专利名称：半导体器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件，特别是涉及防止因在电平移动电路中产生的错误信号导致的错误动作的技术。
背景技术：
在电力用半导体器件(功率用半导体器件)中，利用高耐压集成电路(以下称为「HVIC」)来驱动MOSFET或IGBT等功率半导体元件。例如，在驱动如半桥型的变流器那样的上臂和下臂的2个功率半导体元件的情况下，使用具有驱动上臂的功率半导体元件的高电位侧(高电位岛high-potential iland)的驱动电路和驱动下臂的功率半导体元件的低电位侧(低电位岛low-potential iland)的驱动电路的HVIC。在这样的HVIC中具备将驱动信号传递给高电位侧的驱动电路的所谓的电平移动电路。一般的电平移动电路由利用驱动信号驱动的高耐压MOSFET(以下称为「HVMOS」)和与其串联地连接的电平移动电阻构成。而且，将在该电平移动电阻中产生的电压降作为高电位侧的驱动信号来传递。
在用HVIC驱动半桥型的变流器的情况下，其负载大多是电机或荧光灯等感应(L)负载。此外，也存在因在印刷基板上的布线等产生的寄生L分量。由于这些L分量的影响，在变流器的开关时、特别是在下臂的功率半导体元件的接通时，半桥型连接的中点、即HVIC的高电位侧基准电位VS(图1的VS)有时相对于GND电位(HVIC的衬底电位最低电位)过渡性地向负侧变动。此外，在经L负载连接了2相或3相的电路的情况下，由于这些其它相的变流器的开关，也有高电位侧基准电位VS向负侧变动的情况。以下，将这样的高电位侧基准电位VS向负侧的变动称为「负噪声」。
在高电位侧基准电位VS的负噪声的电平大的情况下，产生了以下那样的问题。即，受到高电位侧基准电位VS向负侧变动的影响，高电位侧电源电位VB(图1的VB)与HVIC的GND电位相比也向负侧变动。于是，在高电位侧部分与GND之间存在的寄生二极管和HVMOS的漏、源间存在的寄生二极管导通，从HVIC的衬底向高电位侧的电源流过大电流。然后，在从该状态恢复时，流过伴随这些寄生二极管的切断的恢复电流。特别是，由于HVMOS的寄生二极管的恢复电流通过电平移动电阻而流动，故在该电平移动电阻上产生电压降。HVIC的高电位侧部分错误地将该电压降识别为高电位侧的驱动信号。其结果，高电位侧的驱动电路错误地动作，上臂的功率半导体元件不必要地导通，有时产生臂短路等不良情况。
此外，也有向中点施加的电压的变化(dV/dt)成为原因而产生同样的错误动作的情况。即，如果对连接到HVIC的高电位侧部分上的电平移动电路的HVMOS的漏、源间存在的寄生电容(Cp)施加来自外部的dV/dt，则在该寄生电容中流过Ip＝Cp×dV/dt的电流。该电流Ip也流过电平移动电阻，在电平移动电阻上产生电压降。HVIC的高电位侧部将该电压降作为高电位侧的驱动信号错误地识别，产生了与上述同样的不良情况。作为这些不良情况的对策，一般利用CR滤波器来甄别驱动信号和错误信号。
许多HVIC内的驱动信号由使功率半导体元件接通的导通脉冲和使功率半导体元件切断的切断脉冲这2种信号构成。此时，在电平移动电路中具备导通脉冲传递用的电平移动电路(导通用电平移动电路)和切断脉冲传递用的电平移动电路(切断用电平移动电路)。上述的恢复电流和因dV/dt引起的电流在其两者的电平移动电路的各自的HVMOS中流过，在理论上说，在导通用、切断用电平移动电路中同时产生错误信号。于是，通过排除从导通用、切断用电平移动电路同时输入的信号，可除去错误信号以防止错误动作。因此，提出了用逻辑电路排除同时对将驱动信号传递给高电位侧的驱动电路的RS触发器输入导通脉冲和切断脉冲的逻辑滤波器方式(例如专利文献1)。
此外，本发明者提出了下述的方式着眼于噪声产生后的恢复电流的波形与通常的驱动信号的电流波形的不同，通过内置在电平移动电路中具有2种阈值的无源电路来区别驱动信号和错误信号(例如专利文献2)。
专利文献1特开2001-145370号公报专利文献2特开2003-133927号公报但是，在使用一般的CR滤波器的方式中，能除去频率分量高的错误信号，但在错误信号的频率分量低的情况下则难以除去。作为对策，也可降低CR滤波器的截止频率，但这样做会伴随在通常的驱动信号的传递中产生延迟等问题。
此外，在专利文献1的逻辑滤波器方式中，在导通用电平移动电路和切断用电平移动电路中，在HVMOS的寄生电容(Cp)中存在差别等的情况下，由于在两者之间在错误信号发生的时序中产生差别，所以有时不能完全除去错误信号。如果利用电平移动电路的HVMOS的设计变更或电平移动电阻的电阻值变更来调节错误信号的检测灵敏度，则可改善该问题，但由于这些变更的缘故，有时对电平移动电路的通常动作产生了不良影响。此外，该方式以电平移动电路具备导通用电平移动电路和切断用电平移动电路这2个电路为前提，不能应用于由单一的电平移动电路传递导通脉冲和切断脉冲这两者的情况。
在专利文献2的方式中，将电平移动电阻分离为2个电阻元件的结果，如果使电平移动电阻成为高电阻，则也产生了对于通常动作时的错误区域的容限下降的问题。
发明内容
本发明就是为了解决以上那样的问题而提出的，其目的在于提供能防止因在电平移动电路中产生的错误信号导致的错误动作而不对电平移动电路的通常动作产生影响的半导体器件。
与本发明有关的半导体器件的特征在于电平移动电路，将第1信号变换为能传递给高电位侧的对象电路的第2信号；错误信号检测电路，检测上述电平移动电路中的错误信号的发生并输出表示该错误信号的发生的错误信号发生信号；以及错误动作防止电路，接受上述第2信号和上述错误信号发生信号，将上述第2信号传递给上述对象电路，同时在输入了上述错误信号发生信号的期间内，通过将上述第2信号看作错误信号并且不将至少其一部分传递给上述对象电路来防止错误动作，其特征在于上述电平移动电路具有互相串联连接的第1电阻元件和输入上述第1信号的第1开关元件，将上述第1电阻元件的电压降作为上述第2信号来输出，上述错误信号检测电路与上述电平移动电路并列连接，具有互相串联连接的第2电阻元件和在通常使用时被固定为非导通状态的第2开关元件，将上述第2电阻元件的电压降作为上述错误信号发生信号来输出。
按照与本发明有关的半导体器件，通过例如使用与第1开关元件同样的元件作为第2开关元件，可在与起因于第1开关元件的寄生二极管或寄生电容的错误信号的发生相同的时刻，从错误信号检测电路输出错误信号检出信号。因而，能可靠地使错误动作防止电路动作。提高了动作可靠性。此外，错误动作防止电路是与电平移动电路独立的电路，因而可进行错误动作检测的灵敏度变更而不对电平移动电路的通常动作产生影响。
图1是示出与实施例1有关的半导体器件的结构的图。
图2是示出与实施例1有关的半导体器件的结构的图。
图3是示出与实施例1有关的错误动作防止电路的结构的图。
图4是示出与实施例2有关的半导体器件的结构的图。
图5是示出与实施例3有关的错误动作防止电路的结构的图。
图6是示出与实施例4有关的错误动作防止电路的结构的图。
图7是示出与实施例5有关的错误动作防止电路的结构的图。
图8是示出与实施例5有关的错误动作防止电路的结构的变形例的图。
图9是示出与实施例6有关的半导体器件的结构的图。
图10是示出与实施例6有关的错误动作防止电路的结构的图。
图11是示出与实施例7有关的半导体器件的结构的图。
具体实施例方式
<实施例1>
图1是示出与实施例1有关的半导体器件的结构的图，示出了使用了高耐压集成电路(HVIC)的自举方式的功率器件驱动装置。在该半导体器件中，用HVIC驱动在高压电源HV与GND之间以半桥方式连接的功率半导体元件(MOSFET、IGBT等)100、101。在下臂的功率半导体元件101上连接了电机或荧光灯等感应(L)负载102。
在该HVIC中，驱动信号生成电路1生成作为用来驱动上臂的功率半导体元件100的第1信号的驱动信号(导通脉冲和切断脉冲)。将该驱动信号输入到电平移动电路部2中，在该处变换(电平移动)为能传递给高电位侧部分的各电路的第2信号。错误信号检测电路3检测在电平移动电路部2中的错误信号的发生，在产生了错误信号的期间内，向错误动作防止电路4输出表示错误信号的发生的错误信号发生信号SD。错误动作防止电路4将由电平移动电路部2进行了电平移动的驱动信号传递给驱动电路5(对象电路)。但是，错误动作防止电路4在从错误信号检测电路3输入了错误信号发生信号SD的期间内，将从电平移动电路部2输入的信号看作错误信号，不传递给驱动电路5。驱动电路5如图1那样由MOS晶体管51、52和NOT门53构成，根据从错误动作防止电路4输入的信号来驱动功率半导体元件100。这样，由于不将在电平移动电路部2中发生的错误信号传递给驱动电路5，所以防止了功率半导体元件100因该错误信号而错误地动作。
另一方面，驱动信号生成电路11生成用来驱动下臂的功率半导体元件101的驱动脉冲，将该驱动信号按原样输入到驱动电路15中。驱动电路15如图1那样由MOS晶体管151、152和NOT门153构成，驱动电路15根据来自驱动信号生成电路11的驱动信号来驱动功率半导体元件101。
图2示出了图1的半导体器件中的从HVIC内部的电平移动电路2到高电位侧的输出端的部分。在本实施例中，图1中示出的驱动信号生成电路1分别个别地输出使功率半导体元件100成为导通状态的导通脉冲和使功率半导体元件101成为切断状态的切断脉冲。而且，电平移动电路部2具备输入导通脉冲的导通用电平移动电路和输入切断脉冲的切断用电平移动电路这2个电路。
导通用电平移动电路由互相串联地连接的电平移动电阻21a和作为第1开关元件的HVMOS22a以及连接到电平移动电阻21a的一端上的NOT门25a构成。图2中用符号23a、24a示出的要素分别是在HVMOS22a的内部存在的寄生二极管和寄生电容。HVMOS22a的栅接受导通脉冲，其源连接到GND电位上，其漏经电平移动电阻21a连接到高电位侧电源电位VB上。HVMOS22a与导通脉冲(第1信号)对应地转换导通/切断，与其对应地产生的电平移动电阻21a的电压降作为高电位侧的导通信号(第2信号)被取出，经作为缓冲器的NOT门25a输出给错误动作防止电路4。
同样，切断用电平移动电路由互相串联地连接的电平移动电阻21b和作为第1开关元件的HVMOS22b以及连接到电平移动电阻21b的一端上的NOT门25b构成。用符号23b、24b示出的要素分别是在HVMOS22b的内部存在的寄生二极管和寄生电容。HVMOS22b的栅接受切断脉冲，其源连接到GND电位上，其漏经电平移动电阻21b连接到高电位侧电源电位VB上。HVMOS22b与切断脉冲(第1信号)对应地转换导通/切断，与其对应地产生的电平移动电阻21b的电压降作为高电位侧的切断信号(第2信号)被取出，经NOT门25b输出给错误动作防止电路4。
错误信号检测电路3由互相串联地连接的错误信号检测用电阻31和作为第2开关元件的HVMOS32以及连接到错误信号检测用电阻31的一端上的NOT门35构成。在此，符号33、34的要素分别是在HVMOS32的内部存在的寄生二极管和寄生电容。HVMOS32的栅与源一起连接到GND电位上，其漏经错误信号检测用电阻31连接到高电位侧电源电位VB上。即，HVMOS32是在其栅上不输入驱动信号而在通常使用时被固定在切断状态(非导通状态)的虚设的开关元件。此外，错误信号检测用电阻31的电压降作为表示错误信号的发生的错误信号发生信号SD(后面叙述详细的情况)被取出，经NOT门35输出给错误动作防止电路4。
从图2可明白，错误信号检测电路3除了HVMOS32是虚设的开关元件外，具有与电平移动电路2的导通用和切断用电平移动电路同样的结构。进而，在本实施例中，作为第2开关元件(第2晶体管)的HVMOS32使用了与作为第1开关元件(第1晶体管)的HVMOS22a、22b同等的元件。即，寄生二极管23a、23b、33具有互相同等的电特性，寄生电容24a、24b、34也具有互相同等的电特性。
在此，说明本实施例的半导体器件中的防止错误动作的动作。首先，假定在高电位侧基准电位VS中发生了电平大的负噪声。如上所述，在从该状态恢复时，伴随电平移动电路2的寄生二极管23a、23b的切断流过恢复电流。如果由此而在电平移动电阻21a、21b上分别产生达到NOT门25a、25b的阈值的电压降，则从电平移动电路2输出错误信号。
另一方面，由于错误信号检测电路3与电平移动电路2并列地连接，而且具有与电平移动电路2的导通用和切断用电平移动电路同样的结构，所以在高电位侧基准电位VS从负噪声恢复时，在HVMOS32的寄生二极管33中也与寄生二极管23a、23b同样地流过恢复电流。由于该恢复电流通过错误信号检测用电阻31而流过，所以在该错误信号检测用电阻31上在与电平移动电路2中的错误信号的发生相同的时刻产生电压降。因而，错误信号检测用电阻31的电压降可作为表示错误信号的发生的错误信号发生信号SD来使用。错误信号发生信号SD经NOT门35输出给错误动作防止电路4。
此外，假定因向半桥式连接的中点施加的dV/dt而发生了流过电平移动电路2的HVMOS22a、HVMOS22b的寄生电容24a、寄生电容24b的电流(以下，称为「dV/dt电流」)。如果由于该dV/dt电流在电平移动电阻21a、21b上产生达到NOT门25a、25b的阈值的电压降，则从电平移动电路2输出错误信号。
另一方面，由于错误信号检测电路3与电平移动电路2并联地连接，而且具有与电平移动电路2的导通用和切断用电平移动电路同样的结构，故在寄生电容24a、24b中流过dV/dt电流时，在寄生电容34中也同样地流过dV/dt电流。由于该dV/dt电流通过错误信号检测用电阻31而流过，所以此时也在该错误信号检测用电阻31上在与电平移动电路2中的错误信号的发生相同的时刻产生电压降。因而，在起因于dV/dt电流的错误信号的发生时，也输出错误信号发生信号SD。
这样，从错误信号检测电路3输出的错误信号发生信号SD可表示起因于电平移动电路2中的寄生二极管的恢复电流的错误信号和起因于dV/dt电流的错误信号这两者的发生。
然后，错误动作防止电路4判断为在从错误信号检测电路3输入了错误信号发生信号SD的期间内从电平移动电路2输入的信号是错误信号，通过不将该信号传递给驱动电路5，防止了功率半导体元件100的错误动作。
在本实施例中，错误动作防止电路4由逻辑部分41和RS触发器42构成。图3是示出错误动作防止电路4的结构的一例的图。在本实施例中，错误动作防止电路4的逻辑部分41由AND1、AND2、NOT1的各逻辑门构成。将来自电平移动电路2的导通脉冲输入到AND1的一个输入端上，将切断脉冲输入到AND2的一个输入端上。将来自错误信号检测电路3的错误信号发生信号SD通过NOT1输入到AND1和AND2各自的另一个输入端上。然后，将AND1的输出输入到RS触发器42的S端子上，将AND2的输出输入到RS触发器42的R端子上。将RS触发器42的输出输入到驱动电路5中。
由于在电平移动电路2中没有发生错误信号的通常状态下不从错误信号检测电路3输入错误信号发生信号SD(错误信号发生信号SD为低电平)，所以将输入到逻辑部分41中的导通脉冲和切断脉冲分别按原样输入到RS触发器42的S端子和R端子上，通过该RS触发器42传递给驱动电路5。
然后，如果产生起因于电平移动电路2内的寄生二极管23a、23b的恢复电流或流过寄生电容24a、24b的dV/dt电流的错误信号，则在与其相同的时刻将错误信号发生信号SD输入到逻辑部分41中(错误信号发生信号SD为高电平)。在错误信号发生信号SD为高电平的期间内，利用AND1和AND2来屏蔽从电平移动电路2输入的信号(错误信号)，不将其传递给RS触发器42。因而，防止了因在电平移动电路2中发生的错误信号导致的错误动作。
另外，图3中示出的电路结构是一例，只要是在输入了错误信号发生信号SD的期间内具有屏蔽从电平移动电路2输入的信号的功能的电路结构，就可以利用其它的电路结构。
此外，在本实施例中，通过调整错误信号检测用电阻31的阻抗或NOT门35的阈值，可容易地进行错误信号检测电路3中的错误信号发生的检测灵敏度的调整。例如，即使在寄生电容24a、24b的电容值中存在差别的情况等，在导通用、切断用电平移动电路间在错误信号发生的时刻方面产生了差别，则通过提高错误信号检测电路3中的错误信号发生的检测灵敏度，也可对其进行弥补。为了提高错误信号发生的检测灵敏度，例如，可以利用电路的设计变更，使错误信号检测用电阻31的阻抗增加或提高NOT门35的阈值等。此时，没有必要进行电平移动电路2内的各元件的设计变更。即，可调整错误信号发生的检测灵敏度而不对电平移动电路2的通常动作产生影响。因而，可进行高精度的错误信号的除去而不使半导体器件的通常动作的可靠性恶化。
<实施例2>
图4示出了与实施例2有关的半导体器件中的从HVIC内部的电平移动电路到高电位侧的输出端的部分。本实施例与实施例1相比只是错误信号检测电路3的结构不同，由于除此以外的要素的结构和半导体器件整体的动作与实施例1是同样的，所以这里省略说明。
如图4所示，在实施例2的错误信号检测电路3中，与错误信号检测用电阻31并联地连接的第2开关元件是并联连接了电容元件37的二极管元件36。将二极管元件36的阳极连接到GND电位上，将阴极经错误信号检测用电阻31连接到高电位侧电源电位VB上。即，二极管元件36在通常使用时被固定在切断状态。而且，与实施例1同样，将错误信号检测用电阻31的电压降作为错误信号发生信号SD取出，经NOT门35输出给错误动作防止电路4。
在此，二极管元件36具有与寄生二极管23a、23b同等的电特性，电容元件37具有与寄生电容24a、24b同等的电特性。因而，与实施例2有关的错误信号检测电路3输出表示起因于电平移动电路2中的寄生二极管的恢复电流的错误信号和起因于寄生电容的dV/dt电流的错误信号这两者的发生的、即与实施例1同样的错误信号发生信号SD。
因而，在本实施例中也可进行与实施例1同样的防止错误动作的动作，可得到与实施例1同样的效果。特别是在本实施例中，由于使用二极管元件36、电容元件37来代替实施例1的HVMOS32，所以提高了电路设计的自由度。此外，在该设计时，由于能独立地进行电容元件37的电容值的变更，所以能更容易地进行错误信号检测电路3的检测灵敏度的调整。
<实施例3>
图5是示出实施例3中的错误动作防止电路4的结构的图。如该图所示，在本实施例中，错误动作防止电路4的逻辑部分41所具有的逻辑门是AND3和NOT2。将来自电平移动电路2的导通脉冲输入到AND3的一个输入端上，将切断脉冲直接输入到RS触发器42的R端子上。将来自错误信号检测电路3的错误信号发生信号SD通过NOT2输入到AND3的另一个输入端上。然后将AND3的输出输入到RS触发器42的S端子上。
由于在电平移动电路2中没有产生错误信号的通常状态下不从错误信号检测电路3输入错误信号发生信号SD(错误信号发生信号SD为低电平)，所以将输入到逻辑部分41中的导通脉冲和切断脉冲分别按原样输入到RS触发器42的S端子和R端子上，通过该RS触发器42传递给驱动电路5。
另一方面，在输入了错误信号发生信号SD的状态(错误信号发生信号SD为高电平的状态)下，从电平移动电路2输入的导通脉冲被AND3屏蔽，不传递给RS触发器42。即，即使用驱动电路5驱动的功率半导体元件100因错误信号的缘故而切断，但不会因错误信号的缘故而导通。
例如，也有1相半桥驱动器等的以「只要不短路即可」作为防止错误动作的最低条件那样的应用的情况。在将本发明应用于那样的应用的情况下，本实施例可防止错误动作。
此外，与实施例1的图3比较可知，本实施例省略了在「只要不短路即可」那样的应用中不一定需要的除去切断用电平移动电路中发生的错误信号的电路(图3的AND2)。由此，与实施例1相比可减少部件数目，可谋求成本的削减。
再有，图5中示出的电路结构是一例，只要是在输入了错误信号发生信号SD的期间内具有屏蔽从电平移动电路2输入的信号的功能的电路结构，就可以使用其它的电路结构。
<实施例4>
图6是示出实施例4中的错误动作防止电路4的结构的图。如该图所示，在本实施例中，错误动作防止电路4的逻辑部分41所具有的逻辑门只是OR1。将来自电平移动电路2的导通脉冲直接输入到RS触发器42的S端子上。将切断脉冲和来自错误信号检测电路3的错误信号发生信号SD输入到OR1中，将OR1的输出输入到RS触发器42的R端子上。
由于在电平移动电路2中没有发生错误信号的通常状态下不从错误信号检测电路3输入错误信号发生信号SD(错误信号发生信号SD为低电平)，所以将输入到逻辑部分41中的导通脉冲和切断脉冲分别按原样输入到RS触发器42的S端子和R端子上，通过该RS触发器42传递给驱动电路5。
另一方面，在输入了错误信号发生信号SD的状态(错误信号发生信号SD为高电平的状态)下，将该错误信号发生信号SD作为切断脉冲输出给RS触发器42。即，伴随错误信号的发生，由驱动电路5驱动的功率半导体元件100必定成为切断状态(非导通状态)。
在将本发明应用于「只要不短路即可」那样的应用的情况下，本实施例也可防止错误动作。此外，与实施例1的图3比较可知，本实施例与实施例1相比，可减少部件数目，可谋求成本的削减。
再有，图6中示出的电路结构是一例，只要是在输入了错误信号发生信号SD的期间内具有向RS触发器42输出切断脉冲的功能的电路结构，就可以使用其它的电路结构。
<实施例5>
图7是示出实施例5中的错误动作防止电路4的结构的图。本实施例是将本发明与在上述专利文献1中提出的那样的逻辑滤波器方式组合起来的例子。
如该图所示，错误动作防止电路4的逻辑部分41由AND4～AND8和NOT3、NOT4构成。将来自电平移动电路2的导通脉冲输入到AND4的一个输入端上，将切断脉冲输入到AND5的一个输入端上。将来自错误信号检测电路3的错误信号发生信号SD通过NOT3输入到AND4和AND5各自的另一个输入端上。向AND6输入AND4和AND5的输出。向AND7输入AND4的输出和经NOT4的AND6的输出，将该AND7的输出输入到RS触发器42的S端子上。向AND8输入AND5的输出和经NOT4的AND6的输出，将该AND8的输出输入到RS触发器42的R端子上。
由于在电平移动电路2中没有产生错误信号的通常状态下不从错误信号检测电路3输入错误信号发生信号SD(错误信号发生信号SD为低电平)，所以将输入到逻辑部分41中的导通脉冲和切断脉冲分别按原样输入到RS触发器42的S端子和R端子上，通过该RS触发器42传递给驱动电路5。但是，利用由AND6、AND7、AND8、NOT4构成的逻辑滤波器的作用，在同时向逻辑部分41输入了导通脉冲和切断脉冲的情况下，将这些脉冲看作错误信号，不传递给RS触发器42。因而，防止了因在电平移动电路2的导通用、切断用电平移动电路间同时发生的错误信号导致的错误动作。
另一方面，在输入了错误信号发生信号SD的状态(错误信号发生信号SD为高电平的状态)下，利用AND4和AND5来屏蔽从电平移动电路2输入的信号(错误信号)，由于不输入到上述逻辑滤波器中，所以不传递给RS触发器42。因而，防止了因在电平移动电路2中发生的错误信号导致的错误动作。
这样，本发明也可与逻辑滤波器方式组合起来，由此，能更可靠地防止错误动作。
再有，在图7中，示出了在逻辑滤波器(AND6、AND7、AND8、NOT4)的输入级设置了屏蔽输入了错误信号发生信号SD的期间内的来自电平移动电路2的信号的与本发明有关的电路(AND4、AND5、NOT3)的结构，但本实施例中的逻辑部分41的电路结构并不限定于此。例如，如图8所示那样，也可在逻辑滤波器(AND9、AND10、AND11、NOT5)的输出级设置了屏蔽输入了错误信号发生信号SD的期间内的来自逻辑滤波器的信号的与本发明有关的电路(AND12、AND13、NOT6)。此时，利用由本发明得到的错误信号除去作用和由逻辑滤波器得到的错误信号除去作用，能更可靠地防止错误动作。
<实施例6>
在以上的实施例中，示出了电平移动电路2具有导通用和切断用的2个电平移动电路的结构。通常，由于交替地输入导通脉冲和切断脉冲，故也可向单一的电平移动电路输入这2个脉冲，例如将第奇数个脉冲看作导通脉冲，将第偶数个脉冲看作切断脉冲，使HVIC的高电位侧部分动作。
图9是示出与本发明的实施例6有关的半导体器件的图，示出了图1的HVIC内部的从电平移动电路到高电位侧的输出端的部分。向本实施例的电平移动电路20输入导通脉冲和切断脉冲这两者(以下，称为「导通/切断脉冲」)。即，向电平移动电路20交替地输入导通脉冲和切断脉冲。
电平移动电路20由单一的电平移动电路构成。即，电平移动电路20由互相串联地连接的电平移动电阻201和作为第1开关元件的HVMOS202以及连接到电平移动电阻201的一端上的NOT门205构成。图9中用符号203、204示出的要素分别是在HVMOS202的内部存在的寄生二极管和寄生电容。HVMOS202的栅接受导通/切断脉冲，其源连接到GND电位上，其漏经电平移动电阻201连接到高电位侧电源电位VB上。HVMOS202与导通/切断脉冲(第1信号)对应地转换导通/切断，与其对应地取出变化的电平移动电阻201的电压降作为高电位侧的导通/切断信号(第2信号)，经作为缓冲器的NOT门205输出给错误动作防止电路4。
由于错误信号检测电路3的结构与实施例1的错误信号检测电路的结构相同，所以省略说明。从图9可知，除了HVMOS32是虚设的开关元件外，错误信号检测电路3具有与电平移动电路20同样的结构。再者，在本实施例中，作为第2开关元件(第2晶体管)的HVMOS32使用了与作为第1开关元件(第1晶体管)的HVMOS202同等的元件。即，寄生二极管33、203是彼此同等的，寄生电容34、204也是彼此同等的。
因而，错误信号检测电路3输出的错误信号发生信号SD能表示起因于电平移动电路20中的寄生二极管的恢复电流的错误信号和起因于寄生电容的dV/dt电流的错误信号这两者的发生。
然后，作为错误信号发生信号SD的输出目的地的错误动作防止电路40判断为在从错误信号检测电路3输入了错误信号发生信号SD的期间内从电平移动电路20输入的信号是错误信号，通过不将其传递给驱动电路5，防止了功率半导体元件100的错误动作。在本实施例中，错误动作防止电路40由逻辑部分401和起到分频器的功能的T触发器402构成。
图10是示出错误动作防止电路40的结构的一例的图。在本实施例中，错误动作防止电路40的逻辑部分401由AND14和NOT7的各逻辑门构成。将来自电平移动电路20的导通/切断脉冲输入到AND14的一个输入端上，将错误信号发生信号SD通过NOT7输入到AND14的另一个输入端。然后，将AND14的输出输入到T触发器402的T端子上。T触发器402通过在每当输入导通/切断脉冲时使输出倒相(即，进行1/2分频)，将与导通/切断脉冲对应的信号传递给驱动电路5。
由于在电平移动电路20中没有发生错误信号的通常状态下不从错误信号检测电路3输入错误信号发生信号SD(错误信号发生信号SD为低电平)，所以将输入到逻辑部分401中的导通/切断脉冲按原样输入到T触发器402中，通过该T触发器402传递给驱动电路5。
另一方面，在向逻辑部分401输入了错误信号发生信号SD的状态(错误信号发生信号SD为高电平的状态)下，从电平移动电路20输入的信号被AND14屏蔽，不传递给T触发器402。因而，防止了因在电平移动电路20中发生的错误信号导致的错误动作。
如上所述，专利文献1的逻辑滤波器方式不能应用于本实施例那样的用单一的电平移动电路传递导通脉冲和切断脉冲这两者的情况，但可知在本发明中能做到这一点。此外，例如比较图2与图9可知，由于用单一的电平移动电路传递导通脉冲和切断脉冲这两者的电路结构变得简单，故能有助于缩小电路规模和削减制造成本。
再有，图10中示出的电路结构是一例，只要是在输入了错误信号发生信号SD的期间内具有屏蔽从电平移动电路20输入的信号的功能的电路结构，就可以使用其它的电路结构。
<实施例7>
图11是示出与实施例7有关的半导体器件的结构的图，示出了从HVIC内部的电平移动电路到高电位侧输出端的部分。本实施例是将实施例2(图4)的错误信号检测电路3应用于实施例6的实施例。即，与错误信号检测用电阻31串联地连接的第2开关元件是与电容元件37并联连接了的二极管元件36。而且，二极管元件36与HVMOS202的寄生二极管203是同等的，电容元件37与寄生电容204是同等的。
于是，与实施例7有关的错误信号检测电路3输出表示起因于电平移动电路20中的寄生二极管的恢复电流的错误信号和起因于寄生电容的dV/dt电流的错误信号这两者的发生的错误信号发生信号SD。
因而，在本实施例中也进行与实施例6同样的防止错误动作的动作，可得到与实施例6同样的效果。此外，由于使用二极管元件36、电容元件37来代替实施例6的HVMOS32，所以提高了电路设计的自由度。此外，在该设计时，由于能独立地进行电容元件37的电容值的变更，所以能更容易地进行错误信号检测电路3的检测灵敏度的调整。
权利要求
1.一种半导体器件，具备电平移动电路，将第1信号变换为能传递给高电位侧的对象电路的第2信号；错误信号检测电路，检测上述电平移动电路中的错误信号的产生，并输出表示该错误信号的产生的错误信号发生信号；以及错误动作防止电路，接受上述第2信号和上述错误信号发生信号，将上述第2信号传递给上述对象电路，同时在输入了上述错误信号发生信号的期间内，通过将上述第2信号看作错误信号并至少不将其一部分传递给上述对象电路来防止错误动作，其特征在于上述电平移动电路具有互相串联连接的第1电阻元件和输入上述第1信号的第1开关元件，并且将上述第1电阻元件的电压降作为上述第2信号来输出，上述错误信号检测电路与上述电平移动电路并联连接，具有互相串联连接的第2电阻元件和在通常使用时被固定为非导通状态的第2开关元件，并且将上述第2电阻元件的电压降作为上述错误信号发生信号来输出。
2.如权利要求1中所述的半导体器件，其特征在于上述第2开关元件具有与上述第1开关元件所具有的相应部分同等的二极管分量和电容分量。
3.如权利要求1中所述的半导体器件，其特征在于上述第1开关元件是第1晶体管，上述第2开关元件是第2晶体管。
4.如权利要求3中所述的半导体器件，其特征在于上述第2晶体管具有与上述第1晶体管所具有的相应部分同等的寄生二极管和寄生电容。
5.如权利要求1中所述的半导体器件，其特征在于上述第2开关元件是并联连接了规定的电容元件的二极管元件。
6.如权利要求5中所述的半导体器件，其特征在于上述电容元件的电特性与上述第1开关元件的寄生电容的电特性是同等的，上述二极管元件的电特性与上述第1开关元件的寄生二极管的电特性是同等的。
7.如权利要求1至权利要求6的任一项中所述的半导体器件，其特征在于上述错误动作防止电路向上述对象电路输出屏蔽了输入了上述错误信号发生信号的期间内的上述第2信号的信号。
8.如权利要求1至权利要求6的任一项中所述的半导体器件，其特征在于上述对象电路是驱动规定的第3开关元件的驱动电路，上述错误动作防止电路在输入了上述错误信号发生信号的期间内，向上述对象电路输出屏蔽了包含在上述第2信号中的使上述第3开关元件成为导通状态的信号的信号。
9.如权利要求1至权利要求6的任一项中所述的半导体器件，其特征在于上述对象电路是驱动规定的第3开关元件的驱动电路，上述错误动作防止电路在输入了上述错误信号发生信号的期间内，向上述对象电路输出使上述第3开关元件成为非导通状态的信号。
全文摘要
本发明的半导体器件能防止因在电平移动电路中发生的错误信号导致的错误动作。错误信号检测电路(3)与电平移动电路(2)并联地连接，错误信号检测电路(3)的HVMOS(32)除了在通常使用状态下是被固定为切断状态的虚设的开关元件外，具有与电平移动电路(2)所具有的导通用和切断用的2个电平移动电路同样的结构。将错误信号检测用电阻(31)的电压降作为表示电平移动电路(2)中的错误信号的发生的错误信号发生信号(SD)，经NOT门(35)输入到错误动作防止电路(4)中。错误动作防止电路(4)根据错误信号发生信号(SD)来进行规定的防止错误动作用的处理。
文档编号H01L27/04GK1630172SQ200410057488
公开日2005年6月22日 申请日期2004年8月13日 优先权日2003年12月15日
发明者折田昭一 申请人:三菱电机株式会社