JP6291929B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
また、本発明の第2の態様に係る半導体装置は、パワー半導体素子をスイッチングする半導体装置であって、パワー半導体素子と、前記パワー半導体素子のゲート端子に接続されるゲートプルダウン回路と、前記半導体装置の入力端子と前記パワー半導体素子のゲート端子との間に接続されたゲート抵抗と、を備え、前記ゲートプルダウン回路は、前記入力端子に入力される信号がローレベルであるときに前記パワー半導体素子のゲート容量から電荷を引き抜く定電流回路を有し、前記ゲートプルダウン回路は、一端が前記半導体装置のコレクタ端子に接続されたデプレッション型MOSトランジスタと、一端が前記デプレッション型MOSトランジスタの他端に接続され、他端が前記半導体装置のエミッタ端子に接続された第1のMOSトランジスタと、ゲート端子が前記デプレッション型MOSトランジスタのゲート端子と前記第1のMOSトランジスタのゲート端子と前記デプレッション型MOSトランジスタの他端と前記第1のMOSトランジスタの一端とに共通に接続され、一端が前記入力端子に接続され、他端が前記パワー半導体素子のゲート端子に接続された第2のMOSトランジスタと、を含むことを特徴とする。
<実施例1>
図1は、本発明の実施例1に係る半導体装置の構成を例示する。図1には、ECU1と、点火用IC2と、一次コイル31及び二次コイル32を含む点火コイル3と、電圧源4と、点火プラグ5とを備えた半導体装置100が示されている。実施例1に係る半導体装置100は、パワー半導体素子のゲートをプルダウンする機能を備えた点火用半導体装置の例である。以下の説明では、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)をMOSトランジスタと表す。
IGout=VGout/Rg (式1)
IGout=VGout/Rg+Id (式2)
VGout≧Vp・・・(式3)
IGout=VGout/Rg+Idsat (式4)
IGout=Izd (式5)
VGout=Izd×RGout (式6)
VGout>Vth・・・(式7)
Vp≦Vth・・・(式8)
図5は、本発明の実施例2に係る半導体装置の構成を示す。図5に示されるように、実施例2に係る半導体装置500は、図1に示される実施例1に係る半導体装置100におけるMOSトランジスタ243のソース端子の接続位置をE端子からG端子に変更しただけで、動作は実施例1に係る半導体装置100と同様である。
図6(a)は、本発明の実施例3に係る半導体装置の構成を示す。図6(a)に示されるように、実施例3に係る半導体装置600は、図5に示される実施例2の半導体装置500におけるMOSトランジスタ244及び閾値回路245を除去したものである。
ECU 1、701
点火用IC 2、702
点火コイル 3、703
電圧源 4、704
点火プラグ 5、705
ゲート抵抗 21、721
ツェナーダイオード 22、722
IGBT 23、723
ゲートプルダウン回路 24
DepMOSトランジスタ 241、2453、2454
MOSトランジスタ 242〜244、2455、2456
閾値回路 245
抵抗 2451、2452
Claims (4)
- パワー半導体素子をスイッチングする半導体装置であって、
パワー半導体素子と、
前記パワー半導体素子のゲート端子に接続されるゲートプルダウン回路と、
前記半導体装置の入力端子と前記パワー半導体素子のゲート端子との間に接続されたゲート抵抗と、
を備え、
前記ゲートプルダウン回路は、前記入力端子に入力される信号がローレベルであるときに前記パワー半導体素子のゲート容量から電荷を引き抜く定電流回路を有し、
前記ゲートプルダウン回路は、
一端が前記半導体装置のコレクタ端子に接続された第1のデプレッション型MOSトランジスタと、
一端が前記第1のデプレッション型MOSトランジスタの他端に接続され、他端が前記半導体装置のエミッタ端子に接続された第1のMOSトランジスタと、
ゲート端子が前記第1のデプレッション型MOSトランジスタのゲート端子と前記第1のMOSトランジスタのゲート端子と前記第1のデプレッション型MOSトランジスタの他端と前記第1のMOSトランジスタの一端とに共通に接続され、一端が前記パワー半導体素子のゲート端子に接続され、他端が前記半導体装置のエミッタ端子又は前記入力端子に接続された第2のMOSトランジスタと、
前記入力端子と前記半導体装置のエミッタ端子との間に接続された閾値回路と、
前記閾値回路の出力端子にゲート端子が接続され、一端が前記第2のMOSトランジスタのゲート端子に接続され、他端が前記半導体装置のエミッタ端子に接続された第3のMOSトランジスタと、
を含み、
前記閾値回路は、
前記入力端子と前記半導体装置のエミッタ端子との間に接続された分圧回路と、
前記入力端子と前記半導体装置のエミッタ端子との間に直列接続された第2のデプレッション型MOSトランジスタと第4のMOSトランジスタと、
前記入力端子と前記半導体装置のエミッタ端子との間に直列接続された第3のデプレッション型MOSトランジスタと第5のMOSトランジスタと、
を含み、
前記分圧回路の出力が前記第4のMOSトランジスタのゲート端子に接続され、
前記第5のMOSトランジスタのゲート端子が前記第2のデプレッション型MOSトランジスタのゲート端子とソース端子、および前記第4のMOSトランジスタのドレイン端子に接続され、
前記第3のデプレッション型MOSトランジスタのゲート端子が前記第3のデプレッション型MOSトランジスタのソース端子、前記第5のMOSトランジスタのドレイン端子および前記閾値回路の出力端子に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - パワー半導体素子をスイッチングする半導体装置であって、
パワー半導体素子と、
前記パワー半導体素子のゲート端子に接続されるゲートプルダウン回路と、
前記半導体装置の入力端子と前記パワー半導体素子のゲート端子との間に接続されたゲート抵抗と、
を備え、
前記ゲートプルダウン回路は、前記入力端子に入力される信号がローレベルであるときに前記パワー半導体素子のゲート容量から電荷を引き抜く定電流回路を有し、
前記ゲートプルダウン回路は、
一端が前記半導体装置のコレクタ端子に接続されたデプレッション型MOSトランジスタと、
一端が前記デプレッション型MOSトランジスタの他端に接続され、他端が前記半導体装置のエミッタ端子に接続された第1のMOSトランジスタと、
ゲート端子が前記デプレッション型MOSトランジスタのゲート端子と前記第1のMOSトランジスタのゲート端子と前記デプレッション型MOSトランジスタの他端と前記第1のMOSトランジスタの一端とに共通に接続され、一端が前記入力端子に接続され、他端が前記パワー半導体素子のゲート端子に接続された第2のMOSトランジスタと、
を含むことを特徴とする半導体装置。 - 前記閾値回路は、前記入力端子に入力される信号が閾値より大きい場合は前記入力端子に入力される信号と同じ電圧を出力し、前記入力端子に入力される信号が前記閾値より小さい場合は0Vを出力することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記パワー半導体素子のゲート端子と前記半導体装置のコレクタ端子との間に接続されるツェナーダイオードをさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置。
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