JPH02214162A - ゲートターンオフサイリスタ - Google Patents
ゲートターンオフサイリスタInfo
- Publication number
- JPH02214162A JPH02214162A JP3481489A JP3481489A JPH02214162A JP H02214162 A JPH02214162 A JP H02214162A JP 3481489 A JP3481489 A JP 3481489A JP 3481489 A JP3481489 A JP 3481489A JP H02214162 A JPH02214162 A JP H02214162A
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- JP
- Japan
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- snubber
- diode
- thyristor
- gto
- gto thyristor
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〕
本発明は、スナバ回路のダイオードを一体化した逆導通
形を含むゲートターンオフ （ＧＴＯ）サイリスクに関
する。
形を含むゲートターンオフ （ＧＴＯ）サイリスクに関
する。
ＧＴＯサイリスタをインバータやチツツパなどの変換器
に実装する場合ターンオフ時の素子責務の軽減のために
スナバ回路が必要となる。このＧＴＯ用のスナバ回路は
、第２図の等価回路で示すように、ＧＴＯサイリスタ２
１に並列のスナバダイオード２２およびそのダイオード
に直列のコンデンサ２３ならびにスナバダイオード２２
に並列のスナバ抵抗２４から成り立っており、ＧＴＯサ
イリスクのターンオフ時に急峻な電圧変化（ｄｖ／ｄｔ
）がかからないようになっている１図中のインダクタン
ス２５は、スナバ回路全体の等価的なインダクタンスで
あり、スナバ回路の配線、スナバコンデンサ２３内部の
インダクタンスなどが含まれている。
に実装する場合ターンオフ時の素子責務の軽減のために
スナバ回路が必要となる。このＧＴＯ用のスナバ回路は
、第２図の等価回路で示すように、ＧＴＯサイリスタ２
１に並列のスナバダイオード２２およびそのダイオード
に直列のコンデンサ２３ならびにスナバダイオード２２
に並列のスナバ抵抗２４から成り立っており、ＧＴＯサ
イリスクのターンオフ時に急峻な電圧変化（ｄｖ／ｄｔ
）がかからないようになっている１図中のインダクタン
ス２５は、スナバ回路全体の等価的なインダクタンスで
あり、スナバ回路の配線、スナバコンデンサ２３内部の
インダクタンスなどが含まれている。
今、ＧＴＯサイリスタ２１がターンオフ動作をする時、
ＧＴＯサイリスタに流れていた電流はＧＴＯサイリスク
がオフすることによってスナバ回路に転流し、スナバ回
路のコンデンサ２３を充電する。
ＧＴＯサイリスタに流れていた電流はＧＴＯサイリスク
がオフすることによってスナバ回路に転流し、スナバ回
路のコンデンサ２３を充電する。
この時スナバ回路に流れ込む電流は急峻な電流の変化（
ｄｉ／ｄｔ）を示すので、スナバ回路に含まれるインダ
クタンス２５の大きさをり、とすると、そのインダクタ
ンスによりＶＩＰ−Ｌｍ Ｘｄｉ／ｄｔというスパイク
電圧が発生する。
ｄｉ／ｄｔ）を示すので、スナバ回路に含まれるインダ
クタンス２５の大きさをり、とすると、そのインダクタ
ンスによりＶＩＰ−Ｌｍ Ｘｄｉ／ｄｔというスパイク
電圧が発生する。
一般にＧＴＯサイリスタではこのスパイク電圧■□の大
きさと最大ターンオフ電流との間には、Ｌ３をパラメー
タとした第３図に示すような密接な関係がある０図中の
ｘ印は素子の破壊を示す。
きさと最大ターンオフ電流との間には、Ｌ３をパラメー
タとした第３図に示すような密接な関係がある０図中の
ｘ印は素子の破壊を示す。
すなわち、ＧＴＯサイリスタの最大ターンオフ電流にと
って、スナバ回路の等価インダクタンスし。
って、スナバ回路の等価インダクタンスし。
は小さければ小さい方がよいことがわかる。
以上の理由から、従来よりスナバ回路のインダクタンス
を小さくするために多（の努力が払われて来た。たとえ
ば、配線のインダクタンスを小さくするため配線を出来
るかぎり短くし、かつ刷バーを使用すること、内部イン
ダクタンスの小さなコンデンサを使用すること、過渡オ
ン電圧の小さなスナバダイオードを使うことなどである
。
を小さくするために多（の努力が払われて来た。たとえ
ば、配線のインダクタンスを小さくするため配線を出来
るかぎり短くし、かつ刷バーを使用すること、内部イン
ダクタンスの小さなコンデンサを使用すること、過渡オ
ン電圧の小さなスナバダイオードを使うことなどである
。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、これらの方法をとっても、スナバダイオ
ードのパッケージングや冷却体による大きさ、スナバダ
イオードの外部接続のための配線の複雑さによるインダ
クタンスの増加を防ぐことが出来ず、スナバ回路の体積
的な問題を解決することは出来なかった。
ードのパッケージングや冷却体による大きさ、スナバダ
イオードの外部接続のための配線の複雑さによるインダ
クタンスの増加を防ぐことが出来ず、スナバ回路の体積
的な問題を解決することは出来なかった。
本発明は、上記の欠点を除いて、ＧＴＯサイリスタ最大
ターンオフ電流を向上させるとともに、体積的にコンパ
クトに保護用スナバ回路を一体化できるＧＴＯサイリス
タを提供することを目的とする。
ターンオフ電流を向上させるとともに、体積的にコンパ
クトに保護用スナバ回路を一体化できるＧＴＯサイリス
タを提供することを目的とする。
上記の目的の達成のために、本発明は、ｐｎｐｎ４層を
有する円形のＧＴＯサイリスタ基板の周囲を内外両側面
共ポジティブベベル成形された環状スナバダイオード素
体が絶縁層を介してとりまき、ＧＴＯサイリスタ基板の
側面は中間の９１２層に対して前記ダイオードベベル角
とほぼ等しいベベル角をもって逆方向にポジティブベベ
ル成形されているものとする。
有する円形のＧＴＯサイリスタ基板の周囲を内外両側面
共ポジティブベベル成形された環状スナバダイオード素
体が絶縁層を介してとりまき、ＧＴＯサイリスタ基板の
側面は中間の９１２層に対して前記ダイオードベベル角
とほぼ等しいベベル角をもって逆方向にポジティブベベ
ル成形されているものとする。
ＧＴＯサイリスク基板の中間の９１２層 （ベース層）
に対して成形されるポジティブベベル面と外周をとりま
く環状スナバダイオード素体のポジティブベベル面とは
接合方向が逆になるためほぼ平行となるので、ダイオー
ド素体をＧＴＯサイリスタ素体とを近接させることがで
き、ＧＴＯサイリスタとスナバダイオードの間の配線の
インダクタンスは極めて小さくなる。また、ＧＴＯサイ
リスタ基板とその周囲のスナバダイオード素体は一つの
容器内に入れ、共通の冷却体を介して放熱でき、スナバ
ダイオードのための冷却体が不要となってコンパクト化
される。従って周辺回路との接続により生ずるインダク
タンスも小さくなり、第３図におけるし、が小さくなる
ことから、ＧＴＯサイリスタの最大ターンオフ電流が大
幅に向上する。
に対して成形されるポジティブベベル面と外周をとりま
く環状スナバダイオード素体のポジティブベベル面とは
接合方向が逆になるためほぼ平行となるので、ダイオー
ド素体をＧＴＯサイリスタ素体とを近接させることがで
き、ＧＴＯサイリスタとスナバダイオードの間の配線の
インダクタンスは極めて小さくなる。また、ＧＴＯサイ
リスタ基板とその周囲のスナバダイオード素体は一つの
容器内に入れ、共通の冷却体を介して放熱でき、スナバ
ダイオードのための冷却体が不要となってコンパクト化
される。従って周辺回路との接続により生ずるインダク
タンスも小さくなり、第３図におけるし、が小さくなる
ことから、ＧＴＯサイリスタの最大ターンオフ電流が大
幅に向上する。
第１図は本発明の一実施例の逆導通ＧＴＯサイリスタの
断面図である。ＧＴＯサイリスタ部１０はｐエミッタ層
１＋ ｎベース層２．ｐベース層３およびセグメント状
のｐエミッタ層４とからなり、その周りにｎベース層２
の延長部とｐベース層２の延長部からなるフリーホイー
リングダイオード部２０が分離帯４０を介して存在する
。フリーホイーリングダイオードはポジティブベベル成
形されており、その外側をフリーホイーリングダイオー
ドと逆に積重ねられたｐ層５＋ｎ層６よりなるスナバダ
イオード部３０がとりまいている。スナバダイオードは
内外両側面がポジティブベベル成形されており、フリー
ホイーリングダイオードのベベル面とスナバダイオード
のベベル面は平行で、その間が例えばシリコーンゴムの
ようなパンシベーシ四ン用絶縁物７で塊められている。
断面図である。ＧＴＯサイリスタ部１０はｐエミッタ層
１＋ ｎベース層２．ｐベース層３およびセグメント状
のｐエミッタ層４とからなり、その周りにｎベース層２
の延長部とｐベース層２の延長部からなるフリーホイー
リングダイオード部２０が分離帯４０を介して存在する
。フリーホイーリングダイオードはポジティブベベル成
形されており、その外側をフリーホイーリングダイオー
ドと逆に積重ねられたｐ層５＋ｎ層６よりなるスナバダ
イオード部３０がとりまいている。スナバダイオードは
内外両側面がポジティブベベル成形されており、フリー
ホイーリングダイオードのベベル面とスナバダイオード
のベベル面は平行で、その間が例えばシリコーンゴムの
ようなパンシベーシ四ン用絶縁物７で塊められている。
このようなパッシベーシッン用絶縁物７はスナバダイオ
ードの外側のベベル面も覆っている。ＧＴＯサイリスタ
部１０．フリーホイーリングダイオード部２０およびス
ナバダイオード部３０は、ＧＴＯサイリスタのアノード
電極、フリーホイーリングダイオードのカソード電極お
よびスナバダイオードのアノード電極を兼ねるＭｏ板８
の上に固着されている。そしてｐベース層３にはＧＴＯ
サイリスタのゲート電極９１とフリーホイーリングダイ
オードのアノード電極９３が、ｎエミツタ層にはＧＴＯ
サイリスタのカソード電極９ｚが、またスナバダイオー
ドの０層６にはカソード電極９４がそれぞれＭにより形
成されて接触している。各ベベル面は、サンドブラスト
加工後エツチングで同じベベル角となるように形成され
る。
ードの外側のベベル面も覆っている。ＧＴＯサイリスタ
部１０．フリーホイーリングダイオード部２０およびス
ナバダイオード部３０は、ＧＴＯサイリスタのアノード
電極、フリーホイーリングダイオードのカソード電極お
よびスナバダイオードのアノード電極を兼ねるＭｏ板８
の上に固着されている。そしてｐベース層３にはＧＴＯ
サイリスタのゲート電極９１とフリーホイーリングダイ
オードのアノード電極９３が、ｎエミツタ層にはＧＴＯ
サイリスタのカソード電極９ｚが、またスナバダイオー
ドの０層６にはカソード電極９４がそれぞれＭにより形
成されて接触している。各ベベル面は、サンドブラスト
加工後エツチングで同じベベル角となるように形成され
る。
第４図は第１図に示した素子の上面図で、内側からＧＴ
Ｏサイリスタ部１０．分離帯４０．フリーホイーリング
ダイオード部２０およびスナバダイオード部３０か順に
並び、フリーホイーリングダイオード部２０とスナバダ
イオード部３０の間にはフリーホイーリングダイオード
に対してもスナバダイオードに対してもポジティブであ
るベベル面、スナバダイオード部３０の外側にはポジテ
ィブベベル面が形成され、いずれも絶縁物７で覆われて
いる。
Ｏサイリスタ部１０．分離帯４０．フリーホイーリング
ダイオード部２０およびスナバダイオード部３０か順に
並び、フリーホイーリングダイオード部２０とスナバダ
イオード部３０の間にはフリーホイーリングダイオード
に対してもスナバダイオードに対してもポジティブであ
るベベル面、スナバダイオード部３０の外側にはポジテ
ィブベベル面が形成され、いずれも絶縁物７で覆われて
いる。
第５図は、本発明によるスナバダイオード内蔵型逆導通
ＧＴＯサイリスタを加圧接触式の容器に内蔵したときの
断面図である。この容器構造ではＧＴＯサイリスタ１０
のアノード、フリーホイーリングダイオード２０のカソ
ードおよびスナバダイオード３０のアノードに固着され
るＭｏ板は一体に銅電極体１１に接触している。これに
対し、ＧＴＯサイリスタ１０のカソード電極９２、フリ
ーホイーリング上部銅電極体１３により加圧接触するが
、ＧＴＯサイリスタ１０のゲート電極９１にはゲートリ
ード１４が接続され、スナバダイオード３０の環状カソ
ード電極９４は、ＧＴＯサイリスタ部１０．フリーホイ
ーリングダイオード部２０とは絶縁を保っており、スナ
バダイオードの端子１５の環状面と加圧接触され、ｌ子
１５がスナバコンデンサ、スナバ抵抗と接続されて第２
図に示した回路が形成された。
ＧＴＯサイリスタを加圧接触式の容器に内蔵したときの
断面図である。この容器構造ではＧＴＯサイリスタ１０
のアノード、フリーホイーリングダイオード２０のカソ
ードおよびスナバダイオード３０のアノードに固着され
るＭｏ板は一体に銅電極体１１に接触している。これに
対し、ＧＴＯサイリスタ１０のカソード電極９２、フリ
ーホイーリング上部銅電極体１３により加圧接触するが
、ＧＴＯサイリスタ１０のゲート電極９１にはゲートリ
ード１４が接続され、スナバダイオード３０の環状カソ
ード電極９４は、ＧＴＯサイリスタ部１０．フリーホイ
ーリングダイオード部２０とは絶縁を保っており、スナ
バダイオードの端子１５の環状面と加圧接触され、ｌ子
１５がスナバコンデンサ、スナバ抵抗と接続されて第２
図に示した回路が形成された。
以上の実施例では逆導通ＧＴＯサイリスタについて述べ
たが、フリーホイーリングダイオード部のない通常のＧ
ＴＯサイリスタにも同様に実施できる。その際はＧＴＯ
サイリスタの側面はｐ、ｎベース層間の接合に対しポジ
ティブベベル成形される。
たが、フリーホイーリングダイオード部のない通常のＧ
ＴＯサイリスタにも同様に実施できる。その際はＧＴＯ
サイリスタの側面はｐ、ｎベース層間の接合に対しポジ
ティブベベル成形される。
本発明によれば、ＧＴＯサイリスタのターンオフ時の責
務軽減のために設けるスナバ回路のスナバダイオードを
ＧＴＯサイリスタ基板の外周に環状に形成し、かつＧＴ
Ｏサイリスタ基板側面およびスナバダイオード側面を逆
向きのポジティブベベルにして両者の間隙を狭くしたも
ので、容易に一つの容器内に収容でき、両者の配線のイ
ンダクタンスは小さくなる。また、このようにいずれも
ベベル成形により耐圧を高めたＧＴＯサイリスタ基板と
スナバダイオード素体がコンパクトにまとめられ、他の
スナバ回路部品との外部での接続配線のインダクタンス
も小さくなり、それにより逆導通形を含めてＧＴＯサイ
リスタの最大ターンオフ電流を向上させることができる
。
務軽減のために設けるスナバ回路のスナバダイオードを
ＧＴＯサイリスタ基板の外周に環状に形成し、かつＧＴ
Ｏサイリスタ基板側面およびスナバダイオード側面を逆
向きのポジティブベベルにして両者の間隙を狭くしたも
ので、容易に一つの容器内に収容でき、両者の配線のイ
ンダクタンスは小さくなる。また、このようにいずれも
ベベル成形により耐圧を高めたＧＴＯサイリスタ基板と
スナバダイオード素体がコンパクトにまとめられ、他の
スナバ回路部品との外部での接続配線のインダクタンス
も小さくなり、それにより逆導通形を含めてＧＴＯサイ
リスタの最大ターンオフ電流を向上させることができる
。
第１図は本発明の一実施例のスナバダイオード複合逆導
通ＧＴＯサイリスタの要部断面図、第２図はＧＴＯサイ
リスタとスナバ回路の回路図、第３図はスナバ回路等価
インダクタンスをパラメータとしたＧＴＯサイリスタ最
大ターンオフ電流とスパイク電圧との関係線図、第４図
は第１図に示した複合素子の上面図、第５図は第１図に
示した複合素子を容器に収容した場合の断面図である。 ｔｏ：ｃ’ｒｏサイリスタ部、２０：フリーホイーリン
グダイオード部、３０：スナバダイオード部、ｌ：ｐエ
ミフタ層、２：ｎベース層、３：ｐベース層、４：ｎエ
ミツタ層。 第１図 膚翫尺ターンオフ電２ｎｕ ＩＴＧＯＭ （Ａ ）第３
図 第２図 第４図
通ＧＴＯサイリスタの要部断面図、第２図はＧＴＯサイ
リスタとスナバ回路の回路図、第３図はスナバ回路等価
インダクタンスをパラメータとしたＧＴＯサイリスタ最
大ターンオフ電流とスパイク電圧との関係線図、第４図
は第１図に示した複合素子の上面図、第５図は第１図に
示した複合素子を容器に収容した場合の断面図である。 ｔｏ：ｃ’ｒｏサイリスタ部、２０：フリーホイーリン
グダイオード部、３０：スナバダイオード部、ｌ：ｐエ
ミフタ層、２：ｎベース層、３：ｐベース層、４：ｎエ
ミツタ層。 第１図 膚翫尺ターンオフ電２ｎｕ ＩＴＧＯＭ （Ａ ）第３
図 第２図 第４図
Claims (1)
- １）ｐｎｐｎ４層を有する円形のＧＴＯサイリスタ基板
の周囲を内外両側面共ポジティブベベル成形された環状
スナバダイオード素体が絶縁層を介してとりまき、ＧＴ
Ｏサイリスタ基板の側面は中間のｐｎ２層に対して前記
ダイオードベベル角とほぼ等しいベベル角をもって逆方
向にポジティブベベル成形されていることを特徴とする
ゲートターンオフサイリスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3481489A JPH02214162A (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | ゲートターンオフサイリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3481489A JPH02214162A (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | ゲートターンオフサイリスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02214162A true JPH02214162A (ja) | 1990-08-27 |
Family
ID=12424678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3481489A Pending JPH02214162A (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | ゲートターンオフサイリスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02214162A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0533439A3 (en) * | 1991-09-20 | 1994-07-27 | Hitachi Ltd | Constant-voltage diode, power converter using the same and process of producing constant-voltage diode |
-
1989
- 1989-02-14 JP JP3481489A patent/JPH02214162A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0533439A3 (en) * | 1991-09-20 | 1994-07-27 | Hitachi Ltd | Constant-voltage diode, power converter using the same and process of producing constant-voltage diode |
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