半导体集成电路器件和电子器件的制作方法

相关申请的交叉引用

包括说明书、附图和摘要的、于2015年9月24日提交的日本专利申请no.2015-186734的公开的全部内容以引用方式并入本文中。

本公开涉及半导体集成电路器件并且可应用于例如用电流感测功能来驱动功率半导体器件的半导体集成电路器件。

背景技术：

作为电力转换设备的部件的三相逆变器电路具有两个串联电路与dc电源并联耦合的配置，在这两个串联电路中的每个中，六个绝缘栅型双极性晶体管(igbt)和续流二极管(fwd)反并联耦合。诸如电动机的电感负载耦合到串联电路的igbt之间的耦合点。用于电力转换设备的igbt设置有过电流保护电路，过电流保护电路用于在有过电流流动时使igbt免于受损(例如，美国专利申请公开no.2014/0375333的说明书)。作为过电流检测装置，与传送igbt的主电流的部分分开地设置专用于感测(电流镜电路)的传送(感测)电流的部分，检测感测电流(电流镜电流)，并且该装置被用作主电流检测装置。下文中，通过将主电流值除以感测电流值而获得的值将被称为电流镜比率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1

美国专利申请公开no.2014/0375333

技术实现要素：

由于诸如igbt的功率半导体器件的特性和电流检测精度劣化，导致电流镜比率的变化大。

根据说明书的描述和附图，其他问题和新颖特征将变得清楚。

将如下简要描述本公开中的代表性的概况。

半导体集成电路器件具有基于功率半导体器件的特性数据来校正电流镜比率变化的电路。

根据该半导体集成电路器件，可提高电流检测的精度。

附图说明

图1是示出根据比较例的电动机系统的部分的框图。

图2是用于说明igbt的感测电流的示图。

图3是示出igbt的电流镜比率与集电极和发射极之间的饱和电压之间的关系的示图。

图4是示出igbt的电流镜比率和电流检测电阻器之间的关系的示图。

图5是示出igbt的电流镜比率与栅极和发射极之间的电压之间的关系的示图。

图6是示出igbt的电流镜比率与温度之间的关系的示图。

图7是示出igbt的电流镜比率与集电极电流之间的关系的示图。

图8是示出根据第一示例的电动机系统的配置的框图。

图9是示出作为图8的电动机系统的部分的电子器件的配置的框图。

图10是示出图9中的控制电路的功能的框图。

图11是示出制造图9的电子器件的方法的流程图。

图12是示出制造图9的电子器件时的初始设置处理的流程图。

图13是示出图9的电子器件的正常操作中的参考电压改变处理的流程图。

图14是示出图9的电子器件的正常操作中的驱动电流检查处理的流程图。

图15是示出根据第一修改的电子器件的配置的框图。

图16是示出图15的电子器件的正常操作中的参考电压改变处理的流程图。

图17是示出根据第二修改的电子器件的配置的框图。

图18是示出图17中的驱动电路的配置的框图。

图19是示出图17中的控制电路的功能的框图。

图20是示出制造图17的电子器件时的初始设置处理的流程图。

图21是示出根据第三修改的电子器件的配置的框图。

图22是示出图21中的控制电路的配置的框图。

图23是示出制造图21中的电子器件时的初始设置处理的流程图。

图24是示出根据第二示例的电子器件的配置的框图。

图25是示出图24中的控制电路的功能的框图。

图26是示出制造图24的电子器件时的初始设置处理的流程图。

图27是示出根据实施例的电子器件的配置的框图。

图28是示出根据第一实施例的半导体集成电路器件的配置的框图。

图29是示出根据第二实施例的半导体集成电路器件的配置的框图。

具体实施方式

下文中，将参照附图描述实施例、示例和修改。在下面的描述中，为相同的部件指定相同的参考标号，并且在一些情况下，省略重复描述。

首先，将描述由本公开的发明人检查的技术(下文中，被称为比较例)。

图1是示出关于比较例的电动机系统的部分的框图。图2是用于说明igbt的感测电流的示图。电动机系统1r具有三相电机10、逆变器电路20、驱动器ic30r、和控制电路40r。三相电机10具有三个电流变换器(线圈)11。当检测到两个相位电流时，可计算每个相位的电流，使得电流变换器的数量可以是2个。逆变器电路20具有通过六个功率半导体器件21的三相电桥配置。如图2中所示，功率半导体器件21具有作为开关晶体管的igbt22，igbt22具有栅极端子g、集电极端子c、传送驱动电流的发射极端子e、和传送感测电流的电流检测端子se。驱动器ic30r驱动功率半导体器件21，控制电路40r控制驱动器ic30r。

在使用igbt22的逆变器电路中，为了执行电机驱动，在监测驱动电流的同时，必须控制驱动igbt22的驱动信号(pwm信号)。监测以下两个电流。

(1)使用电流变换器11、控制电路40r的a/d转换器等来监测每一相的电机驱动电流并且将其用作电机驱动控制的正常电流检测。

(2)使用驱动器ic30r中的电压比较电路、a/d转换器等来监测感测电流并且将其用于过电流检测以在有过电流时中断驱动信号。

igbt22的驱动电流(id)是发射极电流(ie)。由于感测电流是igbt22中的电流镜电路的电流，因此它也被称为电流镜电流(iγ)。发射极电流(ie)和电流镜电流(iγ)之间的比率(ie/iγ)也被称为电流镜比率(γ)。电流镜比率选自大约1000至10000。当电机的正常电流驱动(id)是大约400a时，额定电流是大约1600a。

可通过用电流检测电阻器(电阻值(rs))将电流镜电流(iγ)转换成电压(vs)并且用比较器(cmp)将电压与参考电压(vref)进行比较来检测过电流。当电流检测电阻器的电阻值(rs)的精度在±1％内时，用以下等式(1)来表达检测电压(vs)。

vs＝iγ×rs

＝ie×(1/γ)×rs

＝id×(i/γ)×rs......(1)

因此，在使用感测电流来确定超过额定电流值的异常的情况下，当假定电流镜比率(γ)是4000并且电流检测电阻器的电阻值(rs)是5ω时，过电流检测中的检测电压(vs)如下。

vs＝1600a×(1/4000)×5ω＝2v

当参考电压(vref)被设置成2v并且额定电流值作为电机的驱动电流流动时，比较器(cmp)检测过电流。

接下来，以下将描述电流镜比率的变化。

图3是示出igbt的电流镜比率与集电极和发射极之间的饱和电压之间的关系的示图。条件是环境温度(tc)＝25℃，栅极-发射极电压(vge)＝15v，检测电阻(rs)＝2.9ω，并且集电极电流(ic)＝500a。在集电极和发射极之间的饱和电压(vce(sat))的变化范围(a＝1.15v至1.75v)内，电流镜比率(γ)变化4000的±75％。当假定了所有条件(tc＝-40℃至175℃，vge＝14v至18v，rs＝2.9ω，ic＝500a)时，电流镜比率(γ)变成非常高的值(比如4000的-75％/140％)，并不处于4000的±10％内。

图4是示出igbt的电流镜比率和用于电流检测的电阻之间的关系的示图。条件是，tc＝25℃，vge＝15v，ic＝500a。电流镜比率(γ)变化比如±75％(rs＝2.9ω时)，比如-40％/45％(rs＝0.5ω时)，和±80％(rs＝20ω时)。趋势是，rs越小，精度越高。

图5是示出igbt的电流镜比率与栅极和发射极之间的饱和电压之间的关系的示图。条件是，tc＝25℃，rs＝2.9ω，ic＝500a。电流镜比率(γ)变化比如±75％(vg＝15v时)，比如-75％/75％(vg＝14v时)，和±-20％/50％(vg＝18v时)。趋势是，vge越大，精度越高。

图6是示出igbt的电流镜比率与温度之间的关系的示图。条件是，rs＝2.9ω，vge＝15v，ic＝500a。电流镜比率(γ)变化比如±75％(tc＝25℃时)，-75％/110％(tc＝-40℃时)，和-75％/5％(tc＝175℃时)。当考虑所有温度(-40℃至175℃)时，估计-75％/110％(25℃参考)的精度。

图7是示出igbt的电流镜比率与集电极电流之间的关系的示图。条件是，rs＝2.9ω，vge＝15v，tc＝25℃。电流镜比率(γ)变化比如±75％(ic＝500a时)，-50％/0％(ic＝100a时)，和-90％/100％(ic＝600a时)。趋势是，ic越大，精度越高。

如上所述，由于igbt的特性，导致电流镜比率的变化大。例如，检测电压(vs)的温度特性如下。

vs＝1600a×(1/4000)×5ω＝2v…在常温下

vs＝1600a×(1/3000)×5ω＝2.67v…在高温下(150℃)

vs＝1600a×(1/5000)×5ω＝1.6v…在低温下(-45℃)

当比较器(cmp)的参考电压(vref)与常温下的电压相同时，在高温下，检测到过电流是小电流。在低温下，即使电流变成大于额定电流，也不能检测到过电流并且电流检测精度劣化。作为结果，在检测到过电流时，在检测电流检测时间出现变化，以下保护措施中出现延迟。在最差的情况下，器件遭受破坏。因此，在包括实际逆变器设计环境中的igbt的板中，必须调节电流检测电阻器的各电阻值，并且必须选择具有小变化的器件。

实施例

图27是示出根据实施例的电子器件的配置的框图。

根据实施例的电子器件包括功率半导体器件(ps)、驱动功率半导体器件(ps)的第一半导体集成电路器件(ic1)、和控制第一半导体集成电路器件(ic1)的第二半导体集成电路器件(ic2)。功率半导体器件(ps)具有输出感测电流(iγ)的端子(st)。第一半导体集成电路器件(ic1)具有基于感测电流(iγ)检测过电流的过电流检测电路(ocdc)和检测功率半导体器件(ps)的温度的温度检测电路(tdc)。第二半导体集成电路器件(ic2)具有存储器器件(mem)，其存储功率半导体器件(ps)的电流镜比率的温度特性；温度检测单元(tdu)，其基于温度检测电路(tdc)的输出来计算温度；以及过电流检测控制单元(ocdcu)，其基于由温度检测单元(tdu)检测到的温度和存储在存储器器件(mem)中的电流镜比率的温度特性来控制过电流检测电路(ocdc)。

例如，过电流检测电路(ocdc)通过电流检测电阻器(电阻值(rs))将电流镜电流(iγ)转换成电压(vs)，通过将参考电压(vref)与电压(vs)进行比较来检测过电流并且使参考电压(vref)基于功率半导体器件的电流镜比率(γ)的温度特性数据而变化。在第一实施例中，功率半导体器件的电流镜比率(γ)的温度特性数据或用于获得该数据的信息被保持在功率半导体器件本身中。在第二实施例中，测量功率半导体器件的电流镜比率(γ)的温度特性数据，并且电流镜比率(γ)的温度特性数据被存储在与检测过电流的半导体集成电路器件不同的半导体集成电路器件中。

将描述根据实施例的电子器件的第一半导体集成电路器件(ic1)的第一实施例。图28是用于说明根据第一实施例的半导体集成电路器件的框图。

根据第一实施例的半导体集成电路器件(ic1)具有第一端子(t1)，其用于输入来自另一个半导体集成电路器件(ic2)的信号(s1)；第二端子(t2)，其将被耦合到功率半导体器件(ps)的栅极端子(gt)；以及第三端子(t3)，其将被耦合到功率半导体器件(ps)的感测电流端子(st)和电流检测电阻器(rd)。半导体集成电路器件(ic1)具有比较器(cmp)，其耦合到第三端子；参考电压生成电路(vrg)，其耦合到比较器(cmp)；以及驱动电路(driver)，其将基于信号(s1)和比较器(cmp)的输出信号(ocd)的驱动信号(drv)输出到第二端子(t2)。半导体集成电路器件(ic1)具有第四端子(t4)，其用于输入功率半导体器件(ps)的温度信息(temp)；第五端子(t5)，其用于输入来自功率半导体器件(ps)的关于功率半导体器件(ps)的电流镜比率的温度特性的信息(char)；以及转换电路，其将温度信息(temp)转换成第一数据(d1)。半导体集成电路器件(ic1)具有转换电路，其将关于电流镜比率的温度特性的信息(char)转换成第二数据(d2)；以及第六端子(t6)，其用于输入基于第一数据(d1)和第二数据(d2)控制参考电压生成电路(vrg)的电压的信息(vrefc)。

将描述根据实施例的电子器件的第一半导体集成电路器件(ic1)的第二实施例。图29是用于说明根据第二实施例的半导体集成电路器件的框图。

根据第二实施例的半导体集成电路器件(ic1)具有第一端子(t1)，其用于输入来自另一个半导体集成电路器件(ic2)的信号(s1)；第二端子(t2)，其将被耦合到功率半导体器件(ps)的栅极端子(gt)；以及第三端子(t3)，其将被耦合到功率半导体器件(ps)的感测电流端子(st)和电流检测电阻器(rd)。半导体集成电路器件(ic1)还具有比较器(cmp)，其耦合到第三端子；参考电压生成电路(vrg)，其耦合到比较器(cmp)；以及驱动电路(driver)，其将基于信号(s1)和比较器(cmp)的输出(ocd)的驱动信号(drv)输出到第二端子(t2)。半导体集成电路器件(ic1)还具有第四端子(t4)，其用于输入功率半导体器件(ps)的温度信息(temp)；将温度信息(temp)转换成第一数据(d1)的转换电路；将第三端子(t3)的电压(vs)转换成第二数据(d2)的转换电路；以及第六端子(t6)，其用于输入基于第一数据(d1)、第二数据(d2)和检测作为功率半导体器件(ps)的输出的驱动电流的电流变换器的数据来控制参考电压生成电路(vrg)的电压的信息(vrefc)。

根据实施例，可基于电流镜比率的温度特性，控制过电流检测电路。因此，即使电流镜比率相对于温度变化，也可以高精度地检测过电流。根据第一实施例，关于电流镜比率的温度特性的信息可得自功率半导体器件，并且可基于关于电流镜比率的温度特性的信息和功率半导体器件的温度信息来改变参考电压。根据第二实施例，可测量电流镜比率的温度特性，并且可基于电流镜比率的温度特性和功率半导体器件的温度信息来改变参考电压。根据上文，即使电流镜比率相对于温度而变化，也可以高精度地检测过电流。

当可以高精度地检测过电流时，在诸如负载短路状态的异常电流出现模式下，操作可移至以高速、高精度地保护操作的功率器件(功率半导体器件)。作为结果，功率器件的毁坏容忍设计被优化，并且功率器件的电特性可改进。

第一示例

在第一实施例的第一示例(示例1)中，用于获得功率半导体器件的电流镜比率(γ)的温度特性数据的信息被保持在功率半导体器件本身中。

电动机系统

图8是示出关于第一示例的电动机系统的配置的框图。电动机系统1具有三相电机10、使用六个功率半导体器件的逆变器电路20、六个驱动器ic30、控制电路40和dc电源50。逆变器电路20也被称为功率模块。包括逆变器电路20、六个驱动器ic30和控制电路40的部分被称为电子器件2。逆变器电路20控制逆变器电路20中的开关晶体管22的开/关，以便在驱动车辆等以通过切换的频率来改变车辆等的速度时，使源自dc电源(dc)50的电压的电流传送到三相电机10的相位中的每个。在制动车辆等时，逆变器电路20与三相电机10的相位中的每个中生成的电压同步地控制开关晶体管22的开/关，执行所谓的整流操作，将该电压转换成dc电压，并且执行再生。

在三相电机10中，转子是永磁体，电枢是线圈，三相(u相、v相和w相)的电枢的绕组线以120度的间隔加以设置。这些线圈是三角连接的，并且电流总是在u相、v相和w相的三个线圈中流动。三相电机10具有诸如电流变换器的电流检测器11和角速率和位置检测器12。

在逆变器电路20中，u相、v相和w相的桥电路包括功率半导体器件。在u相的桥电路中，功率半导体器件21u和21x之间的连接点耦合到三相电机10。在v相的桥电路中，功率半导体器件21v和21y之间的连接点耦合到三相电机10。在w相的桥电路中，功率半导体器件21w和21z之间的连接点耦合到三相电机10。由于功率半导体器件21u、21v、21w、21x、21y和21z的配置相同，因此在一些情况下，这些器件被统称为功率半导体器件21。功率半导体器件21包括具有包括igbt和温度检测二极管d1的开关晶体管(下文中，被称为igbt)22的半导体芯片和具有并联耦合在igbt22的发射极和集电极之间的续流二极管(fwd)d2的半导体芯片。续流二极管d2被耦合，以使电流与在igbt22中流动的电流相反的方向上通过。其中形成有igbt22和温度检测二极管d1的半导体芯片和其中形成有续流二极管d2的半导体芯片被优选地置于同一封装中。续流二极管d2可形成在与其中形成有igbt22和温度检测二极管d1的半导体芯片相同的半导体芯片中。

作为第一半导体集成电路器件的驱动器ic30在一个半导体板中具有生成驱动igbt22的栅极的信号的驱动电路(driver)31、过流检测电路(overcurrent)32、温度检测电路(temp.detect)

33和id读取电路(idreadcircuit)34。作为第二半导体集成电路器件的控制电路40在一个半导体板中具有cpu41、pwm电路(pwm)42和i/o接口(i/oif)43。

电子器件

图9是示出作为图8的电动机系统的部分的电子器件的框图。功率半导体器件21在一个半导体板上方具有作为开关晶体管的igbt22、温度检测二极管d1、和存储芯片特有的id代码的id电路(idcircuit)24。功率半导体器件21具有栅极端子g、集电极端子c、传送驱动电流的发射极端子e、和传送感测电流的电流检测端子se。id电路24包括阶梯电阻器、电熔丝等。在制造功率半导体器件21的晶片时进行的晶片测试中，执行常温测试和高温测试。在测试时获得的特性(数据功率半导体器件21的电流镜比率(γ)的温度特性)与id代码一起作为晶片测量数据库存储在存储器件56中。例如，通过在晶片测试时断开功率半导体器件21中的id电路24中的电熔丝，设置id代码。

驱动器ic30具有驱动电路31、电流检测电路32、温度检测电路33、id读取电路34、隔离器35、和cpu接口(cpu_ic)电路36。驱动电路31生成驱动栅电极以基于经由端子t1从控制电路40供应的pwm(脉宽调制)信号来导通/截止igbt22的驱动信号(drv)并且将它输出到端子t2。电阻器51设置在驱动电路31的端子t2和igbt22的栅极端子g之间。驱动电路31基于随后将描述的过电流检测信号(ocd)将驱动信号(drv)设置成低电平，输出截止信号(cos)，并且导通截止晶体管53，以将电阻器51和igbt22的栅极端子g之间的电势设置成低电平。电阻器52布置在截止晶体管53和栅极端子g之间。

电流检测电路32具有比较器321和参考电压生成电路322。电流检测电路32通过耦合到端子t3的电流检测电阻器54将感测电流转换成检测电压(vs)并且将检测电压(vs)与参考电压生成电路322的参考电压(vref)进行比较，以检测过电流。当检测电压(vs)大于参考电压(vref)时，电流检测电路32将过电流检测信号(ocd)发送到驱动电路31，以中断通向igbt22的驱动信号并且还将该信号经由隔离器35、端子t11和控制电路40的i/o接口43发送到cpu41。随后将描述的a/d转换电路331转换检测电压(vs)并且将转换后的电压经由端子t8、隔离器35、cpu接口36、端子t10和控制电路40的i/o接口44发送到cpu41。可通过从端子t6供应的信号来改变参考电压生成电路322的参考电压(vref)。

温度检测电路33具有作为检测温度检测二极管d1的正向电压(vf)的电路的a/d转换电路331和向温度检测二极管d1供应偏置电流的电流偏置电路(bias)332。使用温度检测二极管d1的正向电压来测量功率半导体器件21的芯片温度。温度检测电路33将恒定电流(if)经由端子t12和端子(温度检测二极管的阳极端子)td从电流偏置电路传送到温度检测二极管d1，通过a/d转换电路331转换检测电压(vf)，将转换后的电压经由端子t8、隔离器35、cpu接口36、端子t0和控制电路40的i/o接口44发送到cpu41。

id读取电路34经由端子t5读取id电路24的id代码并且将其经由端子t9、隔离器35、cpu接口36、端子10和控制电路40的i/o接口44发送到cpu41。id读取电路34包括a/d转换电路等。

隔离器35通过磁耦合来发送在驱动器ic30和控制电路40之间转移的信号。隔离器35包括通过层间膜的由绕线形成的片上变压器绝缘。

cpu接口36是通过spi(串行外围接口)等耦合驱动器ic30和控制电路40的cpu41中的电路的接口。

控制电路40在一个半导体板上具有cpu41、pwm电路(pwm)42、存储器器件(memory)47、作为至外部设备的接口输入/输出单元的i/o接口(i/o_if)44、a/d转换器(adc)45、和作为至外部pc(个人计算机)的接口单元的pc接口(pc_if)46并且包括例如微计算机单元(mcu)。优选地，存储器器件47包括诸如闪速存储器的电可重写非易失性存储器。将由cpu41执行的程序被优选地存储在诸如闪速存储器的电可重写非易失性存储器中并且可被存储在存储器器件47中。

将由cpu41执行的程序可在以下定时的任一个中被存储在控制电路40中的非易失性存储器中。

(1)在制造作为第二半导体集成电路器件的控制电路40的晶片时

(2)在置于控制电路40的封装中之后在安装在电子装置2的印刷板上之前

(3)在安装在电子器件2的印刷板上之后(经由pc接口46从pc57存储程序)。

图10是示出图9中的控制电路的功能的框图。控制电路40具有外部空气温度检测单元411、过电流检测控制单元414、温度检测单元416、和电流检测单元417。控制电路40具有生成驱动信号的pwm控制单元，该驱动信号按照未示出的电机的转矩和旋转速度，控制功率半导体器件的开关晶体管的开/关。虚线所指示的框表达软件的处理(cpu41执行程序的处理)。然而，本发明不限于软件。例如，框可包括硬件。

外部温度检测单元411包括求平均处理单元412和选择单元413。作为温度传感器(诸如，热敏电阻)的外部空气温度检测器55的输出被a/d转换器45转换。由选择单元413选择通过对多个输入信号进行取样并且用求平均处理单元412将它们求平均并且从所得信号中消除噪声而获得的信号或者经由pc接口46从pc57输入的环境温度的温度设置值。如随后将描述的，通过pc57获得可在其中设置电子器件2的环境温度的空间(诸如，恒温浴)的温度设置或温度设置值，使得pc57可将环境温度的设置值公用到控制电路40。由于通过外部空气温度检测器55或pc57检测环境温度是足够的，因此可不设置外部空气温度检测器55或pc57之一。在这种情况下，可不设置外部空气温度检测单元411中的选择单元413。在通过pc57检测环境温度的情况下，可不设置求平均处理单元412。

作为选择单元413的输出的温度信息和通过用温度检测单元416转换a/d转换电路331的输出而获得的温度检测二极管的电压信息被供应到过电流检测控制单元414。id识别单元415基于来自id读取电路的信号来识别id代码，从其中存储有pc57的晶片测量数据库的外部存储器件(storage)56获得对应于id代码的器件特性，并且将它存储在存储器器件47中。id识别单元415将所获得的对应于id代码的器件特性存储在存储器器件47中。电流检测单元417接收对应于通过用a/d转换器45转换电流变换器11的输出而获得的驱动电流(id)的值和对应于通过用a/d转换电路331转换检测电压(vs)而获得的电流镜电流(iγ)的值。

制造电子器件的方法

将参照图11至图14描述作为制造电子器件2的方法的处理的获得电流镜比率(γ)的温度特性数据的方法。图11是用于说明制造根据第一示例的电子器件的方法的示图。图12是在制造根据第一示例的电子器件时的初始设置处理的流程图。

如图11中所示，在制造电子器件的处理中的测试处理等中，执行存储电流镜比率(γ)的温度特性数据的处理。设置具有功率半导体器件21、驱动器ic30和控制电路40的电子器件2(步骤s10)。电子器件2被带入可在其中设置环境温度的空间(诸如，恒温浴)中并且耦合外部空气温度检测器55和pc57。通过随后将描述的方法，获得电流镜比率(γ)的温度特性(步骤s20)。从电子器件2拆下外部空气温度检测器55和pc57并且将其带出其中可设置环境温度的空间。

如图12中所示，首先，id识别单元415读取功率半导体器件21的id代码(步骤s21)。接下来，id识别单元415从其中按id代码存储晶片测量数据库的外部存储器件56获得电流镜比率(γ)的温度特性数据并且将它存储在存储器器件47中(步骤s22)。过电流检测控制单元414设置参考电压生成电路322中的通过等式(1)的计算结果而获得的电压值(步骤s25)。

向对应于构成电子器件2的所有(六个)功率半导体器件的所有(六个)驱动器ic应用上述的初始设置处理。

在正常操作时的操作

接下来，将参照图13和图14描述在电子器件(电动机系统)正常操作时(电动机驱动时)的操作。尽管必须用外部空气温度检测器55和pc57获得电流镜比率(γ)的温度特性数据，但它们在正常操作时间不是必需的。

图13是示出根据第一示例的在控制电路正常操作时的参考电压改变处理的流程图。图14是示出根据第一示例的在控制电路正常操作时的驱动电流检查处理的流程图。

通过温度检测二极管d1，测量功率半导体器件21的温度(步骤s31)。温度检测电路416通过a/d转换电路331转换通过转换使恒定电流(if)从驱动器ic30中的电流偏置电路332传送到温度检测二极管d1检测到的检测电压(vf)而获得的电压信息，以测量功率半导体器件的温度。过电流检测控制单元414从存储器器件47提取与通过温度检测单元416获得的温度测量结果对应的电流镜比率(γ)(步骤s32)。过电流检测控制单元414设置参考电压生成电路322中的通过等式(1)的计算结果而获得的电压值(步骤s33)。按规则的周期(例如，10ms至100ms)来执行上述的参考电压改变处理。

电流检测单元417并行地基于来自功率半导体器件的感测电流端子se的电流镜电流(iγ)执行电流测量并且基于来自电流变换器11的驱动电流(id)执行电流测量(步骤s34)。测量基于iγ的测量电流和基于id的测量电流是否几乎相同(步骤s35)。执行该确定，使得例如特定时间的差分数据累积不超过预定值。在“否”的情况下，处理移至步骤s36。在“是”的情况下，处理完成。在步骤s36中，执行停止或抑制驱动信号的异常状态处理。即使在电流镜电流和驱动电流不在预定范围内并且不能检测过电流的情况下，也可保护功率半导体器件。

根据第一示例，id代码被存储在功率半导体器件中，从对应于id代码的晶片测量数据库存储控制电路中的存储器器件的电流镜比率的温度特性，并且可基于电流镜比率的温度特性来控制过电流检测电路。因此，即使当电流镜比率相对于温度而变化时，也可以高精度地检测过电流。

第一修改

可在不使用片上温度检测二极管的情况下执行功率半导体器件的温度测量。在第一示例的第一修改(修改1)中，热敏电阻被安装在具有功率半导体器件的功率模块中，并且执行温度测量。

图15是示出根据第一修改的电子器件的配置的框图。除了功率半导体器件之外，第一修改的电子器件2a近似于第一示例的电子器件。在功率半导体器件21a中没有设置温度检测二极管。因此，热敏电阻58被安装在具有功率半导体器件21a的功率模块中，并且热敏电阻58的一端耦合到驱动器ic30的端子t4。除了没有在内部设置温度检测二极管之外，功率半导体器件21a近似于第一示例的功率半导体器件。

图16是在第一修改的电子器件正常操作时的参考电压改变处理的流程图。除了使用热敏电阻测量温度之外，第一修改的电子器件操作时的参考电压改变处理近似于第一示例的参考电压改变处理。制造时的初始设置处理和第一修改的正常操作时的驱动电流检查处理近似于第一示例的处理。

在第一修改中，不必在每个功率半导体器件中设置温度检测二极管。因此，即使在安装条件有限(诸如，各功率半导体器件的键合引线的数量有限)的情况下，也可执行温度检测。

第二修改

存在功率半导体器件的常温时的电流镜比率(γ)不同于设计参考值的电流镜比率(γ)的情况。因此，在第一示例的第二修改(修改2)中，在初始设置处理中，测量电流镜比率(γ)并且控制栅极驱动电压，使得测得的电流镜比率(γ)变成与设计参考值的电流镜比率(γ)相同。

图17是示出根据第二修改的电子器件的配置的框图。图18是示出图17中的驱动电路的配置的框图。除了驱动器ic的驱动电路和控制之外，根据第二修改的电子器件近似于第一示例的电子器件。将主要描述与第一示例的不同点。

电子器件2b具有功率半导体器件21、驱动器ic30b、和控制电路40b。驱动器ic30b具有驱动电路31b、隔离器35b、和cpu接口36b。驱动电路31b具有驱动晶体管311和驱动电压控制电路(vcnt)312。通过用驱动电压控制电路312控制设置在驱动电路31b外部的升压电路37的电压，改变驱动晶体管311的驱动电压。当期望增大电流镜比率(γ)时，增大升压电路37的输出电压。相反，当期望减小电流镜比率(γ)时，减小升压电路37的电压。通过这些操作，可调节驱动电压。经由i/o接口44、端子t10、cpu接口36b、隔离器35b、和端子t7从cpu41供应控制驱动电压控制电路312的信号。除了输入/输出信号线的数量之外，隔离器35b和cpu接口36b具有与隔离器35和cpu接口36的配置近似的配置。

图19是示出图17中的控制电路的功能的框图。控制电路40b具有通过在第一示例的控制电路40中的过电流检测控制电路414和电流检测电路417中添加更多功能而获得的过电流检测控制单元414b和电流检测单元417b。在过电流检测控制单元414b中，添加生成用于控制驱动电路31b的驱动电压控制电路312的信号的功能。在电流检测单元417b中，添加从驱动电流(id)和电流镜电流(iγ)计算电流镜比率(γ)的功能。

图20是示出制造根据第二修改的电子器件时的初始设置处理的流程图。

首先，id识别单元415读取功率半导体器件21的id代码(步骤s21)。接下来，id识别单元415从其中按id代码存储晶片测量数据库的外部存储器件56获得电流镜比率(γ)的温度特性数据并且将它存储在存储器器件47中(步骤s22)。过电流检测控制单元414b从存储器器件47提取常温时的电流镜比率(γ)(步骤s23)。当将所提取的电流镜比率(γ)和设计参考值的电流镜比率(γ)进行比较并且它们不同时，过电流检测控制单元414b调节驱动电压控制电路312，使得电流检测单元417b测得的电流镜比率(γ)和设计参考值的电流镜比率(γ)变成相同值(步骤s24)。过电流检测控制单元414b设置参考电压生成电路322中的通过等式(1)的计算结果而获得的电压值(步骤s25)。第二修改的正常操作中的参考电压改变处理和驱动电流检查处理近似于第一示例的处理。

根据第二修改，电流镜比率可被设置成接近设计参考值，使得可以比第一示例更高的精度来检测过电流。

可以近似于第一修改的方式使用热敏电阻58来取代第二修改的温度检测二极管d1。

第三修改

在第一示例和第一修改和第二修改中，功率半导体器件存储id代码并且功率半导体器件的器件特性被作为晶片测量数据库存储在外部存储器件56中。在第一示例的第三修改(修改3)中，功率半导体器件的器件特性被存储在功率半导体器件本身中。

图21是示出根据第三修改的电子器件的配置的框图。除了功率半导体器件的id电路、驱动器ic的id读取电路及其控制之外，根据第三修改的电子器件近似于第一示例的电子器件。将主要描述与第一示例的不同点。电子器件2c具有功率半导体器件21c、驱动器ic30c、和控制电路40c。功率半导体器件21c具有存储功率半导体器件的器件特性的id电路24c。在制造功率半导体器件21c时的晶片测试中，执行常温测试和高温测试并且将执行时获得的功率半导体器件21c的特性数据(电流镜比率(γ)的温度特性)存储在id电路24c中。在晶片测试中，通过例如断开功率半导体器件21c中的id电路24c的电熔丝来设置特性数据。驱动器ic30c具有读取id电路24c中的数据的id读取电路34c。如同第一示例的id读取电路34，id读取电路34c包括a/d转换电路等。

图22是示出图21中的驱动电路的配置的框图。除了控制电路40c没有pc接口46，外部空气温度检测单元411c没有选择单元413，并且设置了读取电流镜比率(γ)的温度特性数据的id识别单元415c来取代用于读取id代码的id识别单元415之外，控制电路40c类似于第一示例的控制电路40。

图23是示出制造根据第三修改的电子器件时的初始设置处理的流程图。

首先，id识别单元415c读取功率半导体器件21的id代码(步骤s21c)。id代码包括电流镜比率(γ)的温度特性。接下来，id识别单元415c获得id代码中包括的电流镜比率(γ)的温度特性数据并且将它存储在存储器器件47中(步骤s22c)。过电流检测控制单元414在常温时提取电流镜比率(γ)(步骤s23)。过电流检测控制单元414设置参考电压生成电路322中的通过等式(1)的计算结果而获得的电压值(步骤s25)。第三修改的正常操作中的参考电压改变处理和驱动电流检查处理类似于第一示例的处理。

在第三修改中，不必分别地设置晶片测量数据库并且没有与外部pc耦合。因此，可比第一示例的初始化设置处理更简单地进行初始化设置处理。

可以与第一修改类似的方式使用热敏电阻58来取代第三修改的温度检测二极管。以与第二修改类似的方式，第三修改的驱动电路可设置有驱动电压控制电路312，并且控制电路的过电流检测控制单元可执行控制。

第二示例

在第二实施例的第二示例(示例2)中，测量功率半导体器件中的电流镜比率(γ)的温度特性数据，并且电流镜比率(γ)的温度特性数据被保持在与检测过电流的半导体集成电路器件不同的另一个半导体集成电路器件中。

图24是示出根据第二示例的电子器件的配置的框图。除了功率半导体器件没有id电路，驱动器ic没有id读取电路并且控制电路没有id识别单元之外，根据第二示例的电子器件2d近似于第一示例的电子器件。在电动机系统1中使用电子器件2d来取代电子器件2。将主要描述与第一示例不同的点。

图25是示出图24中的控制电路的功能的框图。控制电路40d没有id识别单元415，但具有过电流检测控制单元414d和电流检测单元417d，过电流检测控制单元414d和电流检测单元417d的功能不同于第一示例的控制电路40中的过电流检测控制单元414和电流检测单元417的功能。过电流检测控制单元414d具有将电流检测单元计算出的电流镜比率(γ)存储在存储器器件47中的功能。电流检测单元417d具有从测得的驱动电流(id)和电流镜电流(iγ)来计算电流镜比率(γ)的功能。由于通过外部空气温度检测器55或pc57检测环境温度是足够的，因此可不设置外部空气温度检测器55或pc57之一。在这种情况下，可不设置外部空气温度检测单元411中的选择单元413。在通过pc57检测环境温度的情况下，可不设置求平均处理单元412。

图26是示出制造根据第二示例的电子器件时的初始设置处理的流程图。

首先，将环境温度设置成常温(a℃)(步骤s41)。电流检测单元417d测量驱动电流(id)和感测电流(iγ)并且计算电流镜比率(γ)。过电流检测控制单元414d将计算出的电流镜比率(γ)存储在存储器件中(步骤s42)。将环境温度设置成高温(h℃)(步骤s43)。电流检测单元417d测量驱动电流(id)和感测电流(iγ)并且计算电流镜比率(γ)。过电流检测控制单元414d将计算出的电流镜比率(γ)存储在存储器件中(步骤s44)。将环境温度设置成低温(l℃)(步骤s45)。电流检测单元417d测量驱动电流(id)和感测电流(iγ)并且计算电流镜比率(γ)。过电流检测控制单元414d将计算出的电流镜比率(γ)存储在存储器件中(步骤s46)。接下来，过电流检测控制单元414d从存储器器件47提取常温的电流镜比率(γ)(步骤s23)。过电流检测控制单元414d设置参考电压生成电路322中的通过等式(1)的计算结果而获得的电压值(步骤s25)。第二示例的正常操作中的参考电压改变处理和驱动电流检查处理近似于第一示例中的处理。

在第二示例中，不必在每个功率半导体器件中设置id电路。因此，即使在安装条件有限(诸如，各功率半导体器件的键合引线的数量有限)的情况下，也可获得电流镜比率的温度特性。

可以近似于第一修改的方式使用热敏电阻58来取代第二示例的温度检测二极管。第二示例的驱动电路可以近似于第二修改的方式设置有驱动电压控制电路312，并且可通过控制电路的过电流检测控制单元来执行控制。

尽管已经基于实施例、示例和修改具体描述了本发明的发明人实现的发明，但显而易见，本发明不限于实施例、示例和修改并且可以各种方式进行改变。

以下将补充性地描述实施例。

补充注释1

1.一种制造电子器件的方法，所述方法包括：

(a)设置功率半导体器件、第一半导体集成电路器件、和第二半导体集成电路器件的步骤，所述功率半导体器件具有开关元件、输出驱动电流的端子、和输出感测电流的端子，所述第一半导体集成电路器件具有驱动所述开关元件的栅极电路，所述第二半导体集成电路器件具有控制所述栅极电路的控制单元和电可重写非易失性存储器；以及

(b)获得所述功率半导体器件的电流镜比率的温度特性的步骤。

补充注释2

在制造补充注释1所述的电子器件的方法中，步骤(b)包括：

(b1)检测第一温度环境的温度并且将其存储在非易失性存储器中的步骤；

(b2)检测所述第一温度环境中的电流镜比率并且将其存储在所述非易失性存储器中的步骤；

(b3)检测第二温度环境的温度的步骤；

(b4)检测所述第二温度环境中的电流镜比率的步骤；以及

(b5)基于步骤(b1)至(b4)中获得的温度和电流镜比率来获得温度特性并且将其存储在所述非易失性存储器中的步骤。

补充注释3

在制造补充注释1所述的电子器件的方法中，步骤(b)包括：

(b1)从所述功率半导体器件识别所述功率半导体器件的识别信息的步骤；以及

(b2)从外部数据库获得对应于所述识别信息的电流镜比率的温度特性并且将其存储在所述非易失性存储器中的步骤。

补充注释4

在制造补充注释3所述的电子器件的方法中，

在制造所述功率半导体器件时，通过晶片测试获得电流镜比率的温度特性数据。

补充注释5

在制造补充注释1所述的电子器件的方法中，步骤(b)包括：

(b1)从所述功率半导体器件获得电流镜比率的温度特性的步骤；以及

(b2)将所获得的电流镜比率的温度特性存储在所述非易失性存储器中的步骤。