[发明专利]绝缘栅型半导体器件驱动电路

说明书

本发明提供一种绝缘栅型半导体器件驱动电路，用于提供驱动例如X相的绝缘栅型半导体器件即IGBT(1)的栅极的充放电电流，其包括：采用电流镜方式来驱动IGBT(1)的恒流生成部(11)、根据驱动信号将注入到IGBT(1)的栅极的电荷释放出的放电电路(13)、以及经由缓冲器(6)向放电电路(13)提供驱动信号并且经由电平移位电路(7)向PMOS晶体管(3)的栅极输入驱动信号从而切换绝缘栅型半导体器件的栅极的充电/放电的切换电路(12)。

本申请是申请日为“2017年12月25日”、申请号为“201780046324.0”、题为“绝缘栅型半导体器件驱动电路”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及对绝缘栅型半导体器件进行驱动的绝缘栅型半导体器件驱动电路，尤其涉及能够调整输出到多个绝缘栅型半导体器件的输出电流的偏差的绝缘栅型半导体器件驱动电路。

背景技术

图7是表示对X相、Y相、Z相各相所对应的绝缘栅型半导体器件(例如IGBT(绝缘栅形双极晶体管))进行驱动的绝缘栅型半导体器件驱动电路集成后得到的现有IC(集成电路)的芯片布局的图。图7中，在下部示出了X相、Y相、Z相的各输出焊盘作为输出焊盘，在上部示出了PGND(电源接地)的焊盘、VCC(电源电压)的焊盘作为输入焊盘。

图7中，由于IC的焊盘尺寸无法缩小，而且芯片面积无法增大，因此作为输入的VCC(电源电压)和PGND(电源接地)的焊盘都只设置了一个。

因此，在芯片布局的结构上，例如X相、Y相、Z相这三相各自到PGND(电源接地)焊盘的接地线的布线距离对于每一相都互不相同，因此，存在主要由各相的输入和输出的布线电阻(例如IC内的布线一般使用铝或铜)所产生的输出电流会产生差异(偏差)的问题。

另外，若对图7所示的芯片布局作进一步补充，则三相各自的驱动部的布局结构并不相同。因此，三相各自的驱动部的布局结构中与PGND(电源接地)焊盘相连的接地线和电源线的长度对于每一相是不同的。

对于图7所示的三相各自的驱动部的布局结构，若以一个PGND为基点，对到三相的各输出焊盘(OUTX、OUTY、OUTZ)的接地线的长度进行图示，则可得到图8。

其结果是，从图8所示的一个PGND焊盘经由公共布线(例如布线B)到三相的驱动部各自的低电平侧NMOS晶体管(N型场效应晶体管)的源极，再经由从各低电平侧NMOS晶体管的漏极到输出焊盘的布线(例如布线A)，由此，从一个PGND焊盘到三相各输出焊盘(OUTX、OUTY、OUTZ)的接地线的长度对于每一相都是不同的，因此基于各布线长度的电阻(布线电阻)也是不同的。

在图8所示的例子中，若粗略地计算一下从PGND到各相的各输出焊盘的布线电阻，则可以得到X相布线电阻＜Y相布线电阻＜Z相布线电阻，其中，Z相布线电阻最大。Y相布线电阻次之，X相布线电阻最小。

因此，即使三相的驱动部采用相同的设计，也会如图10所示地存在最终三相各自的输出电流特性无法一致(变相同)的问题。

图9A是表示三相各自(例如X相)以往的驱动部利用高电平侧的PMOS晶体管(P沟道MOS场效应晶体管)来对绝缘栅型半导体器件的栅极进行充电的方式的图。图9B是表示图9A所示的驱动部利用低电平侧的NMOS晶体管(N沟道MOS场效应晶体管)对绝缘栅型半导体器件的栅极电荷进行放电的方式的图。

使用图9A和图9B，对以往的驱动电路的驱动部(输出驱动器)的结构进行说明。以往的驱动部如图9A和图9B所示，为了对X相IGBT电路60进行恒流驱动，具有恒流电路58，其中，将2个PMOS晶体管54、55设置成电流镜的结构，构成电流镜输出部的PMOS晶体管55的漏极向IGBT57的栅极注入恒定电流从而驱动IGBT57。