半导体装置的制作方法

本发明涉及具备对图腾柱连接的高侧开关元件和低侧开关元件进行互补地驱动的高侧驱动电路和低侧驱动电路的半导体装置。

背景技术：

图11表示具备图腾柱连接的高侧开关元件xm1和低侧开关元件xm2的电力变换器的概略结构。该电力变换器担负着作为dc/ac转换器的作用，介由互补地导通、关断的开关元件xm1、xm2而将直流电压hv和接地电位交替地输出到负载rl，由此生成向负载rl供给的交流电力。

具备高侧驱动电路11和低侧驱动电路12而使开关元件xm1、xm2互补地导通、关断的半导体装置1例如作为ipm(intelligentpowermodule：智能功率模块)而实现。该半导体装置1具备根据从作为外部机器的控制器2给予的控制信号in互补地生成高侧驱动信号和低侧驱动信号的接口电路13。高侧驱动电路11根据高侧驱动信号将高侧开关元件xm1进行导通、关断，另外，低侧驱动电路12根据低侧驱动信号将低侧开关元件xm2进行导通、关断。应予说明，接口电路13生成的高侧驱动信号经由电平转换电路14而供给到高侧驱动电路11。

这里，低侧驱动电路12和接口电路13以接地电位gnd作为基准电位接受预定的电源电压vcc进行动作。另外，高侧驱动电路11以在开关元件xm1、xm2的串联连接点产生的中间电压vs为基准电位，接受利用包括自举二极管dbs和自举电容器cbs的自举电路使电源电压vcc升压(自举)得到的电源电压vb而进行动作。

自举电路在低侧开关元件xm2导通时利用电源电压vcc对自举电容器cbs进行充电。自举电路利用在低侧开关元件xm2关断动作时，作为自举电容器cbs的低电压侧端子电压的中间电压vs伴随着高侧开关元件xm1的导通动作而上升的情况，生成升压(自举)后的电源电压vb。

基本上在如上所述构成的半导体装置1中，例如高侧开关元件xm1的导通时间长时，充入自举电容器cbs的电荷的减少变大，有可能无法维持高侧驱动电路11的驱动所需的电源电压vb。

为了消除这样的不良情况，例如专利文献1中公开了：在将低侧开关元件xm2关断时，从以高压侧电位为基准电位的浮置电源fv向自举电容器cbs供给电流(参照专利文献1的图1)。然而，在专利文献1所公开的构成中，必须准备浮置电源fv，存在额外成本的产生和究竟如何设置浮置电源fv自身等问题。

另外，专利文献2中公开了在低侧开关元件xm2导通时，从高压的直流电压hv经由电阻r1而直接地对自举电容器cbs充电的方案(参照专利文献2的图1)。然而，在专利文献2所公开的构成中，在高侧开关元件xm1导通时直流电压hv与中间电压vs大致为相同电位，电阻r1相对于电源电压vb成为负载而发生使充电到自举电容器cbs的电荷放电的不良情况。

此外，在低侧开关元件xm2导通时由于中间电压vs与接地电位gnd大致为相同电位所以自举电容器cbs的充电电流变大。进而，在规定自举电容器cbs的充电电压的齐纳二极管中流动的钳位电流也变大。其结果，自举电路中的消耗电力增大，存在难以实现半导体装置1的小型化的问题。

这一方面，专利文献3中公开了：如图12所示在介由开关元件qn1、qn2利用电源电压vcc对第一级的电容器c1进行充电后，介由开关元件qp1、qp2利用电容器c1的充电电压对第二级的电容器c2进行充电。根据专利文献3公开的构成，在控制电路15与开关元件xm1、xm2的导通、关断独立地进行控制下使开关元件qn1、qn2与开关元件qp1、qp2互补地导通、关断，由此生成电源电压vb作为第二级的电容器c2的充电电压。因此，即使低侧开关元件xm2的关断时间长的情况下也能够确保驱动高侧驱动电路11所需要的电源电压vb。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-234430号公报

专利文献2：日本特开2013-55549号公报

专利文献3：日本特开2007-6207号公报

技术实现要素：

技术问题

然而，在专利文献3公开的构成中，为了导通、关断第二级的开关元件qp1、qp2而需要在控制电路15内设置电平转换电路。另外，中间电压vs伴随着开关元件xm1、xm2的开关动作而变成高压的直流电压hv，或变成接地电位gnd。在中间电压vs变成高电压时，电源电压vb也变成高电压。

为了使向开关元件qn1、qn2供给电源电压vcc的电源与这些高电压分离，保护其免受这些高电压的影响，需要使用高耐压元件分别作为开关元件qn1、qn2、qp1、qp2。另外，对于电平转换电路也需要使用高耐压元件来构成。于是，自举电路的构成复杂化，且不能否认部件成本伴随着高耐压元件的采用而高价格化。

本发明考虑到这样的情况而完成，其目的在于提供一种具备即使在高侧开关元件的导通时间长的情况下，也能够稳定地向对上述高侧开关元件进行导通、关断驱动的高侧驱动电路进行电源供给的自举电路的、廉价且简易结构的半导体装置。

技术方案

本发明的半导体装置基本上具备：高侧驱动电路和低侧驱动电路，使图腾柱连接的高侧开关元件和低侧开关元件分别互补地导通、关断；和自举电容器，其介由二极管连接到上述低侧驱动电路的驱动电源，在上述低侧开关元件导通时被充电，并使该充电电压在上述低侧开关元件的关断时升压而施加到上述高侧驱动电路。

特别是本发明的半导体装置为了实现上述目的而在上述构成的基础上，还具备：

辅助自举电容器，其介由开关电路并联地设置于上述自举电容器，在上述高侧开关元件导通时利用在上述高侧开关元件与上述低侧开关元件的连接点产生的中间电压进行充电；

齐纳二极管，其连接到上述连接点而规定该辅助自举电容器的充电开始电压；以及

控制电路，其在上述高侧开关元件导通时的上述自举电容器的充电电压下降到比预定电压低时，介由上述开关电路将上述辅助自举电容器的充电电压施加到上述高侧驱动电路。

即，本发明的半导体装置概略地与在低侧开关元件导通时进行充电的自举电容器并联地，具备在上述低侧开关元件关断时进行充电的辅助自举电容器。而且，在高侧开关元件导通时间长时，使用辅助自举电容器的充电电压来补偿从自举电容器施加到高侧驱动电路的电压的下降。

其中，上述高侧驱动电路构成为以上述连接点的电压作为动作基准电压进行动作。而且，上述齐纳二极管担负着将利用上述中间电压充电的上述辅助自举电容器的充电基准电压规定为上述低侧驱动电路的驱动电源的电压的作用。另外，上述控制电路可以在上述高侧开关元件的导通时间大于预先设定的时间时，判断为上述自举电容器的充电电压下降到比预定电压低。

优选地，上述开关电路构成为具备：第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关，第一开关和第二开关例如在上述高侧开关元件导通时上述自举电容器的充电电压下降到比预定电压低时将上述辅助自举电容器并联地连接于上述高侧驱动电路的电源线，第三开关和第四开关在上述高侧开关元件导通且上述第一开关和第二开关断开时将上述充电基准电压施加于上述辅助自举电容器。作为这些第一开关～第四开关，例如使用双向模拟开关。

另外，上述控制电路优选地设置成以在图腾柱连接的上述高侧开关元件与上述低侧开关元件的串联连接点产生的中间电压为动作基准电压而进行动作。特别是上述控制电路构成为具备例如检测施加到上述高侧驱动电路的电源电压的降低而输出电压降低检测信号的电压降低检测器、基于上述电压降低检测信号生成对上述第一开关～第四开关分别进行接通、断开控制的开关信号的控制逻辑电路。其中，上述第一开关和第二开关设置成与第三开关和第四开关互补地进行接通、断开。

应予说明，可以将上述第一开关作为在上述辅助自举电容器的充电电压大于上述自举电容器的充电电压时导通的第一二极管而实现，另外将上述第三开关作为在上述辅助自举电容器的充电电压小于利用上述齐纳二极管规定的电压时导通的第二二极管而实现。

另外，本发明在上述构成的半导体装置中也可以构成为还设置：

第五开关和第六开关，在上述第一开关和第二开关导通时将上述自举电容器从上述低侧驱动电路的驱动电源切断；和第七开关和第八开关，相对于上述第五开关和第六开关互补地导通而将上述充电基准电压施加到上述辅助自举电容器。在该情况下，对于上述第五开关～第八开关也可以使用双向模拟开关而实现。

在该情况下，优选地，例如将上述齐纳二极管的阴极连接于上述高侧开关元件与上述低侧开关元件的连接点。而且利用该齐纳二极管的阳极规定针对上述中间电压的负侧的基准电位，以使该齐纳二极管的阳极-阴极间电压成为上述充电基准电压。

发明效果

本发明的半导体装置如上所述除了在低侧开关元件导通时进行充电的自举电容器之外还具备在上述高侧开关元件导通时进行充电的辅助自举电容器。而且构成为在高侧开关元件的导通时间长时，使用上述辅助自举电容器的充电电压来补偿从上述自举电容器施加到高侧驱动电路的电压的下降。

因此，根据上述构成的半导体装置，即使在高侧开关元件的导通时间长的情况下也能够向上述高侧驱动电路稳定地供给其动作所需要的电源电压。因此具有能够以简易结构且与高侧开关元件的导通、关断条件无关地保证上述高侧驱动电路的稳定的动作等实用上大量的效果。

另外，根据上述构成，上述高侧驱动电路以上述连接点的电压作为动作基准电压而进行动作。因此不使用专利文献3公开的高价的高耐压元件而能够低廉地构建自举电路。并且，对于分别控制第一开关～第四开关的接通、断开的控制电路，例如也能够简易地构建为控制逻辑电路，所以在该方面也起到能够实现半导体装置的低价格化等效果。

另外，根据还具备第五开关～第八开关而构成的半导体装置，能够与上述自举电容器的充放电独立地对上述辅助自举电容器进行充电。而且在上述自举电容器的充电电压下降，与此相伴将上述辅助自举电容器的充电电压施加到上述高侧驱动电路时能够对上述自举电容器进行再充电。因此即使在上述高侧开关元件的导通时间长的情况下也能够使上述自举电容器的作用尽早恢复，并向高侧驱动电路稳定地供给电源电压。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的半导体装置的概略结构图。

图2是表示图1所示的半导体装置中的控制电路的构成例的图。

图3是表示图2所示的控制电路的动作的时序图。

图4是表示图1所示的半导体装置的自举动作的时序图。

图5是本发明的第二实施方式的半导体装置的概略结构图。

图6是表示图5所示的半导体装置中的控制电路的构成例的图。

图7是表示图6所示的控制电路的动作的时序图。

图8是表示图5所示的半导体装置的自举动作的时序图。

图9是本发明的第三实施方式的半导体装置的概略结构图。

图10是表示图9所示的半导体装置中的控制电路的构成例的图。

图11是具备分别驱动图腾柱连接的高侧开关元件和低侧开关元件的高侧驱动电路和低侧驱动电路的现有的通常的半导体装置的概略结构图。

图12是表示构成为无论低侧开关元件的导通、关断均稳定地向高侧驱动电路进行电力供给的现有的半导体装置的一个例子的图。

符号说明

1：半导体装置

2：控制器

11：高侧驱动电路

12：低侧驱动电路

13：接口电路

14：电平转换电路

15：控制电路

15c：控制逻辑电路

16：电压降低检测器

17：计时器

xm1：高侧开关元件

xm2：低侧开关元件

dbs：自举二极管

cbs：自举电容器

cspl：辅助自举电容器

sw1、sw2～sw8：开关

zd：齐纳二极管

ibias：恒定电流源

d1、d2：二极管(开关)

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示本发明的第一实施方式的半导体装置1的概略结构的图。应予说明，在本发明的实施方式中，对与图11所示的现有的半导体装置1相同的部分标记相同符号进行说明。

本发明的半导体装置1基本上被构成为具备对图腾柱连接的高侧开关元件xm1和低侧开关元件xm2进行互补地驱动的高侧驱动电路11和低侧驱动电路12、以及介由自举二极管dbs连接到低侧驱动电路12的驱动电源的自举电容器cbs。

自举电容器cbs，其一端连接到高侧开关元件xm1与低侧开关元件xm2的串联连接点，另一端连接到自举二极管dbs的阴极。因此，自举电容器cbs在低侧开关元件xm2导通时以接地电位gnd作为基准电位介由自举二极管dbs而被电源电压vcc充电。而且充电到自举电容器cbs而得到的电压伴随着低侧开关元件xm2的关断，被升压(自举)至以高侧开关元件xm1与低侧开关元件xm2的串联连接点的电位vs为基准的电位。这样升压得到的自举电容器cbs的充电电压作为电源电压vb施加到高侧驱动电路11。

第一实施方式的半导体装置1的特征在于介由包括第一开关sw1～第四开关sw4的开关电路而与自举电容器cbs并联地具备辅助自举电容器cspl。应予说明，第一开关sw1～第四开关sw4由双向模拟开关(传输门)等构成。第一开关sw1和第二开关sw2受到控制电路15的控制而相互联动地进行接通、断开，另外，第三开关sw3和第四开关sw4也受到控制电路15的控制而相互联动地进行接通、断开。

具体而言，辅助自举电容器cspl的一端介由第一开关sw1连接到自举二极管dbs的阴极(自举电容器cbs的另一端侧)，辅助自举电容器cspl的另一端介由第二开关sw2连接到高侧开关元件xm1与低侧开关元件xm2的串联连接点(自举电容器cbs的一端侧)。另外，同时，辅助自举电容器cspl的一端介由第三开关sw3连接到高侧开关元件xm1与低侧开关元件xm2的串联连接点(自举电容器cbs的一端侧)，辅助自举电容器cspl的另一端介由第四开关sw4连接到基准电位mvs。基准电位mvs介由恒定电流源ibias连接到接地电位gnd。

应予说明，在自举电容器cbs的一端与恒定电流源ibias之间安装有齐纳二极管zd。如后所述，该齐纳二极管zd的两端电压(特别是击穿电压)成为对辅助自举电容器cspl进行充电的充电基准电压。

这里第三开关sw3和第四开关sw4担负着在低侧开关元件xm2关断且高侧开关元件xm1导通时被进行导通(接通)控制而对辅助自举电容器cspl进行充电的作用。此时，在齐纳二极管zd的阴极施加有高压的直流电压hv而击穿，该击穿电压作为充电基准电压施加到辅助自举电容器cspl。另外，第一开关sw1和第二开关sw2在低侧开关元件xm2关断且从自举电容器cbs向高侧驱动电路11供给的电源电压vb下降到保证该高侧驱动电路11的动作的最低电压附近的预先决定的预定电压时被进行导通(接通)控制。通过这些第一开关sw1和第二开关sw2的导通，利用来自辅助自举电容器cspl的充电电压的放电而补偿电源电压vb的下降，防止向高侧驱动电路11供电的电源电压vb的降低。应予说明，此时的第三开关sw3和第四开关sw4为断开。

这样对第一开关sw1～第四开关sw4的接通、断开进行控制的控制电路15例如如图2所示地构成。该控制电路15从齐纳二极管zd的阳极得到其基准电位mvs。基准电位mvs在齐纳二极管zd击穿时变成中间电压vs减去齐纳二极管zd的击穿电压，在齐纳二极管zd没有击穿时变成接地电位gnd。应予说明，齐纳二极管zd的击穿电压设定为在高侧开关元件xm1导通，且低侧开关元件xm2关断时齐纳二极管zd发生击穿。

这里高侧驱动电路11以中间电压vs作为动作基准电位进行动作。控制电路15具备与高侧开关元件xm1的导通驱动联动地输入高侧驱动电路11所输出的信号cenb而转换为以该控制电路15的基准电位mvs为l电平的导通信号cen的输入电路15a。另外，控制电路15具备以中间电压vs作为基准电位检测电源电压vb的降低、即(vb-vs)间电压的降低的电压降低检测器16。该电压降低检测器16在电源电压vb降低到保证高侧驱动电路11的动作的最低电压附近的预先决定的预定电压时，输出电压降低的检测信号。在电源电压vb降低时从电压降低检测器16输出的检测信号介由输入电路15b而被转换为以基准电位mvs为l电平的电压降低信号uven。

另外，设置于控制电路15的控制逻辑电路15c以基准电位mvs作为动作基准电压，以中间电压vs作为电源电压而进行动作。而且控制逻辑电路15c根据导通信号cen和电压降低信号uven，例如如图3所示生成用于分别对第一开关sw1～第四开关sw4进行接通、断开控制的开关信号s1c、s2c、s3、s4。

特别是控制逻辑电路15c仅在以中间电位vs为基准的电源电压vb(vb-vs间电压)降低至保证高侧驱动电路11的动作的电压时生成开关信号s1c、s2c。具体而言控制逻辑电路15c根据导通信号cen和电压降低信号uven，在高侧开关元件xm1为导通的状态下(vb-vs)间电压降低时输出开关信号s1c、s2c。

应予说明，导通信号cen并不一定是控制逻辑电路15c的动作所必需的。因为，信号cenb为h电平的期间基本上低侧开关元件xm2导通而中间电位vs变成接地电位gnd，处于不向控制逻辑电路15c供给电源的状态，由此即使将信号cenb为h电平的情况传达给控制逻辑电路15c也无意义。其中，为了确定在高侧开关元件xm1和低侧开关元件xm2共同关断的死区时间的动作，最好具有导通信号cen。

这里，控制逻辑电路15c生成的开关信号s1c、s2c是用于在l电平时使第一开关sw1和第二开关sw2接通的负逻辑信号。这些开关信号s1c、s2c介由输出电路15d、15e转换为择一地设定为电源电压vb或者中间电压vs的信号而分别施加到第一开关sw1和第二开关sw2。另外，开关信号s3、s4是用于在h电平时使第三开关sw3和第四开关sw4接通的正逻辑信号。这些开关信号s3、s4作为择一地设定为中间电压vs或者基准电位mvs的信号而分别施加到第三开关sw3和第四开关sw4。

另外，在信号cenb为l电平时，第一开关sw1和第二开关sw2与上述第三开关sw3和第四开关sw4互补地接通、断开，使得电源电压vb与中间电压vs不短路，或中间电压vs与基准电位mvs不短路。

应予说明，在图2中c1是使利用齐纳二极管zd的击穿电压钳位而得的(vs-mvs)间电压平滑化而输入到控制电路15的平滑电容器。由该平滑电容器c1和齐纳二极管zd构成实现控制电路15的基准电压mvs的稳定化的电压调节器。

图4是表示如上所述构成的半导体装置1的自举动作的时序图。即，图4表示伴随着互补地导通、关断开关元件xm1、xm2的高侧驱动电路11和低侧驱动电路12的动作的第一开关sw1～第四开关sw4的接通、断开的形态、和此时的自举电容器cbs和辅助自举电容器cspl的充放电的情况。

如图4所示自举电容器cbs与低侧开关元件xm2的导通、关断联动，在低侧开关元件xm2导通时利用电源电压vcc充电。而且，自举电容器cbs的充电电压(电荷)在低侧开关元件xm2关断时被放电而向高侧驱动电路11供电。此时，利用自举电容器cbs的放电而向高侧驱动电路11供给的电源电压vb成为伴随着低侧开关元件xm2的关断和高侧开关元件xm1的导通使电源电压vcc上升(自举)了中间电位vs而得到的电压。

与此相对，辅助自举电容器cspl在高侧开关元件xm1变为导通而高侧开关元件xm1与低侧开关元件xm2的串联连接点的中间电压vs变成高电压时，利用通过齐纳二极管zd的击穿电压钳位而得的(vs-mvs)间电压、即充电基准电压进行充电。其中，通过齐纳二极管zd钳位而得的(vs-mvs)间电压是与驱动低侧驱动电路12的电源电压vcc相当的电压。即，辅助自举电容器cspl与接受电源电压vcc进行充电的自举电容器cbs独立地接受介由高侧开关元件xm1而施加的中间电压vs进行充电。

而且，在因成为电源电压vb的供给源的自举电容器cbs的放电而使该自举电容器cbs的残余电荷量不足，且施加到高侧驱动电路11的电源电压vb伴随此而降低时，充电到辅助自举电容器cspl的电荷被放电。通过该辅助自举电容器cspl的放电来补偿施加到高侧驱动电路11的电源电压vb的降低，而维持该高侧驱动电路11的动作所必需的电源电压vb。

因此，即使在高侧开关元件xm1的导通时间长的情况下，也不受自举电容器cbs的充电容量的制约能够维持高侧驱动电路11的动作所必需的电源电压vb。特别是能够通过辅助自举电容器cspl消除自举电容器cbs的充电容量的不足，因此即使在高侧开关元件xm1的导通时间长的情况下也能够简易而有效地应对。

然而，要防止在高侧开关元件xm1的导通时间长时利用自举电容器cbs生成的电源电压vb的降低，例如可考虑增加自举电容器cbs的自身容量。或者可考虑通过将辅助自举电容器cspl并联连接于自举电容器cbs，来增大其合成容量。然而，在这样做的情况下，自举电容器cbs的充电是在低侧开关元件xm2导通时进行，因此有可能无法充分地对自举电容器cbs进行充电。

这一方面，在如上所述构成的半导体装置1中在低侧开关元件xm2关断，且高侧开关元件xm1导通时对辅助自举电容器cspl进行充电。换言之，与自举电容器cbs的充放电独立地对辅助自举电容器cspl进行充电，仅在电源电压vb降低时使辅助自举电容器cspl放电而防止电源电压vb的降低。因此即使在假设低侧开关元件xm2的导通时间短的情况下，也能够向自举电容器cbs和/或辅助自举电容器cspl充分地充入稳定地提供电源电压vb所需要的电荷。其结果，即使在开关元件xm1、xm2的导通、关断时间大幅变化的情况下也能够稳定地生成电源电压vb，能够实现半导体装置1的稳定动作。

此外，根据如上所述构成的半导体装置1，利用齐纳二极管zd对(vs-mvs)间电压进行钳位，由此限制辅助自举电容器cspl的充电电压。因此不需要如专利文献3公开的电路那样使用高耐压元件，能够简易地且廉价地构建控制电路15。另外，对于用作第一开关sw1～第四开关sw4的双向模拟开关，也不需要实现高耐压化，所以起到能够廉价地构建半导体装置1整体等效果。

接着，对本发明的第二实施方式进行说明。

图5是表示本发明的第二实施方式的半导体装置1的概略结构的图。第二实施方式的半导体装置1的特征在于，在上述的第一实施方式的半导体装置1的构成中追加第五开关sw5～第八开关sw8，构成为将自举电容器cbs和辅助自举电容器cspl选择性地连接于自举二极管dbs的阴极与开关元件xm1、xm2的串联连接点之间，或者开关元件xm1、xm2的串联连接点与接地电位gnd之间。其中，第五开关sw5～第八开关sw8与第一开关sw1～第四开关sw4同样地，接受控制电路15的控制而相互联动地一并进行接通、断开。另外，第五开关sw5～第八开关sw8由双向模拟开关(传输门)等构成。

具体而言，自举电容器cbs的一端介由第五开关sw5连接到自举二极管dbs的阴极，另一端介由第六开关sw6连接到高侧开关元件xm1与低侧开关元件xm2的串联连接点。另外，同时，自举电容器cbs的一端介由第七开关sw7连接到高侧开关元件xm1与低侧开关元件xm2的串联连接点，另一端介由第八开关sw8连接到基准电位mvs。基准电位mvs介由恒定电流源ibias连接到接地电位gnd。

这些第五开关sw5～第八开关sw8与前述的第一开关sw1～第四开关sw4联动地由上述控制电路15进行接通、断开控制，担负着使自举电容器cbs与辅助自举电容器cspl交替地进行充电和放电的作用。

另外，对第一开关sw1～第八开关sw8进行接通、断开控制的控制电路15例如如图6所示地构成。应予说明，该控制电路15在控制逻辑电路15c内具备计时器17来代替前述的电压降低检测器16。该计时器17对高侧开关元件xm1的导通时间进行计时，并担负着在导通时间超过预先设定时间时生成电压检测信号uven(图6中未图示)的作用。

即，从自举电容器cbs向高侧驱动电路11供给的电源电压vb依赖于高侧开关元件xm1的导通时间，并随着自举电容器cbs的放电时间变长而降低。计时器17将电源电压vb的伴随着自举电容器cbs的放电的降低程度作为高侧开关元件xm1的导通时间的长度而等效地进行检测，由此生成电压检测信号uven。

而且，控制逻辑电路15c构成为根据导通信号cen和电压检测信号uven，例如如图7所示在生成用于分别对前述的第一开关sw1～第四开关sw4进行接通、断开控制的开关信号s1c、s2c、s3、s4的基础上，生成用于分别对第五开关sw5～第八开关sw8进行接通、断开控制的开关信号s5c、s6c、s7、s8。

应予说明，控制逻辑电路15c生成的开关信号s1c、s2c、s5c、s6c是用于在l电平时使第一开关sw1、第二开关sw2、第五开关sw5和第六开关sw6分别接通的负逻辑信号。这些开关信号s1c、s2c、s5c、s6c介由输出电路15d、15e、15f、15g转换为择一地设定为电源电压vb或者中间电压vs的信号而分别施加到第一开关sw1、第二开关sw2、第五开关sw5和第六开关sw6。

另外，开关信号s3、s4、s7、s8是用于在h电平时使第三开关sw3、第四开关sw4、第七开关sw7和第八开关sw8分别接通的正逻辑信号。这些开关信号s3、s4、s7、s8作为择一地设定为中间电压vs或者基准电位mvs的信号而分别施加到第三开关sw3、第四开关sw4、第七开关sw7和第八开关sw8。

图8是表示如上所述构成的半导体装置1的自举动作的时序图。即，图8表示伴随着互补地导通、关断开关元件xm1、xm2的高侧驱动电路11和低侧驱动电路12的动作的第一开关sw1～第八开关sw8的接通、断开的形态、和此时的自举电容器cbs及辅助自举电容器cspl的充放电的情况。

根据这样构成的半导体装置1，如图8所示自举电容器cbs与低侧开关元件xm2的导通、关断联动，在低侧开关元件xm2导通时利用电源电压vcc充电。而且，自举电容器cbs的充电电压在低侧开关元件xm2关断且高侧开关元件xm1导通时被升压(自举)而供给到高侧驱动电路11。另外，辅助自举电容器cspl与第一实施方式的情况同样地，与接受电源电压vcc进行充电的自举电容器cbs独立地，接受(vs-mvs)间电压而被充电。

而且，在由计时器17表示电源电压vb降低的情况时，充电到辅助自举电容器cspl的电荷介由第一开关sw1和第二开关sw2放电，并作为电源电压vb供给到高侧驱动电路11。此时，自举电容器cbs被第五开关sw5和第六开关sw6从高侧驱动电路11切断，并且经由第七开关sw7和第八开关sw8而连接到开关元件xm1、xm2的串联连接点与基准电位mvs。

其结果，在高侧驱动电路11，代替自举电容器cbs而从辅助自举电容器cspl施加有电源电压vb。另外，在辅助自举电容器cspl放电时，自举电容器cbs接受(vs-mvs)间电压而进行再充电。因此在这样动作的半导体装置1中，也与作为第一实施方式说明的半导体装置1同样地，即使在高侧开关元件xm1的导通时间长的情况下也能够向高侧驱动电路11稳定地供给电源电压vb。并且由于在辅助自举电容器cspl放电时对自举电容器cbs进行充电，所以即使在低侧开关元件xm2的导通时间短的情况下也能够可靠地对自举电容器cbs进行充电。

另外，从开始代替自举电容器cbs而从辅助自举电容器cspl提供电源电压vb起，使计时器17再起动。并且，在通过计时器17的计时而检测到辅助自举电容器cspl的电压降低时，代替辅助自举电容器cspl而再次从自举电容器cbs提供电源电压vb。以下，同样地如果将来自自举电容器cbs的电源电压vb的供给和来自辅助自举电容器cspl的电源电压vb的供给交替地持续进行，则无论高侧开关元件xm1的导通时间如何均能够应对。

因此，虽然与第一实施方式相比而需要多设置第五开关sw5～第八开关sw8，但对于开关元件xm1、xm2的导通、关断时间的变化进行更灵活地应对而稳定地生成电源电压vb，起到能够实现半导体装置1的稳定动作等效果。

图9表示本发明的第三实施方式的半导体装置1的概略结构。该第三实施方式的半导体装置1是使用二极管d1、d2来实现上述的第一实施方式的半导体装置1中的第一开关sw1和第三开关sw3的半导体装置。即，将二极管d1的阳极连接于辅助自举电容器cspl的一端，并且将二极管d1的阴极连接于高侧驱动电路11的电源电压vb的供给线路。而且构成为在第二开关sw2接通时，利用电源电压vb与在中间电压vs上加上辅助自举电容器cspl的充电电压得到的电压之间的电位差而使二极管d1导通、关断，并控制辅助自举电容器cspl的放电。

另外，将二极管d2的阳极连接到开关元件xm1、xm2的串联连接点，并且将二极管d2的阴极连接于辅助自举电容器cspl的一端。而且构成为在第四开关sw4接通时，利用中间电压vs与在控制电路15的基准电位mvs上加上辅助自举电容器cspl的充电电压得到的电压之间的电位差而使二极管d2导通、关断，并在低侧开关元件xm2关断时对辅助自举电容器cspl进行充电。

对于使用二极管d1、d2作为第一开关sw1和第三开关sw3而构成的半导体装置1中的控制电路15，如图10所示可以省略输出电路15d。因此根据该第三实施方式的半导体装置1，在与前述的第一实施方式的半导体装置1同样地发挥作用的同时，还起到能够实现控制电路15的构成的简化等效果。

应予说明，本发明并不限于上述的各实施方式。例如对于自举电容器cbs和辅助自举电容器cspl的各容量，只要预估开关元件xm1、xm2的导通、关断时间的变化幅度而进行设定即可。另外，对于电压降低检测器16可以适当地采用以往已知的各种电路结构。进一步，对于控制逻辑电路15c也可以使用例如各种逻辑门电路来构成。另外，本发明可以在不脱离其主旨的范围内进行各种变形而实施。