(57)【要約】【課題】余分な外部端子を設けることなく外部より製品種別を判別することができる半導体装置を得る。【解決手段】ＦＯ出力回路４１は、異常出力信号ＦＯの外部検出用端子である外部端子Ｐ１３と接地電位ＧＮＤが付与される判別用電源端子である外部端子Ｐ１４との間に、判別用抵抗Ｒ１１を介挿している。判別用抵抗Ｒ１１の抵抗値とＩＧＢＴのゲート抵抗の抵抗値とは予め定めた関係で対応づけられる。最終検査時に外部端子Ｐ１３及びＰ１４を用いた測定方法により、判別用抵抗Ｒ１１の抵抗値を測定して上記ゲート抵抗の抵抗値を判別することができる。また、外部端子Ｐ１３及び１４は保護回路（ＦＯ出力回路４１）を有するＩＰＭには不可欠な外部端子である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング動作を行う半導体素子を有するスイッチング部と、
前記半導体素子の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
電源電圧が付与される第１の外部電源端子と、
基準電位が設定される第２の外部電源端子と、
外部検出用端子と、
前記第１の電源端子から付与される前記電源電圧を動作電圧として受け、装置の異常状態を指示する異常出力信号を前記外部検出用端子から出力し、異常状態でない場合に前記外部検出用端子を電気的に開放する異常出力回路を内部に有する異常検出回路とを備え、
前記異常出力回路は、
前記第１及び第２の外部電源端子のうち一方の判別用電源端子と前記外部検出用端子との間に介挿され、電気的特性値を有する判別用素子を含み、
前記判別用素子は、前記判別用電源端子及び前記外部検出用端子を用いた測定方法によって、前記電気的特性値あるいは前記電気的特性値により決定する値である判別用特性値が認識される接続形態で設けられることを特徴する、
半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記判別用電源端子は前記第２の外部電源端子である、
半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の半導体装置であって、
前記判別用電源端子は前記第１の外部電源端子である、
半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうち、いずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記判別用素子は判別用抵抗であり、前記電気的特性値及び前記判別用特性値は共に前記判別用抵抗の抵抗値である、
半導体装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のうち、いずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記判別用素子は判別用コンデンサであり、前記電気的特性値及び前記判別用特性値は共に前記判別用コンデンサの静電容量値である、
半導体装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項３のうち、いずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記判別用素子は、前記判別用電源端子と前記外部検出用端子との間に並列に介挿される、判別用抵抗及び判別用コンデンサであり、
前記電気的特性値は前記判別用抵抗の抵抗値及び前記判別用コンデンサの静電容量値であり、前記判別用特性値は前記抵抗値と前記静電容量値の組合せである、
半導体装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項３のうち、いずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記判別用素子は、前記判別用電源端子と前記外部検出用端子との間に直列に介挿される、判別用抵抗及び判別用コンデンサであり、
前記電気的特性値は前記判別用抵抗の抵抗値及び前記判別用コンデンサの静電容量値であり、前記判別用特性値は前記抵抗値及び前記静電容量値により決定する時定数である、
半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＩＰＭ(Intelligent Power Module)等の半導体装置に関し、特に装置種別が判別可能な半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力半導体装置であるパワーモジュール等の半導体装置は、少量多品種で量産されており、パッケージが同一であっても内部回路構成が異なる品種が数多く存在する。そのため、ひとつの電子部品の搭載間違いにより最終仕様と異なるものが完成されてしまうため、組立前に部品間違いがないか否かの確認を実施している。
【０００３】
このような少量多品種生産の半導体装置において、製品識別（判別）技術は必要不可欠であり、誤搭載が発生した際には工程内にて不具合を検出する必要がある。そこで、従来技術として、厚膜基板上に予め設定された抵抗値を有した回路に無関係なダミー抵抗を搭載し、このダミー抵抗の抵抗値を測定することにより製品種別を判別する半導体装置が用いられてきた。このような半導体装置として、例えば、特許文献１に開示された半導体装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開１−１４３９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載の従来技術に関わる半導体装置においては、回路に無関係なダミー抵抗の抵抗値を外部から測定可能にすべく、少なくとも１つの外部接続端子を余分に設ける必要があるため、製品動作に関与しない外部端子を設けることになる。その結果、完成段階の半導体装置の小型化が阻害されるという問題点があった。
【０００６】
この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、余分な外部端子を設けることなく外部より製品種別を判別可能な半導体装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る請求項１記載の半導体装置は、スイッチング動作を行う半導体素子を有するスイッチング部と、前記半導体素子の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、電源電圧が付与される第１の外部電源端子と、基準電位が設定される第２の外部電源端子と、外部検出用端子と、前記第１の電源端子から付与される前記電源電圧を動作電圧として受け、装置の異常状態を指示する異常出力信号を前記外部検出用端子から出力し、異常状態でない場合に前記外部検出用端子を電気的に開放する異常出力回路を内部に有する異常検出回路とを備え、前記異常出力回路は、前記第１及び第２の外部電源端子のうち一方の判別用電源端子と前記外部検出用端子との間に介挿され、電気的特性値を有する判別用素子を含み、前記判別用素子は、前記判別用電源端子及び前記外部検出用端子を用いた測定方法によって、前記電気的特性値あるいは前記電気的特性値により決定する値である判別用特性値が認識される接続形態で設けられることを特徴する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の本願発明の半導体装置における異常出力回路は、上記特徴を有する判別用素子を内部に含むことにより、装置完成段階において判別用電源端子及び外部検出用端子を用いた測定方法によって、上記判別用特性値を認識することができる。
【０００９】
したがって、半導体装置の種別に対応づけて上記判別用特性値が得られるように上記判別用素子の電気的特性値を設定することにより、上記測定方法によって当該半導体装置の種別を正確に判別することができる。この際、判別用電源端子及び外部検出用端子は上記異常検出回路に不可欠な端子であるため、判別用素子用に新たに外部端子を追加する必要はない。
【００１０】
その結果、外部端子数の増加に伴う装置構成の複雑化を確実に回避することにより、製品の小型化を図った半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１であるＩＰＭにおけるＦＯ出力回路及びその周辺を示す回路図である。
【図２】ＩＰＭの全体構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態２であるＩＰＭにおけるＦＯ出力回路及びその周辺を示す回路図である。
【図４】この発明の実施の形態３であるＩＰＭにおけるＦＯ出力回路及びその周辺を示す回路図である。
【図５】この発明の実施の形態４であるＩＰＭにおけるＦＯ出力回路及びその周辺を示す回路図である。
【図６】一般的なＩＰＭの保護回路内に設けられる従来のＦＯ出力回路の回路構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施の形態１＞
図１はこの発明の実施の形態１であるＩＰＭにおけるＦＯ(False Out)出力回路及びその周辺を示す回路図である。図２はＩＰＭの全体構成を模式的に示すブロック図である。
【００１３】
図２に示すように、ＩＰＭ１は制御部２及びパワースイッチング部１０より構成される。パワースイッチング部１０は内部にスイッチング動作を行う半導体素子（パワースイッチング素子）であるＩＧＢＴ６とフリーホイールダイオードＤ１とを有している。
【００１４】
ＩＧＢＴ６の主端子間に逆並列にフリーホイールダイオードＤ１が接続される。すなわち、ＩＧＢＴ６のエミッタにフリーホイールダイオードＤ１のアノードが接続され、ＩＧＢＴ６のコレクタにフリーホイールダイオードＤ１のカソードが接続される。そして、ＩＧＢＴ６のコレクタが外部のパワー部コレクタ端子Ｐ２１に接続され、エミッタがパワー部エミッタ端子Ｐ２２に接続される。
【００１５】
一方、制御部２は制御回路３、保護回路４、駆動回路５及びゲート抵抗Ｒ１を主要構成要素として内部に有しており、異常検出回路である保護回路４は本願発明の特徴部となるＦＯ出力回路４０（ＦＯ出力回路４１〜４４の総称）を内部に有している。すなわち、図２の保護回路４内に設けられるＦＯ出力回路４０として図１で示すＦＯ出力回路４１を設けたのが実施の形態１である。
【００１６】
制御回路３、保護回路４及び駆動回路５には、外部端子Ｐ１１及びＰ１４（第１及び第２の外部電源端子）を介して、電源電圧ＶＤ及び接地電位ＧＮＤ（基準電位）が付与されており、各回路３〜５はそれぞれ電源電圧ＶＤを動作電圧して受けることにより動作する。なお、外部端子Ｐ１４，パワー部エミッタ端子Ｐ２２間が電気的に接続されている。
【００１７】
制御回路３は外部端子Ｐ１２を介して受ける入力電圧ＩＮ及び保護回路４から受ける保護回路出力信号ＥＮに基づき、制御信号Ｓ３を駆動回路５に出力する。
【００１８】
駆動回路５は制御信号Ｓ３に基づきゲート抵抗Ｒ１を介して、ＩＧＢＴ６を駆動（導通または遮断）するための駆動信号Ｓ５をパワースイッチング部１０内のＩＧＢＴ６のゲート電極に付与する。駆動信号Ｓ５は、パワースイッチング部１０（のＩＧＢＴ６）を動作させるのに十分な電力増幅が行われた信号である。ゲート抵抗Ｒ１はパワースイッチング素子であるＩＧＢＴ６の定格や仕様に応じて、ＩＧＢＴ６のスイッチング速度を調整するために抵抗値が適宜調整、選択される。
【００１９】
異常検出回路である保護回路４はＩＰＭ１（主としてＩＧＢＴ６）の異常検知の有無を指示する検知信号Ｓ４１〜Ｓ４３を受け、検知信号Ｓ４１〜Ｓ４３に基づきＩＰＭ１の異常状態（エラー状態）の有無を検知し、異常状態の検知時に異常状態を指示する“Ｈ”（電源電圧ＶＤレベル）の保護回路出力信号ＥＮ及び“Ｌ”（接地レベル）の異常出力信号ＦＯを出力する。
【００２０】
保護回路出力信号ＥＮは内部の制御回路３に出力され、異常出力信号ＦＯは外部端子Ｐ１３を介して外部に出力される。なお、保護回路４は異常状態を検知していない場合、“Ｌ”の保護回路出力信号ＥＮを出力するとともに、外部端子Ｐ１３を開放状態（フローティング状態）にしている。
【００２１】
以下、検知信号Ｓ４１〜Ｓ４３について詳述する。検知信号Ｓ４１〜Ｓ４３は異常状態を検出していない通常時は全て“Ｌ”に設定されている。
【００２２】
温度検知信号Ｓ４１は加熱保護(OT：Over Temperature protection)用の検知信号であり、ＩＰＭ１のＩＧＢＴ６近傍に搭載された温度検出回路（図示せず）によって検知される温度が設定値を超えた場合に“Ｈ”状態となる。
【００２３】
電流検知信号Ｓ４２は短絡保護(SC：Short Circuit protection)用の検知信号であり、負荷短絡などによりＩＧＢＴ６に設定値以上の電流が流れた場合に“Ｈ”状態となる。
【００２４】
電源検知信号Ｓ４３は制御電源電圧低下保護(UV:Under Voltage)用の検知信号であり、制御部２に印加される電源電圧ＶＤ（正確には電源電圧ＶＤ，接地電位ＧＮＤ間の電位差）が設定値以下になった場合に“Ｈ”状態となる。
【００２５】
保護回路４は検知信号Ｓ４１〜Ｓ４３のうち少なくとも一つが“Ｈ”状態になると、“Ｈ”の保護回路出力信号ＥＮを出力する。“Ｈ”の保護回路出力信号ＥＮを受けた制御回路３はＩＧＢＴ６をＯＦＦ状態にする制御信号Ｓ３を駆動回路５に付与することにより、駆動回路５からＩＧＢＴ６を強制的にＯＦＦ状態（遮断状態）にする駆動信号Ｓ５を出力させ、ＩＧＢＴ６をＯＦＦ状態にすることができる。
【００２６】
このように、保護回路４は、ＩＰＭ１における動作環境の情報を検知信号Ｓ４１〜Ｓ４３として入力し、検知信号Ｓ４１〜Ｓ４３によって異常が検出された場合に、強制的にＩＧＢＴ６をＯＦＦ状態とすべく、“Ｈ”の保護回路出力信号ＥＮを制御回路３に出力するとともに、ＩＰＭ１の異常状態を報知するための“Ｌ”の異常出力信号ＦＯを外部端子Ｐ１３を介して外部に出力する。保護回路４による主な保護機能としては、上述したように、加熱保護(OT)、短絡保護(SC)、制御電源電圧低下保護(UV)を目的した異常検出機能が挙げられる。
【００２７】
図１に戻って、実施の形態１のＦＯ出力回路４１（図２のＩＰＭ１におけるＦＯ出力回路４０として形成される）について説明する。
【００２８】
保護回路４内に設けられるＦＯ出力回路４１はＦＯ検知（バイポーラ）トランジスタＱ２、ＦＯ用抵抗Ｒ２及び（機種）判別用抵抗Ｒ１１から構成されている。
【００２９】
外部端子Ｐ１３，Ｐ１４間にＦＯ用抵抗Ｒ２及びＦＯ検知トランジスタＱ２が直列に介挿される。すなわち、ＦＯ用抵抗Ｒ２の一端が外部端子Ｐ１３に接続され、他端がＦＯ検知トランジスタＱ２のコレクタに接続され、ＦＯ検知トランジスタＱ２のエミッタが外部端子Ｐ１４に接続される。なお、ＦＯ用抵抗Ｒ２の抵抗値は数ｋΩ程度に設定される。
【００３０】
さらに、外部端子Ｐ１３，Ｐ１４間に、ＦＯ用抵抗Ｒ２及びＦＯ検知トランジスタＱ２に対して並列に判別用抵抗Ｒ１１が介挿される。また、電源電圧ＶＤが付与される外部端子Ｐ１１がＦＯ出力回路４９を構成する種々のＩＣの動作電源として供給される。
【００３１】
ＦＯ検知トランジスタＱ２はベースにスイッチング制御信号Ｓ４０を受ける。スイッチング制御信号Ｓ４０は、上述した検知信号Ｓ４１〜Ｓ４３のうち、少なくとも一つの検出信号が“Ｈ”状態のとき、ＦＯ検知トランジスタＱ２をオン状態にし、検知信号Ｓ４１〜Ｓ４３が全て“Ｌ”状態である通常時はＦＯ検知トランジスタＱ２をオフ状態にする制御信号であり、例えば、スイッチング制御信号Ｓ４０として保護回路出力信号ＥＮを用いる等の態様が考えられる。
【００３２】
一方、フォトカプラ３０は発光ダイオードＤ３０とフォトトランジスタＱ３０とにより構成され、発光ダイオードＤ３０が基準値以上の強度で発光するとフォトトランジスタＱ３０がオン状態となる。そして、端子Ｐ３１，Ｐ３２からフォトトランジスタＱ３０のオン，オフ状態を認識することができる。
【００３３】
ＦＯ出力回路４１の外部端子Ｐ１３はオープンコレクタ（ＦＯ検知トランジスタＱ２がオン状態時に接地電位ＧＮＤに接続され、オフ状態時に開放状態（フローティング状態）となる構成）となっており、図示しない外部インターフェースを介して、図１に示すようにフォトカプラ３０と電気的に接続されている。
【００３４】
上述した構成のＦＯ出力回路４１は、検知信号Ｓ４１〜Ｓ４３のうち、少なくとも一つの検出信号が“Ｈ”状態のとき、スイッチング制御信号Ｓ４０によってＦＯ検知トランジスタＱ２がオン状態となることにより、外部端子Ｐ１３と外部端子Ｐ１４とがＦＯ用抵抗Ｒ２及びＦＯ検知トランジスタＱ２を介して電気的に接続される。その結果、外部端子Ｐ１３（の異常出力信号ＦＯ）が“Ｌ”に設定され、アノード，カソード間に発光可能な電位差が生じるため発光ダイオードＤ３０が基準値以上の強度で発光する。このように、異常出力信号ＦＯはＩＰＭ１（主としてＩＧＢＴ６）の異常状態を指示する信号として機能する。
【００３５】
異常出力信号ＦＯを出力する外部検出用端子である外部端子Ｐ１３は、ＩＰＭ１の異常検出時にＩＧＢＴ６の駆動を停止した情報（“Ｌ”の異常出力信号ＦＯ）を、上位のマイコン等の外部回路に伝える目的で設けられており、保護回路４を設ける場合に必要不可欠な外部端子である。
【００３６】
前述したように、ＩＰＭ１の仕様毎にゲート抵抗Ｒ１の抵抗値が設定されるが、もし仕様と異なる抵抗値のゲート抵抗Ｒ１を誤って搭載して不良のＩＰＭ１を製造した場合、最終検査段階において不良のＩＰＭ１をリジェクト（除去）することは困難である。
【００３７】
なぜならば、装置完成後において外部からゲート抵抗Ｒ１の抵抗値の測定はできないからである。仮に、ＩＰＭ１の種別によりゲート抵抗Ｒ１の抵抗値が著しく異なる場合は、ＩＧＢＴ６のスイッチング時間が大きく変化するため、上記スイッチング時間を測定することにより装置完成後の最終検査工程にてリジェクトすることは可能である。しかしながら、ゲート抵抗Ｒ１の抵抗値が数Ω程度の違いの場合はその違いを外部から検出することができないため、上述したように、不良のＩＰＭ１のリジェクトができないことになる。
【００３８】
図１に示すように、実施の形態１のＦＯ出力回路４１は、異常出力信号ＦＯ用端子である外部端子Ｐ１３と接地電位ＧＮＤ設定用の外部電源端子である外部端子Ｐ１４との間に、判別用抵抗Ｒ１１を介挿している。
【００３９】
この判別用抵抗Ｒ１１の抵抗値（電気的特性値かつ判別用特性値）とゲート抵抗Ｒ１の抵抗値とを予め定めた関係で対応づけることにより、判別用抵抗Ｒ１１の抵抗値からＩＰＭ１の種別（ゲート抵抗Ｒ１の抵抗値）を判別することができる。
【００４０】
したがって、上述した最終検査時に外部端子Ｐ１３及びＰ１４を用いた測定方法により、判別用抵抗Ｒ１１の抵抗値を測定してゲート抵抗Ｒ１の抵抗値を判別することにより、ゲート抵抗Ｒ１の誤搭載によるＩＰＭ１の不良の有無を簡単に検出することができる。
【００４１】
（判別用抵抗Ｒ１１の抵抗値の設定例）
判別用抵抗Ｒ１１の抵抗値は、外部端子Ｐ１３に流れる路電流(IFO(異常出力信号ＦＯの未出力時))が製品規格値以下となるように設定する。
【００４２】
例えば、製品規格値となるＩＦＯ(FO未出力時)ｍａｘ値が０．１ｍＡであった場合を考える。なお、ＩＦＯｍａｘ値とは、条件(1)「フォトカプラ３０の発光ダイオードＤ３０が発光しない」、あるいは条件(2)「発光ダイオードＤ３０が発光してもフォトトランジスタＱ３０がオン状態とならない」を満足する、発光ダイオードＤ３０を流れる順電流の最大値を意味する。
【００４３】
ＩＦＯｍａｘ値が０．１ｍＡの場合に、電源電圧ＶＤを１５Ｖ、フォトカプラ３０側の発光ダイオードＤ３０による電圧降下量ＶＦが１．５Ｖであるとすると、以下の式(1)により、判別用抵抗Ｒ１１の最小抵抗値Ｒmin＝１３５[ｋΩ]となる。
【００４４】
0.1[mA] = (15-1.5)[V]/Rmin[kΩ] …(1)
したがって、例えば、ゲート抵抗Ｒ１の抵抗値１００[Ω]の製品（ＩＰＭ１）に対し、判別用特性値である判別用抵抗Ｒ１１の抵抗値１５０[ｋΩ]を対応づけ、さらに、ゲート抵抗Ｒ１の抵抗値１５０[Ω」の製品に対し、判別用抵抗Ｒ１１の抵抗値１８０[ｋΩ]を対応づけるようにして、複数種のゲート抵抗Ｒ１の抵抗値と複数種の判別用抵抗Ｒ１１の抵抗値との対応づけ（以下、「ゲート抵抗Ｒ１，判別用抵抗Ｒ１１間対応づけ」と略記する場合あり）を行うことができる。その結果、判別用抵抗Ｒ１１の抵抗値から、ゲート抵抗Ｒ１の抵抗値、すなわち、ＩＰＭ１の複数種の製品種別を判別することができる。
【００４５】
なお、上記ゲート抵抗Ｒ１，判別用抵抗Ｒ１１間対応づけの際、判別用抵抗Ｒ１１の許容差（製造時の誤差）を考慮して複数種の判別用抵抗Ｒ１１の抵抗値を設定することが必要である。具体的には、複数種の判別用抵抗Ｒ１１の抵抗値間の差分値の最小値が上記許容差を十分上回るように設定する必要がある。加えて、判別用抵抗Ｒ１１の最小抵抗値Ｒminについては、上述したように、ＩＦＯｍａｘ値によって異なる点も留意する必要がある。
【００４６】
（効果等）
実施の形態１のＩＰＭ１における制御部２の保護回路４内に設けられるＦＯ出力回路４１は、インピーダンス成分となる抵抗値を有する判別用抵抗Ｒ１１を判別用素子として内部に設けている。
【００４７】
このため、ＩＰＭ１の完成段階において、接地電位ＧＮＤに設定される外部電源端子である外部端子Ｐ１４を判別用電源端子として用い、該判別用電源端子と外部検出用端子である外部端子Ｐ１３との間に定電流を供給し、外部端子Ｐ１３，Ｐ１４間の電圧を測定する等の比較的簡単な測定方法により、判別用特性値となる判別用抵抗Ｒ１１の抵抗値を認識することができる。すなわち、判別用抵抗Ｒ１１は、外部端子Ｐ１３，Ｐ１４を用いた測定方法によって、判別用特性値として抵抗値が認識される接続形態でＦＯ出力回路４１内に設けられている。
【００４８】
したがって、上述したゲート抵抗Ｒ１，判別用抵抗Ｒ１１間対応づけを行うことにより、上記測定方法等を用いた比較的簡単な操作によってＩＰＭ１の種別を外部から正確に判別することができる。
【００４９】
図６は一般的なＩＰＭの保護回路内に設けられる従来のＦＯ出力回路４９の回路構成を示す回路図である。
【００５０】
同図に示すように、ＦＯ出力回路４９はＦＯ検知トランジスタＱ２及びＦＯ用抵抗Ｒ２から構成されているが、実施の形態１のＦＯ出力回路４１のように判別用抵抗Ｒ１１を有していない。
【００５１】
ＦＯ出力回路４９は、ＦＯ出力回路４１と同様、外部端子Ｐ１３，Ｐ１４間にＦＯ用抵抗Ｒ２及びＦＯ検知トランジスタＱ２が直列に介挿される。また、電源電圧ＶＤが付与される外部端子Ｐ１１がＦＯ出力回路４９を構成する種々のＩＣの動作電源として供給される。なお、他の構成は、図１で示したＦＯ出力回路４１と同様であるため、適宜同一符号を付して説明を省略する。
【００５２】
このように、少なくとも外部端子Ｐ１１，Ｐ１３及びＰ１４は一般的なＩＰＭの保護回路内に設けられる従来のＦＯ出力回路４９においても、必要な外部端子となる。
【００５３】
上述したように、外部端子Ｐ１３及び外部端子Ｐ１４は保護回路４（に相当する回路）を有するＩＰＭには不可欠な外部端子であるため、判別用抵抗Ｒ１１用に新たに外部端子を追加する必要はない。
【００５４】
その結果、外部端子数増加に伴う装置構成の複雑化を確実に回避することにより、製品の小型化を図った、ＦＯ出力回路４１を有するＩＰＭ１を得ることができる。
【００５５】
すなわち、ＩＰＭ１内に図６で示したＦＯ出力回路４９を採用した従来構成において既に設けられている外部端子Ｐ１３及びＰ１４を利用して判別用抵抗Ｒ１１の抵抗値を測定することにより、外形変更（小型化阻害）を行うことなく、多品種のＩＰＭ１を外部から判別することが可能となり、最終検査工程にて、誤搭載品と認識された不良のＩＰＭ１をリジェクトすることができる。その結果、ＩＰＭ１における最終製品の歩留まり向上を図ることができる。
【００５６】
さらに、接地電位ＧＮＤが付与される外部電源端子である外部端子Ｐ１４（判別用電源端子）と通常時は開放状態とされる外部端子Ｐ１３（外部検出用端子）との間に、判別用抵抗Ｒ１１を介挿しているため、ＩＰＭ１の通常動作時における電力の主トータル損失に影響を与えることはない。
【００５７】
＜実施の形態２＞
図３はこの発明の実施の形態２であるＩＰＭにおけるＦＯ出力回路４２及びその周辺を示す回路図である。なお、ＩＰＭ１の全体構成は図２で示す構成と同様である、図２の保護回路４内に設けられるＦＯ出力回路４０として図３で示すＦＯ出力回路４２を設けたのが実施の形態２である。
【００５８】
図３に示すように、外部端子Ｐ１３，Ｐ１４間に判別用素子として（機種）判別用コンデンサＣ１１を設けたことを特徴とする。なお、実施の形態２のＦＯ出力回路４２は判別用抵抗Ｒ１１に代えて上述した判別用コンデンサＣ１１を設けた点を除き、図１で示したＦＯ出力回路４１と同様な構成であるため、適宜同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図３に示すように、実施の形態２のＦＯ出力回路４２は、異常出力信号ＦＯ用端子である外部端子Ｐ１３（検出用外部端子）と接地電位ＧＮＤ設定用の電源端子である外部端子Ｐ１４（判別用電源端子）との間に、判別用コンデンサＣ１１を介挿している。
【００６０】
判別用コンデンサＣ１１の静電容量値（電気的特性値、かつ判別用特性値）はゲート抵抗Ｒ１の抵抗値と予め定めた関係で対応づけることができる。すなわち、複数種のゲート抵抗Ｒ１の抵抗値と複数種の判別用コンデンサＣ１１の静電容量値との対応づけ（以下、「ゲート抵抗Ｒ１，判別用コンデンサＣ１１間対応づけ」と略記する場合あり）を行うことができる。
【００６１】
上記ゲート抵抗Ｒ１，判別用コンデンサＣ１１間対応づけにより、判別用コンデンサＣ１１の静電容量値からＩＰＭ１の種別（ゲート抵抗Ｒ１の抵抗値）を判別することができる。
【００６２】
したがって、最終検査時に外部端子Ｐ１３及びＰ１４を用いた測定方法により、判別用コンデンサＣ１１の静電容量値を測定してゲート抵抗Ｒ１の抵抗値を判別することにより、ゲート抵抗Ｒ１の誤搭載によるＩＰＭ１の不良の有無を簡単に検出することができる。
【００６３】
（効果等）
実施の形態２のＩＰＭ１における制御部２の保護回路４内に設けられるＦＯ出力回路４２は、インピーダンス成分となる静電容量値を有する判別用コンデンサＣ１１を判別用素子として内部に設けている。
【００６４】
このため、ＩＰＭ１の完成段階において、接地電位ＧＮＤが設定される外部電源端子である外部端子Ｐ１４を判別用電源端子として用い、該判別用電源端子と外部検出用端子である外部端子Ｐ１３との間に定電流を供給し、外部端子Ｐ１３，Ｐ１４間の電圧が一定電圧に達する時間を測定する等の比較的簡単な測定方法により、判別用コンデンサＣ１１の静電容量値を認識することができる。
【００６５】
以下、外部端子Ｐ１３及びＰ１４を利用した、判別用コンデンサＣ１１の静電容量値の測定方法（第１及び第２の測定方法）について説明する。
【００６６】
第１の測定方法は、「抵抗値Ｒ固定のＲＣ発振回路を外部端子Ｐ１３及びＰ１４に接続して発振周波数Ｆを測定し、Ｆ、Ｒ（固定した抵抗値）、Ｃ（静電容量値）との関係式に基づき、判別用コンデンサＣ１１の静電容量値Ｃを算出する」方法である。
【００６７】
第２の測定方法は、「外部端子Ｐ１３，Ｐ１４間に定電流Ｉを流した際に一定電圧Ｖ１が印加できるまでの時間（充電時間ｔ）を測定して判別用コンデンサＣ１１の静電容量値Ｃを算出する」方法である。具体的には、以下の式(2)を利用して、判別用コンデンサＣ１１の静電容量値Ｃを算出することができる。
【００６８】
定電流Ｉ(A)×充電時間ｔ(s)＝一定電圧Ｖ１(V)×静電容量値Ｃ(F)…(2)
したがって、上述したゲート抵抗Ｒ１，判別用コンデンサＣ１１間対応づけを予め行った後、上記測定方法（第１及び第２の測定方法）を実行することによってＩＰＭ１の種別を外部から正確に判別することができる。
【００６９】
また、外部端子Ｐ１３及び外部端子Ｐ１４は保護回路４を有するＩＰＭには不可欠な外部端子であるため、実施の形態１と同様、判別用コンデンサＣ１１用に新たに外部端子を追加することなく、製品の小型化を図った、ＦＯ出力回路４２を有するＩＰＭ１を得ることができる。
【００７０】
加えて、実施の形態２のＦＯ出力回路４２では、外部端子Ｐ１３，Ｐ１４間に判別用コンデンサＣ１１のみが介挿されているため、ＩＰＭ１の動作時に外部端子Ｐ１３，Ｐ１４間に流れるリーク電流が増加することはない。
【００７１】
＜実施の形態３＞
図４はこの発明の実施の形態３であるＩＰＭにおけるＦＯ出力回路４３及びその周辺を示す回路図である。なお、ＩＰＭ１の全体構成は図２で示す構成と同様である、図２の保護回路４内に設けられるＦＯ出力回路４０として図４で示すＦＯ出力回路４３を設けたのが実施の形態３である。
【００７２】
図４に示すように、外部端子Ｐ１３，Ｐ１４間に、判別用素子として（機種）判別用抵抗Ｒ１２及び（機種）判別用コンデンサＣ１２を並列に設けたことを特徴とする。なお、実施の形態３のＦＯ出力回路４３は判別用抵抗Ｒ１１に代えて上述した判別用抵抗Ｒ１２及び判別用コンデンサＣ１２を並列に設けた点を除き、図１で示したＦＯ出力回路４１と同様な構成であるため、適宜同一符号を付して説明を省略する。
【００７３】
図４に示すように、実施の形態３のＦＯ出力回路４３は、異常出力信号ＦＯ用端子である外部端子Ｐ１３（検出用外部端子）と接地電位ＧＮＤ設定用の電源端子である外部端子Ｐ１４（判別用電源端子）との間に、判別用抵抗Ｒ１２及び判別用コンデンサＣ１２を並列に介挿している。
【００７４】
判別用抵抗Ｒ１２及び判別用コンデンサＣ１２は電気的特性値として抵抗値及び静電容量値を有している。したがって、上記抵抗値及び上記静電容量値の組合せ（判別用特性値）とゲート抵抗Ｒ１の抵抗値とを予め定めた関係で対応づけることができる。すなわち、複数種のゲート抵抗Ｒ１の抵抗値と、複数種の判別用抵抗Ｒ１２の抵抗値及び判別用コンデンサＣ１２の静電容量値との組合せとの対応づけ（以下、「ゲート抵抗Ｒ１，特性値組合せ間対応づけ」と略記する）を行うことができる。
【００７５】
上記ゲート抵抗Ｒ１，特性値組合せ間対応づけにより、判別用抵抗Ｒ１２の抵抗値及び判別用コンデンサＣ１２の静電容量値の組合せからＩＰＭ１の種別（ゲート抵抗Ｒ１の抵抗値）を判別することができる。
【００７６】
したがって、最終検査時に外部端子Ｐ１３及びＰ１４を用いた測定方法により、判別用抵抗Ｒ１２の抵抗値及び判別用コンデンサＣ１２の静電容量値を測定し、測定した抵抗値及び静電容量値の組合せから、ゲート抵抗Ｒ１の抵抗値を判別することにより、ゲート抵抗Ｒ１の誤搭載によるＩＰＭ１の不良の有無を簡単に検出することができる。
【００７７】
（効果等）
実施の形態３のＩＰＭ１における制御部２の保護回路４内に設けられるＦＯ出力回路４３は、電気的特性値として抵抗値及び静電容量値を有する判別用抵抗Ｒ１２及び判別用コンデンサＣ１２を判別用素子として内部に設けている。
【００７８】
このため、ＩＰＭ１の完成段階において、後に詳述する外部端子Ｐ１３及びＰ１４を用いた測定方法により、判別用抵抗Ｒ１２の抵抗値及び判別用コンデンサＣ１２の静電容量値との組合せを判別用特性値として認識することができる。
【００７９】
以下、外部端子Ｐ１３及びＰ１４を用いた、判別用抵抗Ｒ１２の抵抗値及び判別用コンデンサＣ１２の静電容量値の測定方法について説明する。実施の形態３の測定方法として以下のステップ(a) 〜(c) を実行する。
【００８０】
ステップ(a) ：外部端子Ｐ１３，Ｐ１４間への直流電圧の印加により判別用コンデンサＣ１２をフル充電して判別用コンデンサＣ１２に電流が流れない状態に設定した後、外部端子Ｐ１３，Ｐ１４間に定電流を供給して外部端子Ｐ１３及びＰ１４間の電圧を測定することにより判別用抵抗Ｒ１２の抵抗値ｒ１２を測定する。
【００８１】
ステップ(b)： フル充電後の判別用コンデンサＣ１２を放電させ、外部端子Ｐ１３及びＰ１４間の電圧変化を観測することにより、判別用抵抗Ｒ１２の抵抗値ｒ１２と、判別用コンデンサＣ１２の静電容量値ｃ１２で決定するＲＣ時定数τ１２を測定する。
【００８２】
ステップ(c)： 上記ステップ(a) で求めた抵抗値ｒ１２と、上記ステップ(b) で求めたＲＣ時定数ｔ１２とから、判別用コンデンサＣ１２の静電容量値ｃ１２を算出する。
【００８３】
したがって、上述したゲート抵抗Ｒ１，特性値組合せ間対応づけを行った後、外部端子Ｐ１３及びＰ１４を用いた上記した測定方法によってＩＰＭ１の種別を外部から正確に判別することができる。
【００８４】
さらに、実施の形態３のＦＯ出力回路４３では、ゲート抵抗Ｒ１の抵抗値との対応づける判別用特性値として、判別用抵抗Ｒ１２の抵抗値と判別用コンデンサＣ１２の静電容量値の組合せ（特性値組合せ）を用いることにより、ＩＰＭ１の種別に対応づけ可能な総数を実施の形態１及び実施の形態２のＦＯ出力回路４１及びＦＯ出力回路４２より多くできる分、対応バリエーションを増やすことできる効果を奏する。
【００８５】
また、外部端子Ｐ１３及び外部端子Ｐ１４は保護回路４を有するＩＰＭには不可欠な外部端子であるため、実施の形態１及び実施の形態２と同様、判別用抵抗Ｒ１２及び判別用コンデンサＣ１２用に新たに外部端子を追加することなく、製品の小型化を図った、ＦＯ出力回路４３を有するＩＰＭ１を得ることができる。
【００８６】
さらに、接地電位ＧＮＤが付与される外部電源端子である外部端子Ｐ１４と外部端子Ｐ１３との間に、判別用抵抗Ｒ１２を介挿することにより、ＩＰＭ１の通常動作時における電力の主トータル損失に影響を与えることはない。
【００８７】
＜実施の形態４＞
図５はこの発明の実施の形態４であるＩＰＭにおけるＦＯ出力回路４４及びその周辺回路を示す回路図である。なお、ＩＰＭ１の全体構成は図２で示す構成と同様である、図２の保護回路４内に設けられるＦＯ出力回路４０として図５で示すＦＯ出力回路４４を設けたのが実施の形態４である。
【００８８】
図５に示すように、外部端子Ｐ１３，Ｐ１４間に、判別用素子として判別用抵抗Ｒ１３及び判別用コンデンサＣ１３を直列に設けたことを特徴とする。なお、実施の形態４のＦＯ出力回路４４は判別用抵抗Ｒ１１に代えて上述した判別用抵抗Ｒ１３及び判別用コンデンサＣ１３を直列に設けた点を除き、図１で示したＦＯ出力回路４１と同様な構成であるため、適宜同一符号を付して説明を省略する。
【００８９】
図５に示すように、実施の形態４のＦＯ出力回路４４は、異常出力信号ＦＯ用端子である外部端子Ｐ１３（検出用外部端子）と接地電位ＧＮＤ設定用の電源端子である外部端子Ｐ１４（判別用電源端子）との間に、（機種）判別用抵抗Ｒ１３及び（機種）判別用コンデンサＣ１３を直列に介挿している。
【００９０】
判別用抵抗Ｒ１３及び判別用コンデンサＣ１３は電気的特性値として抵抗値及び静電容量値を有している。したがって、上記抵抗値及び上記静電容量値により決定する時定数τ１３を判別用特性値として予め定めた関係でゲート抵抗Ｒ１の抵抗値に対応づけることができる。すなわち、複数種のゲート抵抗Ｒ１の抵抗値と複数種の時定数τ１３との対応づけ（以下、「ゲート抵抗Ｒ１，時定数τ１３間対応づけ」と略記する場合あり）を行うことができる。
【００９１】
上記ゲート抵抗Ｒ１，時定数τ１３間対応づけにより、時定数τ１３からからＩＰＭ１の種別（ゲート抵抗Ｒ１の抵抗値）を判別することができる。
【００９２】
したがって、最終検査時に判別用抵抗Ｒ１３の抵抗値及び判別用コンデンサＣ１３の静電容量値により決定する時定数τ１３を測定し、測定した時定数τ１３からゲート抵抗Ｒ１の抵抗値を判別することにより、ゲート抵抗Ｒ１の誤搭載による不良のＩＰＭ１の有無を簡単に検出することができる。
【００９３】
（効果等）
実施の形態４のＩＰＭ１における制御部２の保護回路４内に設けられるＦＯ出力回路４４は、電気的特性値として抵抗値及び静電容量値を有する判別用抵抗Ｒ１３及び判別用コンデンサＣ１３を判別用素子として内部に設けている。
【００９４】
このため、ＩＰＭ１の完成段階において、後述する外部端子Ｐ１３及びＰ１４を用いた測定方法により、判別用抵抗Ｒ１３の抵抗値及び判別用コンデンサＣ１３の静電容量値より決定する時定数τ１３を認識することができる。
【００９５】
以下、外部端子Ｐ１３及びＰ１４を用いた時定数τ１３の測定方法について説明する。時定数τ１３の測定は、外部端子Ｐ１３，Ｐ１４間に直流電圧を付与し、完全放電状態の判別用コンデンサＣ１３を充電し、外部端子Ｐ１３及びＰ１４間の電圧を観測することにより行うことができる。
【００９６】
したがって、上述したゲート抵抗Ｒ１，時定数τ１３間対応づけを行った後、上記測定方法による比較的簡単な操作によってＩＰＭ１の種別を外部から正確に判別することができる。
【００９７】
さらに、実施の形態４のＦＯ出力回路４４では、ゲート抵抗Ｒ１の抵抗値との対応づけに時定数τ１３を用いることにより、ＩＰＭ１の種別に対応づけ可能な総数を実施の形態１及び実施の形態２のＦＯ出力回路４１及びＦＯ出力回路４２より多くできる分、対応バリエーションを増やすことできる効果を奏する。
【００９８】
また、外部端子Ｐ１３及び外部端子Ｐ１４は保護回路４を有するＩＰＭには不可欠な外部端子であるため、実施の形態１〜実施の形態３と同様、判別用抵抗Ｒ１３及び判別用コンデンサＣ１３用に新たに外部端子を追加することなく、製品の小型化を図った、ＦＯ出力回路４４を有するＩＰＭ１を得ることができる。
【００９９】
＜その他＞
上述した実施の形態１〜実施の形態４のＦＯ出力回路４１〜４４では、ＩＰＭ１の製品種別を決定するパラメータとしてゲート抵抗Ｒ１の抵抗値を挙げたが、他のパラメータによってＩＰＭ１の製品種別を決定する場合であっても良い。例えば、保護回路４における各種保護機能の異常検出しきい値が製品毎に異なる場合、実施の形態１では、複数種の判別用抵抗Ｒ１１の抵抗値等と複数種の上記異常検出しきい値とを対応づけることによって、判別用抵抗Ｒ１１の抵抗値から、上記異常検出しきい値により分類されるＩＰＭ１の製品種別を判別することが可能となる。
【０１００】
なお、上記した「複数種の判別用抵抗Ｒ１１の抵抗値」に関し、実施の形態２の場合は「判別用コンデンサＣ１１の静電容量値」、実施の形態３の場合は「判別用抵抗Ｒ１２の抵抗値と判別用コンデンサＣ１２の静電容量値との組合せ」、実施の形態４の場合は「時定数τ１３」にそれぞれ置き換わる。
【０１０１】
また、例えば、実施の形態１のＦＯ出力回路４１において、図１の破線で示すように、外部端子Ｐ１３，Ｐ１４間に判別用抵抗Ｒ１１を設ける構成（第１の態様）に代えて、電源電圧ＶＤが付与される動作電源供給用の外部電源端子である外部端子Ｐ１１を判別用電源端子とし、該判別用電源端子と外部端子Ｐ１３との間に判別用抵抗Ｒ２１を設ける構成（第２の態様）を採用しても良い。
【０１０２】
同様にして、外部端子Ｐ１１，Ｐ１３間において、判別用コンデンサＣ１１相当（実施の形態２）、判別用抵抗Ｒ１２及び判別用コンデンサＣ１２相当の並列介挿（実施の形態３）、判別用抵抗Ｒ１３及び判別用コンデンサＣ１３相当の直列介挿（実施の形態４）をそれぞれ第２の態様として採用しても良い。この場合、図３〜図５で示す構成が実施の形態２〜実施の形態４における第１の態様となる。
【０１０３】
第２の態様の場合、ＩＰＭ１の完成段階において、例えば、実施の形態１のＦＯ出力回路４１の場合、電源電圧ＶＤが付与される外部電源端子である外部端子Ｐ１１と外部検出用端子である外部端子Ｐ１３との間に定電流を供給し、外部端子Ｐ１１，Ｐ１３間の電圧を測定する等の外部端子Ｐ１１及びＰ１３を用いた比較的簡単な測定方法により、判別用抵抗Ｒ２１の抵抗値を判別することができる。
【０１０４】
なお、実施の形態２〜実施の形態４のＦＯ出力回路４２〜４４においても、外部端子Ｐ１３及びＰ１４を用いた測定方法と同様にして、外部端子Ｐ１１及びＰ１３を用いた測定方法を用いることがきる。
【０１０５】
このように、実施の形態１〜実施の形態４それぞれにおいて、第２の態様を採用することにより、判別用素子（判別用抵抗Ｒ１１（Ｒ２１）〜Ｒ１３，判別用コンデンサＣ１１〜Ｃ１３）の設置バリエーションを高めることができる。例えば、実施の形態１のＦＯ出力回路４１において、第１及び第２の態様を併せて採用することにより、第１の判別用素子である判別用抵抗Ｒ１１を外部端子Ｐ１３，Ｐ１４間に設け、さらに、第２の判別用素子である判別用抵抗Ｒ２１を外部端子Ｐ１１，Ｐ１３間に設けることができる。
【０１０６】
上述した第１及び第２の態様の組合せを採用することにより、ＩＰＭ１の種別に対応づけて判別用抵抗Ｒ１１及びＲ２１の抵抗値の組合せを設定することにより、上記測定方法によって判別可能な半導体装置の種別の総数を増加させることができる。
【０１０７】
ただし、実施の形態１及び実施の形態３の場合は、電源電圧ＶＤが供給される外部端子Ｐ１１と外部端子Ｐ１３との間に判別用抵抗Ｒ２１（Ｒ１３相当の抵抗）を設けることになるため、ＩＰＭ１の動作時に判別用抵抗Ｒ２１に電流が流れることによる電力損失が懸念される。
【０１０８】
また、実施の形態２〜実施の形態４の場合は、電源電圧ＶＤが供給される外部端子Ｐ１１と外部端子Ｐ１３との間に判別用コンデンサＣ１１（〜Ｃ１３）を設けることになるため、判別用コンデンサＣ１１の放電時にフォトカプラ３０が誤動作する懸念があるが、判別用コンデンサＣ１１の静電容量値を数ｐＦ程度の十分小さい値に設定することにより、上記懸念を確実に回避することができる。
【０１０９】
また、実施の形態１〜実施の形態４では、判別用素子として抵抗及びコンデンサの少なくとも一つを用いて、図１，図３〜図５で示した接続形態で外部端子Ｐ１３，Ｐ１４（Ｐ１１）間に設ける構成を示した。しかしながら、実施の形態１〜実施の形態４で示した接続形態以外でも、外部端子Ｐ１３及びＰ１４を用いた測定方法によって、電気的特性値である抵抗値、静電容量値（及びその組合せ）等、並びに抵抗値及び静電容量値により決定する時定数等を含む判別用特性値が認識される接続形態で設けられる構成であれば、この発明を適用することができる。
【０１１０】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
１  ＩＰＭ、２  制御部、３  制御回路、４  保護回路、５  駆動回路、６  ＩＧＢＴ、１０  パワースイッチング部、３０  フォトカプラ、４０〜４４  ＦＯ出力回路、Ｃ１１〜Ｃ１３  判別用コンデンサ、Ｑ２  ＦＯ検知トランジスタ、Ｒ１  ゲート抵抗、Ｒ２  ＦＯ用抵抗、Ｒ１１〜Ｒ１３，Ｒ２１  判別用抵抗。
【図１】
2015068810.tif 000003
【図２】
2015068810.tif 000004
【図３】
2015068810.tif 000005
【図４】
2015068810.tif 000006
【図５】
2015068810.tif 000007
【図６】
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