驅(qū)動裝置的制造方法
【專利摘要】一種驅(qū)動裝置(1)包括：逆導晶體管(14)，其包括晶體管(13)和與所述晶體管反并聯(lián)連接的第一二極管(11)，晶體管(13)和第一二極管(11)設(shè)置在公共的半導體基板(10)上；第二二極管(12)，其包括連接至晶體管的集電極的陰極，第二二極管設(shè)置在半導體基板上；以及檢測部(26)，其被配置為經(jīng)由第二二極管的陽極來檢測晶體管的集電極與發(fā)射極之間的電壓。
【專利說明】
驅(qū)動裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種驅(qū)動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，眾所周知驅(qū)動裝置包括逆導晶體管，該逆導晶體管具有晶體管和與所述晶體管反并聯(lián)連接的第一二極管，晶體管和第一二極管設(shè)置在公共的半導體基板上，以及具有連接至所述晶體管的集電極的陰極的第二二極管(例如，參見公開號為2014-216932的日本專利申請(JP 2014-216932 A))。該驅(qū)動裝置具有這樣的配置:在所述配置中晶體管的集電極與發(fā)射極之間的電壓Vce經(jīng)由第二二極管的陽極來檢測。
[0003]然而，第一二極管的正向電壓和第二二極管的正向電壓分別具有隨著溫度而改變的特性(溫度特性)。因而，當?shù)谝欢O管的溫度和第二二極管的溫度彼此獨立地變化時，第一二極管的正向電壓和第二二極管的正向電壓也彼此獨立地改變并且電壓Vce的檢測值因此寬泛地變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種驅(qū)動裝置，在所述驅(qū)動裝置中，集電極與發(fā)射極之間的電壓的檢測值并不寬泛地變化。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的方案的驅(qū)動裝置包括:逆導晶體管，其包括晶體管和與所述晶體管反并聯(lián)連接的第一二極管，晶體管和第一二極管設(shè)置在第一半導體基板上;第二二極管，其包括連接至所述晶體管的集電極的陰極，第二二極管設(shè)置在第一半導體基板上；以及檢測部，被配置為經(jīng)由第二二極管的陽極來檢測晶體管的集電極與發(fā)射極之間的電壓。
[0006]根據(jù)上述方面，因為第一二極管和第二二極管設(shè)置在第一半導體基板上，第一二極管的溫度與第二二極管的溫度之間的差減小并且這些溫度以近似相似的方式變化。因而，甚至當?shù)谝欢O管的正向電壓和第二二極管的正向電壓中的每個都隨著溫度的變化而改變時，相比于其中第一二極管的溫度和第二二極管的溫度彼此獨立地變化的情況，晶體管的集電極與發(fā)射極之間的電壓的檢測值的變化也減小。
【附圖說明】
[0007]以下將參照附圖來描述本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點、以及技術(shù)和工業(yè)意義，其中相同的附圖標記指代相同的元件，并且在附圖中:
[0008]圖1為示出驅(qū)動裝置的配置的一個示例的示意圖；
[0009]圖2為示出驅(qū)動裝置的配置的另一示例的示意圖；
[0010]圖3為示出驅(qū)動裝置的配置的另一示例的示意圖；
[0011 ]圖4為示出第二二極管的排列位置的一個示例的示意圖；以及
[0012]圖5為示出配備有多個驅(qū)動裝置的電力變換器的配置的一個示例的示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下文中參照附圖來描述本發(fā)明的實施例。
[0014]圖1為示出根據(jù)第一實施例的驅(qū)動裝置I的配置的一個示例的示意圖。例如，驅(qū)動裝置I為通過逆導晶體管14的開/關(guān)驅(qū)動來驅(qū)動連接至第一電流路徑15或第二電流路徑16的電感性負載(諸如電感器、電動機或類似物)的半導體器件。
[0015]例如，第一電流路徑15為導電地連接至諸如電源的正極的高源電位部的源電壓VH的電氣布線。第一電流路徑15可以經(jīng)由另一開關(guān)元件或負載間接連接至高源電位部的源電壓VH。例如，第二電流路徑16為導電地連接至諸如電源的負極(例如，地)的低源電位部的電氣布線。第二電流路徑16可以經(jīng)由另一開關(guān)元件或負載間接連接至低源電位部。
[0016]例如，其中使用一個或多個驅(qū)動裝置I的設(shè)備的一個示例為通過逆導晶體管14的開關(guān)驅(qū)動來變換輸入與輸出之間電力的電力變換器。電力變換器的具體示例包括升高或降低DC電力的電壓的變換器，以及執(zhí)行DC電力與AC電力之間的電力變換的逆變器。
[0017]驅(qū)動裝置I包括半導體基板10，以及與半導體基板10分離的驅(qū)動電路板20。例如，半導體基板10為具有逆導晶體管14，以及保護二極管12的芯片。例如，驅(qū)動電路板20為具有檢測部21、判定部31，以及驅(qū)動部27的集成電路(IC)。
[0018]逆導晶體管14為具有一起設(shè)置在公共的半導體基板10上的晶體管13和續(xù)流二極管(flyback d1deHl的逆導晶體管的一個示例。晶體管13具有柵極G、集電極C，以及發(fā)射極E。續(xù)流二極管11具有使用晶體管13的發(fā)射極E作為陽極的電極，以及使用晶體管13的集電極C作為陰極的電極。換而言之，逆導晶體管14為具有其中形成有用作晶體管13的發(fā)射極E和用作續(xù)流二極管11的陽極的公共電極以及用作晶體管13的集電極C和續(xù)流二極管11的陰極的公共電極的結(jié)構(gòu)的開關(guān)元件。續(xù)流二極管11為與晶體管13反并聯(lián)連接的第一二極管的一個示例。
[0019]例如，逆導晶體管14為使用晶體管13作為絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的逆導絕緣柵雙極型晶體管(RC-1GBT) AC-1GBT有時稱作內(nèi)置二極管IGBT。
[0020]保護二極管12為設(shè)置在其上設(shè)置有逆導晶體管14的公共半導體基板10上的第二二極管的一個示例。保護二極管12具有連接至晶體管13的集電極C的陰極，以及連接至驅(qū)動電路板20的檢測部21的陽極。保護二極管12能夠保護驅(qū)動電路板20(具體地，檢測部21)免于具有增加的電壓值的電壓Vce的損壞。電壓Vce為晶體管13的集電極C與發(fā)射極E之間的電壓。
[0021]檢測部21為通過經(jīng)由保護二極管12的陽極檢測電壓Vce來檢測續(xù)流二極管11是否通電的檢測部的一個示例。例如，檢測部21具有電壓源25、電阻24，以及監(jiān)視電路26。
[0022]保護二極管12的陽極經(jīng)由電阻24與電壓源25的電壓VB處于上拉連接。電阻24可以為輸出恒流的恒流源。電壓源25與驅(qū)動電路板20共享地。驅(qū)動電路板20的地導電地連接至晶體管13的發(fā)射極E。保護二極管12的陽極與電阻24之間的連接點連接至監(jiān)視電路26，并且輸入電壓Vin經(jīng)由連接點輸入到監(jiān)視電路26中。換而言之，輸入電壓Vin對應于電壓Vce的檢測值的一個示例。檢測部21基于輸入到監(jiān)視電路26中的輸入電壓Vin的電壓值來檢測續(xù)流二極管11是否通電。
[0023]例如，當續(xù)流二極管11通電時，正向電流流經(jīng)續(xù)流二極管11并且電壓Vce因此等于-VFl I (晶體管13的發(fā)射極E被定義為具有零基準電位并且VFl I被定義為續(xù)流二極管11的正向電壓)。因為此時的電壓Vce(=-VF11)低于電壓VB，所以保護二極管12沿正向方向通電。因而，當續(xù)流二極管11通電時，輸入電壓Vin等于“-VF11+VF12”，其比電壓Vce高出了保護二極管12的正向電壓VF12的量。
[0024]當續(xù)流二極管11沒有通電時，如果晶體管13通電，則電壓Vce等于晶體管13的導通電壓Von。導通電壓Von為當晶體管13通電時集電極C與發(fā)射極E之間產(chǎn)生的電壓。因為此時的電壓Vce(=Von)也低于電壓VB，所以保護二極管12沿正向方向通電。因而，當續(xù)流二極管11沒有通電而晶體管13通電時，輸入電壓Vin等于“Von+VF12”，其比電壓Vce高出了保護二極管12的正向電壓VF12的量。
[0025]當續(xù)流二極管11和晶體管13都沒有通電時，電壓Vce近似等于直接或間接連接至第一電流路徑15的高源電位部的源電壓VH。因為此時的電壓Vce(=VH)高于電壓VB，所以保護二極管12沒有通電。因而，當續(xù)流二極管11和晶體管13都沒有通電時，輸入電壓Vin等于“電壓VB”。應該注意電壓VB被設(shè)定為高于“Von+VF12”并且低于源電壓VH的電壓值。
[0026]如上所述，輸入到檢測部21的監(jiān)視電路26中的輸入電壓Vin的電壓值根據(jù)續(xù)流二極管11是否通電而改變。因而，檢測部21能夠通過檢測輸入到監(jiān)視電路26中的輸入電壓Vin的電壓值的差異來檢測續(xù)流二極管11是否通電。
[0027]然而，續(xù)流二極管11的正向電壓VFll和保護二極管12的正向電壓VF12都具有隨溫度改變的特性(溫度特性)。因而，當續(xù)流二極管11的溫度和保護二極管12的溫度彼此獨立地變化時，正向電壓VFl I和正向電壓VF12彼此獨立地改變并且輸入電壓Vin的電壓值因此寬泛地變化。結(jié)果，通過檢測部21的監(jiān)視電路26檢測續(xù)流二極管11是否通電的檢測精度降低。
[0028]例如，因為驅(qū)動電路板20的工藝成本低于其上設(shè)置有逆導晶體管14的半導體基板10的工藝成本，所以假設(shè)這樣的情況，在該情況下，能夠保護檢測部21的保護二極管12，與檢測部21—起，設(shè)置在驅(qū)動電路板20上。然而，因為作為熱源的逆導晶體管14設(shè)置在半導體基板10上，當續(xù)流二極管11和保護二極管12設(shè)置在不同的基板上時，續(xù)流二極管11的溫度和保護二極管12的溫度彼此獨立地變化。結(jié)果，輸入電壓Vin的電壓值寬泛地變化，并且，因此，檢測續(xù)流二極管11是否通電的檢測精度降低。
[0029]與此相反，在本實施例中，因為保護二極管12設(shè)置在其上設(shè)置有續(xù)流二極管11的公共半導體基板10上，所以續(xù)流二極管11的溫度和保護二極管12的溫度并不彼此獨立地變化而是以近似相似的方式變化。因而，即使當正向電壓VFll和正向電壓VF12隨著溫度變化而獨立地改變時，與其中續(xù)流二極管11的溫度和保護二極管12的溫度彼此獨立地變化的情況相比，輸入電壓Vin的電壓值的變化也減小。結(jié)果，能夠提高由檢測部21的監(jiān)視電路26檢測續(xù)流二極管11是否通電的檢測精度。
[0030]另外，因為保護二極管12的陰極連接至反并聯(lián)連接有續(xù)流二極管11的晶體管13的集電極，續(xù)流二極管11的正向方向和保護二極管12的正向方向彼此相反。換而言之，續(xù)流二極管11的陰極和保護二極管12的陰極彼此連接。因此，因為正向電壓VFll隨溫度的變化和正向電壓VF12隨溫度的變化幾乎完全抵消，所以輸入電壓Vin的電壓值的變化減小。結(jié)果，能夠提高由檢測部21的監(jiān)視電路26檢測續(xù)流二極管11是否通電的檢測精度。
[0031]續(xù)流二極管11和保護二極管12可以為不同類型的二極管，但是優(yōu)選為相同類型的二極管。當兩個二極管為相同類型時，兩個二極管的正向電壓的溫度特性能夠相同。在該情況下，因為正向電壓VFll隨溫度的變化和正向電壓VF12隨溫度的變化能夠均等，所以輸入電壓Vin的電壓值的變化進一步減小。結(jié)果，能夠進一步提高由檢測部21的監(jiān)視電路26檢測續(xù)流二極管11是否通電的檢測精度。
[0032]檢測部21輸出檢測信號Vd，其基于輸入電壓Vin的電壓值來指示來自監(jiān)視電路26的續(xù)流二極管11是否通電的檢測結(jié)果。例如，監(jiān)視電路26具有比較器22、和閾值電壓產(chǎn)生部23，以便輸出指示續(xù)流二極管11是否通電的檢測結(jié)果的檢測信號Vd。
[0033]比較器22具有連接至保護二極管12的陽極與電阻24之間的連接點的非反相輸入，以及連接至閾值電壓產(chǎn)生部23的反相輸入。閾值電壓產(chǎn)生部23使用驅(qū)動電路板20的地作為地基準產(chǎn)生閾值電壓Vth，并且提供閾值電壓Vth至比較器2 2的反相輸入。比較器22比較輸入電壓Vin與閾值電壓Vth之間的大小關(guān)系以檢測續(xù)流二極管11是否通電。
[0034]閾值電壓Vth被設(shè)定為高于“-VF11+VF12”并且低于“Von+VF12”的電壓值。因而，當比較器22檢測到輸入電壓Vin低于閾值電壓Vth時，比較器22輸出指示續(xù)流二極管11通電的低電平檢測信號Vd。另一方面，當比較器22檢測到輸入電壓Vin高于閾值電壓Vth時，比較器22輸出指示續(xù)流二極管11沒有通電的高電平檢測信號Vd。
[0035]例如，當“VF11 = VF12 = Von= I [V]”時，閾值電壓Vth被設(shè)定為高于0[V]并且低于2[V]的電壓值，這是因為“_VF11+VF12 = 0[V]”并且“Von+VF12 = 2[V]”。在該情況下，即使當略微高于O安培的微小電流流經(jīng)續(xù)流二極管11時，檢測部21也能夠檢測到續(xù)流二極管11通電。
[0036]判定部31基于由檢測部21檢測續(xù)流二極管11是否通電的檢測結(jié)果來判定是否允許晶體管13導通。當檢測部21檢測到續(xù)流二極管11通電時(例如，當?shù)碗娖綑z測信號Vd被輸入到判定部31中時)，判定部31禁止晶體管13導通。另一方面，當檢測部21檢測到續(xù)流二極管11沒有通電時(例如，當高電平檢測信號Vd被輸入到判定部31時)，判定部31允許晶體管13導通。
[0037]例如，判定部31具有其中輸入有命令信號Vg和檢測信號Vd的與(AND)電路(與門)。例如，命令信號Vg為從驅(qū)動電路板20外部的控制器提供的脈寬調(diào)制(PffM)信號。高電平命令信號Vg代表對于晶體管13的導通命令，而低電平命令信號Vg代表對于晶體管13的關(guān)斷命令。例如，輸出命令信號Vg的控制器為包括中央處理裝置(CPU)的微電腦。應該注意，輸出命令信號Vg的控制器可以設(shè)置在驅(qū)動電路板20上。
[0038]當由判定部31禁止晶體管13導通時，驅(qū)動部27將晶體管13的柵極電壓Vge維持在即使輸入命令晶體管13導通的命令信號Vg，晶體管13也固定在關(guān)斷狀態(tài)下的電壓值處。另一方面，當由判定部31允許晶體管13導通時，驅(qū)動部27根據(jù)命令信號Vg來使晶體管13導通或關(guān)斷。換而言之，驅(qū)動部27在命令信號Vg為對于晶體管13的導通命令時將柵電壓Vge改變?yōu)榫w管13導通時所處的電壓值，并且在命令信號Vg為對于晶體管13的關(guān)斷命令時將柵極電壓Vge改變?yōu)榫w管13關(guān)斷時所處的電壓值。
[0039]在逆導晶體管14中，當晶體管13導通同時電流流經(jīng)續(xù)流二極管11時，正向電壓VFl I升高并且續(xù)流二極管11的正向損耗增加。該現(xiàn)象有時稱作“柵極干擾(gateinterference)”。然而，當由判定部31禁止晶體管13導通時，即使輸入命令晶體管13導通的命令信號Vg，晶體管13也維持在關(guān)斷狀態(tài)下。因而，能夠防止續(xù)流二極管11的正向損耗的增加。例如，這能夠?qū)е买?qū)動裝置I的功耗的減少，并且，結(jié)果，有助于提高配備有驅(qū)動裝置I的車輛的燃料效率。
[0040]圖2為示出根據(jù)第二實施例的驅(qū)動裝置2的配置的一個示例的示意圖。關(guān)于與上述驅(qū)動裝置I相同的配置和效果，并入驅(qū)動裝置I的描述。驅(qū)動裝置2具有在配置上不同于驅(qū)動裝置I的監(jiān)視電路26。驅(qū)動裝置2的監(jiān)視電路26具有ADC 32和處理電路28以便輸出指示檢測續(xù)流二極管11是否通電的檢測結(jié)果的檢測信號Vd。
[0041 ] ADC 32為具有連接至保護二極管12的陽極與電阻24之間的連接點的輸入的AD(模擬到數(shù)字)轉(zhuǎn)換器。ADC 32將輸入電壓Vin的模擬值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值并且輸出數(shù)字值至處理電路28。處理電路28比較輸入電壓Vin的數(shù)字值與閾值電壓Vth的數(shù)字值之間的大小關(guān)系，并且輸出指示續(xù)流二極管11是否通電的檢測結(jié)果的檢測信號Vd。
[0042]圖3為示出根據(jù)第三實施例的驅(qū)動裝置3的配置的一個示例的示意圖。關(guān)于與上述驅(qū)動裝置I相同的配置和效果，并入驅(qū)動裝置I的描述。驅(qū)動裝置3具有在配置上與驅(qū)動裝置I不同的監(jiān)視電路26。驅(qū)動裝置3的監(jiān)視電路26具有緩沖電路29以便輸出指示續(xù)流二極管11是否通電的檢測結(jié)果的檢測信號Vd。
[0043]緩沖電路29具有連接至保護二極管12的陽極與電阻24之間的連接點的輸入。緩沖電路29的輸入的閾值被設(shè)定為閾值電壓Vth。緩沖電路29比較輸入電壓Vin與閾值電壓Vth之間的大小關(guān)系，并且輸出指示續(xù)流二極管11是否通電的檢測結(jié)果的檢測信號Vd。
[0044]圖4為示出保護二極管12的排列位置的一個示例的示意圖。圖4為示意性地示出半導體基板10的平面圖。半導體基板10具有逆導晶體管14位于其中的元件有源區(qū)域17和18。在所示情況下，保護二極管12位于矩形半導體基板10的中央部34處(具體地，在第一元件有源區(qū)域17與第二元件有源區(qū)域18之間的區(qū)域中)。中央部34與元件有源區(qū)域17和18之間的溫度差比較小。
[0045]因而，因為當保護二極管12位于中央部34處時續(xù)流二極管11與保護二極管12之間的溫度差小，所以兩個二極管的溫度并不彼此獨立地變化，而是以近似相似的方式變化。因而，因為輸入電壓Vin的電壓值的變化減小，所以能夠進一步提高由檢測部21的監(jiān)視電路26檢測續(xù)流二極管11是否通電的檢測精度。
[0046]應該注意保護二極管12不一定必須位于半導體基板10的中央部34處而是可以位于不同于中央部34的區(qū)域中(例如，在元件有源區(qū)域與半導體基板10的邊緣之間的區(qū)域中)。
[0047]圖5為示出配備有多個驅(qū)動裝置的電力變換器101的配置的一個示例的示意圖。關(guān)于與上述驅(qū)動裝置I的相同的配置和效果，并入驅(qū)動裝置I的描述。電力變換器101包括一對驅(qū)動裝置IL和1H，其中每個驅(qū)動裝置均具有與驅(qū)動裝置I相同的配置。電力變換器101包括在相對于中間節(jié)點19的低側(cè)上設(shè)置的驅(qū)動裝置1L，以及在相對于中間節(jié)點19的高側(cè)上設(shè)置的驅(qū)動裝置IH。電感性負載30連接至中間節(jié)點19。
[0048]電流路徑15L經(jīng)由逆導晶體管14H連接至源電壓VH的高源電位部，而電流路徑16L連接至地。電流路徑15H連接至源電壓VH的高源電位部，而電流路徑16H經(jīng)由逆導晶體管14L連接至地。
[0049]電力變換器101包括臂電路33，在所述臂電路33中，驅(qū)動裝置IL的逆導晶體管14L和驅(qū)動裝置IH的逆導晶體管14H串聯(lián)連接。當用作驅(qū)動三相電動機的逆變器時，電力變換器101包括并聯(lián)設(shè)置的三個臂電路33，S卩，與三相電動機的相位數(shù)一樣多的臂電路33。
[0050]驅(qū)動裝置IL包括半導體基板10L，以及驅(qū)動電路板20L。半導體基板1L為具有逆導晶體管14L和保護二極管12L的芯片。電壓Vcel為晶體管13L的集電極C與發(fā)射極E之間的電壓。另一方面，驅(qū)動裝置IH包括半導體基板10H，以及驅(qū)動電路板20H。半導體基板1H為具有逆導晶體管14H和保護二極管12H的芯片。電壓Vceh為晶體管13H的集電極C與發(fā)射極E之間的電壓。
[0051]在命令晶體管13L導通的高電平命令信號Vgl被輸入到驅(qū)動裝置IL中的同時，命令晶體管13H關(guān)斷的低電平命令信號Vgh被輸入到驅(qū)動裝置IH中。另一方面，在命令晶體管13H導通的高電平命令信號Vgh被輸入到驅(qū)動裝置IH中的同時，命令晶體管13L關(guān)斷的低電平命令信號Vgl被輸入到驅(qū)動裝置IL中。
[0052]當由驅(qū)動裝置IL的判定部31禁止晶體管13L導通時，驅(qū)動裝置IL的驅(qū)動部27將晶體管13L的柵極電壓Vgel維持在即使輸入命令晶體管13L導通的命令信號Vgl，晶體管13L也固定在關(guān)斷狀態(tài)下的電壓值處。另一方面，當由驅(qū)動裝置IL的判定部31允許晶體管13L導通時，驅(qū)動裝置IL的驅(qū)動部27根據(jù)命令信號Vgl使晶體管13L導通或關(guān)斷。
[0053]當由驅(qū)動裝置IH的判定部31禁止晶體管13H導通時，驅(qū)動裝置IH的驅(qū)動部27將晶體管13H的柵極電壓Vgeh維持在即使輸入命令晶體管13H導通的命令信號Vgh，晶體管13H也固定在關(guān)斷狀態(tài)下的電壓值處。另一方面，當由驅(qū)動裝置IH的判定部31允許晶體管13H導通時，驅(qū)動裝置IH的驅(qū)動部27根據(jù)命令信號Vgh使晶體管13H導通或關(guān)斷。
[0054]當續(xù)流二極管IlL通電時，由于續(xù)流二極管IlL的通電，電壓Vcel等于-VFll。因為電壓Vcel低于電壓VB，所以保護二極管12L通電。因而，當續(xù)流二極管IlL通電時，輸入電壓Vin 等于 “-VF11+VF12”。
[0055]另一方面，當續(xù)流二極管IlL沒有通電時，如果晶體管13L通電，則電壓Vcel等于晶體管13L的導通電壓Von。因為電壓Vcel低于電壓VB，所以保護二極管12L通電。因而，當續(xù)流二極管11L沒有通電而晶體管13L通電時，輸入電壓Vin等于“Von+VFl 2”。
[0056]此外，當續(xù)流二極管IlL和晶體管13L都沒有通電時，由于晶體管13H的導通或續(xù)流二極管IlH的通電，電壓Vcel近似等于源電壓VH。因為電壓Vcel高于電壓VB，所以保護二極管12L不通電。因而，當續(xù)流二極管IlL和晶體管13L都沒有通電時，輸入電壓Vin等于“電壓VB，，。
[0057]因而，驅(qū)動裝置IL的檢測部21能夠通過檢測輸入到驅(qū)動裝置IL的監(jiān)視電路26中的輸入電壓Vin的電壓值中的差異來檢測續(xù)流二極管IlL是否通電。另外，因為保護二極管12L設(shè)置在其上設(shè)置有續(xù)流二極管IlL的公共半導體基板1L上，所以輸入電壓Vin的電壓值的變化減小。結(jié)果，能夠提高由驅(qū)動裝置IL的檢測部21的監(jiān)視電路26檢測續(xù)流二極管IlL是否通電的檢測精度。
[0058]因為驅(qū)動裝置IH同樣以與驅(qū)動裝置IL相同的方式操作，所以能夠提高由驅(qū)動裝置IH的檢測部21的監(jiān)視電路26檢測續(xù)流二極管IlH是否通電的檢測精度。
[0059]雖然參照之前的實施例描述了驅(qū)動裝置，但本發(fā)明并不限于以上實施例?？梢宰龀鲋T如與另一實施例的部分或全部組合或替換的各種修改和改進。
[0060]例如，RC-1GBT為逆導晶體管的一個示例，而逆導晶體管可以為不同類型的開關(guān)元件。
[0061]另外，檢測反并聯(lián)連接至晶體管的二極管是否通電的檢測部不一定必須設(shè)置在與其上設(shè)置有逆導晶體管的半導體基板不同的基板上，而是可以設(shè)置在其上設(shè)置有逆導晶體管的半導體基板上。
[0062]可選地，檢測部21可以通過經(jīng)由保護二極管12的陽極檢測電壓Vce來檢測逆導晶體管14的通電方向。沿從集電極到發(fā)射極的正向流經(jīng)逆導晶體管14的電流流經(jīng)晶體管13，而沿從發(fā)射極到集電極的負向流經(jīng)逆導晶體管14的電流流經(jīng)續(xù)流二極管11。因而，當流經(jīng)逆導晶體管14的電流的方向為正時(換而言之，當晶體管13通電時)，輸入電壓Vin等于“Von+VF12 ”。另一方面，當流經(jīng)逆導晶體管14的電流的方向為負時(換而言之，當續(xù)流二極管11通電時)，輸入電壓Vin等于“-VF11+VF12”。
[0063]如上所述，輸入到檢測部21的監(jiān)視電路26的輸入電壓Vin的電壓值根據(jù)流經(jīng)逆導晶體管14的電流的方向的差異而改變。因而，檢測部21能夠通過檢測輸入到監(jiān)視電路26中的輸入電壓Vin的電壓值的差異來檢測逆導晶體管14的通電方向。
[0064]例如，當比較器22檢測到輸入電壓Vin低于第一閾值電壓Vthl時，比較器22輸出指示逆導晶體管14的通電方向為負(換而言之，續(xù)流二極管11通電)的低電平檢測信號Vd。第一閾值電壓Vthl被設(shè)定為高于“-VF11+VF12”并且低于“Von+VF12”的電壓值。另一方面，當比較器22檢測到輸入電壓Vin高于第一閾值電壓Vthl并且低于第二閾值電壓Vth2時，比較器22輸出指示逆導晶體管14的通電方向為正(換而言之，晶體管13通電)的高電平檢測信號Vd。第二閾值電壓Vth2高于第一閾值電壓Vthl。第二閾值電壓Vth2被設(shè)定為高于“Von+VF12”并且低于“VB”的電壓值。
[0065]判定部31基于由檢測部21檢測逆導晶體管14通電方向的檢測結(jié)果來判定是否允許晶體管13導通。當檢測部21檢測到逆導晶體管14的通電方向為負時(換而言之，續(xù)流二極管11通電)(例如，當?shù)碗娖綑z測信號Vd被輸入到判定部31中時)，判定部31禁止晶體管13導通。另一方面，當檢測部21檢測到逆導晶體管14的通電方向為正時(換而言之，晶體管13通電)(例如，當高電平檢測信號Vd被輸入到判定部31中時)，判定部31允許晶體管13導通。
[0066]可選地，檢測部21可以通過經(jīng)由保護二極管12的陽極檢測電壓Vce來檢測晶體管13是否通電。當晶體管13通電時，輸入電壓Vin等于“Von+VF12”。另一方面，當晶體管13沒有通電時，輸入電壓Vin等于“-VF11+VF12”或“電壓VB”。
[0067]如上所述，輸入到檢測部21的監(jiān)視電路26中的輸入電壓Vin的電壓值根據(jù)晶體管13是否通電而改變。因而，檢測部21能夠通過檢測輸入到監(jiān)視電路26中的輸入電壓Vin的電壓值的差異來檢測晶體管13是否通電。
[0068]例如，當比較器22檢測到輸入電壓Vin低于第一閾值電壓Vthl或者高于第二閾值電壓Vth2時，比較器22輸出指示晶體管13沒有通電的低電平檢測信號Vd。第二閾值電壓Vth2高于第一閾值電壓Vthl。第一閾值電壓Vthl被設(shè)定為高于“-VF11+VF12”并且低于“Von+VF12”的電壓值。第二閾值電壓Vth2被設(shè)定為高于“Von+VF12”并且低于“VB”的電壓值。另一方面，當比較器22檢測到輸入電壓Vin高于第一閾值電壓Vthl并且低于第二閾值電壓Vth2時，比較器22輸出指示晶體管13通電的高電平檢測信號Vd。應該注意，在該情況下，當晶體管13沒有通電時，檢測信號Vd不用于由判定部31判定是否允許晶體管13導通，這是因為即使命令晶體管13導通的命令信號Vg被輸入，晶體管13也不能導通。
[0069]如上所述，因為在其上設(shè)置有續(xù)流二極管11的公共半導體基板10上設(shè)置有保護二極管12，所以輸入電壓Vin的電壓值的變化減小。另外，因為如上所述續(xù)流二極管11和保護二極管12為相同類型的二極管，所以輸入電壓Vin的電壓值的變化減小。另外，因為保護二極管12位于半導體基板10的中央部34，所以輸入電壓Vin的電壓值的變化減小。因而，根據(jù)該實施例，能夠提高檢測逆導晶體管14的通電方向的檢測精度或檢測晶體管13是否通電的檢測精度。
【主權(quán)項】
1.一種驅(qū)動裝置，其特征在于包括: 逆導晶體管，其包括晶體管和與所述晶體管反并聯(lián)連接的第一二極管，所述晶體管和所述第一二極管設(shè)置在第一半導體基板上； 第二二極管，其包括連接至所述晶體管的集電極的陰極，所述第二二極管設(shè)置在所述第一半導體基板上；以及 檢測部，其被配置為經(jīng)由所述第二二極管的陽極來檢測所述晶體管的所述集電極和發(fā)射極之間的電壓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于 所述檢測部通過經(jīng)由所述第二二極管的所述陽極檢測所述電壓來檢測所述第一二極管是否通電。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于 所述檢測部通過經(jīng)由所述第二二極管的所述陽極檢測所述電壓來檢測所述逆導晶體管的通電方向。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于 所述檢測部通過經(jīng)由所述第二二極管的所述陽極檢測所述電壓來檢測所述晶體管是否通電。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的驅(qū)動裝置，其特征在于 所述檢測部設(shè)置在與所述第一半導體基板不同的第二半導體基板上。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的驅(qū)動裝置，其特征在于 所述第一二極管和所述第二二極管為相同類型的二極管。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的驅(qū)動裝置，其特征在于 所述第二二極管位于所述第一半導體基板的中央部。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的驅(qū)動裝置，其特征在于 所述逆導晶體管為逆導絕緣柵雙極型晶體管。
【文檔編號】H03K19/0175GK105897232SQ201610084909
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月14日
【發(fā)明人】利行健
【申請人】豐田自動車株式會社