JP-A-2-171904号がある。これは、電流制限回路の最適化とIGBTによる大電流化への対応を目的としたものである。IGBTの保護機能として電流制限回路を付加し、この電流制限特性の精度向上を目的としたものであるが、連続通電に対する保護機能を持っておらず、異常時におこる急激な発熱によるパワートランジスターの破壊に対しては必ずしも信頼性の高いものではなかった。保護回路を構成するコンパレータ,トランジスタ及び抵抗素子をIGBTの中で実現するための手段については述べておられず、全回路IC化によるワンチップイグナイタを達成するためのものではなくコンパクトな点火装置を供給するためには必ずしも有効な手段とはなっていなかった。[0004]【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、縦型IGBTイグナイタに電流制限回路及び、チップの温度を検知し、この温度が設定温度以上になった場合に一次電流を強制的に遮断するサーマルシャットオフ回路をワンチップで全て作り込むことによりコンパクトな点火装置を供給することができる。one-chip.【0005】又、サーマルシャットオフ回路の異常検出温度を動作保証温度より高い温度且つ、破壊ジャンクション温度以下に設定し、検出温度と復帰温度にヒステリシスをもたせ、一度強制遮断モードを発生した場合しがらく復帰しないようにパワートランジスタを熱破壊から守ることにより、信頼性の高い点火装置を達成することができる。igniter.【0006】サーマルシャットオフ回路の温度検出素子を縦形IGBT構造内のPN接合ダイオードで構成することにより、IGBTのジャンクション温度をほとんどダイレクトに検出できるため、精度のよいサーマルシャットオフ回路が可能となる。電流制限回路を構成するトランジスタをIGBT構造内で作り込むことにより、全回路IC化によるワンチップIGBTイグナイタを達成することができる。[0007]【作用】本発明によれば、従来の点火装置が持っている大電流スイッチング機能に追加して、電流制限機能,連続通電及びダンプサージに対するパワートランジスターの保護回路を持った点火装置がワンチップIGBTで可能となる。system(サーマルシャットオフ機能なし)。1はECU、2は点火装置、3は点火コイル、4は点火プラグを示す。ECU1の出力段は、PNPトランジスタ9,NPNトランジスタ10,抵抗11,12より構成され、適正な点火タイミングでトランジスタ9,10をON,OFFし、点火装置にHIGH,LOWのパルスを出力する。LOW00〜400Vの高電圧を発生する。00~400V.【0009】図2には、本発明のワンチップ点火装置の構成を表す内部等価回路を示す。IGBT、15は1次電流を検知する電流検知回路、16は電流検知回路15によってゲート電圧を制御して1次電流を設定値に制限する電流制限回路、17はチップの温度を検知する温度検知回路及び条件によって1次電流を強制的に遮断し、再復帰させるサーマルシャットオフ回路である。18はIGBT14,電流検知回路15,電流制限回路16,サーマルシャットオフ17をワンチップに集約したICである。chip.【0011】IGBTは、ゲート電圧を正にしたり、負にしたりすることで、デバイスのオン・オフ制御ができる。図3はその代表的な断面図である。PNPNの4層構造で形成されている。20間に正の電圧(Vth以上)を印加すると、Pベース層23にNチャンネルが形成され、コレクタ19からエミッタ20に向かうルートで電流が流れる。20.【0012】図4にIGBT構造内に形成されたサーマルシャットオフ回路の温度検出素子として用いられるダイオードを示す。N層23よりコンタクト24で引き出されたカソード25とP層26とN層27をブリッジしてコンタクト28で引き出されたアノード29より形成されている。IGBT内のPN接合ダイオードで構成することにより、IGBTのジャンクション温度をほとんどダイレクトに検出できるため、精度のよいサーマルシャットオフ回路を可能としている。IGBT構造内の寄生ダイオードの影響を受けやすい場合は図5に示すように、ポリシリコンダイオード30で構成することによりこの影響をなくすことができるが、酸化膜を介しての温度検出となるため、温度検出の精度が悪くなる。これと同じプロセスを用いて、IGBT構造内に保護回路に使うトランジスタを形成したものが図6に示したラテラル形NPNトランジスタ31と図7に示したNチャンネルMOSトランジスタ32である。図8に示したように、N拡散層を抵抗素子39として用いることも可能である。IGBTの表面に形成されるポリシリコン抵抗で構成する。surface.【0013】図9には、本発明の一実施例の点火システム構成を示す。図1の通常のシステムに対しパワートランジスタ,電流検出用負荷,電流制御回路は同一ワンチップ上の集積回路で構成されている。chip.【0014】パワートランジスタ40はエンハンスメント形n−チャンネルMOSゲートとPNPバイポーラトランジスタを組み合わせたIGBTでありコレクタ〜ドレイン及びドレイン〜ソース間にはフライホイール電流を流す寄生ツェナーダイオード41,42が設けられている。43はIGBTのエミッタとGND間に設けられる。負荷素子は全て抵抗のみならず電流が設定できるインピーダンス素子を想定する。46,47による作動回路により構成される。48,49により分圧された電圧源の出力端子をトランジスタ45のベースに接続する。43による電圧降下はつねに一定となり温度係数をもたない電流検出を可能としている。due.【0016】サーマルシャットオフ回路は、トランジスタ50,信号線からGNDに向かって順方向に接続されたダイオード53,54とそのプルアップ素子55,トランジスタ56,57及び抵抗58,59,60で構成された作動回路とその分圧電源をなす抵抗61,62から成っている。作動回路の出力はトランジスタ56のドレインから出し、抵抗51を介してトランジスタ50のゲートと、抵抗43を介してトランジスタ57のゲートに接続されている。43.【0017】サーマルシャットオフ回路は連続通電等によるパワートランジスタの熱破壊を防止するために設けている。図10に一次電流波形,コレクタ・エミッタ間電圧,消費電力の関係を示す。パワートランジスタの発熱は消費電力によって決まるため、1次電流とコレクタ・エミッタ間電圧の積算で求めることができる。(Icmax÷2)×t1)÷周期の式で求まる。t1=4ms,周期=6msの時の消費電力は4Wであり発熱は小さい。連続通電が発生した場合は、電流制限領域t2の消費電力が長時間続くモードとなる。(8A)×(8V)=64Wであり発熱が大きく数秒でパワートランジスタが破壊に至る。電流制限中にバッテリーラインに不具合が発生し、ラインにダンプサージが乗った場合には、発熱はさらに大きくなり短時間で破壊に至る。サーマルシャットオフはパワートランジスタの温度を検出し、破壊温度に至る前に通電信号を強制的に遮断する機能である。temperature.【0018】サーマルシャットオフ回路の動作原理について以下図11を用いて説明する。点火コイルを駆動する制御信号である。teeth,遮断される点火コイルの1次電流である。aは連続通電の範囲であり、bはサーマルシャットオフが働いた点であり、cは再復帰点である。point.【0019】はトランジスタ28のゲート電圧である。35,36の分圧により約1Vがかかるように設定してある。トランジスタ27のゲート電圧である。62=1.4Vがかかっており、普通の状態では作動回路の出力はLOWとなりトランジスタ23はOFFとなっている。C.の温度係数をもっているため、温度が上がるとこれに準じて電圧が下がる。GNDにおとし1次電流を強制遮断する。以上のヒステリシスをもたせているためパワートランジスタの温度がシャットオフ温度より50°C以上下がるまで再通電を禁止している。この検出温度はイグナイタの最大動作保証温度より高い値且つ、トランジスタの破壊ジャンクション温度以下に設定しているため、通常の動作温度範囲では普通に動作し、異常発熱時のみ動作を強制的に制御しイグナイタを熱破壊から守ることが可能となっている。destruction.【0020】温度検出用素子として、ダイオードの代わりに温度係数を持つ抵抗等の素子でも構成することが可能である。[0021]【発明の効果】本発明によれば、縦構造IGBTイグナイタにおいて、デバイスの保護機能である電流制限回路及び、サーマルシャットオフ回路をIGBT構造内部に形成できるため、全回路IC化によるワンチップイグナイタが達成でき、点火装置の小型化が可能となる。DRAWINGS【図1】通常の点火装置の構成。device.【図2】本発明の要点を示す内部等価回路。FIG.【図3】IGBTの断面構造。IGBT.【図4】IGBT構造内部に形成した接合形ダイオードの構成図。structure.【図5】IGBT表面に形成したポリシリコンダイオードの構成図。surface.【図6】IGBT構造内部に形成したNPNトランジスタの構成図。structure.【図7】IGBT構造内部に形成したMOSトランジスタの構成図。structure.【図8】IGBT構造内部に形成した抵抗素子の構成図。structure.【図9】一実施例を表す回路。embodiment.【図10】パワートランジスタの消費電力。transistor.【図11】本発明の動作を表す信号波形。46,48,49,51,58,59,60,61,62...抵抗素子、53,54...ダイオード。