(57)【要約】【課題】電流制限が繰り返し印加されることによる半導体素子への過大な温度変化による劣化を解消することができる半導体装置を提供する。【解決手段】制御端子に入力される駆動電圧により誘導性負荷を駆動する電圧制御型半導体素子２１と、半導体素子を通る電流が電流制限値に達したときに電流制限を行う電流制限部２５と、を備えている。この電流制限部による電流制限状態が、駆動電圧の継続時間が第１設定時間に達するまで継続したときに電流制限部による電流制限を解除する電流制限解除部２６を備えている。【選択図】図１
2019002360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に基づく駆動電圧により誘導性負荷を駆動する電圧制御型半導体素子と、
該電圧制御型半導体素子を通る電流が電流制限値に達したときに電流制限を行う電流制限部と、
前記電流制限部による電流制限状態が、前記入力信号の継続時間が第１設定時間に達するまで継続したときに前記電流制限部による電流制限を解除する電流制限解除部と、
を備えた半導体装置。
【請求項２】
前記入力信号の継続時間が前記電流制限解除部の第１設定時間より長い第２設定時間に達したときに、前記駆動電圧を遮断する連続通電保護部をさらに備えた請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記電流制限解除部は、前記入力信号が入力されたときに計時を開始し、前記第１設定時間で電流制限解除信号を出力するタイマを備えている請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記電流制限部は、前記電流制限解除部から電流制限解除信号を受けたときに電流制限を解除する請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記電圧制御型半導体素子の駆動電圧入力経路にコンパレータが接続され、該コンパレータと前記電圧制御型半導体素子の制御端子との間に前記電流制限部が接続されている請求項１から４の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記電圧制御型半導体素子の駆動電圧入力経路にゲート抵抗が接続され、該ゲート抵抗と前記電圧制御型半導体素子の制御端子との間の接続点に前記電流制限部が接続されている請求項１から４の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記誘導性負荷はイグニッションコイルである請求項１から６の何れか一項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流制限機能を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の半導体装置として、例えば特許文献１に記載された内燃機関用点火装置が知られている。
【０００３】
この特許文献１に記載された先行技術では、イグニッションコイルを駆動する絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴと称す）のエミッタ及び接地間に電流検出回路が接続され、この電流検出回路で検出した検出電流がＩＧＢＴのゲート及び接地間に接続された電流制限回路に供給され、検出電流値が制限値に達したときにゲート電圧を制御して電流制限を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３３８３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載された先行技術では、電流制限回路による電流制限が実行されることにより、半導体素子温度の上昇率が高くなり、電流制限状態が長く継続すると、半導体素子温度が過熱閾値に達して過熱保護回路が動作することになる。また、過熱閾値に達しない場合電流制限による損失が繰り返し印加されると半導体素子に過大な温度差が繰り返すことになり劣化が加速し寿命が短くなるという課題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記先行技術の課題に着目してなされたものであり、電流制限が繰り返し継続されることによる劣化の加速を解消することができる半導体装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る半導体装置の一態様は、制御端子に入力される駆動電圧により誘導性負荷を駆動する電圧制御型半導体素子と、半導体素子を通る電流が電流制限値に達したときに電流制限を行う電流制限部と、を備えている。この電流制限部による電流制限状態が、駆動電圧の継続時間が第１設定時間に達するまで継続したときに電流制限部による電流制限を解除する電流制限解除部を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、電流制限部による電流制限を解除することにより、半導体素子温度の上昇や損失の増加を抑制することが可能な半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る半導体装置の第１の実施形態を示す回路図である。
【図２】第1の実施形態における動作の説明に供する信号波形図である。
【図３】第１タイマを省略した場合の動作の説明に供する信号波形図である。
【図４】本発明に係る半導体装置の第２の実施形態を示す回路図である。
【図５】第２の実施形態における動作の説明に供する信号波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、図面を参照して、本発明の一実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
また、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１１】
本発明に係る半導体装置を備えた内燃機関の点火制御装置における第１の実施形態について図１を伴って説明する。
【００１２】
内燃機関の点火制御装置１０は、図１に示すように、一次側にバッテリ１１から電源電圧が印加され、二次側に点火プラグで構成される点火装置１２が接続されたイグニッションコイル１３を備えている。このイグニッションコイル１３の一次側には例えばワンチップイグナイタを構成する半導体装置２０が接続されている。この半導体装置２０には電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０から入力信号としての点火信号Ｖｉｇが供給される。
【００１３】
半導体装置２０は、イグニッションコイル１３の１次コイル１３ａのバッテリ１１とは反対側に接続されるコレクタ端子ｔｃと、バッテリ１１の負極側に接続されるグランド端子ｔｇと、電子制御ユニット３０に接続される入力端子ｔｉとを備えている。
【００１４】
そして、コレクタ端子ｔｃ及びグランド端子ｔｇ間には、絶縁制御型半導体素子であるＩＧＢＴ２１が接続されている。このＩＧＢＴ２１は、高電位側端子となるコレクタがコレクタ端子ｔｃに接続され、低電位側端子となるエミッタがグランド端子ｔｇに接続されている。また、ＩＧＢＴ２１は、制御端子となるゲートがゲート電圧Ｖｇの供給経路となるゲート配線２２を介して入力端子ｔｉに接続されている。
【００１５】
ゲート配線２２には、コンパレータ２３が接続されている。このコンパレータ２３は、入力端子ｔｉに入力される点火信号Ｖｉｇに応じた駆動電圧となるゲート電圧Ｖｇを出力する。すなわち、コンパレータ２３は、点火信号Ｖｉｇが設定電圧Ｖｃ１以上となるとハイレベルのゲート電圧Ｖｇを出力し、この状態から点火信号Ｖｉｇが設定電圧Ｖｃ１より低いとローレベルのゲート電圧Ｖｇを出力する。
【００１６】
また、コンパレータ２３及びＩＧＢＴ２１のゲート間とグランド端子ｔｇとの間に電流制限用の例えばｎｃｈのＭＯＳＦＥＴで構成される半導体スイッチ素子２４が接続されている。この半導体スイッチ素子２４のゲートには電流制限部としての電流制限回路２５からの入力信号が供給されている。
【００１７】
電流制限回路２５は、図示しないが入力端子ｔｉ及びコンパレータ間とグランド端子ｔｇとの間に接続されて電子制御ユニット３０から入力される点火信号Ｖｉｇ（例えば５Ｖ）を電源として動作する。この電流制限回路２５には、ＩＧＢＴ２１の電流センス端子とグランド端子ｔｇとの間に接続された電流検出用抵抗Ｒ１の電流センス端子側の端子電圧が電流検出値として入力されている。したがって、電流制限回路２５では、ＩＧＢＴ２１のコレクタ電流Ｉｃが電流制限値Ｉｌｉｍに達すると、半導体スイッチ素子２４を制御して、コレクタ電流Ｉｃが電流制限値Ｉｌｉｍを維持するようにゲート電圧Ｖｇを制御する。ここで、電流制限は、イグニッションコイル１３とイグナイタを過剰な電流から保護するために点火するに必要なエネルギーを得られる電流値に設定し、それ以上の電流が流れないようにしている。
【００１８】
この電流制限回路２５には電流制限解除部としての第１タイマ２６が接続されており、この第１タイマ２６からの電流制限解除信号が入力されると、電流制限状態であるときに、半導体スイッチ素子２４をオフ状態に制御して、電流制限状態を解除する。
【００１９】
第１タイマ２６は、入力端子ｔｉ及びコンパレータ２３との間に接続されて点火信号Ｖｉｇが入力される。この第１タイマ２６は、点火信号Ｖｉｇのオフ状態からオン状態への立ち上がり時点でセットされて計時を開始し、点火信号Ｖｉｇがオン状態を継続している間経過時間の計時を継続する。そして、経過時間が予め設定された第１設定時間Ｔｓ１に達すると、タイムアップされて電流制限解除信号を電流制限回路２５に出力する。また、第１タイマ２６は、点火信号Ｖｉｇがオン状態からオフ状態に立ち下がった時点でリセットされる。
【００２０】
ここで、第１設定時間Ｔｓ１は、点火信号Ｖｉｇがオフ状態からオン状態に立ち上がった後、オン状態を継続することにより、ＩＧＢＴ２１のコレクタ電流Ｉｃが電流制限値Ｉｌｉｍに達して電流制限が開始されるまでの平均時間Ｔａに半導体素子温度の上昇を抑制可能な付加時間Ｔｂを加えた時間に設定される。この平均時間Ｔａは、バッテリ電圧とイグニッションコイルのインダクタンスで決まるｄＩ／ｄｔによって変化するので、第１設定時間Ｔｓ１は実験によって適正値に設定される。
【００２１】
また、コンパレータ２３及びＩＧＢＴ２１のゲート間とグランド端子ｔｇとの間に過熱保護用の例えばＭＯＳＦＥＴで構成される半導体スイッチ素子２７が接続されている。この半導体スイッチ素子２７のゲートには過熱保護回路２８からの入力信号が供給されている。
【００２２】
過熱保護回路２８は、半導体装置２０の半導体素子温度を検出する過熱検出部２９で検出した半導体素子温度検出値が入力され、この半導体素子温度検出値が過熱閾値未満であるときには半導体スイッチ素子２７をオフ状態に制御し、半導体素子温度検出値が過熱閾値以上となったときに半導体スイッチ素子２７をオン状態に制御してゲート電圧Ｖｇをグランド電位に低下させて、ＩＧＢＴ２１の駆動を停止させる。
【００２３】
電子制御ユニット３０は、通常、バッテリ電圧とエンジン回転数とから決められたＯＮ時間の点火信号Ｖｉｇを入力端子ｔｉに印加しているが、点火信号Ｖｉｇのオン時間が長時間となる場合がある。
【００２４】
次に、上記実施形態の点火動作について図２を伴って説明する。
先ず、通常のエンジン動作時には、電子制御ユニット３０から出力される点火信号Ｖｉｇのオン時間が図２（ａ）で点線図示のように比較的短くなっている。この点火信号Ｖｉｇが入力端子ｔｉに入力されると、点火信号Ｖｉｇがオフ状態からオン状態に立ち上がる時点ｔ１で、コンパレータ２３から出力されるゲート電圧Ｖｇがローレベルからハイレベルに変化し、これによってＩＧＢＴ２１がターンオン状態となる。このため、バッテリ１１からイグニッションコイル１３の１次コイル１３ａを介し、半導体装置２０のコレクタ端子ｔｃを経てＩＧＢＴ２１のコレクタにコレクタ電流Ｉｃが図２（ｂ）に示すように流れ始める。このコレクタ電流Ｉｃは、バッテリ電圧とイグニッションコイル１３の１次コイル１３ａのインダクタンスで決まる電流変化率ｄＩ／ｄｔで増加する。
【００２５】
これと同時に、ＩＧＢＴ２１のコレクタ電圧Ｖｃは、図２（ｄ）に示すように、グランドレベル近くまで低下する。
この状態では、コレクタ電流Ｉｃが電流制限値Ｉｌｉｍに達していないので、電流制限回路２５の出力信号がローレベルとなっており、半導体スイッチ素子２４はオフ状態を維持する。
【００２６】
その後、コレクタ電流Ｉｃが電流制限値Ｉｌｉｍに達する前の時点ｔ２で、点火信号Ｖｉｇがオン状態からオフ状態に立ち下がると、これに応じてコンパレータ２３から出力されるゲート電圧Ｖｇもローレベルとなり、ＩＧＢＴ２１がターンオフする。この場合には、コレクタ電流Ｉｃにコレクタ電圧Ｖｃｇｎｄを乗じて算出される損失は図２（ｄ）示すように少なく、半導体素子温度Ｔｊも図２（ｅ）に示すように上昇量ΔＴｊが少ない。
【００２７】
次に、前述したようにエンジン始動時やエンジンストップ時に電子制御ユニット３０から出力される点火信号Ｖｉｇのオン時間が図２（ａ）で実線図示のように長時間になった場合について説明する。
【００２８】
この場合には、点火信号Ｖｉｇがオフ状態からオン状態に立ち上がる時点ｔ１から時点ｔ２に達するまでは、前述した通常のエンジン動作時と同様の動作を行う。その後、時点ｔ２を経過しても点火信号Ｖｉｇがオン状態を継続するので、時点ｔ３で、コレクタ電流Ｉｃが図２（ｂ）に示すように、電流制限値Ｉｌｉｍに達する。この状態となると、電流制限回路２５が電流制限モードとなるので、その出力信号がハイレベルとなる。この出力信号が半導体スイッチ素子２４のゲートに入力されることにより、半導体スイッチ素子２４がオン状態に制御される。このため、ＩＧＢＴ２１のゲート電圧Ｖｇが半導体スイッチ素子２４によってプルダウンされ、ＩＧＢＴ２１のコレクタ電流Ｉｃを電流制限値Ｉｌｉｍに維持する電圧に低下される。この場合、ＩＧＢＴ２１のゲート容量は半導体スイッチ素子２４を介して放電されるので、半導体スイッチ素子２４がオン状態となったときに、ゲート容量が急速放電されることを防止して、安定したプルダウン動作を行うことができる。
【００２９】
また、コレクタ電圧Ｖｃｇｎｄは、図２（ｃ）に示すように、時点ｔ１からイグニッションコイル１３のインダクタンスの変化率Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）によって緩やかに立ち上がり、その後電流制限を開始する時点ｔ３から例えば８Ｖ程度の低電圧で一定電圧となる。
このため、損失も図３（ｄ）に示すように、電流制限を開始した時点ｔ３で急増してから一定値となる。また、半導体素子温度Ｔｊは、図２（ｅ）に示すように、電流制限を開始した時点ｔ３から変化率が大きくなって上昇する。
【００３０】
その後、時点ｔ４で、第１タイマ２６がタイムアップすることにより、電流制限解除信号が出力され、この電流制限解除信号が電流制限回路２５に入力されると、この電流制限回路２５で電流制限モードが解除される。このため、電流制限回路２５から出力される出力信号がローレベルに復帰し、この出力信号が半導体スイッチ素子２４のゲートに供給されることにより、この半導体スイッチ素子２４がオフ状態に復帰する。
【００３１】
このように半導体スイッチ素子２４がオフ状態となると、コンパレータ２３から出力されるゲート電圧ＶｇがそのままＩＧＢＴ２１のゲートに印加されるので、コレクタ電流Ｉｃは、図２（ｂ）に示すように、バッテリ電圧とイグニッションコイル１３のインダクタンスによって決まる電流変化率ｄＩ／ｄｔで、増加を開始する。
【００３２】
このため、コレクタ電圧Ｖｃｇｎｄは、図２（ｃ）に示すように、時点ｔ４で減少した後緩やかに増加し、損失も同様に図２（ｄ）示すように時点ｔ４で減少した後緩やかに増加する。
また、半導体素子温度Ｔｊは、図２（ｅ）に示すように、時点ｔ４から緩やかに増加する。
その後、時点ｔ５でコレクタ電流Ｉｃがイグニッションコイル１３の１次コイル１３ａの抵抗で決まる電流値Ｉｃｃに達すると、以後一定値を維持する。
【００３３】
このため、コレクタ電圧Ｖｃｇｎｄも時点ｔ５から低い電圧で一定値となり、損失も時点ｔ５から低い値で一定値となる。
また、半導体素子温度Ｔｊは、図２（ｅ）に示すようにコレクタ電流Ｉｃが一定値となるので、緩やかな増加傾向を維持する。
【００３４】
その後、時点ｔ６で点火信号Ｖｉｇが図２（ａ）に示すように、オン状態からオフ状態に立ち下がると、コンパレータ２３から出力されるゲート電圧Ｖｇもローレベルに低下し、ＩＧＢＴ２１がターンオフ状態となる。
このため、コレクタ電流Ｉｃが図２（ｂ）に示すように急激に０Ａまで低下し、コレクタ電圧Ｖｃｇｎｄが図２（ｃ）に示すように急にバッテリ電圧まで増加する。このため、損失も０Ｗまで低下し、半導体素子温度Ｔｊは図２（ｅ）に示すように、時点ｔ６から緩やかに減少する。
【００３５】
このように、第１の実施形態によると、電流制限回路２５が電流制限モードとなって以降も点火信号Ｖｉｇのオン状態が継続する場合には、第１タイマ２６がタイムアップした時点で、電流制限が解除されることにより、半導体素子温度の上昇が抑制され、点火信号Ｖｉｇのオン時間が長時間となった場合の半導体素子温度Ｔｊのピーク温度Ｔｊｐｅａｋを低く抑制することができるとともに、温度上昇量ΔＴｊも小さく抑制することができ、パワー半導体素子であるＩＧＢＴ２１の負担を小さくすることができる。このため、過大エネルギーによる温度上昇の繰り返しを抑制することができ、半導体素子の劣化により寿命が短くなることを抑制できる。
【００３６】
また、ＩＧＢＴ２１のコレクタ電流Ｉｃを電流制限値Ｉｌｉｍより高いイグニッションコイル１３の抵抗によって決まる電流値とするので、コイルエネルギーを低下させることはなく、点火動作に影響を与えることはない。
また、半導体素子温度Ｔｊが過熱保護回路２８で過熱保護を実施する過熱閾値に達することがなく、半導体素子温度が過熱状態となってＩＧＢＴ２１がターンオフされることを防止することができる。
【００３７】
しかも、この半導体素子温度Ｔｊの増加を抑制するための構成が、第１タイマ２６を設けて、電流制限を開始した後に電流制限を解除するだけでよく、簡易な構成で電流制限解除を行うことができる。
また、通常のエンジン動作では、第１タイマ２６がタイムアップする前に点火信号Ｖｉｇがオン状態からオフ状態に立ち下がって、第１タイマ２６がリセットされる。このため、第１タイマ２６がタイムアップすることがないので、電流制限機能が解除されることはなく、高電流状態での遮断が繰り返されることはない。
【００３８】
ちなみに、電流制限回路２５の電流制限モードを解除する機能を省略した場合には、図３（ａ）に示すように、点火信号Ｖｉｇが時点ｔ１１でオン状態となり、オン時間が長くなったときに、コレクタ電流Ｉｃが図３（ｂ）に示すように、電流制限値Ｉｌｉｍに達した時点ｔ１２で電流制限回路２５によって電流制限が開始される。このため、コレクタ電流Ｉｃが時点ｔ１２から電流制限値Ｉｌｉｍに維持されることになる。
したがって、コレクタ電圧Ｖｃｇｎｄは、図３（ｃ）に示すように、時点ｔ１２から例えば８Ｖ程度に維持されることになり、損失が図３（ｄ）に示すよう時点ｔ１２から大きな値を継続する。
【００３９】
そして、半導体素子温度Ｔｊは、図３（ｅ）に示すように、電流制限を開始した時点ｔ１２から大きな変化率で増加を継続し、時点ｔ１３で、過熱閾値Ｔｔｈに達すると、過熱保護回路２８から出力される出力信号がオン状態となり、半導体スイッチ素子２７がオン状態となる。このため、ゲート電圧Ｖｇがローレベルとなって、ＩＧＢＴ２１がターンオフする。これによって、ＩＧＢＴ２１のコレクタ電流が０Ａに復帰し、コレクタ電圧Ｖｃｇｎｄがバッテリ電圧に復帰し、損失が０Ｗに復帰する。そして、半導体素子温度Ｔｊは時点ｔ１３から４減少傾向となる。
【００４０】
このため、点火信号Ｖｉｇのオン時間が長時間となる場合に、電流制限を解除しないときには、過熱保護回路２８が動作してＩＧＢＴ２１をコレクタ電流Ｉｃが高電流状態からターンオフさせることになる。しかも、半導体素子温度Ｔｊが過熱閾値Ｔｔｈまで達することになり、このときの温度上昇量ΔＴｊも大きいことから半導体素子への負担が大きく、信頼性及び寿命が低下する。
【００４１】
本実施形態では、前述したように電流制限状態となった後に電流制限を解除することにより、半導体素子温度の上昇を抑制することができ、信頼性及び寿命を向上させることができ、点火動作への影響もない。
なお、上記第１の実施形態では、過熱保護回路２８を設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、過熱保護回路２８を省略するようにしてもよい。
【００４２】
次に、本発明に係る半導体装置の第２の実施形態について図４及び図５を伴って説明する。
この第２の実施形態では、上述した第１の実施形態における電流制限の解除に加えて連続通電保護機能を動作させるようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図４に示すように、半導体スイッチ素子２７のゲートに第１実施形態の過熱保護回路２８に代えて連続通電保護回路４１が接続されている。
【００４３】
この連続通電保護回路４１は、点火信号Ｖｉｇのオン時間を計時する第２タイマ４２からの保護動作信号によって半導体スイッチ素子２７をオン状態に制御する。
【００４４】
ここで、第２タイマ４２は、前述した第１タイマ２６と同様に、入力端子ｔｉとコンパレータ２３との間に接続されて、点火信号Ｖｉｇが入力されている。したがって、第２タイマ４２では、点火信号Ｖｉｇがオン状態を継続している継続時間を計時し、継続時間が第２設定時間Ｔｓ２に達したときにタイムアップして、保護動作信号を連続通電保護回路４４へ出力する。ここで、第２設定時間Ｔｓ２は第１タイマ２６の第１設定時間Ｔｓ１より長い時間（Ｔｓ２＞Ｔｓ１）に設定されている。
【００４５】
連続通電保護回路４４では、第２タイマ４２から保護動作信号が入力されていないときに半導体スイッチ素子２７をオフ状態に制御し、保護動作信号が入力されたときに、半導体スイッチ素子２７をオン状態に制御する。
その他の構成は第１の実施形態と同様の構成を有し、図１との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００４６】
次に、上記第２の実施形態の動作について図５を伴って説明する。
電子制御ユニット３０から図５（ａ）に示すようにオン時間の長い点火信号Ｖｉｇが入力された場合に、時点ｔ１〜ｔ５までの電流制限を解除する動作は第１の実施形態と同様の動作を行う。しかしながら、第２の実施形態では、時点ｔ５から点火信号Ｖｉｇがオフ状態となる時点ｔ６までの間の第２タイマ４２で計時した継続時間が設定時間Ｔｓ２に達する時点ｔ５′で、第２タイマ４２がタイムアップする。このため、第２タイマ４２から保護動作信号が連続通電保護回路４４へ出力され、この連続通電保護回路４４で、半導体スイッチ素子２７をオン状態に制御する。
【００４７】
このため、コンパレータ２３から出力されるゲート電圧Ｖｇがグランド電位となり、ＩＧＢＴ２１がターンオフ状態となる。このため、時点ｔ５′で、ＩＧＢＴ２１のコレクタ電流Ｉｃが図５（ｂ）に示すように０Ａとなり、コレクタ電圧Ｖｃｇｎｄが図５（ｃ）に示すように、バッテリ電圧に復帰し、損失が図５（ｄ）に示すように０Ｗに復帰する。さらに、半導体素子温度Ｔｊが図５（ｅ）に示すように時点ｔ５′から減少傾向となる。
【００４８】
このため、前述した第１の実施形態と比較したとき、点火信号Ｖｉｇのオン時間が第２タイマ４２の設定時間Ｔｓ２より長いものとすると、第２実施形態では、点火信号Ｖｉｇがオフ状態となる時点ｔ６より早い時点ｔ５′でＩＧＢＴ２１をターンオフ状態に以降させる。このため、半導体素子温度Ｔｊのピーク温度Ｔｊｐｅａｋをより低下させることができるとともに、半導体素子温度上昇量ΔＴｊをより減少させることができる。
【００４９】
したがって、半導体素子の負担をより軽減して、信頼性及び寿命を向上させることができる。
なお、上記第１及び第２の実施形態では、入力端子ｔｉとＩＧＢＴ２１のゲートとの間にコンパレータ２３を配置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、コンパレータ２３に代えてゲート抵抗又はゲート抵抗とダイオードとの並列回路を適用するようにしてもよい。
【００５０】
また、上記第１及び第２の実施形態においては、半導体装置２０をワンチップイグナイタの構成とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ＩＧＢＴ２１と電流制限回路２５とを別々の半導体素子に構成するようにしてもよい。
さらに、上記第１及び第２の実施形態では、電圧制御型半導体素子としてＩＧＢＴ２１を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、パワーＭＯＳＦＥＴやＢＪＴ等を適用することができる。
【００５１】
また、上記第１及び第２の実施形態では、本発明に係る半導体装置を内燃機関の点火装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電流制限機能を持たせた電圧制御型半導体素子のゲートを駆動する半導体装置を備えた任意の機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０…点火制御装置
１１…バッテリ
１２…点火装置
１３…イグニッションコイル
２０…半導体装置
２１…絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）
２２…ゲート配線
２３…コンパレータ
２４…半導体スイッチ素子
２５…電流制限回路
２６…第１タイマ
２７…半導体スイッチ素子
２８…過熱保護回路
２９…過熱検出部
３０…電子制御ユニット
４１…連続通電保護回路
４２…第２タイマ
【図１】
2019002360.tif 000003
【図２】
2019002360.tif 000004
【図３】
2019002360.tif 000005
【図４】
2019002360.tif 000006
【図５】
2019002360.tif 000007