung auszuwählen.
In Fig. 5 ist die Ausführungsform der Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung in gestrichelten Linien eingeschlossen, die mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet sind. Der durch die Schaltung 10 zu schützende IGBT ist mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet.
Die Schaltung 10 schließt einen MOSFET 14 ein, dessen Drain- Elektrode mit der Gate-Elektrode G des IGBT 12 über einander entgegengesetzt gepolte Zenerdioden 13, 15 verbunden ist. Die Gate-Elektrode des MOSFET 14 ist mit der Gate-Elektrode des IGBT 12 über einen Spannungsteiler verbunden, der aus Wider­ ständen 16, 18 und 20 besteht, die Widerstandswerte R1, R2 bzw. R3 aufweisen. Diese Widerstände sind derart ausgewählt, daß der prozentuale Anteil der Gatespannung, die dem MOSFET 14 zugeführt wird, normalerweise niedrig genug ist, um ein Einschalten des MOSFET 14 zu verhindern. Im abgeschalteten Zustand hat der MOSFET 14 keine Wirkung auf die dem IGBT 12 zugeführte Gate-Spannung.
Der Punkt a zwischen den Widerständen 16 und 18 ist mit dem Kollektor C des IGBT 12 über eine Diode 22 verbunden.
Wenn ein Fehler auftritt, während sich der IGBT 12 im leitenden Zustand befindet, was als der Schlimmstfall betrachtet wird, so steigt die Spannung längs dieses IGBT sehr schnell auf die Versorgungsgleichspannung an und die Diode 22 wird in Sperr­ richtung vorgespannt. Die Gate-Ansteuerung beginnt nunmehr die Eingangskapazität des MOSFET 14 mit einer Rate aufzuladen, die durch die Zeitkonstante (R1+R2)C bestimmt ist, worin C die Eingangskapazität des MOSFET ist. Der durch (R1+R2) und R3 gebildete Spannungsteiler bringt den MOSFET 14 in den leit­ fähigen Zustand. Durch Einstellen der Werte der Widerstände kann die Zeitkonstante eingestellt werden, um eine Fehlaus­ lösung durch Schaltspitzen zu verhindern. Die Zenerdiode 15 ermöglicht es, daß die negative Gatevorspannung angelegt werden kann.
Ein Widerstand 24 ist für eine Gegenkopplung in dem Gate- Emitter-Kreis vorgesehen. LE und LES sind die Leitungs­ eigeninduktivitäten der Hauptemitter- bzw. Emitter-Sensor- Anschlüsse. Während eines Fehlers wird eine Spannung propor­ tional zum Fehlerstrom di/dt längs LE induziert. Durch Einfügen eines Widerstandes 24 zwischen den Punkten E und Es wird ein Spannungsteiler längs LE gebildet. Der Spannungs­ abfall in LES während eines schnellen Anstiegs des Fehler­ stromes verringert momentan die Gate-Emitter-Spannung des IGBT. Dieser Vorgang beschränkt die Anstiegsgeschwindigkeit des Fehlerstroms und verringert dessen Spitzenwert. Der Wert des Widerstandes 24 muß sorgfältig ausgewählt werden, um seine Auswirkung auf den normalen Schaltvorgang zu einem Minimum zu machen. Dennoch können irgendwelche nachteiligen Auswirkungen auf das Schaltverhalten des IGBT sehr leicht durch Einstellen des Wertes des externen Gate-Serienwiderstandes RG ausge­ glichen werden.
Wenn der MOSFET 14 vollständig eingeschaltet ist, so wird die Gate-Elektrode des IGBT auf die Zenerspannung der Zener-Diode 13 (zusammen mit einem kleinen Spannungsabfall längs der Diode 15 und des MOSFET 14) geklemmt. Diese Klemmspannung wird niedrig genug gehalten, um den Fehlerstrom auf einen Wert zu begrenzen, der durch den sicheren Kurzschlußbetriebsbereich SCSOA festge­ legt ist. Wenn der Fehler auftritt, während sich das Bauelement im leitenden Zustand befindet, so koppelt der Anstieg der Kollektorspannung einen kapazitiven Strom vom Kollektor zur Gate-Elektrode. Dieser auch als <Millereffekt< bekannte Effekt bewirkt, daß die Gate-Spannung weit über die normale Gate- Ansteuerspannung ansteigt und eine wesentlich höhere Amplitude eines Fehlerstromes durch den IGBT hervorruft. Die Schaltung gemäß der Erfindung macht diese nachteilige Wirkung zu einem Minimum. Die Schwingungsformen in Fig. 6 zeigen die Unterschiede hinsichtlich der Amplituden der Fehlerströme mit der bzw. ohne die Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wenn der Fehlerstrom von kurzer vorübergehender Art ist, stellt die Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise die Gate-Spannung wieder her und der normale Betrieb des Bauelementes wird unbehindert fortgesetzt.
Eine abgeänderte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 7 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist eine zusätzliche Schaltung 28 vorgesehen, die aus einem zusätzlichen MOSFET 30 und zwei Spannungsteilerwiderständen 32, 34 (mit Widerstandswerten von R5 bzw. R6) besteht. Der MOSFET 30 schaltet den IGBT 12 vollständig ab, wenn der Fehler länger als ein vorgegebenes Zeitintervall andauert, wie dies durch R1, R5, R6 und C2 festgelegt ist (wobei C2 die Gate-Kapazität des MOSFET 30 ist). In diesem Fall dient der Spannungsabfall längs der PN-Grenzschicht einer Diode 36, die an der Source- Elektrode des MOSFET 30 vorgesehen ist, als Fehlerflagge, was einen Fehler anzeigt. Es sei bemerkt, daß wenn die MOSFET′s 14 und 30 eingeschaltet sind, die Verlustleistung in dem Gate- Treiber durch den externen Gate-Serienwiderstand RG begrenzt ist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 8 gezeigt. Die Schaltung dieser Ausführungsform, die mit 40 bezeichnet ist, erfordert zwei zusätzliche Zener-Dioden (die mit den Bezugsziffern 42 und 44 bezeichnet sind), beseitigt jedoch die Notwendigkeit, den MOSFET 14 auf seine Gate- Schwellenwertspannung hin auszuwählen. In der Schaltung nach Fig. 5 muß der MOSFET 14 so ausgewählt werden, daß er ober­ halb einer bestimmten Spannung einschaltet, wobei diese Spannung ein Bruchteil der Kurzschlußspannung am Kollektor des IGBT 12 ist. Im normalen Leitfähigkeitszustand hängt die Spannung am Kollektor des IGBT 12 von dem Durchlaßspannungs­ abfall des speziellen IGBT ab. Dadurch, daß die Zenerdiode 42 (und ihr zugehöriger Spannungsabfall) in der in Fig. 8 gezeig­ ten Weise hinzugefügt wird, wird die Spannungsänderung an der Basis des MOSFET 14 derart vergrößert, daß bei Fehlen eines Kurzschlusses lediglich ein Bruchteil eines Volts an der Basis des MOSFET 14 anliegt. Daher ist die Schaltung gegenüber Änderungen des Durchlaßspannungsabfalls des IGBT 12 weniger empfindlich. Die Zener-Diode 44 ist zum Schutz der Gate-Elektrode des MOSFET 14 vorgesehen.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von speziellen Ausführungsformen beschrieben wurden, sind vielfältige andere Abänderungen und Modifikationen und andere Anwendungen für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind daher in keiner Weise als beschränkend aufzufassen.

Claims (16)

1. Schaltung zur Verbesserung der Kurzschlußbeständigkeit eines IGBT, der eine Gateelektrode, einen Kollektor und einen Emitter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung einen MOS-Transistor (14) zur Verringerung der an die Gate-Elektrode des IGBT ange­ legten Spannung während eines Kurzschlußzustandes derart auf­ weist, daß der Kurzschlußstrom verringert wird, der durch den IGBT (12) fließt.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungs-Klemmeinrichtung (13, 15) vorgesehen ist, die zwischen dem MOS-Transistor und der Gate-Elektrode des IGBT eingeschaltet ist, wobei die Spannungs-Klemmeinrichtung die Spannung der Gate-Elektrode des IGBT (12) auf eine vorgegebene Spannung klemmt, wenn der MOS- Transistor (14) während eines Kurzschlußzustandes eingeschaltet wird.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungs-Klemmeinrichtung eine Zener-Diode (13, 15) einschließt.
4. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der MOS-Transistor durch einen MOSFET (14) mit einer Gate-Elektrode, einer Drain-Elektrode und einer Source-Elektrode gebildet ist, und daß die Schaltung Einrichtungen (16, 18, 20, 22) zur Zuführung einer vergrößerten Spannung an die Gate-Elektrode des MOSFET (14) zum Einschalten des MOSFET während eines Kurzschlußzustandes aufweist, wenn die Spannung am Kollektor des IGBT ansteigt, wodurch die Gate- Elektrode des IGBT (12) auf die vorgegebene Spannung geklemmt wird.
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (16, 18, 20, 22) einen zwischen der Gate-Elektrode des IGBT (12) und der Gate- Elektrode des MOSFET (14) eingeschalteten Spannungsteiler (16, 18, 20) und eine Diode umfassen, die zwischen dem Spannungs­ teiler und dem Kollektor des IGBT eingeschaltet ist, wobei die Diode (22) so gepolt ist, daß sie während eines Kurzschlußzu­ standes, bei dem die Spannung am Kollektor des IGBT (12) ansteigt, nichtleitend gemacht wird, was zu einer vergrößerten Spannung an der Gate-Elektrode des MOSFET (14) führt, weil verhindert wird, daß ein Strom durch die Diode hindurchfließt, der statt dessen zum Spannungsteiler umgelenkt wird.
6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurchgekennzeichnet, daß der zum Spannungsteiler hin umge­ lenkte Strom aus der der Gate-Elektrode des IGBT (12) zuge­ führten Spannung erzeugt wird.
7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher MOSFET (30) und ein zusätzlicher Spannungsteiler (32, 34) zwischen der Gate- Elektrode des IGBT (12) und der Diode (22) eingeschaltet ist, um den IGBT (12) vollständig abzuschalten, wenn der Kurzschluß­ zustand länger als ein vorgegebenes Zeitintervall andauert.
8. Schaltung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Diode (36), die zwischen der Source- Elektrode des zusätzlichen MOSFET (30) und Erde eingeschaltet ist, um eine Fehleranzeige zur Anzeige des Kurzschlußzustandes zu liefern.
9. Schaltung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Zener-Diode (42), die zwischen der Gate-Elektrode des MOSFET (14) und dem Spannungsteiler (16, 18) eingeschaltet ist.
10. Verfahren zur Verbesserung der Kurzschlußbeständigkeit eines IGBT mit einer Gate-, Kollektor- und Emitter-Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren den Schritt der Aktivierung eines MOS-Transistors zur Verringerung der an die Gate des IGBT angelegten Spannung während eines Kurzschluß­ zustandes derart umfaßt, daß der Kurzschlußstrom verringert wird, der durch den IGBT fließt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch den Schritt des Klemmens der Spannung der Gatel-Elektrode des IGBT auf eine vorgegebene Spannung, wenn der MOS-Transistor während eines Kurzschlußzustandes einge­ schaltet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der MOS-Transistor durch einen MOSFET mit einer Gate-, einer Source- und einer Drain-Elektrode gebildet ist, und daß eine vergrößerte Spannung an die Gate- Elektrode des MOSFET zum Einschalten des MOSFET während eines Kurzschlußzustandes angelegt wird, wenn die Spannung am Kollektor des IGBT ansteigt, wodurch das Gate des IGBT auf die vorgegebene Spannung geklemmt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungsteiler zwischen der Gate-Elektrode des IGBT und der Gate-Elektrode des MOSFET ein­ geschaltet ist, und daß eine Diode zwischen dem Spannungsteiler und dem Kollektor des IGBT eingeschaltet ist, wobei die Diode so gepolt ist, daß sie während eines Kurzschlußzustandes nicht­ leitend gemacht wird, wenn die Spannung am Kollektor des IGBT ansteigt, was zu einer vergrößerten Spannung an der Gate- Elektrode des MOSFET führt, weil ein Stromfluß durch die Diode verhindert und der Strom vom Spannungsteiler umgelenkt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Spannungsteiler umgelenkte Strom aus der der Gate-Elektrode des IGBT zugeführten Spannung erzeugt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch den Schritt des vollständigen Abschaltens des IGBT, wenn der Kurzschlußzustand länger als ein vorgegebenes Zeitintervall andauert.
16. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch den Schritt der Lieferung einer Fehler­ anzeige, die den Kurzschlußzustand anzeigt.
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