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Title:
POWER TRANSISTOR ARRANGEMENT HAVING A CURRENT MEASURING CIRCUIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/187714
Kind Code:
A1
Abstract:
A description is given of a power transistor arrangement (11) comprising a power transistor (12) and a current measuring circuit (13) which is connected to the power transistor (12) and is intended to determine a through-current through the power transistor (12). The through-current is guided from the source connection (14) of the power transistor (12) via at least one source bonding wire (15). A first measuring bonding wire (16) is connected between a first end (17) of the source bonding wire (15) facing the source connection (14) and the source connection (14). A second measuring bonding wire (18) is connected downstream of a second end (19) of the source bonding wire (15) facing away from the source connection (14). Both measuring bonding wires (16, 18) are connected to the current measuring circuit (13). Known power transistor arrangements have only limited reliable overcurrent protection. According to the invention, in addition to the first and second measuring bonding wires (16, 18), a third measuring bonding wire (21) is connected downstream of the second end (19) of the source bonding wire (15), wherein the third measuring bonding wire (21) is also connected to the current measuring circuit (13). As a result, the gate charge can be determined independently of the current through the source bonding wire (15), thus improving the overcurrent protection for the power transistor (12).

Inventors:
ERCKERT RICARDO (DE)
STRACHE SEBASTIAN (DE)
BARNER ALEXANDER (DE)
ROSAHL THORALF (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/056746
Publication Date:
September 24, 2020
Filing Date:
March 13, 2020
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
G01R19/00; H02M1/00; H03K17/00
Foreign References:
US20100019750A12010-01-28
US6304472B12001-10-16
DE112014006358T52016-10-20
Other References:
ZHIQIANG WANG ET AL: "A fast overcurrent protection scheme for IGBT modules through dynamic fault current evaluation", APPLIED POWER ELECTRONICS CONFERENCE AND EXPOSITION (APEC), 2013 TWENTY-EIGHTH ANNUAL IEEE, IEEE, 17 March 2013 (2013-03-17), pages 577 - 583, XP032410395, ISBN: 978-1-4673-4354-1, DOI: 10.1109/APEC.2013.6520268
F. STUECKLER ET AL: "CoolMOS(TM) C7 650V Switch in a Kelvin Source Configuration", INFINEON APPLICATION NOTE AN 2013-05 V1.0, 1 May 2013 (2013-05-01), United States, pages 1 - 10, XP055575729
T. HORIGUCHIH. AKAGI: "A high-speed protection circuit for igbts subjected to hard-switching faults", IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, vol. 51, no. 2, March 2015 (2015-03-01), pages ff. 1774 - 1781
K. OBERDIECKS. SOENKER. W. DEDONCKER: "Short Circuit Detection Using the Gate Charge Characteristic for Trench/Fieldstop-IGBTs", 18TH EUROPEAN CONFERENCE ON POWER ELECTRONICS AND APPLICATIONS (EPE'16 ECCE EUROPE, September 2016 (2016-09-01)
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Claims:
Ansprüche

1. Leistungstransistoranordnung (11), umfassend einen Leistungstransistor

(12) und eine mit dem Leistungstransistor (12) verbundene

Strommessschaltung (13) zur Bestimmung eines Durchgangsstroms durch den Leistungstransistor (12),

wobei der Durchgangsstrom vom Source-Anschluss (14) des

Leistungstransistors (12) über mindestens einen Source-Bonddraht (15) geführt ist,

und wobei ein erster Mess-Bonddraht (16) zwischen einem ersten Ende (17) des Source-Bonddrahts (15), das dem Source-Anschluss (14) zugewandt ist, und dem Source-Anschluss (14) angeschlossen ist,

und wobei ein zweiter Mess-Bonddraht (18) hinter einem zweiten Ende (19) des Source-Bonddrahts (15), das dem Source-Anschluss (14) abgewandt ist, angeschlossen ist,

und wobei beide Mess-Bonddrähte (16, 18) mit der Strommessschaltung

(13) verbunden sind,

dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten Mess-Bonddraht (16, 18) ein dritter Mess-Bonddraht (21) vor dem ersten Ende (17) des Source-Bonddrahts (15) angeschlossen ist, wobei der dritte Mess-Bonddraht (21) mit einer Referenzmasse der Strommessschaltung (13) verbunden ist.

2. Leistungstransistoranordnung (11) nach Anspruch 1 , umfassend eine Gate- Treiberschaltung (20) zur Ansteuerung eines Gate-Anschlusses des

Leistungstransistors (12), wobei der erste und der zweite Mess-Bonddraht (16, 18) durch den dritten Mess-Bonddraht (21) von der Gate- Treiberschaltung (20) entkoppelt ist.

3. Leistungstransistoranordnung (11) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die

Strommessschaltung (13) einen Differenzverstärker (22) umfasst, um eine Spannungsdifferenz zwischen beiden Enden (17, 19) des Source- Bonddrahts (15) aus den von den Mess-Bonddrähten (16, 18, 21) erhaltenen Spannungen zu bestimmen und dadurch den Durchgangsstrom durch den Leistungstransistor (12) zu bestimmen.

4. Leistungstransistoranordnung (11) nach Anspruch 3, wobei die

Strommessschaltung (13) dazu eingerichtet ist, den Ausgang des

Differenzverstärkers (22) durch analoge und/oder digitale Auswertung weiterzuverarbeiten.

5. Leistungstransistoranordnung (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein erster Spannungspfad (23) des ersten Bond-Messdrahts (16) zwischen dem ersten Ende (17) des Source-Bonddrahts (15) und der Strommessschaltung (13) und ein zweiter Spannungspfad (24) des zweiten Bond-Messdrahts (18) zwischen dem zweiten Ende (19) des Source- Bonddrahts (15) und der Strommessschaltung (13) über einen Integrator (25) verbunden sind.

6. Leistungstransistoranordnung (11) nach Anspruch 6, wobei der zweite

Spannungspfad (24) einen zweiten Signaleingang für den

Differenzverstärker (22) liefert.

7. Leistungstransistoranordnung (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Strommessschaltung (13) dazu eingerichtet ist, sowohl den Durchgangsstrom durch den Leistungstransistor (12) als auch die

Gateladung während eines Schaltungsvorgangs des Leistungstransistors (12) zu bestimmen.

Description:
Beschreibung

Titel

LEISTUNGSTRANSISTORANORDNUNG MIT STROMMESSSCHALTUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungstransistoranordnung, umfassend einen Leistungstransistor und eine mit dem Leistungstransistor verbundene Strommessschaltung zur Bestimmung eines Durchgangsstroms durch den Leistungstransistor, wobei der Durchgangsstrom vom Source-Anschluss des Leistungstransistors über mindestens einen Source-Bonddraht geführt ist, und wobei ein erster Mess-Bonddraht zwischen einem ersten Ende des Source- Bonddrahts, das dem Source-Anschluss zugewandt ist, und dem Source- Anschluss angeschlossen ist. Dieser hat gleichzeitig auch die Funktion der Bezugsmasse des Gatetreibers und der Versorgung der Gateansteuerung. Ein zweiter Mess-Bonddraht ist hinter einem zweiten Ende des Source-Bonddrahts, das dem Source-Anschluss abgewandt ist, angeschlossen, und wobei beide Mess-Bonddrähte mit der Strommessschaltung verbunden sind.

Stand der Technik

In Wechselrichtern zur Ansteuerung von Elektromotoren in der Elektromobilität ist es bekannt, für das Erkennen von Überlast den Durchgangsstrom durch den zugehörigen Leistungstransistor zu messen (auch Stromsensierung genannt). Hierfür wird eine Reihe verschiedener Methoden angewendet, wie zum Beispiel DESAT-Erkennung, Integration der Spannung über die Source-Induktivität (eines Source-Bonddrahts) oder auch ein sogenannter SENSE-Emitter-Ausgang bei IGBT (englisch: insulated-gate bipolar transistor) beziehungsweise SENSE-FET bei MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor).

Die Anforderungen an die Sicherheitsabschaltungen für derartige

Leistungstransistoren werden durch neue schnelle Leistungshalbleiter- Technologien, wie beispielsweise Silizium-Carbid(SiC)- und Gallium-Nitrid(GaN)- Transistoren, immer kritischer. Im Rahmen der Sicherheitsanforderungen werden außerdem redundante Konzepte bevorzugt.

Aktuell wird hauptsächlich die DESAT(Desaturierungs)-Erkennung eingesetzt. Diese ist bei IGBT-Systemen sehr einfach umzusetzen. Außerdem sind IGBT typischerweise bis zu 10 ps kurzschlusssicher, sodass die zeitlichen

Anforderungen an die Überstromdetektion geringer sind, als es bei den neueren SiC- und GaN-Technologien der Fall ist. Durch die externe Beschaltung mit Hochvoltdioden zur Entkopplung bei der DESAT-Erkennung muss eine zusätzliche Ausblendzeit eingeführt werden, damit keine fehlerhafte Erkennung stattfindet.

Als Alternative wird der SENSE-FET eingesetzt, also ein Teil des

Leistungshalbleiters, der zur Messung des Durchgangsstroms verwendet wird. Dieser Ansatz hat den Nachteil, dass es ein spezielles Layout des

Leistungshalbleiters geben muss. Auch ist die Dynamik eingeschränkt und die höheren Kosten im Vergleich mit konventionellen Leistungshalbleitern machen diesen Ansatz daher eher uninteressant.

Der Ansatz der Integration der Spannung über einen Source-Bonddraht ist für hohe Stromänderungen sehr schnell und hinreichend genau. Die sich daraus ergebenen Messsignale sind sehr groß und damit gut auswertbar. In getakteten DC/DC-Wandlern wird diese Methode ebenfalls zur Stromsensierung eingesetzt und ist unter dem Stichwort„DCR-Sensing“ in der Literatur zu finden.

Es wird aber auch alternativ zum Beispiel die Gateladung gemessen und diese zur Überstrombewertung herangezogen. Letzteres ist aus T. Horiguchi and H. Akagi,“A high-speed protection Circuit for igbts subjected to hard-switching faults”, IEEE Transactions on Industry Applications, Ausgabe 51 , Nr. 2, ff.

1774-1781 , März 2015 (im Folgenden: Horiguchi et al.) sowie aus K. Oberdieck, S. Soenke und R. W. DeDoncker,“Short Circuit Detection Using the Gate Charge Characteristic for Trench/Fieldstop-IGBTs”, 18th European Conference on Power Electronics and Applications (EREΊ6 ECCE Europe), September 2016 (im Folgenden: Oberdieck et al.) bekannt. Dieser Ansatz ist kosteneffizient und mit geringem Aufwand durchführbar, und es kann damit sehr schnell ein Überstrom detektiert werden. Es werden, wie auch bei dem Ansatz der Messung der Spannung über der Source-Induktivität, keine hochvoltkritischen Knoten erfasst. Durch die Ansteuerung der MOSFET mit Spannungsquellen wird ein

Vorwiderstand in der Ausführung benötigt, worüber sich die Gateladung messen lässt. Bei stromquellenbasierten Gate-Treiberschaltungen wird ein externer Gatewiderstand nicht mehr benötigt. Dadurch wird die Messung der Gateladung schwieriger, weil ein zusätzlicher Shunt benötigt wird, der Verluste generiert, nur kleine Signale erzeugt und Einfluss auf die Ansteuerung hat.

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Leistungstransistor der eingangs genannten Art zur Verfügung gestellt, wobei zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten Mess- Bonddraht ein dritter Mess-Bonddraht vor dem ersten Ende des Source- Bonddrahts angeschlossen ist, wobei auch der dritte Mess-Bonddraht mit einer Referenzmasse der Strommessschaltung verbunden ist.

Vorteile der Erfindung

Es wird mit dieser Lösung eine Leistungstransistoranordnung bereitgestellt, die eine Messung der Gateladung in einer Kombination aus der Source- Induktivitätsmessung und einer parallelen Source-Induktivitätsmessung ohne Gateladungsfehler ermöglicht. Durch beide Messungen kann eine Differenz gebildet werden, mit der die Gateladung bestimmt werden kann. Dadurch kann dynamisches Messen der Gateladung in stromquellenbasierenden Gate- Treiberschaltungen ohne Nachteile, wie es bei stromquellenbasierten Gate- Treiberschaltungen mit einem zusätzlichen Shunt der Fall wäre, realisiert werden. Der zusätzliche Aufwand für die Erfassung der Gateladung ist gering und lässt sich beispielsweise sehr einfach in einem ASIC integrieren.

Durch den neuen Ansatz der Gateladungs-Messung bei

stromquellenbasierenden Gate-Treiberschaltungen wird durch minimalen Zusatzaufwand (zweiter Bond) eine zweite dynamische Überstromdetektion möglich.

Durch redundante Messung der Spannung an der Source-Induktivität kann gleichzeitig sowohl der direkte Stromwert im Leistungspfad als auch die Gateladung, die zum Einschalten des Leistungstransistors benötigt wird, gemessen werden. Im Gegensatz zu dem Ansatz in Horiguchi et al.

beziehungsweise Oberdieck et al. kann dies auch ohne externen Shunt erfolgen und damit auch Einsatz in Gate-Treiberschaltungen mit Stromquellenprinzip finden. Durch die Bewertung der Gateladung können verschiedene Kriterien bewertet werden. Es kann ein Überstrom detektiert werden beziehungsweise Charakterisierungsmessungen vorgenommen werden. Dies kann hierbei auch unabhängig von der Ansteuerung erfolgen. Im Vergleich mit Gate- Treiberschaltungen mit Stromquellenprinzip müssen die Vorwiderstände bei spannungsquellenbasierten Gate-Treiberschaltungen je nach Arbeitspunkt unterschiedlich ausgelegt werden. Die Auswerteschaltung basierend auf Shunt (Horiguchi et al. beziehungsweise Oberdieck et al.) muss dabei immer wieder neu angepasst werden.

Der zweite Bond-Messdraht kann sich vom dritten Bond-Messdraht

beispielsweise dadurch unterscheiden, dass der zweite Bond-Messdraht über einen Integrator mit dem ersten Bond-Messdraht gekoppelt ist. Der Integrator ist dabei vorzugsweise ein Widerstand-Kondensator-Netzwerk (RC-Netzwerk).

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Leistungstransistoranordnung eine Gate-Treiberschaltung zur Ansteuerung eines Gate-Anschlusses des Leistungstransistors, wobei der erste und zweite Mess-Bonddraht durch den dritten Mess-Bonddraht von der Gate-Treiberschaltung entkoppelt ist. Mit einem zusätzlichen Mess-Bonddraht, der die Gate-Treiberschaltung von der

Strommessschaltung entkoppelt, kann der Durchgangsstrom durch den

Leistungstransistor sehr gut gemessen werden. Durch den Ansatz, beide Integrationen durchzuführen, ergibt sich eine Differenz, die den Fehler durch den Gate-Ladepfad wiedergibt und genau der Gateladung entspricht. Durch diese Differenzmessung lässt sich die Gateladung bei jedem Schaltvorgang zusätzlich bestimmen und es kann eine Bewertung des Arbeitspunkts stattfinden und im Kurzschlussfall eine Sicherheitsabschaltung durchgeführt werden. Außerdem kann bei Leistungstransistoranordnungen mit parallel geschalteten

Leistungshalbleitern erkannt werden, wenn einzelne Bauelemente ausfallen beziehungsweise nicht mehr eingeschaltet werden. Dies kann zum Beispiel bei Bondabriss oder Delamination der Fall sein. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Strommessschaltung einen Differenzverstärker, um eine Spannungsdifferenz zwischen beiden Enden des Source-Bonddrahts aus den von den Mess-Bonddrähten erhaltenen Spannungen zu bestimmen und dadurch den Durchgangsstrom durch den Leistungstransistor zu bestimmen. Der Durchgangsstrom kann durch Integration berechnet werden. Zusätzlich zu einer genauen Bestimmung des Durchgangsstroms, kann durch die Einbeziehung des dritten Mess-Bonddrahts zusätzlich die Gateladung bestimmt werden und damit eine redundantere Überstromsicherung erreicht werden.

Es ist bevorzugt, wenn die Strommessschaltung dazu eingerichtet ist, den Ausgang des Differenzverstärkers durch analoge und/oder digitale Auswertung weiterzuverarbeiten. Diese Funktionalität kann beispielsweise in einem ASIC der Strommessschaltung integriert sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind ein erster Spannungspfad des ersten Bond-Messdrahts zwischen dem ersten Ende des Source-Bonddrahts und der Strommessschaltung und ein zweiter Spannungspfad des zweiten Bond- Messdrahts zwischen dem zweiten Ende des Source-Bonddrahts und der Strommessschaltung über einen Integrator verbunden. Der Integrator ist dabei vorzugsweise ein Widerstand-Kondensator-Netzwerk (RC-Netzwerk). Somit lässt sich die Spannungsdifferenz über den Source-Bonddraht durch die

Strommessschaltung bestimmen.

In einer weiteren Ausführungsform liefert der zweite Spannungspfad einen zweiten Signaleingang für den Differenzverstärker. Durch die Kombination der zwei Signale von den drei Spannungspfaden der drei Mess-Bonddrähte kann dann sowohl der Durchgangsstrom als auch die Gateladung genau bestimmt werden. Der Arbeitspunkt kann somit bewertet werden und eine zuverlässigere Sicherheitsabschaltung im Kurzschlussfall erreicht werden.

Es ist bevorzugt, wenn die Strommessschaltung dazu eingerichtet ist, sowohl den Durchgangsstrom durch den Leistungstransistor als auch die Gateladung während eines Schaltungsvorgangs des Leistungstransistors zu bestimmen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben. Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Leistungstransistoranordnung,

Figur 2 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Leistungstransistoranordnung, und

Figur 3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Leistungstransistoranordnung.

Ausführungsformen der Erfindung

In Figur 1 ist eine Leistungstransistoranordnung 1 des Standes der Technik dargestellt. Die Leistungstransistoranordnung 1 umfasst einen

Leistungstransistor 2 und eine mit dem Leistungstransistor verbundene

Strommessschaltung 3 zur Bestimmung eines Durchgangsstroms durch den Leistungstransistor 1. Der Durchgangsstrom (durch einen gestrichelten Pfeil von oben nach unten angedeutet) ist vom Source-Anschluss 4 des

Leistungstransistors 2 über mindestens einen Source-Bonddraht 5 geführt.

Ein erster Mess-Bonddraht 6 ist zwischen einem ersten Ende 7 des Source- Bonddrahts 5, das dem Source-Anschluss 4 zugewandt ist, und dem Source- Anschluss 4 angeschlossen. Ein zweiter Mess-Bonddraht 8 ist hinter einem zweiten Ende 9 des Source-Bonddrahts 5, das dem Source-Anschluss 4 abgewandt ist, angeschlossen. Beide Mess-Bonddrähte 6, 8 sind mit der Strommessschaltung 3 verbunden, wobei der erste Mess-Bonddraht 6 über eine Gate-Treiberschaltung 10 mit der Strommessschaltung 3 verbunden ist.

In Figur 1 ist der klassische Ansatz zu sehen, mit dem der Durchgangsstrom (beziehungsweise ein Überstrom) bei Leistungshalbleitern mittels der Induktivität des Source-Bonddrahts detektiert wird. Mit einer gestrichelten Schleife ist der Gate-Ladepfad nachverfolgt. Treibertransistoren P1 und N1 der Gate- Treiberschaltung 10 bilden hier den Treiber für den Gate-Ladepfad zum

Ansteuern des Leistungstransistors 2. Die Strommessschaltung 3 rechts wird für die Auswertung und Signalanpassung benötigt. Der Source-Bonddraht 5 umfasst parasitäre Elemente (für alle Bonddrähte in den Figuren als Widerstand und Induktivität in Reihe dargestellt), die für die Durchgangsstrom-Messung genutzt werden. Der Bezugspunkt wird über den ersten Mess-Bonddraht 6 hergestellt.

Die Strommessschaltung 3 erfasst die Spannung, die über den Source- Bonddraht 5 abfällt. Durch die Beschaltung mit dem zweiten Mess-Bonddraht 8 wird diese Spannung integriert und bildet damit den Strom durch den Source- Bonddraht 5 ab.

Die Erfassung der Spannung über den Source-Bonddraht 5 muss mit dem Einschalten des Leistungshalbleiters gestartet werden. Aufgrund der

Schaltungsanordnung wird mit dem Einschalten des Leistungstransistors über den ersten Mess-Bonddraht 6 zusätzlich noch der Strom des Gate-Ladepfades (gestrichelte Schleife) integriert. Hierbei ist zu beachten, dass die Induktivität im Verhältnis zum Leistungspfad über den Source-Bonddraht 5 deutlich größer ist und damit der Fehler im Verhältnis von Induktivität / Widerstand des ersten Mess-Bonddrahts 6 vergrößert wird. Dadurch ergibt sich ein Messfehler bei diesem bekannten Schaltungstyp.

Figur 2 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Leistungstransistoranordnung 11. Die Leistungstransistoranordnung 11 umfasst einen Leistungstransistor 12 und eine mit dem Leistungstransistor verbundene Strommessschaltung 13 zur Bestimmung eines Durchgangsstroms durch den Leistungstransistor 12. Der Durchgangsstrom ist vom Source-Anschluss 14 des Leistungstransistors 12 über mindestens einen Source-Bonddraht 15 geführt.

Ein erster Mess-Bonddraht 16 ist zwischen einem ersten Ende 17 des Source- Bonddrahts 15, das dem Source-Anschluss 14 zugewandt ist, und dem Source- Anschluss 14 angeschlossen. Ein zweiter Mess-Bonddraht 18 ist hinter einem zweiten Ende 19 des Source-Bonddrahts 15, das dem Source-Anschluss 14 abgewandt ist, angeschlossen. Die ersten und zweiten Mess-Bonddrähte 16, 18 sind mit der Strommessschaltung 13 verbunden, wobei beide hier (im Gegensatz zu Figur 1) aber von einer Gate-Treiberschaltung 20 entkoppelt sind. Zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten Mess-Bonddraht 16, 18 ist ein dritter Mess-Bonddraht 21 hinter dem ersten Ende 17 des Source-Bonddrahts 15 angeschlossen, wobei auch der dritte Mess-Bonddraht 21 mit der

Strommessschaltung verbunden 13 ist.

Die Strommessschaltung 13 umfasst einen Differenzverstärker 22, um eine Spannungsdifferenz zwischen beiden Enden 17, 19 des Source-Bonddrahts 15 aus den von den Mess-Bonddrähten 16, 18, 21 erhaltenen Spannungen zu bestimmen und dadurch den Durchgangsstrom durch den Leistungstransistor 12 zu bestimmen. Der Durchgangsstrom kann wie zuvor erwähnt durch Integration der Spannungsdifferenz über die Zeit bestimmt werden. Zusätzlich zu einer genauen Bestimmung des Durchgangsstroms, kann durch die Einbeziehung des dritten Mess-Bonddrahts 21 zusätzlich die Gateladung des Gates des

Leistungstransistors 12 bestimmt werden und damit eine redundantere

Überspannungssicherung erreicht werden.

Ein erster Spannungspfad 23 des ersten Bond-Messdrahts 16 ist zwischen dem ersten Ende 17 des Source-Bonddrahts 15 und der Strommessschaltung und ein zweiter Spannungspfad 24 des zweiten Bond-Messdrahts 18 ist zwischen dem zweiten Ende des Source-Bonddrahts 15 und der Strommessschaltung 13 über einen Integrator 25 (hier in der Ausführung als RC Netzwerk) verbunden.

Der erste Spannungspfad 23 ist mit einem dritten Spannungspfad 26 des dritten Bond-Messdrahts 21 , der zwischen dem zweiten Ende 19 des Source- Bonddrahts 15 und der Strommessschaltung 13 verläuft, vor dem

Differenzverstärker 22 zusammengeführt, um einen gemeinsamen ersten Signaleingang für den Differenzverstärker 22 zu liefern.

Der zweite Spannungspfad 24 liefert einen zweiten Signaleingang für den Differenzverstärker 22. Durch die Kombination der beiden Konzepte aus Figur 1 und Figur 2 und die differentielle Auswertung der Signale kann dann sowohl der Durchgangsstrom als auch die Gateladung genau bestimmt werden. Der Arbeitspunkt kann somit bewertet werden und eine zuverlässigere

Sicherheitsabschaltung im Kurzschlussfall erreicht werden. Die

Strommessschaltung 13 ist dazu eingerichtet, sowohl den Durchgangsstrom durch den Leistungstransistor als auch die Gateladung während eines

Schaltungsvorgangs des Leistungstransistors zu bestimmen. Dazu kann in der Leistungstransistoranordnung 11 (beziehungsweise in der Strommessschaltung 13) beispielsweise Auswertungselektronik für eine analoge oder digitale

Weiterverarbeitung der Ausgabe des Differenzverstärkers 22 vorgesehen sein.

Dies ist in Figur 3 dargestellt, die beide Konzepte der Figuren 1 und 2 kombiniert und eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Leistungstransistoranordnung zeigt. Es erfolgt mit dieser Lösung also eine Kombination der Stromsensierungen gemäß den Lösungen aus den ersten beiden Ausführungsformen für die erfindungsgemäße Gateladungsmessung. Entsprechende Elemente tragen dieselben Bezugszeichen zu den vorherigen Ausführungsformen. Zusätzlich zum Differenzverstärker 22 liefert ein zweiter Differenzverstärker 27 ein Signal entsprechend dem Aufbau gemäß Figur 1. Diese Signale werden in einem Differenzbildner 28 verglichen und in einer

Recheneinheit 29 ausgewertet. So kann durch Integration der Differenz der jeweils gemessen Ströme über die Zeit zusätzlich die Gateladung bestimmt werden.