管P - Tr2的发射极、以及第3 PNP晶体管P — Tr3的发射极输入。
[0286]第5基极电阻Rb5的另一端与第5 PNP晶体管P — Tr5的基极连接。第5 PNP晶体管P - Tr5的集电极与第2 PNP晶体管P — Tr2的集电极、以及第I检测电阻Rdl的一端连接。
[0287]第6基极电阻Rb6的另一端与第5 NPN晶体管N — Tr5的基极连接。第5 NPN晶体管N - Tr5的集电极与第3 NPN晶体管N — Tr3的集电极、以及第I检测电阻Rdl的另一端连接。第5 NPN晶体管N - Tr5的发射极接地，具体地说与前述图1所示的控制用接地7连接。
[0288]在前述图22所示的第15实施方式的驱动电路110中，由于需要2个检测电阻Rdl、Rd2、和2个电压检测电路101、106，因此电路有可能会大型化。
[0289]为了防止电路的大型化，在本实施方式的驱动电路115中，追加有第5 PNP晶体管P - Tr5和第5 NPN晶体管N — Tr5。由此，由于能够将检测电阻及电压检测电路合二为一，因此能够实现电路的小型化。另外，能够实现电路的低成本化。
[0290]<第17实施方式>
[0291]图24是表示本发明的第17实施方式的驱动电路120的结构的图。本实施方式的驱动电路120的结构与前述图20所示的第13实施方式的驱动电路100的结构类似。因此，对与驱动电路100相同的结构标注相同的参照标号，省略共通的说明。
[0292]本实施方式的驱动电路120在构成第13实施方式的驱动电路100的电压检测电路101、第2 PNP晶体管P — Tr2、第3 PNP晶体管P — Tr3、第2 NPN晶体管N — Tr2、检测电阻Rdl、第3基极电阻Rb3以及输出电阻Ro的基础上，具有第6 NPN晶体管N — Tr6、第7基极电阻Rb7、第21电阻R21以及第22电阻R22而构成。电压检测电路101是与图20的电压检测电路101相同的结构。
[0293]在本实施方式中，第3基极电阻Rb3的一端与第21电阻R21的另一端、以及第22电阻R22的一端连接。从E⑶6输入的高(Hi)电平的信号向第21电阻R21的一端、第2 PNP晶体管P - Tr2的发射极、以及第3 PNP晶体管P — Tr3的发射极输入。
[0294]第22电阻R22的另一端与第6 NPN晶体管N — Tr6的集电极连接。第6 NPN晶体管N — Tr6的发射极接地，具体地说与前述图1所示的控制用接地7连接。第6 NPN晶体管N - Tr6的基极与第7基极电阻Rb7的另一端连接。第7基极电阻Rb7的一端与驱动电路120的输入端子连接。向驱动电路120的输入端子输入来自E⑶6的电压信号VECU。
[0295]在前述图22、图23所示的第15及第16实施方式的驱动电路110、115中，在从驱动电路110、115输出的输出信号的信号电平为高电平时，对向控制电路侧流动的电流、即控制电路的消耗电流进行监视。在从驱动电路110、115输出的输出信号的信号电平为低电平时，对向驱动电路110、115侧流入的电流进行监视。由此，能够对过电流或异常温度进行检测。
[0296]与此相对，在本实施方式的驱动电路120中，在从驱动电路120输出的输出信号的信号电平为高电平时、以及为低电平时中的任一情况下，电流均向控制电路侧流动。
[0297]在这里，问题在于从驱动电路120输出的输出信号的信号电平为低电平时。例如，在前述图22、图23所示的第15及第16实施方式的驱动电路110、115中，由于输出信号的低电平为接地电位即0V，因此电流不向控制电路侧流动。
[0298]因此，在本实施方式中，通过第21电阻R21和第22电阻R22的分压，将从驱动电路120输出的输出信号的低电平设定为不超过电路的阈值的范围，例如大于或等于几百mV而小于或等于IV程度。由此，即使在从驱动电路120输出的输出信号的信号电平为低电平时，也能够使电流向控制电路侧流动。
[0299]如上所述，在本实施方式中，驱动电路120通过第21电阻R21和第22电阻R22的分压，对从ECU6提供的控制信号进行限制，并作为成为控制信号Sd的输出信号，向控制电路输出。并且，控制信号Sd的低电平设定为除了 OV以外的预先确定的值。由此，即使在控制信号Sd的信号电平为低电平时，也能够使电流向控制电路侧流动。
[0300]因此，在本实施方式的驱动电路120中，与第15及第16实施方式的驱动电路110、115相比，能够削减晶体管的个数，因此能够实现小型化。另外，在本实施方式中，在从驱动电路120输出的输出信号的信号电平为低电平时，在检测到过电流或异常温度等异常的情况下，能够不利用外部电容器Cl的电荷而使电流向控制电路流动。因此，能够延长可驱动半导体装置的时间。
[0301]在本实施方式中，在从驱动电路120输出的输出信号的信号电平为低电平时，通过电阻分压，决定第2 NPN晶体管N - Tr2的基极电压。从驱动电路120的输出端子Vout输出的输出信号即输出电压在常温例如25°C下，成为从第2 NPN晶体管N — Tr2的基极电压值下降0.7V左右而得到的值。因此，如果将第2 NPN晶体管N — Tr2的基极电压设置为例如1.4V左右，则从驱动电路120的输出端子Vout输出的输出电压变为大约0.7V左右。
[0302]本实施方式的驱动电路120例如是与前述图17所示的第12实施方式的半导体装置90或者前述图18所示的第12实施方式的变形例的半导体装置95相对应的驱动电路。通过将本实施方式的驱动电路120用于前述第12实施方式的半导体装置90或者第12实施方式的变形例的半导体装置95，从而能够实现半导体装置90、95的小型化，另外，能够延长可驱动半导体装置90、95的时间。
[0303]<第18实施方式>
[0304]图25是表示本发明的第18实施方式即驱动电路125的结构的图。本实施方式的驱动电路125的结构与前述图24所示的第17实施方式的驱动电路120的结构类似。因此，对与驱动电路120相同的结构标注相同的参照标号，省略共通的说明。
[0305]本实施方式的驱动电路125是下述结构，即，取代前述图24所示的第17实施方式的驱动电路120中的第22电阻R22而具有第I 二极管Dl及第2 二极管D2。
[0306]具体地说，本实施方式的驱动电路125具有下述部件而构成，即:电压检测电路101 ;第2 PNP晶体管P - Tr2 ;第3 PNP晶体管P — Tr3 ;第2 NPN晶体管N — Tr2 ;第6NPN晶体管N - Tr6 ;第I 二极管Dl ;第2 二极管D2 ;第3基极电阻Rb3 ;第7基极电阻Rb7 ;第21电阻R21 ;检测电阻Rdl ;以及输出电阻Ro。
[0307]第I 二极管Dl的阳极与第21电阻R21的另一端连接。第I 二极管Dl的阴极与第2 二极管D2的阳极连接。第2 二极管D2的阴极与第6 NPN晶体管N — Tr6的集电极连接。
[0308]在前述图24所示的第17实施方式的驱动电路120中，利用由第3基极电阻Rb3实现的电阻分压而提供第2 NPN晶体管N — Tr2的基极电压。在该情况下，在从作为控制用计算机的ECU6输入的高(Hi)电平的信号随着噪声或电涌等而变动时，第2 NPN晶体管N — Tr2有可能进行误动作。
[0309]因此，在本实施方式的驱动电路125中，在第6 NPN晶体管N — Tr6和第3基极电阻Rb3之间设置第I及第2 二极管D1、D2，利用第I及第2 二极管D1、D2的正向电压降，施加第2 NPN晶体管N — Tr2的基极电压。由此，即使在从E⑶6输入的高(Hi)电平的信号随着噪声或电涌等而变动时，也能够确保稳定的基极电压，因此能够抑制第2 NPN晶体管Tr2的误动作。
[0310]如上所述，在本实施方式中，驱动电路125经由第I及第2 二极管Dl、D2，将从E⑶6提供的控制信号作为成为控制信号Sd的输出信号，向控制电路输出。由此，即使在作为控制信号而从ECU6输入的高(Hi)电平的信号随着噪声或电涌等而变动时，也能够确保稳定的基极电压。因此，能够抑制第2 NPN晶体管Tr2的误动作。
[0311]在本实施方式中，如前所述，取代第22电阻R22而设置第I及第2 二极管D1、D2，在从驱动电路125输出的输出信号的信号电平为低电平时，第2 NPN晶体管N — Tr2的基极电压施加的是大约1.4V左右。由于从驱动电路125的输出端子Vout输出的输出电压的值在常温例如25°C下，成为从第2 NPN晶体管N — Tr2的基极电压值下降0.7V左右而得到的值，因此为大约0.7V左右。
[0312]设置在驱动电路125中的二极管的个数不限于2个，只要从驱动电路125的输出端子Vout输出的输出电压的低电平在不超过电路的阈值的范围内，则能够自由地进行设定。
[0313]本实施方式的驱动电路125例如是与前述图17所示的第12实施方式的半导体装置90或者前述图18所示的第12实施方式的变形例的半导体装置95相对应的驱动电路。通过将本实施方式的驱动电路125用于前述第12实施方式的半导体装置90或者第12实施方式的变形例的半导体装置95，从而能够实现半导体装置90、95的小型化，另外，能够延长可驱动半导体装置90、95的时间。
[0314]此外，本发明在其发明的范围内，能够对各实施方式自由地进行组合。另外，能够对各实施方式的任意的结构要素适当地进行变更或省略。
[0315]对本发明详细地进行了说明，但是上述说明在所有的方面都是例示，本发明不限定于此。可以理解，能够在不脱离本发明的范围的条件下想到未例示的无数变形例。
[0316]标号的说明
[0317]1、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95 半导体装置，2 集成电路，3 开关元件部，4点火用变压器，5火花塞，6电子控制单元(EOT)，10点火装置，11、100、105、110、115、120、125 驱动电路，12、31、36、41、46、51、56、61、66、71、76、81、86、91、96 控制电路，52电流检测电路，67温度检测电路，101电压检测电路(第I电压检测电路)，106电压检测电路(第2电压检测电路)。
【主权项】
1.一种半导体装置，其特征在于，具有: 开关元件； 驱动电路，其基于从外部的控制装置提供的控制信号，输出用于驱动所述开关元件的驱动控制信号；以及 控制电路，其基于从所述驱动电路输出的所述驱动控制信号，对所述开关元件的驱动进行控制， 所述驱动电路在所述控制信号是用于驱动所述开关元件的信号的情况下，将信号电平相对较低的低电平的所述驱动控制信号输出， 所述驱动电路在所述控制信号是用于使所述开关元件的驱动停止的信号的情况下，将信号电平相对较高的高电平的所述驱动控制信号输出， 所述控制电路具有用于蓄积电荷的电荷蓄积用电容器， 所述控制电路在从所述驱动电路输出的所述驱动控制信号为高电平时，使所述开关元件的驱动停止，并对所述电荷蓄积用电容器进行充电， 所述控制电路在从所述驱动电路输出的所述驱动控制信号为低电平时，使用蓄积在所述电荷蓄积用电容器中的电荷，对所述开关元件进行驱动。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于， 所述控制电路具有放电阻抗调整电路，该放电阻抗调整电路对来自所述开关元件的放电阻抗进行调整。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于， 所述控制电路具有: 防止电荷回流用肖特基势皇二极管，其用于防止来自所述电荷蓄积用电容器的电荷的回流；以及 场效应型晶体管，其设置于所述防止电荷回流用肖特基势皇二极管的阳极和阴极之间。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于， 所述控制电路具有放电抑制电路，该放电抑制电路在从所述驱动电路输出的所述驱动控制信号从高电平切换至低电平时，对蓄积在所述电荷蓄积用电容器中的电荷的放电进行抑制。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于， 所述控制电路具有: 电流检测电路，其对流过所述开关元件的电流进行检测；以及在从所述驱动电路输出的所述驱动控制信号为高电平时，如果由所述电流检测电路检测的流过所述开关元件的电流变得高于预先确定的电流值，则使所述控制电路的消耗电流增加的电路。6.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于， 所述控制电路具有: 电流检测电路，其对流过所述开关元件的电流进行检测；以及在从所述驱动电路输出的所述驱动控制信号为低电平时，如果由所述电流检测电路检测的流过所述开关元件的电流变得高于预先确定的电流值，则使用蓄积在所述电荷蓄积用电容器中的电荷，使电流向所述驱动电路流动的电路。7.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于， 所述控制电路具有: 电流检测电路，其对流过所述开关元件的电流进行检测； 在从所述驱动电路输出的所述驱动控制信号为高电平时，如果由所述电流检测电路检测的流过所述开关元件的电流变得高于预先确定的电流值，则使所述控制电路的消耗电流增加的电路；以及 在从所述驱动电路输出的所述驱动控制信号为低电平时，如果由所述电流检测电路检测的流过所述开关元件的电流变得高于预先确定的电流值，则使用蓄积在所述电荷蓄积用电容器中的电荷，使电流向所述驱动电路流动的电路。8.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于， 所述控制电路具有: 温度检测电路，其对温度进行检测；以及 在从所述驱动电路输出的所述驱动控制信号为高电平时，如果由所述温度检测电路检测的温度变得高于预先确定的温度，则使所述控制电路的消耗电流增加的电路。9.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于， 所述控制电路具有: 温度检测电路，其对温度进行检测；以及 在从所述驱动电路输出的所述驱动控制信号为低电平时，如果由所述温度检测电路检测的温度变得高于预先确定的温度，则使用蓄积在所述电荷蓄积用电容器中的电荷，使电流向所述驱动电路流动的电路。10.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于， 所述控制电路具有: 温度检测电路，其对温度进行检测； 在从所述驱动电路输出的所述驱动控制信号为高电平时，如果由所述温度检测电路检测的温度变得高于预先确定的温度，则使所述控制电路的消耗电流增加的电路；以及 在从所述驱动电路输出的所述驱动控制信号为低电平时，如果由所述温度检测电路检测的温度变得高于预先确定的温度，则使用蓄积在所述电荷蓄积用电容器中的电荷，使电流向所述驱动电路流动的电路。11.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于， 所述控制电路在电源和所述使消耗电流增加的电路之间具有场效应型晶体管。12.根据权利要求8所述的半导体装置，其特征在于， 所述控制电路在电源和所述使消耗电流增加的电路之间具有场效应型晶体管。13.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于， 所述使消耗电流增加的电路经由肖特基势皇二极管而与所述驱动电路连接。14.根据权利要求8所述的半导体装置，其特征在于， 所述使消耗电流增加的电路经由肖特基势皇二极管而与所述驱动电路连接。15.根据权利要求5、8、11至14中任一项所述的半导体装置，其特征在于， 所述驱动电路具有下述功能，即，在所述驱动控制信号为高电平时，将所述控制电路的消耗电流作为电压信息而进行检测。16.根据权利要求6或9所述的半导体装置，其特征在于， 所述驱动电路具有下述功能，即，在所述驱动控制信号为低电平时，将从所述控制电路向所述驱动电路流入的电流作为电压信息而进行检测。17.根据权利要求7或10所述的半导体装置，其特征在于， 所述驱动电路具有: 在所述驱动控制信号为高电平时，将由所述控制电路消耗的电流作为电压信息而进行检测的功能；以及 在所述驱动控制信号为低电平时，将从所述控制电路向所述驱动电路流入的电流作为电压信息而进行检测的功能。18.根据权利要求17所述的半导体装置，其特征在于， 在所述驱动控制信号为高电平时对所述电压信息进行检测的功能、和在所述驱动控制信号为低电平时对所述电压信息进行检测的功能由同一电路实现。19.根据权利要求13或14所述的半导体装置，其特征在于， 所述驱动电路利用多个电阻的分压而对从所述控制装置提供的所述控制信号进行限制，并作为所述驱动控制信号向所述控制电路输出。20.根据权利要求13或14所述的半导体装置，其特征在于， 所述驱动电路经由二极管，将从所述控制装置提供的所述控制信号作为所述驱动控制信号而向所述控制电路输出。
【专利摘要】本发明的目的在于，提供一种具有保护功能且能够实现小型化及低成本化的半导体装置。本发明的半导体装置具有开关元件(Q1)、驱动电路(11)和控制电路(30)。如果从驱动电路(11)输出的高电平的驱动控制信号输出，则控制电路(30)使开关元件(Q1)的驱动停止，并对电荷蓄积用电容器(C1)进行充电。如果从驱动电路(11)输出了低电平的驱动控制信号，则控制电路(30)使用蓄积在电荷蓄积用电容器(C1)中的电荷，对开关元件(Q1)进行驱动。
【IPC分类】H03K17/08, F02P3/055, H03K17/695
【公开号】CN105144580
【申请号】CN201380075414
【发明人】山本刚司, 神户伸介
【申请人】三菱电机株式会社
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2013年4月2日
【公告号】DE112013006904T5, WO2014162507A1