本发明涉及短路检测装置及具备短路检测装置的装置。
背景技术
以往，对于驱动串联连接在电源线间的两个半导体元件的各栅极的装置，提出了各种检测电源线间的短路的技术(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-53749号公报
技术实现要素：
技术问题
期望尽可能将因异常而处于短路状态的时间抑制得很短。在专利文献1所记载的检测方法中，会存在由于在米勒平台结束以后检测出短路状态而导致半导体元件损坏的情况。此外，如果还考虑到今后使用宽带隙半导体元件等短路耐量小的半导体元件，则期望更早期地检测出短路状态。
技术方案
在本发明的第一形态中，可以提供一种短路检测装置。短路检测装置可以具备检测从栅极驱动电路输入到半导体元件的栅极电压的电压检测电路。短路检测装置可以具备短路检测电路，所述短路检测电路在从栅极驱动电路接收到导通信号起到开始半导体元件的米勒平台为止的过渡期间，在半导体元件的栅极电压变为第一基准电压以上时检测出半导体元件的短路状态。
第一基准电压可以小于米勒电压。
短路检测电路可以在过渡期间后在半导体元件的栅极电压变为第二基准电压以上时，检测出半导体元件的短路状态。
第二基准电压可以为米勒电压以上。
短路检测电路可以在整个导通期间在半导体元件的栅极电压变为第二基准电压以上时，检测出半导体元件的短路状态。
第二基准电压可以比半导体元件的正向偏置电压大。
过渡期间可以是从半导体元件的栅极电压变为栅极阈值电压以上起到开始米勒平台为止的期间。
短路检测装置可以具备时刻确定部，所述时刻确定部将从半导体元件接收到导通信号而经过预先确定的第一期间起到经过预先确定的第二期间为止的期间确定为过渡期间。
在本发明的第二形态中，提供一种具备短路检测装置的装置。所述装置可以具备串联连接在正极侧电源线和负极侧电源线之间的半导体元件。所述装置可以具备第一形态的短路检测装置。
具备短路检测装置的装置可以还具备对半导体元件的栅极进行驱动的栅极驱动电路。
具备短路检测装置的装置可以还具备切断电路，所述切断电路根据由短路检测装置检测出短路状态这一情况而切断在正极侧电源线和负极侧电源线之间流通的电流。
具备短路检测装置的装置可以还具备将半导体元件与其他半导体元件串联连接在正极侧电源线和负极侧电源线之间而成的串联连接电路。
具备短路检测装置的装置可以还具备其他短路检测装置。短路检测装置可以在其他半导体元件处于导通状态或者从导通状态向关断状态的过渡期间内时，根据半导体元件被导通这一情况而检测出短路状态。其他短路检测装置可以在半导体元件处于导通状态或者从导通状态向关断状态的过渡期间内时，根据其他半导体元件被导通这一情况而检测出短路状态。
半导体元件可以为宽带隙半导体元件。
上述发明概要并未列举本发明的全部特征。这些特征组的子组合也构成发明。
附图说明
图1示出本实施方式的装置。
图2示出装置的动作。
图3示出装置的动作波形的一例。
图4示出装置的动作波形的另一例。
图5示出第一检测期间的装置的动作波形的另一例。
图6示出第一检测期间的装置的动作波形的又一例。
符号说明：
1：装置、2：栅极驱动电路、3：检测装置、4：切断装置、5栅极驱动电路、6：检测装置、7：切断装置、11：半导体元件、12：半导体元件、20：and电路、21：栅极电阻、22：图腾柱电路、30：电压检测电路、31：时刻确定部、32：短路检测电路、41：保持电路、42：not电路、43：切断电路、101：正极侧电源线、102：负极侧电源线、105：电源输出端子、302：低通滤波器、323：基准电压设定部、325：比较器、1011：布线电感、1021：布线电感、3230：not电路、3231：开关、3232：开关、3233：基准电压源、3234：基准电压源
具体实施方式
以下，通过发明的实施方式对本发明进行说明，但以下实施方式并不限定权利要求所涉及的发明。此外，实施方式中所说明的特征的全部组合并不一定是发明的解决方案所必须的。
图1示出本实施方式的装置1。应予说明，在图中，中空的箭头符号表示电压或电流。
作为一例，装置1是用于马达驱动或电力供给的电力变换装置的一个臂，通过对正极侧电源线101和负极侧电源线102与电源输出端子105之间的连接进行切换，从而从电源输出端子105输出交流电压。
这里，在正极侧电源线101和负极侧电源线102之间施加有例如600v～800v的直流电压ed。此外，在正极侧电源线101和负极侧电源线102存在分别与布线长度对应的布线电感1011、1021。
装置1具备：正极侧的半导体元件11和负极侧的半导体元件12；与正极侧的半导体元件11对应设置的栅极驱动电路2、检测装置3和切断装置4；与负极侧的半导体元件12对应设置的栅极驱动电路5、检测装置6和切断装置7。应予说明，负极侧的栅极驱动电路5、检测装置6和切断装置7的构成分别与正极侧的栅极驱动电路2、检测装置3和切断装置4相同，因此省略说明。
第一半导体元件11和第二半导体元件12依次串联连接于正极侧电源线101和负极侧电源线102之间。在第一半导体元件11和第二半导体元件12的中间点连接有电源输出端子105。
第一半导体元件11和第二半导体元件12是通过后述的栅极驱动电路2来切换为导通/关断的开关元件。作为一例，第一半导体元件11和第二半导体元件12可以是电力变换装置中的下臂和上臂。
第一半导体元件11和第二半导体元件12中的至少一方可以是宽带隙半导体元件。宽带隙半导体元件是指带隙比硅半导体元件大的半导体元件，例如是包含sic、gan、金刚石、氮化镓系材料、氧化镓系材料、aln、algan或zno等的半导体元件。宽带隙半导体元件可以使开关速度提高得比硅半导体元件高。
此外，在本实施方式中，第一半导体元件11和第二半导体元件12为mosfet，具有正极侧电源线101一侧为阴极的寄生二极管。应予说明，第一半导体元件11和第二半导体元件12也可以是igbt或双极型晶体管等其他种类的半导体元件。
栅极驱动电路2基于输入信号s0所包含的导通信号和关断信号来驱动第一半导体元件11的栅极。例如，在将第一半导体元件11和第二半导体元件12交替设为导通状态的情况下，栅极驱动电路2在第二半导体元件12被关断而切换为关断状态之后将半导体元件11导通。应予说明，在本实施方式中，作为一例，在将半导体元件11设为导通状态时输入信号s0被设为高电平，在将半导体元件11设为关断状态时输入信号s0被设为低电平。
栅极驱动电路2可以具有and电路20和图腾柱电路22。
and电路20进行针对栅极驱动电路2的输入信号s0与来自后述的切断装置4的信号的逻辑与运算而对输入信号s0进行校正，并输出为针对第一半导体元件11的栅极的栅极信号s1。例如，and电路20在两者都为高电平的情况下，输出高电平信号(导通信号)作为栅极信号s1，在至少一方为低电平的情况下，输出低电平信号(关断信号)作为栅极信号s1。and电路20将栅极信号s1提供给图腾柱电路22。
图腾柱电路22可以将来自and电路20的栅极信号s1放大。图腾柱电路22介由栅极电阻21将栅极信号s1提供给第一半导体元件11。
应予说明，在以上的栅极驱动电路2中，栅极电阻21可以不设置在图腾柱电路22与检测装置3之间，而是设置在and电路20和图腾柱电路22之间。
检测装置3检测半导体元件11的短路状态。例如，在半导体元件12处于导通状态时，检测装置3根据半导体元件11被导通这一情况而检测出短路状态。此外，在半导体元件11处于导通状态时，检测装置3根据半导体元件12被导通这一情况而检测出短路状态。作为一例，半导体元件11的短路状态可以是正极侧电源线101和负极侧电源线102之间的短路状态。检测装置3具备电压检测电路30、时刻确定部31和短路检测电路32。
电压检测电路30检测出从栅极驱动电路2输入到半导体元件11的栅极电压。例如，电压检测电路30可以连接于栅极驱动电路2的输出端子而检测栅极电压。电压检测电路30可以将检测到的栅极电压提供给短路检测电路32中的后述的比较器325。应予说明，在本实施方式中，作为一例，电压检测电路30可以具有低通滤波器302。低通滤波器302将半导体元件11的栅极电压(在本实施方式中，作为一例为栅极驱动电路2与半导体元件11之间的布线的电压)的高频分量过滤掉。
时刻确定部31将从半导体元件11接收到导通信号起到半导体元件11从关断切换为导通为止的过渡期间的至少一部分确定为第一检测期间。例如，可以将半导体元件11固有的栅极电压阈值以上且达到米勒平台的电压值附近为止的期间作为第一检测期间。时刻确定部31可以将表示当前时刻是否处于第一检测期间的期间确定信号s3提供给短路检测电路32中的后述的基准电压设定部323。例如，时刻确定部31可以在第一检测期间内持续将高电平信号提供给基准电压设定部323。
应予说明，在本实施方式中，第一检测期间以外的期间被设为第二检测期间。其中，时刻确定部31可以将过渡期间后的至少一部分期间确定为第二检测期间。
短路检测电路32在检测期间根据半导体元件11的栅极电压变为基准电压以上这一情况而检测出半导体元件11的短路状态。例如，短路检测电路32可以在第一检测期间根据栅极电压达到了第一基准电压vref1这一情况而检测出短路状态，在第二检测期间根据栅极电压达到了第二基准电压vref2以上这一情况而检测出短路状态。第一基准电压vref1和第二基准电压vref2可以相互不同。
短路检测电路32可以具有基准电压设定部323和比较器325。
基准电压设定部323根据来自时刻确定部31的期间确定信号s3来选择第一基准电压vref1和第二基准电压vref2中的任一者而将其提供给比较器325。基准电压设定部323可以具有两个开关3231、3232和基准电压源3233、3234。
开关3231、3232根据由时刻确定部31得到的第一检测期间的确定结果而设定为导通或关断。例如，开关3231与开关3232可以择一地设定为导通。在本实施方式中，作为一例，开关3231可以设定为直接被提供来自时刻确定部31的信号，并在第一检测期间闭合。此外，开关3232可以设定为介由not电路3230被提供来自时刻确定部31的信号，并在第二检测期间闭合。
开关3231可以连接于后述的基准电压源3233与比较器325之间。开关3232可以连接于后述的基准电压源3234与比较器325之间。
基准电压源3233、3234分别连接于开关3231、3232和地之间，将第一基准电压vref1、第二基准电压vref2提供给比较器325。
比较器325通过判定基准电压是否比栅极电压高来检测出短路状态。例如，在基准电压设定部323将开关3231设定为导通的情况下，比较器325可以判定第一基准电压vref1是否比栅极电压高。此外，在基准电压设定部323将开关3232设定为导通的情况下，比较器325可以判定第二基准电压vref2是否比栅极电压高。在本实施方式中，作为一例，比较器325可以在栅极电压比基准电压高的情况下检测出短路状态而输出高电平信号。此外，比较器325可以在栅极电压为基准电压以下的情况下未检测出短路状态而输出低电平信号。比较器325可以将判定结果、即表示短路状态的检测结果的信号提供给切断装置4。
切断装置4在检测出短路状态的情况下切断在半导体元件11流通的电流。切断装置4具有保持电路41、not电路42和切断电路43。
保持电路41将来自比较器325的输出信号保持，并输出为短路检测信号s2。例如，保持电路41可以是峰值保持电路，也可以在从比较器325输出了高电平信号的情况下，将其保持而输出高电平信号。保持电路41可以将短路检测信号s2提供给not电路。
not电路42将高电平信号和低电平信号反转输出。例如，在通过检测装置3检测出短路状态且输出了高电平信号作为短路检测信号s2的情况下，not电路42使高电平信号反转为低电平信号。此外，在通过检测装置3未检测出短路状态而输出了低电平信号作为短路检测信号s2的情况下，not电路42可以使低电平信号反转为高电平信号。
not电路42可以将反转后的短路检测信号s2提供给切断电路43和上述栅极驱动电路2的and电路20。应予说明，通过将反转后的短路检测信号s2提供给and电路20，在检测出短路状态时，输入到栅极驱动电路2的高电平信号(导通信号)通过and电路20被校正为低电平信号(关断信号)而提供给栅极。另一方面，在未检测出短路状态的情况下，向栅极驱动电路2输入的输入信号s0直接从and电路20提供给栅极。
切断电路43根据由短路检测电路32检测出短路状态这一情况而切断在正极侧电源线101和负极侧电源线102之间流通的电流。在本实施方式中，作为一例，切断电路43根据正极侧电源线101和负极侧电源线102间短路而从not电路42提供低电平信号这一情况而将半导体元件11的栅极源极间短路，使半导体元件11关断。
应予说明，在以上装置1中，检测装置3、6和/或切断装置4、7可以连接于设置有半导体元件11、12的基板。此外，装置1可以作为整体而收容在一个封装内。
根据以上装置1，在过渡期间，根据半导体元件11的栅极电压变为第一基准电压vref1以上这一情况而检测出短路状态，并在除过渡期间以外的第二检测期间，根据栅极电压变为第二基准电压vref2以上这一情况而检测出短路状态。因此，不仅能够检测出过渡期间内的短路状态，还能够检测出过渡期间后的短路状态。例如，能够分别检测出因半导体元件12的故障等而与半导体元件11的导通同时发生的短路状态和在半导体元件11处于常通状态(定常オン状態)时因半导体元件12的误控制等而发生的短路状态。因此，无论短路状态的发生时刻如何，都能够早期检测出短路状态。
此外，由于根据检测出短路状态这一情况而切断在正极侧电源线101和负极侧电源线102之间流通的电流，所以能够防止因大电流引起的元件损坏。
图2示出装置1的动作。应予说明，该动作通过将针对半导体元件11的导通信号输入到装置1而开始。
首先，时刻确定部31将从半导体元件11接收到导通信号起到半导体元件11切换为导通为止的过渡期间的至少一部分确定为第一检测期间(步骤s1)。例如，时刻确定部31可以将从半导体元件11接收到导通信号起到经过预先确定的第二期间为止的期间确定为第一检测期间。此外，时刻确定部31也可以将从半导体元件11接收到导通信号而经过预先确定的第一期间起，到经过预先确定的第二期间为止的期间确定为第一检测期间。在本实施方式中，作为一例，时刻确定部31将从接收到导通信号起到开始米勒平台为止的过渡期间的至少一部分确定为第一检测期间。这里，米勒平台是指栅极电压因米勒效应而钳位在恒定值(米勒电压、栅极平台电压、栅极钳位电压)的期间。过渡期间的开始时间可以是半导体元件11的漏极源极电压开始下降的时刻以后。
应予说明，半导体元件11切换为导通的时刻、即过渡期间的结束时间例如可以是栅极电压超过栅极阈值电压而使半导体元件11开始导通以后的时刻。作为一例，过渡期间的结束时间可以是通过在半导体元件11的漏极源极间流通电流，从而使半导体元件12的寄生二极管开始向关断状态转移的时刻，即米勒平台的开始时刻。此外，过渡期间的结束时间也可以是半导体元件12的寄生二极管完全处于关断状态的时刻，即米勒平台的结束时刻。此外，过渡期间的结束时间也可以是半导体元件11的栅极源极电压达到正向偏置电压的时刻。正向偏置电压可以是根据容许在半导体元件11流通的最大电流而规定的栅极源极电压。或者，也可以根据栅极所容许的最大电压来规定。
接下来，检测装置3在过渡期间内的第一检测期间检测半导体元件11的短路状态(步骤s3)，判定是否检测出短路状态(步骤s5)。例如，检测装置3可以在第一检测期间根据半导体元件11的栅极电压变为第一基准电压vref1以上这一情况而检测出短路状态。
在步骤s5中判定为检测出短路状态的情况下(步骤s5，是)，切断装置4切断在半导体元件11流通的电流(步骤s11)。例如，切断装置4可以通过将半导体元件11的栅极源极间短路而降低栅极电位，从而将半导体元件11关断，也可以通过将针对栅极驱动电路2的输入信号s0校正为低电平信号(关断信号)，从而将半导体元件11关断。并且，如果步骤s11结束，则装置1结束动作。
此外，在步骤s5中判定为未检测出短路状态的情况下(步骤s5，否)，检测装置3在过渡期间后的第二检测期间检测半导体元件11的短路状态(步骤s7)，判定是否检测出短路状态(步骤s9)。例如，检测装置3可以根据半导体元件11的栅极电压变为第二基准电压vref2以上这一情况而检测出短路状态。
在步骤s9中判定为检测出短路状态的情况下(步骤s9，是)，装置1转移到上述步骤s11而进行处理。
此外，在步骤s9中判定为未检测出短路状态的情况下(步骤s9，否)，装置1结束动作。
根据以上动作，在从半导体元件11接收到导通信号起到开始米勒平台为止的过渡期间，根据半导体元件11的栅极电压变为第一基准电压vref1以上这一情况而检测出半导体元件11的短路状态。因此，能够在米勒平台前检测出短路状态，所以与在米勒平台后检测出短路状态的情况相比，能够将检出时刻提前。
图3示出装置1的动作波形的一例。装置1根据图3的动作波形检测出因半导体元件12的故障等而在半导体元件11的导通时产生的短路而切断电流。应予说明，图中“栅极电压”的实线的波形表示正极侧电源线101和负极侧电源线102之间发生了短路的情况的波形，虚线的波形表示正极侧电源线101和负极侧电源线102之间未发生短路的情况的波形。
首先，从时刻t1起将成为高电平的输入信号s0输入到装置1(参照输入信号s0的波形)。输入信号s0被提供给and电路20和时刻确定部31。
当提供有输入信号s0时，and电路20将栅极信号s1提供给半导体元件11的栅极。这里，在接收到输入信号s0的时刻，未检测到短路，从切断装置4向and电路20提供高电平信号。因此，and电路20将输入信号s0直接作为栅极信号s1提供给半导体元件11的栅极(参照栅极信号s1的波形)。由此，半导体元件11的栅极电压vgs上升而在时刻t2超过栅极阈值vth(作为一例为5v)，半导体元件11开始导通(参照栅极电压的波形)。
另一方面，当被提供导通信号作为输入信号s0时，时刻确定部31确定过渡期间内的第一检测期间。这里，在本实施方式中，作为一例，在正极侧电源线101和负极侧电源线102之间未短路而半导体元件11根据输入信号s0变为导通的情况下，在时刻t4～t6的期间栅极电压vgs被钳位在米勒电压vm(参照栅极电压的虚线波形)。因此，在本实施方式中，作为一例，时刻确定部31将直到米勒平台的结束前为止的时刻t1～t5的期间确定为过渡期间(例如，时刻t1～t6的期间)中的第一检测期间。并且，时刻确定部31将在时刻t1～t5的第一检测期间成为高电平的期间确定信号s3提供给基准电压设定部323(参照期间确定信号s3的波形)。
接下来，基准电压设定部323基于期间确定信号s3在时刻t1～t5的第一检测期间将第一基准电压vref1提供给比较器325(参照基准电压的波形)。这里，第一基准电压vref1可以为正向偏置电压+vgs(作为一例为15～18v)以下(参照栅极电压的波形)。例如，第一基准电压vref1可以是比在不产生短路而半导体元件11被导通的情况下的第一检测期间的栅极电压高，且比在产生短路而半导体元件11被导通的情况下的第一检测期间的栅极电压低的电压。
接下来，比较器325通过在第一检测期间将栅极电压vgs和第一基准电压vref1进行比较，从而检测短路状态，保持电路41保持检测结果而将其输出为短路检测信号s2。在本实施方式中，作为一例，由于半导体元件12故障而处于导通状态，从而使栅极电压vgs在时刻t3超过第一基准电压vref1而检测出短路状态，因此短路检测信号s2从时刻t3起成为高电平(参照短路检测信号s2的波形)。
然后，切断装置4根据检测出短路状态这一情况而切断在正极侧电源线101和负极侧电源线102之间流通的电流。例如，not电路42将短路检测信号s2的反转信号提供给and电路20，使从and电路20向栅极提供的栅极信号s1从时刻t3起为低电平，由此使半导体元件11关断(参照栅极信号s1的波形)。
图4示出装置1的动作波形的另一例。装置1根据图4的动作波形，检测出在半导体元件11处于常通状态时因半导体元件12的误控制等而发生的短路从而切断电流。应予说明，对于与图3内容相同的波形、动作省略说明。
首先，由于在时刻t1～t4的第一检测期间未检测出短路状态，所以在第一检测期间之后的第二检测期间，基准电压设定部323将第二基准电压vref2提供给比较器325(参照基准电压的波形)。这里，第二基准电压vref2可以比第一基准电压vref1高，也可以比正向偏置电压+vgs高(参照栅极电压的波形)。第二基准电压vref2可以为米勒电压以上。
接下来，比较器325通过在第二检测期间将栅极电压vgs和第二基准电压vref2进行比较，从而检测短路状态，保持电路41保持检测结果而将其输出为短路检测信号s2。在本实施方式中，作为一例，在因半导体元件12被错误导通而使栅极电压vgs在时刻t6超过正向偏置电压+vgs之后，并在时刻t7超过第二基准电压vref2而检测出短路状态(参照栅极电压的波形)。因此，短路检测信号s2从时刻t7起成为高电平(参照短路检测信号s2的波形)。应予说明，栅极电压vgs的上升可以是由于伴随着半导体元件11的漏极源极电压vds因短路而上升，使经由反馈电容cgd的充电电流流入到栅极侧而产生的。
然后，切断装置4根据检测出短路状态这一情况而切断在正极侧电源线101和负极侧电源线102之间流通的电流。例如，not电路42可以将短路检测信号s2的反转信号提供给and电路20，使从and电路20向栅极提供的栅极信号s1从时刻t7起为低电平，由此将半导体元件11关断(参照栅极信号s1的波形)。
图5示出第一检测期间的装置1的动作波形的另一例。在该动作例中，由于半导体元件12未处于导通状态，所以不发生因半导体元件11的导通而引起的短路。应予说明，在图5中，省略输入信号s0、短路检测信号s2、栅极信号s1等的图示。此外，在图5中，利用cgs、cdg示出的期间表示电容cgs、cdg的充电期间。此外，ifwd和vfwd表示半导体元件11的寄生二极管处的电流值和电压值。
首先，通过将使半导体元件11导通的输入信号s0提供给栅极，从而半导体元件11的栅极电压vgs从时刻t11起开始上升，对栅极源极间的电容cgs进行充电。伴随于此栅极电流ig上升。此外，栅极漏极间的电容cgd被充电。应予说明，由于直到后述的时刻t12为止半导体元件11未导通，所以源极漏极电压vds、漏极电流id、寄生二极管的电流ifwd保持恒定值即可。
接下来，如果在时刻t12栅极源极间的电压vgs达到栅极阈值电压vth，则半导体元件11开始导通，并开始源极漏极间的电压vds的下降、漏极电流id的上升、在负区的寄生二极管电流ifwd的上升。应予说明，在从时刻t12到后述的时刻t13的期间可以同时进行栅极源极间的电容cgs和栅极漏极间的电容cgd的充电。此外，源极漏极间的电压vds可以因布线电感1011和半导体元件11的内部电感而下降δv＝l·di/dt。此外，寄生二极管的两端的电压vfwd可以成为零以上。
接下来，在时刻t13，栅极源极间的电压vgs达到米勒电压vm(作为一例为12v)，并开始产生cin＝cgs+(1+av)·cgd(其中，cin为输入电容，av为放大率)的米勒效应的米勒平台。此外，从时刻t13起电流ifwd成为零，寄生二极管开始变为关断状态。伴随于此，漏极电流id饱和而维持在恒定值，源极漏极间的电压vds急剧下降，寄生二极管的两端的电压vfwd急剧上升。栅极源极间的电压vgs被维持在米勒电压。
接下来，在时刻t14寄生二极管完全成为关断状态。此外，在时刻t15结束米勒平台。伴随于此，在时刻t15～t16的期间，电容cgs被充电直到栅极源极间的电压vgs达到正向偏置电压为止。然后，在时刻t16以后，栅极源极间的电压vgs被维持在正向偏置电压+vgs而持续导通状态。应予说明，从栅极电压vgs达到栅极阈值电压vth(作为一例为5v)的时刻t12起到栅极电压vgs达到正向偏置电压(作为一例为15v～18v)的时刻t16为止的期间的长度可以是数百ns。
应予说明，在以上动作中，可以根据被提供有导通信号作为输入信号s0这一情况，将直到开始米勒平台为止的期间(作为一例为时刻t12～t12’)确定为第一检测期间。此外，第一基准电压vref1可以小于米勒电压vm。但是，在该动作例中，由于半导体元件12未处于导通状态，所以未检测到短路而使半导体元件11处于导通状态。
图6示出第一检测期间的装置1的动作波形的又一例。在该动作例中，半导体元件12因故障等而处于导通状态，并由于半导体元件11的导通而产生短路。应予说明，对于与图5内容相同的波形、动作省略说明。
首先，如果在时刻t12栅极源极间的电压vgs达到栅极阈值电压vth，则半导体元件11开始导通，并开始源极漏极间的电压vds的下降、漏极电流id的上升。此外，源极漏极间的电压vds因布线电感1011和半导体元件11的内部电感而下降δv＝l·di/dt。但是，在本动作例中，由于半导体元件12处于导通状态，所以漏极电流id不饱和而继续上升，源极漏极间的电压vds从时刻t13起再次上升而达到正极侧电源线101和负极侧电源线102之间的直流电压ed，半导体元件11成为短路状态。此外，栅极源极间的电压vgs超过米勒电压而上升，并在时刻t13达到正向偏置电压+vgs。
这里，在半导体元件11处于短路状态的情况下，例如正极侧电源线101和负极侧电源线102之间成为短路状态的情况下，半导体元件11的寄生二极管无法关断。由此，由于在将寄生二极管关断的过程中的产生电压不存在，所以与图5的情况相比在时刻t12～t13的期间的源极漏极电压vds变高。因此，栅极漏极间的电容cgd未被充分充电，且未产生cin＝cgs+(1+av)·cgd的米勒效应而以cin≈cgs的状态对栅极源极间的电容cgs充电。由此，在时刻t12～t13期间，栅极源极间的电压vgs与图5的情况相比变高。
因此，在本动作例中，在第一检测期间(在本实施方式中作为一例为时刻t12～t12’的期间)，通过栅极电压vgs与比米勒电压vm低的第一基准电压vref1的比较来检测出短路状态。作为一例，在从栅极电压vgs达到栅极阈值电压vth(作为一例为5v)的时刻t12起到经过了100ns的时刻，栅极电压vgs成为第一基准电压vref1(作为一例为12v)以上，可以检测出短路状态。
应予说明，在上述实施方式中，对装置1具备两个半导体元件11、12的情况进行了说明，但可以不具备它们中的一个，也可以代替它们中的一个而具备其他元件。此外，在此情况下，装置1可以仅具备两个栅极驱动电路2、5中的一个、两个检测装置3、6中的一个、以及两个切断装置4、7中的一个。
此外，对检测装置3在第一检测期间和第二检测期间进行短路检测的情况进行了说明，但可以仅在第一检测期间进行检测。在此情况下，在检测装置3可以具备仅在由时刻确定部31确定的第一检测期间将栅极电压提供给低通滤波器302的模拟开关。
此外，对检测装置3在第一检测期间和第二检测期间切换输入到比较器325的基准电压而在各期间进行短路检测的情况进行了说明，但也可以以其他方式检测短路。例如，可以将一直被输入第一基准电压vref1的第一比较器在第一检测期间驱动而检测短路，并且将一直被输入第二基准电压的第二比较器在第二检测期间驱动而检测短路。在此情况下，第二比较器可以不限于第二检测期间而一直被驱动，也可以在半导体元件11的整个导通期间都被驱动。第二基准电压可以比半导体元件11的正向偏置电压大。
此外，对检测装置3具有将过渡期间的至少一部分确定为检测期间的时刻确定部31的情况进行了说明，但也可以不具有该时刻确定部。例如，检测装置3可以通过短路检测电路32在过渡期间的整个期间或者过渡期间内的至少一部分期间检测短路状态。
此外，对切断装置4通过保持电路41将来自比较器325的输出信号进行保持，并通过切断电路43使半导体元件11的栅极源极间短路，由此使半导体元件11关断的情况进行了说明，但可以以其他机构进行关断。