JPH0864755A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH0864755A JPH0864755A JP6193462A JP19346294A JPH0864755A JP H0864755 A JPH0864755 A JP H0864755A JP 6193462 A JP6193462 A JP 6193462A JP 19346294 A JP19346294 A JP 19346294A JP H0864755 A JPH0864755 A JP H0864755A
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- Japan
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- terminal
- emitter
- collector
- electrode
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D12/00—Bipolar devices controlled by the field effect, e.g. insulated-gate bipolar transistors [IGBT]
- H10D12/411—Insulated-gate bipolar transistors [IGBT]
- H10D12/441—Vertical IGBTs
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体装置内の配線インダクタンスによって発
生するサージ電圧による悪影響を回避し、半導体素子の
絶縁破壊等が防止できる半導体装置を提供する。 【構成】第４金属板１上に、第１、２、３の金属板を有
する絶縁板２が固着される。第１金属板３上に、ダイオ
−ド７とＩＧＢＴ６とが逆並列接続で固着され、ＩＧＢ
Ｔ６上のエミッタ電極１８は、第２金属板５へ導線１４
によって接続される。ダイオ−ド７上のアノ−ド電極１
９は、第２金属板５へ導線１５によって接続される。第
１金属板３には、コレクタ主端子８とコレクタ補助端子
１２とが、また、第２金属板５には、エミッタ主端子９
とエミッタ制御端子１０とエミッタ補助端子１３とが、
それぞれの金属板から垂直に立ち上がって接続固定され
ている。さらに、ＩＧＢＴ６上のゲ−ト電極１７は、第
３金属板４へ導線１６によって接続されており、第３金
属板４に、ゲ−ト制御端子１１が接続固定されている。
生するサージ電圧による悪影響を回避し、半導体素子の
絶縁破壊等が防止できる半導体装置を提供する。 【構成】第４金属板１上に、第１、２、３の金属板を有
する絶縁板２が固着される。第１金属板３上に、ダイオ
−ド７とＩＧＢＴ６とが逆並列接続で固着され、ＩＧＢ
Ｔ６上のエミッタ電極１８は、第２金属板５へ導線１４
によって接続される。ダイオ−ド７上のアノ−ド電極１
９は、第２金属板５へ導線１５によって接続される。第
１金属板３には、コレクタ主端子８とコレクタ補助端子
１２とが、また、第２金属板５には、エミッタ主端子９
とエミッタ制御端子１０とエミッタ補助端子１３とが、
それぞれの金属板から垂直に立ち上がって接続固定され
ている。さらに、ＩＧＢＴ６上のゲ−ト電極１７は、第
３金属板４へ導線１６によって接続されており、第３金
属板４に、ゲ−ト制御端子１１が接続固定されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置内蔵の半導
体素子を保護する補助端子を有する半導体装置に関す
る。
体素子を保護する補助端子を有する半導体装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】インバ−タ装置、無停電電源装置、共振
型電源装置などには、電力用ＭＯＳＦＥＴ、絶縁ゲ−ト
型バイポ−ラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等の半導体素子
を内蔵した半導体装置が多く使用されている。そして、
高効率化が促進され、内蔵される半導体素子のスイッチ
ング特性は、年々高速化されている。そのため、半導体
装置の内部配線レイアウトや入出力端子構造の最適化が
重要になってきている。
型電源装置などには、電力用ＭＯＳＦＥＴ、絶縁ゲ−ト
型バイポ−ラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等の半導体素子
を内蔵した半導体装置が多く使用されている。そして、
高効率化が促進され、内蔵される半導体素子のスイッチ
ング特性は、年々高速化されている。そのため、半導体
装置の内部配線レイアウトや入出力端子構造の最適化が
重要になってきている。
【０００３】このような半導体装置の従来技術として、
例えば、特開平３−２６３３６３号公報に開示されたも
のがある。
例えば、特開平３−２６３３６３号公報に開示されたも
のがある。
【０００４】これによれば、支持板上に固定された半導
体片の一面上に第１の補助端子と接続される補助電極
と、主端子および第２の補助端子と接続される１つの主
電極とを有し、各端子は支持板面に垂直に立上げられ、
各電極と配線によって接続され、第１、第２の補助端子
間に印加される電圧により主電流が制御されるものにお
いて、第２の補助端子との接続配線が主端子との接続配
線に主端子立上がり部に近接した位置で接続された半導
体装置の例が示されている。
体片の一面上に第１の補助端子と接続される補助電極
と、主端子および第２の補助端子と接続される１つの主
電極とを有し、各端子は支持板面に垂直に立上げられ、
各電極と配線によって接続され、第１、第２の補助端子
間に印加される電圧により主電流が制御されるものにお
いて、第２の補助端子との接続配線が主端子との接続配
線に主端子立上がり部に近接した位置で接続された半導
体装置の例が示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体装置に内
蔵された半導体素子のスイッチング特性が高速化される
につれ、主電流の電流変化率ｄｉ／ｄｔが増大し、ｄｉ
／ｄｔの増大は、半導体装置内の配線インダクタンスＬ
との相互作用で、（Ｌ×ｄｉ／ｄｔ）に相当するサージ
電圧の増大を起こしている。そしてこの現象によって、
半導体素子のスイッチングにおけるタ−ンオフ時、ダイ
オ−ドの逆回復が為されたとき、サージ電圧が過電圧と
なり、半導体素子の絶縁破壊を起こしている。
蔵された半導体素子のスイッチング特性が高速化される
につれ、主電流の電流変化率ｄｉ／ｄｔが増大し、ｄｉ
／ｄｔの増大は、半導体装置内の配線インダクタンスＬ
との相互作用で、（Ｌ×ｄｉ／ｄｔ）に相当するサージ
電圧の増大を起こしている。そしてこの現象によって、
半導体素子のスイッチングにおけるタ−ンオフ時、ダイ
オ−ドの逆回復が為されたとき、サージ電圧が過電圧と
なり、半導体素子の絶縁破壊を起こしている。
【０００６】しかし、上記従来技術の半導体装置では、
該サージ電圧を抑えるための保護回路が、主端子間に取
り付けられるが、半導体装置内の配線インダクタンスに
よって発生するサージ電圧を抑えるための保護回路は取
り付けられず、該サージ電圧が吸収されず絶縁破壊が解
消されていないものであった。また、半導体装置の並列
接続時の問題であった電流不平衡も解消できないもので
あった。
該サージ電圧を抑えるための保護回路が、主端子間に取
り付けられるが、半導体装置内の配線インダクタンスに
よって発生するサージ電圧を抑えるための保護回路は取
り付けられず、該サージ電圧が吸収されず絶縁破壊が解
消されていないものであった。また、半導体装置の並列
接続時の問題であった電流不平衡も解消できないもので
あった。
【０００７】従って、本発明の目的は、半導体装置内の
配線インダクタンスによって発生するサージ電圧による
半導体素子の絶縁破壊等が防止できる半導体装置を提供
することにある。
配線インダクタンスによって発生するサージ電圧による
半導体素子の絶縁破壊等が防止できる半導体装置を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する半導
体装置は、電導体からなる第１金属板、第２金属板およ
び第３金属板と、該第１、第２、第３金属板を上面に固
着保持する絶縁板と、該絶縁板の下面に固着保持された
第４金属板とを備え、エミッタ電極およびゲート電極を
有する半導体素子とアノ−ド電極を有するダイオ−ドと
を、第１金属板の上面に逆並列接続に固着したものであ
って、且つ、電導体からなり第１金属板面から垂直に立
ち上がり接続固定されているコレクタ主端子と、電導体
からなり第２金属板面から垂直に立ち上がり接続固定さ
れているエミッタ主端子およびエミッタ制御端子と、電
導体からなり第３金属板面から垂直に立ち上がり接続固
定されているゲ−ト制御端子と、エミッタ電極と第２金
属板とを接続する導線と、アノ−ド電極と第２金属板と
を接続する導線と、ゲ−ト電極と第３金属板とを接続す
る導線とを備え、ケースで、絶縁板、各金属板、各端
子、各導線をコーティング材と一緒に封入してなる半導
体装置において、第１金属板と電気的に接続され保護回
路との電気の遣り取りを可能とするコレクタ補助端子
と、第２金属板と電気的に接続され保護回路との電気の
遣り取りを可能とするエミッタ補助端子とを設けたもの
である。
体装置は、電導体からなる第１金属板、第２金属板およ
び第３金属板と、該第１、第２、第３金属板を上面に固
着保持する絶縁板と、該絶縁板の下面に固着保持された
第４金属板とを備え、エミッタ電極およびゲート電極を
有する半導体素子とアノ−ド電極を有するダイオ−ドと
を、第１金属板の上面に逆並列接続に固着したものであ
って、且つ、電導体からなり第１金属板面から垂直に立
ち上がり接続固定されているコレクタ主端子と、電導体
からなり第２金属板面から垂直に立ち上がり接続固定さ
れているエミッタ主端子およびエミッタ制御端子と、電
導体からなり第３金属板面から垂直に立ち上がり接続固
定されているゲ−ト制御端子と、エミッタ電極と第２金
属板とを接続する導線と、アノ−ド電極と第２金属板と
を接続する導線と、ゲ−ト電極と第３金属板とを接続す
る導線とを備え、ケースで、絶縁板、各金属板、各端
子、各導線をコーティング材と一緒に封入してなる半導
体装置において、第１金属板と電気的に接続され保護回
路との電気の遣り取りを可能とするコレクタ補助端子
と、第２金属板と電気的に接続され保護回路との電気の
遣り取りを可能とするエミッタ補助端子とを設けたもの
である。
【０００９】また、コレクタ主端子に導通しているコレ
クタ電極と、ゲ−ト制御端子に導通しているゲ−ト電極
と、エミッタ主端子およびエミッタ制御端子に導通して
いるエミッタ電極とを備え、ゲ−ト制御端子とエミッタ
制御端子間に印加される電圧により主電流が制御される
半導体装置において、コレクタ電極に導通しているコレ
クタ補助端子と、エミッタ電極に導通しているエミッタ
補助端子とを設け、コレクタ補助端子とエミッタ補助端
子との間に、主電流の電流変化と各主端子が保有する配
線インダクタンスとによって発生するサージ電圧を吸収
する保護回路を設けたものであっても可である。
クタ電極と、ゲ−ト制御端子に導通しているゲ−ト電極
と、エミッタ主端子およびエミッタ制御端子に導通して
いるエミッタ電極とを備え、ゲ−ト制御端子とエミッタ
制御端子間に印加される電圧により主電流が制御される
半導体装置において、コレクタ電極に導通しているコレ
クタ補助端子と、エミッタ電極に導通しているエミッタ
補助端子とを設け、コレクタ補助端子とエミッタ補助端
子との間に、主電流の電流変化と各主端子が保有する配
線インダクタンスとによって発生するサージ電圧を吸収
する保護回路を設けたものであっても可である。
【００１０】
【作用】このような構成において、主端子に流れる主電
流の電流変化率と、主端子が保有する半導体装置内の配
線インダクタンスとの、相互作用で発生するサージ電圧
は、コレクタ補助端子とエミッタ補助端子とを利用し保
護回路に導かれ吸収されるので、半導体素子の絶縁破壊
が防止できる。また、抵抗とコンデンサとからなる回路
をたすき掛けに接続した保護回路に導かれ、電流不平衡
も解消することが可能である。
流の電流変化率と、主端子が保有する半導体装置内の配
線インダクタンスとの、相互作用で発生するサージ電圧
は、コレクタ補助端子とエミッタ補助端子とを利用し保
護回路に導かれ吸収されるので、半導体素子の絶縁破壊
が防止できる。また、抵抗とコンデンサとからなる回路
をたすき掛けに接続した保護回路に導かれ、電流不平衡
も解消することが可能である。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照
し、説明する。図１は、本発明による一実施例の半導体
装置を示す平面図である。半導体装置の一例として、Ｉ
ＧＢＴのモジュ−ル構造を示したものである。そして図
２は、図１の半導体装置の側面図である。図１と図２と
を同時に参照し、本発明の半導体装置の構成について、
次に説明する。
し、説明する。図１は、本発明による一実施例の半導体
装置を示す平面図である。半導体装置の一例として、Ｉ
ＧＢＴのモジュ−ル構造を示したものである。そして図
２は、図１の半導体装置の側面図である。図１と図２と
を同時に参照し、本発明の半導体装置の構成について、
次に説明する。
【００１２】冷却フィンを兼ねた第４金属板１の上面
に、絶縁板２が固着される。該絶縁板２の上面に、電導
体である第１金属板３と第２金属板５と第３金属板４と
が、固着される。コレクタ電極としての該第１金属板３
の上面に、ダイオ−ド７と、半導体素子としてのＩＧＢ
Ｔ６とが、逆並列接続の回路となるよう固着される。
に、絶縁板２が固着される。該絶縁板２の上面に、電導
体である第１金属板３と第２金属板５と第３金属板４と
が、固着される。コレクタ電極としての該第１金属板３
の上面に、ダイオ−ド７と、半導体素子としてのＩＧＢ
Ｔ６とが、逆並列接続の回路となるよう固着される。
【００１３】そして、ＩＧＢＴ６の上面に固着されたエ
ミッタ電極１８は、該第２金属板５に、複数の導線１４
によって接続される。また、ダイオ−ド７の上面に固着
されたアノ−ド電極１９は、前記第２金属板５に、複数
の導線１５によって接続される。
ミッタ電極１８は、該第２金属板５に、複数の導線１４
によって接続される。また、ダイオ−ド７の上面に固着
されたアノ−ド電極１９は、前記第２金属板５に、複数
の導線１５によって接続される。
【００１４】そして、第１金属板３には、電導体からな
るコレクタ主端子８と、新しく設けられた電導体からな
るコレクタ補助端子１２とが、第１金属板３の面から垂
直に細長く立ち上がって、電気的に導通し接続固定され
ている。即ち、コレクタ補助端子１２は、第１金属板３
と電気的に接続され、ケース２０の外にあって、後述す
る保護回路との電気の遣り取りを可能とする補助端子で
ある。
るコレクタ主端子８と、新しく設けられた電導体からな
るコレクタ補助端子１２とが、第１金属板３の面から垂
直に細長く立ち上がって、電気的に導通し接続固定され
ている。即ち、コレクタ補助端子１２は、第１金属板３
と電気的に接続され、ケース２０の外にあって、後述す
る保護回路との電気の遣り取りを可能とする補助端子で
ある。
【００１５】また、第２金属板５には、電導体からなる
エミッタ主端子９およびエミッタ制御端子１０と、これ
も新設された電導体からなるエミッタ補助端子１３と
が、第２金属板５の面から垂直に細長く立ち上がって、
電気的に導通し接続固定されている。即ち、エミッタ補
助端子１３は、第２金属板５と電気的に接続され、ケー
ス２０の外にあって、後述する保護回路との電気の遣り
取りを可能とする補助端子である。
エミッタ主端子９およびエミッタ制御端子１０と、これ
も新設された電導体からなるエミッタ補助端子１３と
が、第２金属板５の面から垂直に細長く立ち上がって、
電気的に導通し接続固定されている。即ち、エミッタ補
助端子１３は、第２金属板５と電気的に接続され、ケー
ス２０の外にあって、後述する保護回路との電気の遣り
取りを可能とする補助端子である。
【００１６】さらに、ＩＧＢＴ６の上面に固着されたゲ
−ト電極１７は、第３金属板４に、導線１６によって接
続されており、該第３金属板４には、電導体からなるゲ
−ト制御端子１１が第３金属板４の面から垂直に立ち上
がって、電気的に導通し接続固定されている。
−ト電極１７は、第３金属板４に、導線１６によって接
続されており、該第３金属板４には、電導体からなるゲ
−ト制御端子１１が第３金属板４の面から垂直に立ち上
がって、電気的に導通し接続固定されている。
【００１７】そして、ケース２０で、上記の各金属板や
各端子等をコーティング材と一緒に封入し、半導体装置
が構成されている。
各端子等をコーティング材と一緒に封入し、半導体装置
が構成されている。
【００１８】このような半導体装置において、ゲ−ト制
御端子１１とエミッタ制御端子１０間に印加される電圧
により、コレクタ主端子８とエミッタ主端子９とに流れ
る主電流が制御されている。
御端子１１とエミッタ制御端子１０間に印加される電圧
により、コレクタ主端子８とエミッタ主端子９とに流れ
る主電流が制御されている。
【００１９】尚、コレクタ主端子８とコレクタ補助端子
１２と第１金属板３とは同じ電導体であっても可であ
る。また、エミッタ主端子９とエミッタ制御端子１０と
エミッタ補助端子１３と第２金属板５とは同じ電導体で
あっても、ゲ−ト制御端子１１と第３金属板４とは同じ
電導体であっても可である。
１２と第１金属板３とは同じ電導体であっても可であ
る。また、エミッタ主端子９とエミッタ制御端子１０と
エミッタ補助端子１３と第２金属板５とは同じ電導体で
あっても、ゲ−ト制御端子１１と第３金属板４とは同じ
電導体であっても可である。
【００２０】図３は、図１の半導体装置の等価回路を示
す図である。図３の等価回路に示された各部の符号に対
応する部分に、図１と同じ符号が付されている。
す図である。図３の等価回路に示された各部の符号に対
応する部分に、図１と同じ符号が付されている。
【００２１】そして、コレクタ主端子８とコレクタ補助
端子１２は、第１金属板３が保有する配線インダクタン
スを共有はするが、該配線インダクタンスによる影響
は、各端子で同じではない。すなわち、コレクタ主端子
８に主電流が流れ、コレクタ主端子８側の配線インダク
タンス３８と主電流の電流変化率によって、コレクタ主
端子８側にサージ電圧が生じても、コレクタ補助端子１
２には、主電流に相当する程大きい電流が流れないた
め、サージ電圧と言える程の電圧は生じない。それは、
コレクタ補助端子１２に流れる電流が、制御信号に用い
られる程度の小さな値であるからである。
端子１２は、第１金属板３が保有する配線インダクタン
スを共有はするが、該配線インダクタンスによる影響
は、各端子で同じではない。すなわち、コレクタ主端子
８に主電流が流れ、コレクタ主端子８側の配線インダク
タンス３８と主電流の電流変化率によって、コレクタ主
端子８側にサージ電圧が生じても、コレクタ補助端子１
２には、主電流に相当する程大きい電流が流れないた
め、サージ電圧と言える程の電圧は生じない。それは、
コレクタ補助端子１２に流れる電流が、制御信号に用い
られる程度の小さな値であるからである。
【００２２】また、第２金属板５に接続されているエミ
ッタ側の各端子についても同様なことが言え、エミッタ
主端子９側の配線インダクタンス３９と主電流の電流変
化率によって、エミッタ主端子９側にサージ電圧が生じ
るが、エミッタ補助端子１３側にはサージ電圧は生じな
い。
ッタ側の各端子についても同様なことが言え、エミッタ
主端子９側の配線インダクタンス３９と主電流の電流変
化率によって、エミッタ主端子９側にサージ電圧が生じ
るが、エミッタ補助端子１３側にはサージ電圧は生じな
い。
【００２３】新設されたコレクタ補助端子１２およびエ
ミッタ補助端子１３の、上記の機能について、更に、半
導体装置を３相インバ−タ装置に用いた例で、説明す
る。
ミッタ補助端子１３の、上記の機能について、更に、半
導体装置を３相インバ−タ装置に用いた例で、説明す
る。
【００２４】図４は、本発明の半導体装置を用いて、３
相インバ−タ装置を構成した場合の１相分等価回路を示
した図である。これについて、次に説明する。
相インバ−タ装置を構成した場合の１相分等価回路を示
した図である。これについて、次に説明する。
【００２５】一対として設けられるＩＧＢＴ６ａ，６
ｂ、ダイオ−ド７ａ，７ｂは、直流電源３３と誘導負荷
３０に、図のように接続される。尚、ＩＧＢＴ６ａ，６
ｂ、ダイオ−ド７ａ，７ｂは、一体形ケースでモジュ−
ル化してもよい。
ｂ、ダイオ−ド７ａ，７ｂは、直流電源３３と誘導負荷
３０に、図のように接続される。尚、ＩＧＢＴ６ａ，６
ｂ、ダイオ−ド７ａ，７ｂは、一体形ケースでモジュ−
ル化してもよい。
【００２６】３８ａと３８ｂ、３９ａと３９ｂは、半導
体装置内の配線インダクタンス、２９は主回路配線イン
ダクタンスである。３１，３２は各ＩＧＢＴの駆動回路
である。また、コンデンサ３４，３５、抵抗３６，３７
で構成される保護回路は、主回路配線インダクタンス２
９で発生するサージ電圧によって、過電圧が印加され、
ＩＧＢＴ６ａ，６ｂが破壊されるのを防止するものであ
る。
体装置内の配線インダクタンス、２９は主回路配線イン
ダクタンスである。３１，３２は各ＩＧＢＴの駆動回路
である。また、コンデンサ３４，３５、抵抗３６，３７
で構成される保護回路は、主回路配線インダクタンス２
９で発生するサージ電圧によって、過電圧が印加され、
ＩＧＢＴ６ａ，６ｂが破壊されるのを防止するものであ
る。
【００２７】このような回路構成において、ＩＧＢＴ６
ａがオフ、ＩＧＢＴ６ｂがオン状態となり、誘導負荷３
０に負荷電流が流れている状態から、ＩＧＢＴ６ｂがオ
フされると、誘導負荷３０の影響により、それまで流れ
ていた負荷電流は、ダイオ−ド７ａを介して流れ続け
る。そして、その状態でＩＧＢＴ６ｂが再びオンされる
と、ダイオ−ド７ａに流れていた負荷電流がＩＧＢＴ６
ｂに移る転流動作が起こり、ダイオ−ド７ａは逆回復す
る。
ａがオフ、ＩＧＢＴ６ｂがオン状態となり、誘導負荷３
０に負荷電流が流れている状態から、ＩＧＢＴ６ｂがオ
フされると、誘導負荷３０の影響により、それまで流れ
ていた負荷電流は、ダイオ−ド７ａを介して流れ続け
る。そして、その状態でＩＧＢＴ６ｂが再びオンされる
と、ダイオ−ド７ａに流れていた負荷電流がＩＧＢＴ６
ｂに移る転流動作が起こり、ダイオ−ド７ａは逆回復す
る。
【００２８】すなわち、自ア−ムＩＧＢＴのタ−ンオフ
時、対ア−ムＩＧＢＴのタ−ンオンによってダイオ−ド
が逆回復すると、電流変化率ｄｉ／ｄｔにより、配線イ
ンダクタンス３８ａ，３８ｂ、３９ａ，３９ｂは、主電
源である直流電源３３と同方向にサージ電圧を発生す
る。
時、対ア−ムＩＧＢＴのタ−ンオンによってダイオ−ド
が逆回復すると、電流変化率ｄｉ／ｄｔにより、配線イ
ンダクタンス３８ａ，３８ｂ、３９ａ，３９ｂは、主電
源である直流電源３３と同方向にサージ電圧を発生す
る。
【００２９】この時、主回路配線インダクタンス２９で
発生するサージ電圧は、コンデンサ３４，３５と、抵抗
３６，３７とからなる保護回路としてのサージ吸収回路
手段により抑えることができる。しかし、半導体装置内
の配線インダクタンス３８ａで発生したサージ電圧は、
ＩＧＢＴ６ａやダイオ−ド７ａに過電圧として印加され
ることになる。
発生するサージ電圧は、コンデンサ３４，３５と、抵抗
３６，３７とからなる保護回路としてのサージ吸収回路
手段により抑えることができる。しかし、半導体装置内
の配線インダクタンス３８ａで発生したサージ電圧は、
ＩＧＢＴ６ａやダイオ−ド７ａに過電圧として印加され
ることになる。
【００３０】そこで、第１金属板３に設けられたコレク
タ補助端子１２ａと、第２金属板５に設けられたエミッ
タ補助端子１３ａとを利用して、配線インダクタンス３
８ａで発生したサージ電圧を外部に導き、これらの補助
端子に接続された、例えば、抵抗４０とコンデンサ４２
とで構成される保護回路としてのサージ吸収回路手段で
吸収させるものである。
タ補助端子１２ａと、第２金属板５に設けられたエミッ
タ補助端子１３ａとを利用して、配線インダクタンス３
８ａで発生したサージ電圧を外部に導き、これらの補助
端子に接続された、例えば、抵抗４０とコンデンサ４２
とで構成される保護回路としてのサージ吸収回路手段で
吸収させるものである。
【００３１】これにより、半導体装置内の配線インダク
タンス３８ａにおいて発生するサージ電圧を、上記の保
護回路で吸収することができ、過電圧からＩＧＢＴ６ａ
とダイオ−ド７ａを保護することができる。
タンス３８ａにおいて発生するサージ電圧を、上記の保
護回路で吸収することができ、過電圧からＩＧＢＴ６ａ
とダイオ−ド７ａを保護することができる。
【００３２】ＩＧＢＴ６ｂとダイオ−ド７ｂについて
も、抵抗４１とコンデンサ４３とで構成される保護回路
を、コレクタ補助端子１２ｂとエミッタ補助端子１３ｂ
とに接続し、保護することができる。
も、抵抗４１とコンデンサ４３とで構成される保護回路
を、コレクタ補助端子１２ｂとエミッタ補助端子１３ｂ
とに接続し、保護することができる。
【００３３】尚、図４において、コレクタ補助端子１２
ａとエミッタ補助端子１３ａとを、ケース２０の外に設
けないでケース内部に設け、抵抗４０とコンデンサ４２
とで構成される保護回路と、コレクタ補助端子１２ａと
エミッタ補助端子１３ａとを半導体装置に一体内蔵する
ことも可である。即ち、第１金属板と第２金属板の間
に、抵抗４０とコンデンサ４２とを直接接続するもので
ある。この場合、細長く立ち上がっている補助端子部分
がないので価格面で有利である。そして、抵抗とコンデ
ンサで構成される単純なるサージ吸収回路手段は、小型
なケース２０に収納し易く、低価格に結び付き、好適で
ある。
ａとエミッタ補助端子１３ａとを、ケース２０の外に設
けないでケース内部に設け、抵抗４０とコンデンサ４２
とで構成される保護回路と、コレクタ補助端子１２ａと
エミッタ補助端子１３ａとを半導体装置に一体内蔵する
ことも可である。即ち、第１金属板と第２金属板の間
に、抵抗４０とコンデンサ４２とを直接接続するもので
ある。この場合、細長く立ち上がっている補助端子部分
がないので価格面で有利である。そして、抵抗とコンデ
ンサで構成される単純なるサージ吸収回路手段は、小型
なケース２０に収納し易く、低価格に結び付き、好適で
ある。
【００３４】図５は、本発明による半導体装置としての
ＩＧＢＴを、並列接続してインバ−タ装置、電源装置な
どに応用する例を示す回路図である。
ＩＧＢＴを、並列接続してインバ−タ装置、電源装置な
どに応用する例を示す回路図である。
【００３５】ＩＧＢＴ６ａ，６ｂ、ダイオ−ド７ａ，７
ｂ等からなる２つの半導体装置を、コレクタ主端子８
ａ，８ｂ、エミッタ主端子９ａ，９ｂで並列接続する。
そして、コレクタ補助端子１２ａ，１２ｂ、エミッタ補
助端子１３ａ，１３ｂに、 抵抗６０，６１とコンデン
サ６２，６３とが直列接続されている回路を、図のよう
にたすき掛けに接続する。
ｂ等からなる２つの半導体装置を、コレクタ主端子８
ａ，８ｂ、エミッタ主端子９ａ，９ｂで並列接続する。
そして、コレクタ補助端子１２ａ，１２ｂ、エミッタ補
助端子１３ａ，１３ｂに、 抵抗６０，６１とコンデン
サ６２，６３とが直列接続されている回路を、図のよう
にたすき掛けに接続する。
【００３６】上記の回路は、一方は、コレクタ補助端子
１２ａと抵抗６０とコンデンサ６２とエミッタ補助端子
１３ｂとが結線され、他方は、コレクタ補助端子１２ｂ
と抵抗６１とコンデンサ６３とエミッタ補助端子１３ａ
とが結線された、たすき状の結線回路、即ち、たすき掛
け回路手段を構成している。このようにＩＧＢＴに、第
１金属板３に設けられたコレクタ補助端子１２ａ，１２
ｂと、第２金属板５に設けられたエミッタ補助端子１３
ａ，１３ｂとが存在するので、これらの補助端子群を利
用して、図のような、保護回路としてのたすき掛け回路
手段を形成することができる。
１２ａと抵抗６０とコンデンサ６２とエミッタ補助端子
１３ｂとが結線され、他方は、コレクタ補助端子１２ｂ
と抵抗６１とコンデンサ６３とエミッタ補助端子１３ａ
とが結線された、たすき状の結線回路、即ち、たすき掛
け回路手段を構成している。このようにＩＧＢＴに、第
１金属板３に設けられたコレクタ補助端子１２ａ，１２
ｂと、第２金属板５に設けられたエミッタ補助端子１３
ａ，１３ｂとが存在するので、これらの補助端子群を利
用して、図のような、保護回路としてのたすき掛け回路
手段を形成することができる。
【００３７】このように、たすき状の保護回路構成とす
ることによって、並列接続されたＩＧＢＴがスイッチン
グされた時、ＩＧＢＴにおいてオン電圧の差により、ス
イッチング時間に差が出ると言う電流不平衡の問題は、
次のように、補助端子群を介して電気の遣り取りを行
い、解消される。
ることによって、並列接続されたＩＧＢＴがスイッチン
グされた時、ＩＧＢＴにおいてオン電圧の差により、ス
イッチング時間に差が出ると言う電流不平衡の問題は、
次のように、補助端子群を介して電気の遣り取りを行
い、解消される。
【００３８】例えば、タ−ンオン時に、ＩＧＢＴ６ａが
先にタ−ンオンすると、コンデンサ６２，６３が放電
し、電流が変化することにより、配線インダクタンス３
８ａ，３９ａは、ＩＧＢＴ６ａにかかる電圧が低くなる
方向に、 配線インダクタンス３８ｂ，３９ｂは、ＩＧ
ＢＴ６ｂにかかる電圧が高くなる方向に電圧を生じる。
そのため、ＩＧＢＴ６ｂはタ−ンオンし易くなり、電流
不平衡が抑えられる。
先にタ−ンオンすると、コンデンサ６２，６３が放電
し、電流が変化することにより、配線インダクタンス３
８ａ，３９ａは、ＩＧＢＴ６ａにかかる電圧が低くなる
方向に、 配線インダクタンス３８ｂ，３９ｂは、ＩＧ
ＢＴ６ｂにかかる電圧が高くなる方向に電圧を生じる。
そのため、ＩＧＢＴ６ｂはタ−ンオンし易くなり、電流
不平衡が抑えられる。
【００３９】一方、タ−ンオフ時には、ＩＧＢＴ６ａが
先にタ−ンオフすると、コンデンサ６２，６３に充電
し、電流の変化により、配線インダクタンス３８ａ，３
９ａはＩＧＢＴ６ａにかかる電圧が高くなる方向に、配
線インダクタンス３８ｂ，３９ｂはＩＧＢＴ６ｂにかか
る電圧が低くなる方向に電圧を生じる。従って、ＩＧＢ
Ｔ６ｂはタ−ンオフし易くなり、電流不平衡が抑えられ
る。
先にタ−ンオフすると、コンデンサ６２，６３に充電
し、電流の変化により、配線インダクタンス３８ａ，３
９ａはＩＧＢＴ６ａにかかる電圧が高くなる方向に、配
線インダクタンス３８ｂ，３９ｂはＩＧＢＴ６ｂにかか
る電圧が低くなる方向に電圧を生じる。従って、ＩＧＢ
Ｔ６ｂはタ−ンオフし易くなり、電流不平衡が抑えられ
る。
【００４０】尚、図５においても、抵抗６０，６１とコ
ンデンサ６２，６３とで構成されるたすき掛け回路手段
と、コレクタ補助端子１２ａとエミッタ補助端子１３ａ
とを、ケース２０の外に設けないで半導体装置の内部に
設け、予め半導体装置に一体内蔵することは可である。
この場合も、細長く立ち上がっている補助端子部分がな
いので価格面で有利である。
ンデンサ６２，６３とで構成されるたすき掛け回路手段
と、コレクタ補助端子１２ａとエミッタ補助端子１３ａ
とを、ケース２０の外に設けないで半導体装置の内部に
設け、予め半導体装置に一体内蔵することは可である。
この場合も、細長く立ち上がっている補助端子部分がな
いので価格面で有利である。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、半導体装置にコレクタ
補助端子とエミッタ補助端子とが設けられているので、
これらの補助端子に保護回路を接続し、半導体装置内の
配線インダクタンスに生じる主電流の電流変化率による
サージ電圧の影響が、防止される。これにより、半導体
装置に内蔵された半導体素子の絶縁破壊が防止できる効
果が得られる。
補助端子とエミッタ補助端子とが設けられているので、
これらの補助端子に保護回路を接続し、半導体装置内の
配線インダクタンスに生じる主電流の電流変化率による
サージ電圧の影響が、防止される。これにより、半導体
装置に内蔵された半導体素子の絶縁破壊が防止できる効
果が得られる。
【００４２】また、２つの半導体装置を並列接続した場
合、補助端子にたすき状の保護回路を接続することによ
り、並列接続時の問題であった電流不平衡を解消するこ
とができる効果も得られる。
合、補助端子にたすき状の保護回路を接続することによ
り、並列接続時の問題であった電流不平衡を解消するこ
とができる効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施例の半導体装置を示す平面
図である。
図である。
【図２】図１の半導体装置の側面図である。
【図３】図１の半導体装置の等価回路を示す図である。
【図４】本発明の半導体装置を用いて、３相インバ−タ
装置を構成した場合の１相分等価回路を示した図であ
る。
装置を構成した場合の１相分等価回路を示した図であ
る。
【図５】本発明による半導体装置としてのＩＧＢＴを、
並列接続してインバ−タ装置、電源装置などに応用する
例を示す回路図である。
並列接続してインバ−タ装置、電源装置などに応用する
例を示す回路図である。
１…第４金属板、２…絶縁板、３…第１金属板、４…第
３金属板、５…第２金属板、６…半導体素子、７…ダイ
オ−ド、８…コレクタ主端子、９…エミッタ主端子、１
０…エミッタ制御端子、１１…ゲ−ト制御端子、１２…
コレクタ補助端子、１３…エミッタ補助端子、１４，１
５，１６…導線、１７ゲ−ト電極、１８…エミッタ電
極、１９…アノ−ド電極、２０…ケ−ス、３８，３９…
配線インダクタンス。
３金属板、５…第２金属板、６…半導体素子、７…ダイ
オ−ド、８…コレクタ主端子、９…エミッタ主端子、１
０…エミッタ制御端子、１１…ゲ−ト制御端子、１２…
コレクタ補助端子、１３…エミッタ補助端子、１４，１
５，１６…導線、１７ゲ−ト電極、１８…エミッタ電
極、１９…アノ−ド電極、２０…ケ−ス、３８，３９…
配線インダクタンス。
Claims (7)
- 【請求項１】電導体からなる第１金属板、第２金属板お
よび第３金属板と、該第１、第２、第３金属板を上面に
固着保持する絶縁板と、該絶縁板の下面に固着保持され
た第４金属板とを備え、 エミッタ電極およびゲート電極を有する半導体素子とア
ノ−ド電極を有するダイオ−ドとを、前記第１金属板の
上面に逆並列接続に固着したものであって、 且つ、電導体からなり前記第１金属板面から垂直に立ち
上がり接続固定されているコレクタ主端子と、電導体か
らなり前記第２金属板面から垂直に立ち上がり接続固定
されているエミッタ主端子およびエミッタ制御端子と、
電導体からなり前記第３金属板面から垂直に立ち上がり
接続固定されているゲ−ト制御端子と、 前記エミッタ電極と前記第２金属板とを接続する導線
と、前記アノ−ド電極と前記第２金属板とを接続する導
線と、前記ゲ−ト電極と前記第３金属板とを接続する導
線とを備え、 ケースで、前記絶縁板、各金属板、各端子、各導線をコ
ーティング材と一緒に封入してなる半導体装置におい
て、 前記第１金属板と電気的に接続され保護回路との電気の
遣り取りを可能とするコレクタ補助端子と、前記第２金
属板と電気的に接続され保護回路との電気の遣り取りを
可能とするエミッタ補助端子とを設けたことを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記保護回路は、前記
コレクタ補助端子と前記エミッタ補助端子との間に、前
記各主端子で発生するサージ電圧を吸収するサージ吸収
回路手段であることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項３】請求項１において、各コレクタ主端子と各
エミッタ主端子とを並列に接続し前記半導体装置を並置
した場合は、前記保護回路は、一方の前記コレクタ補助
端子と他方の前記エミッタ補助端子との間と、他方の前
記コレクタ補助端子と一方の前記エミッタ補助端子との
間に、直列接続されている抵抗とコンデンサとからなる
回路をたすき掛けに接続したたすき掛け回路手段である
ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項４】電導体からなる第１金属板、第２金属板お
よび第３金属板と、該第１、第２、第３金属板を上面に
固着保持する絶縁板と、該絶縁板の下面に固着保持され
た第４金属板とを備え、 エミッタ電極およびゲート電極を有する半導体素子とア
ノ−ド電極を有するダイオ−ドとを、前記第１金属板の
上面に逆並列接続に固着したものであって、 且つ、電導体からなり前記第１金属板面から垂直に立ち
上がり接続固定されているコレクタ主端子と、電導体か
らなり前記第２金属板面から垂直に立ち上がり接続固定
されているエミッタ主端子およびエミッタ制御端子と、
電導体からなり前記第３金属板面から垂直に立ち上がり
接続固定されているゲ−ト制御端子と、 前記エミッタ電極と前記第２金属板とを接続する導線
と、前記アノ−ド電極と前記第２金属板とを接続する導
線と、前記ゲ−ト電極と前記第３金属板とを接続する導
線とを備え、 ケースで、前記絶縁板、各金属板、各端子、各導線をコ
ーティング材と一緒に封入してなる半導体装置におい
て、 前記第１金属板と前記第２金属板との間に、前記各主端
子で発生するサージ電圧を吸収する保護回路を設けたこ
とを特徴とする半導体装置。 - 【請求項５】電導体からなる第１金属板、第２金属板お
よび第３金属板と、該第１、第２、第３金属板を上面に
固着保持する絶縁板と、該絶縁板の下面に固着保持され
た第４金属板とを備え、 エミッタ電極およびゲート電極を有する半導体素子とア
ノ−ド電極を有するダイオ−ドとを、前記第１金属板の
上面に逆並列接続に固着したものであって、 且つ、電導体からなり前記第１金属板面から垂直に立ち
上がり接続固定されているコレクタ主端子と、電導体か
らなり前記第２金属板面から垂直に立ち上がり接続固定
されているエミッタ主端子およびエミッタ制御端子と、
電導体からなり前記第３金属板面から垂直に立ち上がり
接続固定されているゲ−ト制御端子と、 前記エミッタ電極と前記第２金属板とを接続する導線
と、前記アノ−ド電極と前記第２金属板とを接続する導
線と、前記ゲ−ト電極と前記第３金属板とを接続する導
線とを備え、 ケースで、前記絶縁板、各金属板、各端子、各導線をコ
ーティング材と一緒に封入してなる半導体装置におい
て、 前記ケースで、２組の、前記絶縁板，各金属板，各端
子，各導線をコーティング材と一緒に封入するものであ
って、 一方の前記第１金属板と他方の前記第２金属板との間
と、他方の前記第１金属板と一方の前記第２金属板との
間に、抵抗とコンデンサとを直列接続した保護回路をた
すき掛けに設けたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項６】コレクタ主端子に導通しているコレクタ電
極と、ゲ−ト制御端子に導通しているゲ−ト電極と、エ
ミッタ主端子およびエミッタ制御端子に導通しているエ
ミッタ電極とを備え、前記ゲ−ト制御端子と前記エミッ
タ制御端子間に印加される電圧により主電流が制御され
る半導体装置において、 前記コレクタ電極に導通しているコレクタ補助端子と、
前記エミッタ電極に導通しているエミッタ補助端子とを
設け、 前記コレクタ補助端子と前記エミッタ補助端子との間
に、前記主電流の電流変化と前記各主端子が保有する配
線インダクタンスとによって発生するサージ電圧を吸収
する保護回路を設けたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項７】請求項２または請求項４または請求項６に
おいて、前記保護回路は、抵抗とコンデンサとを直列接
続したものであることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6193462A JPH0864755A (ja) | 1994-08-18 | 1994-08-18 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6193462A JPH0864755A (ja) | 1994-08-18 | 1994-08-18 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0864755A true JPH0864755A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16308414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6193462A Pending JPH0864755A (ja) | 1994-08-18 | 1994-08-18 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0864755A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002524010A (ja) * | 1998-08-12 | 2002-07-30 | ダイムラークライスラー・アクチェンゲゼルシャフト | 電圧−チャージ制御電力半導体デバイスを制御する装置 |
-
1994
- 1994-08-18 JP JP6193462A patent/JPH0864755A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002524010A (ja) * | 1998-08-12 | 2002-07-30 | ダイムラークライスラー・アクチェンゲゼルシャフト | 電圧−チャージ制御電力半導体デバイスを制御する装置 |
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