【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电路组件、一种电系统和一种用于求取栅极控制的半导体结构元件的截止层温度的方法。
技术介绍
1、尤其是对于功率电子应用而言，除了当前流动的电流之外，功率半导体的当前的截止层温度是最重要的状态参量。因此，在设计功率半导体时，已经考虑最大允许的截止层温度，因为仅在该温度以下才能够确保功率半导体的可靠运行。
2、优选的，尽可能多地充分利用这样的功率半导体的性能能力，即尽可能地如此负荷功率半导体，使得所述功率半导体的温度恰好达到最大允许的截止层温度。因此，在运行期间需要精确地了解当前的截止层温度，以便必要时执行负载降低或者与此不同的用于防止不允许的温度升高的措施。
3、通常，借助在半导体的紧邻处的传感器元件(例如与温度有关的电阻)确定截止层温度。
4、m.denk和m.m.bakran的《igbt gate driver with accurate measurement ofjunction temperature and inverter output curren》，2017年欧洲pcim会议论文集，描述一种方法，在该方法中，在igbt的关断的状态中，将具有小振幅的高频交流电压叠加到igbt的负栅极电压上。通过测量在igbt的栅极电流回路中的电流，可能的是，将该电流用作温度敏感参数，因为该电流受igbt内部的栅极连接端的寄生阻抗的温度相关性所影响。
技术实现思路
1、根据本专利技术的第一方面，提出一种用于求取栅极控制的半导体结构元件
2、第一半导体结构元件和第二半导体结构元件是并联连接的、栅极控制的半导体结构元件，借助栅极控制电路能够设定所述半导体结构元件的相应的导纳(即相应的源极漏极路段的或相应的发射器集电极路段的导纳)。为此，栅极控制电路具有单独的电路部件，所述电路部件具有单独的输出端，所述单独的输出端与两个半导体结构元件的相应的栅极连接端电连接，使得借助栅极控制电路能够实现对两个半导体结构元件的独立的操控。优选地，第一和第二半导体结构元件构造单个的拓扑开关，在该拓扑开关中，两个半导体结构元件始终同时地被接通/关断或设定到相同的工作点上，而不由此将该电路组件局限于对两个半导体结构元件的这样的优选操控。
3、不仅能够将栅极控制电路构造为单个的电路单元，在该单个的电路单元中，相应的电路部件使用可能部分公共的部件，用于对两个半导体结构元件的独立的操控，而且能够将栅极控制电路用作两个完整的不相交的电路单元，所述电路单元例如也具有相对于彼此的空间分离。
4、栅极控制电路设立为用于，在两个半导体结构元件的主动正向运行中至少在预定义的时间段内，借助第一信号改变第一半导体结构元件的第一栅极电压，并且借助第二信号改变第二半导体结构元件的第二栅极电压，该第二信号与所述第一信号方向相反，其中，两个半导体结构元件的由并联电路得出的总导纳(该总导纳相应地影响并联电路的总工作电流)基本上保持恒定，而相应的半导体结构元件的单导纳相应于栅极操控改变。优选地，第一和第二信号分别是交变信号，使得借助第一和第二信号对相应的栅极电压的改变引起相应的栅极电压围绕半导体结构元件的相应的(优选相同地设定的)工作点的改变。例如，相应的工作点通过共同的驱动器电路或者通过用于每个半导体结构元件的单独的驱动器电路设定。此外能够考虑，栅极驱动器电路和栅极控制电路是共同的电路单元。
5、此外，应指出的是，两个半导体结构元件的总导纳原则上只需要在由两个半导体结构元件的组合式漏极电流或集电极电流操控的负载(例如电动马达)为了无干扰运行所需要的程度上保持恒定。换言之，根据相应的使用场景能够考虑，有意识地接受总导纳的一定的波动，以便可以使用例如更简单的和/或更成本有利的栅极控制电路。这样的波动例如基于半导体结构元件的公差和/或栅极控制电路和/或另外的影响产生，所述另外的影响进一步在下文中在描述本专利技术的有利的实施方式的过程中更详尽地阐述。
6、分析处理单元例如构型为asic、fpga、处理器、数字信号处理器、微控制器、构型为分立的模拟电路和/或数字电路或者类似物，并且该分析处理单元在信息技术方面与第一电流测量设备和第二电流测量设备连接。第一和第二电流测量设备例如是测量电阻(分别与栅极阻抗串联)，所述测量电阻布置在两个半导体结构元件的相应的源极栅极回路中，通过相应的电压传感器检测所述测量电阻的所产生的电压降。在电流测量设备的这样的构型中，电压降的测量的相应的测量信号通过相应的测量电阻传输给分析处理单元。除此之外，也能够考虑，借助与此不同的测量设备(例如电流传感器)检测相应的栅极电流。
7、在此基础上，分析处理单元设立为用于，借助第一电流测量设备检测第一半导体结构元件的第一栅极电流，并且借助第二电流测量设备检测第二半导体结构元件的第二栅极电流。此外，分析处理单元设立为用于，基于相应的经改变的栅极电压和与所述经改变的栅极电压分别相对应的栅极电流，分别求取第一半导体结构元件的和第二半导体结构元件的截止层温度。为此，分析处理单元基于上述参量首先求取两个半导体结构元件的相应的寄生栅极阻抗。进而，借助供分析处理单元使用的、关于栅极阻抗的温度相关性的信息(例如呈查找表的形式，英语：“lookup-table”)，该分析处理单元能够求取第一和第二半导体结构元件的相应的截止层温度。
8、一般而言，应指出的是，第一半导体结构元件和第二半导体结构元件有利地是构造得相同的半导体结构元件，但是这些半导体结构元件也可以是彼此不同的半导体结构元件。与此相应地，通过单独地改变相应的栅极电压，也能够在使用构造得不同的半导体结构元件的情况下将总导纳或总工作电流基本上保持恒定。
9、优选地，第一信号的和第二信号的相应的振幅相应于半导体结构元件的所使用的工作点电压(例如高达18v)的一小部分，并且进一步优选地在几百毫伏直至几伏的范围中，而不由此局限于这样的电压范围。除此之外，优选这样选择相应的振幅，使得在围绕工作点改变栅极电压时，在该范围中可以近似地假定半导体结构元件的线性特性曲线。此外，优选这样选择振幅，使得在求取截止层温度时可以遵守所要求的分辨率或精度和/或所需要的信噪比。
10、此外能够考虑，反复地、尤其是以固定的时间间距和/或根据状况、例如仅在具有半导体结构元件的特别高的电流负荷的相位中，执行半导体结构元件的温度测量。
11、基于上文描述的根据本专利技术的电路组件产生大量优点，所述优点尤其表现在几乎无迟滞的且特别高分辨率的温度测量上。这通过下述方式产生：温度测量不是通过热耦合的外部传感器元件(例如ntc)进行，该外部传感器元件的温度测量必然伴随着一定的时间迟滞和低通特性。此外，根据本专利技术的电路组件提供实施用于所有相关的半导体结构元件的独立的温度测量的一种特别成本有利的可能性。
12、从属权利要求示出本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于求取栅极控制的半导体结构元件的截止层温度的电路组件，所述电路组件具有：
2.根据权利要求1所述的电路组件，其中，所述第一半导体结构元件(10)和/或所述第二半导体结构元件(20)分别是
3.根据上述权利要求中任一项所述的电路组件，其中，所述预定义的时间段是用于检测相应的截止层温度的测量时间段。
4.根据上述权利要求中任一项所述的电路组件，其中，所述第一信号(S1)和所述第二信号(S2)是
5.根据上述权利要求中任一项所述的电路组件，其中，所述分析处理单元(60)设立为用于，根据所述第一半导体结构元件(10)的和所述第二半导体结构元件(20)的
6.根据权利要求5所述的电路组件，其中，所述分析处理单元(60)设立为用于，基于对所述第一信号(S1)和/或所述第二信号(S2)的相应的调整，求取所述两个半导体结构元件(10，20)的和/或相对应的电路组成部分的状态。
7.根据上述权利要求中任一项所述的电路组件，所述电路组件此外具有至少一个另外的并联电路，所述另外的并联电路由第三半导体结构元件和第四半导体结构元
8.电系统，所述电系统具有根据上述权利要求中任一项所述的电路组件，其中，所述电系统设立为用于，至少暂时地、尤其是反复地在正向运行中运行所述第一半导体结构元件(10)和所述第二半导体结构元件(20)。
9.根据权利要求8所述的电系统，其中，所述电系统是
10.用于求取栅极控制的半导体结构元件的截止层温度的方法，所述方法具有下述步骤：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于求取栅极控制的半导体结构元件的截止层温度的电路组件，所述电路组件具有：
2.根据权利要求1所述的电路组件，其中，所述第一半导体结构元件(10)和/或所述第二半导体结构元件(20)分别是
3.根据上述权利要求中任一项所述的电路组件，其中，所述预定义的时间段是用于检测相应的截止层温度的测量时间段。
4.根据上述权利要求中任一项所述的电路组件，其中，所述第一信号(s1)和所述第二信号(s2)是
5.根据上述权利要求中任一项所述的电路组件，其中，所述分析处理单元(60)设立为用于，根据所述第一半导体结构元件(10)的和所述第二半导体结构元件(20)的
6.根据权利要求5所述的电路组件，其中，所述分析处理单元(60)设立为用于，基于对所述第一信号(s1)和/或所述第二信号(s2)的相应的调整，求取所述两个半导...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·温克勒，M·里费尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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