[发明专利]半导体装置、电力模块和电力转换装置的控制方法

说明书

本发明涉及半导体装置、电力模块和电力转换装置的控制方法。与以往相比，以更高精度检测场效应晶体管的结温。半导体装置控制构成电力转换装置的多个场效应晶体管，并且包括差分放大器和控制多个场效应晶体管的导通/关断的控制器。在多个场效应晶体管之中，差分放大器检测由控制器控制在关断状态并且引发流过其体二极管的电流的场效应晶体管的源极和漏极之间的电位差。

对于相关申请的交叉引用

包括说明书、附图和摘要的在2017年6月30日提交的日本专利申请No.2017-129113的公开内容通过引用整体并入在此。

技术领域

本公开涉及半导体装置、电力模块、以及电力转换装置的控制方法，并且其被适当地应用到半导体装置以控制诸如逆变器装置的电力转换装置。

背景技术

作为构成电力模块的开关半导体元件的温度的实时检测方法，使用了各种方法。通常使用的方法通过具有热敏电阻的温度检测电路来检测电力模块的表面温度上升(参考专利文献1的“背景技术”)。

公知的另一种方法通过利用耦合在半导体元件的栅极电极和电力模块的栅极端子之间的内部栅极电阻器的温度特性，检测半导体元件的温度(参见专利文献1的“发明内容”)。

已知的又一种方法基于设置在半导体芯片的表面上方的温度检测二极管的温度特性来检测半导体芯片的温度(参考专利文献2)。

(专利文献1)日本未审查专利申请公开No.2000-124781

(专利文献2)日本未审查专利申请公开No.2006-114575

发明内容

过去的上述方法的每一种在半导体元件的温度的检测精度方面存在问题。具体而言，在使用热敏电阻来检测电力模块的表面温度的方法的情况下，使用热敏电阻检测到的温度是电力模块的外壳的温度(以下称为外壳温度)。热量从作为热源的半导体元件的结缓慢地传导到电力模块的壳体；因此，可能外壳温度低于结温。因此，需要从检测温度估计半导体元件的结温，并且，必须在检测温度达到作为Si半导体元件的故障温度的150℃之前停止对半导体元件的通电。

在电力模块内部设置电阻元件或二极管的方法的情况下，可以获得比外壳温度更接近结温的温度检测值。但是，检测温度不是结温本身。因此，在这种情况下，也需要基于检测温度来估计结温，所以存在关于测量精度方面的问题。

根据本说明书和附图的描述，本发明的其他问题和新特征将变得清楚。

根据一个实施例的半导体装置控制构成电力转换装置的多个场效应晶体管，并且包括：控制器，用于控制多个场效应晶体管中的每个的导通/关断(ON/OFF)；以及，差分放大器。在多个场效应晶体管之中，差分放大器检测其中电流流经其体二极管的场效应晶体管的源极和漏极之间的电位差，由于该场效应晶体管被控制器设置为关断状态。

根据本实施例，可以以比过去更高的精度来检测场效应晶体管的结温。

附图说明

图1A、1B和1C是示出根据实施例1的半导体元件的温度检测方法的图；

图2是示出水平型MISFET的配置的示例的截面图；

图3是示出垂直型MISFET的配置的示例的截面图；

图4是示出根据实施例1的半导体装置的配置的框图；

图5是示出图4所示的半导体装置的操作的时序图；

图6A、6B和6C是示出根据实施例1的修改示例的半导体元件的温度检测方法的图；

图7是示出根据实施例1的修改示例的半导体装置的配置的框图；

图8是示出图7所示的半导体装置的操作的时序图；