半导体装置的制作方法

1.本发明涉及半导体装置。


背景技术：

2.已知在半导体开关元件中如果产生过电流，则即使处于接通状态也会产生正电极以及负电极间的电压(端子间电压)上升的被称为不饱和状态的电压异常。
3.在国际公开第2017/104077号中记载有具有对半导体开关元件的端子间电压的不饱和进行检测的功能的驱动电路的结构。在国际公开第2017/104077号的结构中，在ic(integrated circuit)的不饱和检测端子与半导体开关元件的正电极以及负电极之间连接二极管以及电容器。并且，在ic内部配置与不饱和检测端子连接的恒流源和将不饱和检测端子的电压与阈值进行比较的比较器。
4.在国际公开第2017/104077号的驱动电路中，在半导体开关元件的未产生不饱和的正常时，通过二极管的导通，不饱和检测端子被钳位为半导体开关元件的饱和电压。另一方面，如果产生不饱和，则与二极管成为非导通相应地，通过来自恒流源的电流而对电容器进行充电，由此不饱和检测端子的电压上升。因此，与比较器的输出电平发生变化相应地，检测出半导体开关元件中的不饱和电压的产生。
5.但是，在国际公开第2017/104077号的结构中，在半导体开关的断开时，施加于半导体开关元件的正电极的电压被施加于二极管的阴极，因而为了确保绝缘，必须将高耐压的二极管作为电路元件。因此，无论将二极管配置于ic的内部以及外部的哪一者，电路规模都可能变大。
6.并且，由于即使在半导体开关元件的断开期间也继续进行来自恒流源的电流供给，因此为了对不饱和进行检测，ic的消耗电力也可能增加。


技术实现要素：

7.本发明就是为了解决这样的问题而提出的，本发明的目的在于，提供以下结构，该结构不会招致消耗电力的增大，并且抑制电路规模，用于对半导体开关元件的接通时的正电极以及负电极之间的端子间电压的异常进行检测。
8.在本发明的某个方案中，半导体装置具有：检测电路，其连接在半导体开关元件的正电极以及负电极之间；以及检测电压产生电路。检测电路具有：开关、具有第1电阻值的第1电阻元件和具有第2电阻值的第2电阻元件。开关以及第1电阻元件串联连接在正电极以及第1节点之间。第2电阻元件连接在第1节点与负电极之间。第1电阻元件以及第2电阻元件的至少一者由可变电阻元件构成。正电极经由其它半导体开关元件而与供给第1电位的节点连接，并且，负电极与供给比第1电位低的第2电位的节点连接。检测电压产生电路在设置于半导体开关元件的接通期间中的开关的接通期间，基于第1节点的电压而输出具有依赖于正电极以及负电极之间的端子间电压的电压的电压信号。开关构成为，具有在断开期间至少将第1电位以及第2电位的电位差切断的耐压。
9.通过结合附图进行理解的、与本发明相关的以下的详细说明，使本发明的上述及其它目的、特征、方案以及优点变得明确。
附图说明
10.图1是对实施方式1涉及的半导体装置的结构进行说明的第1电路图。
11.图2a是半导体开关元件的正常时的实施方式1涉及的半导体装置的动作波形图。
12.图2b是半导体开关元件的不饱和状态时的实施方式1涉及的半导体装置的动作波形图。
13.图3是对实施方式1涉及的半导体装置的结构进行说明的第2电路图。
14.图4是对实施方式2涉及的半导体装置的结构进行说明的第1电路图。
15.图5是对实施方式2涉及的半导体装置的结构进行说明的第2电路图。
16.图6是对实施方式3涉及的半导体装置的结构进行说明的电路图。
17.图7a是半导体开关元件的正常时的实施方式3涉及的半导体装置的动作波形图。
18.图7b是半导体开关元件的不饱和状态时的实施方式3涉及的半导体装置的动作波形图。
19.图8是对实施方式3的第1变形例涉及的半导体装置的结构进行说明的电路图。
20.图9是对实施方式3的第2变形例涉及的半导体装置的结构进行说明的电路图。
具体实施方式
21.以下，参照附图对本发明的实施方式详细进行说明。此外，以下，对图中的相同或相当的部分标注相同的标号，原则上不重复其说明。
22.实施方式1.
23.图1是对实施方式1涉及的半导体装置的结构进行说明的电路图。
24.如图1所示，实施方式1涉及的半导体装置100a具有半导体开关元件10a的驱动ic的功能。通过半导体装置100a而进行通断的半导体开关元件10a由igbt(insulated gate bipolar transistor)构成。半导体开关元件10a具有相当于“正电极”的集电极(c)、相当于“负电极”的发射极(e)和相当于“控制电极”的栅极(g)。半导体开关元件10a的集电极-发射极间电压vce相当于“端子间电压”。以下，将集电极-发射极间电压vce也称为端子间电压vce。
25.半导体开关元件10a连接在中间电位节点23与供给低电位gnd的低电位节点22之间。中间电位节点23与经由未图示的其它半导体开关元件而供给高电位vdd的高电位节点21连接。即，图1的半导体开关元件10a与该其它半导体开关串联连接在高电位节点21以及低电位节点22之间，由此构成所谓的“下桥臂”和“上桥臂”。
26.中间电位节点23在该其它半导体开关元件的接通时接受高电位vdd。另一方面，在半导体开关元件10a的接通时，上述其它半导体开关元件被断开，中间电位节点23接受低电位gnd。即，通过半导体开关元件的通断而向中间电位节点23传输高电位vdd或低电位gnd。例如，中间电位节点23与未图示的负载连接，对该负载输出高电位vdd或低电位gnd。
27.半导体装置100a具有半导体开关元件10a的驱动电路150、半导体开关元件10a的端子间电压vce的检测电路110、电压比较电路130。
28.驱动电路150接收半导体开关元件10a的控制信号sin而将遵循于控制信号sin的栅极信号sout输出至半导体开关元件10a的栅极(g)。例如，在作为二进制信号(数字信号)的控制信号sin的高电平(以下，标记为“h电平”)期间，通过将栅极信号sout设定为h电平，从而半导体开关元件10a接通。栅极信号sout的h电平电压被设定为，相对于半导体开关元件10a的负电极(发射极)，比构成半导体开关元件10a的igbt的阈值电压高。
29.另一方面，在控制信号sin的低电平(以下，标记为“l电平”)期间，通过将栅极信号sout设定为l电平，从而使半导体开关元件10a断开。例如，栅极信号sout的l电平电压被设定为与半导体开关元件10a的负电极(发射极)即低电位gnd等同。
30.检测电路110具有在中间电位节点23以及低电位节点22之间，即，在半导体开关元件10a的正电极(集电极)以及负电极(发射极)之间串联连接的高耐压开关120以及电阻元件121、122。高耐压开关120以及电阻元件121串联连接在中间电位节点23即半导体开关元件10a的集电极(正电极)与节点n1之间。电阻元件122连接在节点n1与低电位节点22即半导体开关元件10a的发射极(负电极)之间。
31.电阻元件121及122分别具有电阻值r1及r2。电阻元件121及122的至少一者由可变电阻元件构成。例如，关于电阻元件121及122这两者，可以设为能够通过数字修整而调整电阻值r1及r2的结构。
32.电压比较电路130根据+侧的输入端子的电压v+与-侧的输入端子的电压v-之间的比较结果而输出检测信号sab。检测信号sab是在v+＞v-时被设定为h电平，另一方面，在v+≤v-时被设定为l电平的数字信号。
33.电压比较电路130的+侧的输入端子与检测电路110的节点n1连接。即，电压v+相当于节点n1的电压。另一方面，在电压比较电路130的-侧的输入端子与低电位节点22(半导体开关元件10a的发射极)之间电连接有输出直流电压vt的电压源135。优选电压源135构成为，能够可变地调整直流电压vt。
34.高耐压开关120具有在断开时至少将高电位vdd以及低电位gnd的电位差切断的耐压。例如，高耐压开关120也可以构成为，具有与半导体开关元件10a相同的耐压。代表性地，高耐压开关120能够由在构成半导体装置100a的ic之上形成的具有上述耐压的晶体管构成。关于电阻元件121、122，也形成于构成半导体装置100a的ic之上。
35.此外，电压比较电路130能够应用任意的电路结构。例如，使用在构成半导体装置100a的ic之上形成的晶体管以及电阻元件等，将电压比较电路130与检测电路110同样地搭载于构成半导体装置100a的ic之上。
36.另一方面，电压源135也可以配置于半导体装置100a(ic)的外部。在这种情况下，从半导体装置100a的外部向与电压比较电路130的-侧的输入端子电连接的端子(未图示)供给直流电压vt。或者，作为电压源135，也能够使用半导体装置100a之上的晶体管等而构成生成将高电位vdd降压后的恒定电压的电路。
37.在图1的结构例中，高电位vdd以及低电位gnd分别对应于“第1电位”以及“第2电位”的一个实施例，电阻元件121以及电阻元件122分别对应于“第1电阻元件”以及“第2电阻元件”的一个实施例。节点n1对应于“第1节点”，直流电压vt对应于“第1直流电压”。或者，在实施方式1中，电压比较电路130对应于“检测电压产生电路”的一个实施例，检测信号sab对应于“电压信号”的一个实施例。
38.如上所述，可知如果接通状态的半导体开关元件(igbt)成为过电流状态，则即使处于接通状态也会成为端子间电压vce并未充分下降的不饱和状态。在本实施方式涉及的半导体装置中，检测电路110以及电压比较电路130构成为，对半导体开关元件10a(igbt)的不饱和状态进行检测。
39.根据图1可知，在电压比较电路130中，+侧的输入端子的电压v+由下述的式(1)表示。
40.v+＝(vce-va)
×
r2/(r1+r2)
…
(1)
41.在式(1)中，va是施加于高耐压开关120的电压。在高耐压开关120的接通时va≈0。另一方面，高耐压开关120在断开时将端子间电压vce阻断，因而va＝vce。va基本上与端子间电压vce呈正比关系。
42.电压比较电路130在高耐压开关120的断开时成为v+＝0，因此，将检测信号sab设定为l电平。与此相对，在高耐压开关120的接通时，成为v+＝vce
×
r2/(r1+r2)。因此，在端子间电压vce比由下述的式(2)示出的判定电压vth高时，检测信号sab被设定为h电平。另一方面，在端子间电压vce小于或等于判定电压vth时，检测信号sab被设定为l电平。反言之，直流电压vt、第1及第2电阻值r1、r2被定为，在端子间电压vce比判定电压vth高时成为v+＞vt。
43.vth＝vt
·
(r1+r2)/r2
…
(2)
44.因此，判定电压vth能够根据半导体开关元件10a的特性而与产生不饱和状态时的端子间电压vce(以下，也称为“不饱和电压”)对应地进行设定。例如，通过将判定电压vth设定为以裕量的量比上述不饱和电压低的电压，从而能够在半导体开关元件10a的接通期间中，在成为vce＞vth，检测信号sab变化为h电平时，对不饱和状态的产生进行检测。
45.在图2a及图2b中示出实施方式1涉及的半导体装置的动作例。在图2a中示出半导体开关元件10a的正常动作时的波形例。
46.参照图2a，在时刻t0之前，控制信号sin被设定为l电平，因此半导体开关元件10a为断开状态。此时，通常，向中间电位节点23施加有高电位vdd。
47.在半导体开关元件10a的断开期间，高耐压开关120断开，因而，在电压比较电路130中，成为v+＝0(gnd)，检测信号sab＝l电平。
48.在时刻t0，如果控制信号sin从l电平变化为h电平，则半导体开关元件10a导通。具体地说，与驱动电路150所输出的栅极信号sout变化为h电平相应地，半导体开关元件10a的栅极电压上升。由此，在半导体开关元件10a中，端子间电压vce下降，并且，集电极-发射极间电流开始流动。另一方面，在时刻t1，如果控制信号sin从h电平变化为l电平，则半导体开关元件10a截止。
49.在半导体开关元件10a中，在正常的接通状态下，不产生不饱和状态，端子间电压vce下降至零附近的电压，产生正常的集电极-发射极间电流。即，端子间电压vce下降至比判定电压vth低。
50.在半导体开关元件10a的接通期间中，通过高耐压开关120的接通而设置端子间电压vce的检测期间。
51.在图2a所示的正常时，在高耐压开关120的接通期间，端子间电压vce为0附近，因此v+≈0。因此，与上述的高耐压开关120的断开期间同样地，维持为检测信号sab＝l电平。
这样，在半导体开关元件10a的正常的接通状态(没有产生不饱和状态时)下，在高耐压开关120的断开期间以及接通期间，检测信号sab都维持为l电平。
52.在图2b中示出在半导体开关元件10a产生了不饱和状态时的波形例。
53.与图2a同样地，在时刻t0，通过控制信号sin从l电平变化为h电平，从而半导体开关元件10a导通。同样地，在时刻t1，通过控制信号sin从h电平变化为l电平，从而半导体开关元件10a截止。与图2a同样地，在高耐压开关120的断开期间，在电压比较电路130中成为v+＝0(gnd)，因而检测信号sab＝l电平。
54.在图2b中，在半导体开关元件10a的接通时，由于集电极-发射极电流过大(过电流状态)，从而产生不饱和状态。因此，产生端子间电压vce没有如图2a那样下降至0附近的电压异常，因而成为vce＞vth。
55.因此，在与图2a同样地设置的高耐压开关120的接通期间，在电压比较电路130中成为v+＞vt，因此，检测信号sab从l电平变化为h电平。这样，如果在半导体开关元件10a的接通时产生不饱和状态，则在高耐压开关120的接通期间，检测信号sab被设定为h电平。
56.因此，在实施方式1涉及的半导体装置100a中，能够基于在设置于半导体开关元件10a的接通期间中的高耐压开关120的接通期间从电压比较电路130输出的检测信号sab，对与端子间电压的电压异常相伴的不饱和状态的产生进行检测。
57.在检测电路110中，在半导体开关元件10a的断开时，能够通过高耐压开关120而确保被传递来高电位vdd的状态下的中间电位节点23与低电位节点22之间的绝缘。即，能够使用在构成包含驱动电路150的半导体装置100a的ic之上形成的元件(例如，上述高耐压的场效应晶体管)来确保检测电路110的绝缘，而无需使用国际公开第2017/104077号这样的二极管，因而能够抑制电路规模。
58.并且，没有设置国际公开第2017/104077号这样的持续动作的恒流源，在高耐压开关120的断开期间，在包含检测电路110的半导体装置100a的内部不产生稳定的电流路径。因此，能够对与端子间电压的电压异常相伴的不饱和状态的产生进行检测而不增加消耗电力。
59.此外，在半导体开关元件10a中，当在高电位节点21以及低电位节点22之间形成有包含半导体开关元件10a的短路路径的情况下(所谓的桥臂短路时)和通过在中间电位节点23的连接目标即负载产生短路而在半导体开关元件10a产生了过电流的情况下(所谓的负载短路时)，不饱和状态下产生的端子间电压vce(不饱和电压)不同。通常，负载短路时的端子间电压vce比桥臂短路时的端子间电压vce低。
60.与此相对，在实施方式1涉及的半导体装置100a中，通过将电压源135的直流电压vt或电阻元件121、122的电阻值r1、r2的至少任一者设为可变，从而能够可变地设定判定电压vth。由此，通过判定电压vth的适当的设定，从而不仅能够对桥臂短路，还能够对负载短路的产生进行检测。或者，通过配置多个判定电压vth不同的检测电路110以及电压比较电路130的系统，从而也能够对原因不同的不饱和状态进行区分而检测。
61.此外，如图3所示，实施方式1涉及的半导体装置100a也能够应用于由mosfet(metal-oxide-semiconductor field effect transistor metal)构成的半导体开关元件10b。半导体开关元件10b也可以是以sic(碳化硅)为材料的sic-mosfet。
62.半导体开关元件10b具有相当于“正电极”的漏极(d)、相当于“负电极”的源极(s)
和相当于“控制电极”的栅极(g)。半导体开关元件10b的漏极-源极间电压vds相当于“端子间电压”。
63.半导体装置100a具有对半导体开关元件10b也按照控制信号sin进行通断控制的驱动ic的功能，并且，能够通过检测信号sab而对半导体开关元件10b的接通期间中的不饱和状态的产生进行检测。
64.此外，在mosfet中，由于源极-漏极间电流ids与漏极-源极间电压vds之间的ids-vds特性是线性的，因此，能够将与在半导体开关元件10b产生的过电流成正比的端子间电压输入至检测电路110。其结果，在将半导体装置100a用于半导体开关元件10b(mosfet)的情况下，与向半导体开关元件10a的应用时相比，过电流(即，不饱和状态)的产生时与不产生时之间的区分是容易的，因而能够使不饱和状态的产生高精度化。
65.实施方式2.
66.在图4中示出对实施方式2涉及的半导体装置的结构进行说明的第1电路图。
67.如图4所示，实施方式2涉及的半导体装置100b与图1的半导体装置100a同样地具有半导体开关元件10a(igbt)的驱动ic的功能。半导体装置100b具有电压跟随电路131和与半导体装置100a相同的检测电路110以及驱动电路150。
68.构成电压跟随电路131的运算放大器的+侧的输入端子与实施方式1同样地与检测电路110的节点n1连接。另一方面，该运算放大器的-侧的输入端子以及输出端子彼此连接。由此，从电压跟随电路131输出+侧的输入端子的电压v+即与节点n1的电压等同的模拟电压作为输出电压vout。
69.在实施方式2中，电压跟随电路131对应于“检测电压产生电路”的一个实施例，输出电压vout对应于“电压信号”的一个实施例。
70.通过高耐压开关120的接通，在端子间电压vce的检测期间，输出电压vout由下述的式(3)表示。
71.vout＝v+＝vce
×
r2/(r1+r2)
…
(3)
72.因此，通过由后级的电路(未图示)对该输出电压vout进行处理，从而如果输出电压vout与在实施方式1中说明过的判定电压vth相比上升，则能够对过电流(非饱和状态)的产生进行检测。例如，能够通过微型计算机等，使用将输出电压vout进行a/d转换得到的数字值而对不饱和状态(过电流)进行检测。
73.特别地，在该后级电路中，通过将输出电压vout与多个判定电压vth进行比较，从而能够实现上述的对桥臂短路时的过电流(不饱和状态)以及负载短路时的过电流(不饱和状态)进行区分而检测等对原因不同的不饱和状态进行区分而检测。
74.此外，如图5所示，关于实施方式2涉及的半导体装置100b，也与图3同样地，能够应用于由包含sic-mosfet的mosfet构成的半导体开关元件10b。
75.即，半导体装置100b具有对半导体开关元件10b也按照控制信号sin进行通断控制的驱动ic的功能，并且，能够生成用于对接通期间中的不饱和状态的产生进行检测的输出电压vout。
76.根据上述的ids-vds特性的线性性，半导体装置100b能够生成与半导体开关元件10b的源极-漏极间电流ids成正比的输出电压vout，因而，能够使不饱和状态(过电流)的产生高精度化。
77.此外，在实施方式1及2中，将半导体装置100a、100b作为半导体开关元件10a的驱动ic而进行了说明，因此，说明了用于对基于端子间电压的不饱和状态进行检测的检测电路110和电压比较电路130或电压跟随电路131被搭载于与驱动电路150相同的ic的结构例。但是，驱动电路150也可以搭载于与具有检测电路110以及电压比较电路130或电压跟随电路131的半导体装置100a、100b不同的ic(半导体装置)。
78.实施方式3.
79.在实施方式3中，对还具有使用半导体开关元件的不饱和状态的检测结果的保护电路的结构进行说明。
80.图6是对实施方式3涉及的半导体装置的结构进行说明的电路图。
81.如图6所示，除了与半导体装置100a(图1)相同的检测电路110、电压比较电路130以及驱动电路150以外，实施方式3涉及的半导体装置101a还具有开关控制电路115以及保护电路140。
82.开关控制电路115生成用于在图2a及图2b中说明过的定时(timing)使高耐压开关120进行通断的控制信号sx。开关控制电路115具有电平移位电路118和用于对控制信号sin的上升沿赋予延迟时间td的上升延迟电路116。上升延迟电路116例如能够由未图示的多个(偶数个)反相器(not门)以及and门构成。
83.在图6的例子中，高耐压开关120由高耐压的nmos晶体管tmn构成。电平移位电路118将从上升延迟电路116输出的控制信号sx转换为具有能够对nmos晶体管tmn进行通断的电压电平的栅极信号而输出至nmos晶体管tmn的栅极。
84.保护电路140具有反相器(not门)142和and门145。反相器142输出来自电压比较电路130的检测信号sab的反转信号。and门145将控制信号sin以及反相器142的输出信号的and(逻辑与)运算结果作为控制信号sy而输出。
85.驱动电路150将遵循于来自保护电路140的控制信号sy的栅极信号sout输出至半导体开关元件10a的栅极(g)。即，栅极信号sout在控制信号sy的h电平期间被设定为h电平，并且在控制信号sy的l电平期间被设定为l电平。
86.通过检测电路110以及电压比较电路130，与实施方式1同样地，如果在高耐压开关120的接通期间成为vce＞vth，则检测信号sab从l电平变化为h电平。
87.在图7a及图7b中示出实施方式3涉及的半导体装置的动作例。在图7a中示出半导体开关元件10a的正常动作时的波形例，在图7b中示出产生了不饱和状态时的波形例。
88.如图7a所示，在正常时，如果半导体开关元件10a响应于控制信号sin在时刻t0从l电平变化为h电平而接通，则端子间电压vce下降至0附近。
89.另一方面，在从时刻t0起经过了由上升延迟电路116赋予的延迟时间td的时刻tp，控制信号sx从l电平变化为h电平。在控制信号sx的h电平期间，通过接通高耐压开关120而设置端子间电压vce的检测期间。
90.在正常动作时，在高耐压开关120的接通期间，vce＜vth，所以在电压比较电路130中也是v+＜vt，其结果，检测信号sab与高耐压开关120的断开期间(控制信号sx的l电平期间)同样地被设定为l电平。即，检测信号sab在控制信号sin的l电平期间以及h电平期间都被维持为l电平。
91.因此，在图6所示的保护电路140中，反相器142的输出信号被固定为h电平，因而
and门145所输出的控制信号sy具有与控制信号sin相同的信号电平。其结果，向半导体开关元件10a的栅极输入的栅极信号sout被按照控制信号sin进行设定。
92.与此相对，在图7b所示的不饱和状态的产生时，与图2b同样地，在半导体开关元件10a的接通时产生不饱和状态。因此，端子间电压vce没有下降至0附近，产生vce＞vth的电压异常。
93.其结果，由于在对应于与图7a同样地设定的控制信号sin、sx而设置的高耐压开关120的接通定时(时刻tp)，vce＞vth，所以在电压比较电路130中成为v+＞vt，检测信号sab从l电平变化为h电平。即，检测信号sab的l电平对应于“第1电平”，h电平对应于“第2电平”。
94.此时，在保护电路140中，反相器142的输出信号变化为l电平，因此，and门145所输出的控制信号sy也变化为l电平。响应于此，栅极信号sout也变化为l电平，从而半导体开关元件10a截止。其结果，半导体开关元件10a自动地断开，从而能够保护半导体开关元件10a免受过电流损害。
95.这样，根据实施方式3涉及的半导体装置，除了实施方式1的半导体装置的效果以外，还能够实现对应于不饱和状态的检出而将半导体开关元件自动地切断的保护功能。
96.在图8中示出实施方式3涉及的半导体装置的结构的第1变形例。
97.如图8所示，实施方式3的第1变形例涉及的半导体装置102a与半导体装置101a(图6)的不同点在于，向开关控制电路115输入从驱动电路150输出的栅极信号sout。半导体装置102a的其它部分的结构与半导体装置101a相同，因而不重复其详细说明。
98.在半导体装置102a中，同样地，在检测信号sab的l电平期间，控制信号sin、控制信号sy以及栅极信号sout的信号电平相同。因此，使高耐压开关120通断的控制信号sx是与图7a及图7b同样地生成的。
99.另外，如果检测信号sab变化为h电平，则与图7b同样地，控制信号sy以及栅极信号sout变化为l电平，因此，半导体开关元件10a截止。因此，关于第1变形例涉及的半导体装置102a，也可以理解为实现与半导体装置101a等同的保护功能。
100.在图9中示出实施方式3涉及的半导体装置的结构的第2变形例。
101.如图9所示，实施方式3的第2变形例涉及的半导体装置103a相比于半导体装置101a(图6)还具有钳位电路160。半导体装置103a的其它部分的结构与半导体装置101a相同，因而，不重复其详细说明。
102.钳位电路160连接至高耐压开关120和电阻元件121被连接起来的节点n2。钳位电路160能够由如果对节点n2施加比预先确定的上限电压高的电压则导通的未图示的二极管等构成。即，节点n2对应于“第2节点”。
103.通过钳位电路160的配置，能够防止对电阻元件121、122以及电压比较电路130施加超过上述上限电压的高电压。由此，即使由低耐压元件构成电阻元件121、122以及电压比较电路130，也能够保护它们免于由施加高电压引起的故障。
104.此外，钳位电路160也能够设置于半导体装置100a(图1、图3)、半导体装置100b(图4、图5)以及半导体装置102a(图8)。另外，关于在实施方式3中说明过的半导体装置101a～103a，也能够与半导体装置100a、100b等同样地，用作由mosfet构成的半导体开关元件10b的驱动ic。
105.此外，在实施方式3中追加的保护电路140以及开关控制电路115能够由使用了在
构成半导体装置100a、101a的ic之上形成的晶体管的逻辑电路，例如，cmos(complementary metal oxide semiconductor)逻辑电路构成。这样，也能够在与检测电路110、电压比较电路130以及驱动电路150相同的集成电路之上搭载保护电路140以及开关控制电路115。
106.另外，开关控制电路115也能够搭载于实施方式1、2涉及的半导体装置100a、100b。或者，就半导体装置100a、100b而言，也能够从半导体装置100a、100b的外部输入与控制信号sx相当的信号。
107.或者，针对实施方式1、2涉及的半导体装置100a、100b，也能够将与保护电路140相当的电路(功能)设置于半导体装置(ic)的外部，将与控制信号sy相当的信号从半导体装置100a、100b的外部向驱动电路150输入。特别地，从半导体装置100b输出与端子间电压成正比的模拟电压(输出电压vout)，因而在外部的保护电路中，能够通过端子间电压的大小而对与上述桥臂短路以及负载短路等原因对应地不同的短路电流的大小进行区分。由此，能够根据短路电流的大小而对保护功能进行切换。
108.例如，在像桥臂短路这样短路电流变大、端子间电压也高的情况下，优选如在实施方式3中说明过的那样，使半导体开关元件在接通期间中立即截止。另一方面，在由于负载短路等，短路电流以及端子间电压比桥臂短路时低的情况下，通过避免在半导体开关元件的接通期间中进行强制切断，而是禁止之后的导通，从而能够适当地保护半导体开关元件。
109.对本发明的实施方式进行了说明，但应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示，并非是限定性的内容。本发明的范围是由权利要求书示出的，意在包含与权利要求书等同的含义及范围内的全部变更。