JPS5850764A - 電力用半導体装置 - Google Patents
電力用半導体装置Info
- Publication number
- JPS5850764A JPS5850764A JP56148218A JP14821881A JPS5850764A JP S5850764 A JPS5850764 A JP S5850764A JP 56148218 A JP56148218 A JP 56148218A JP 14821881 A JP14821881 A JP 14821881A JP S5850764 A JPS5850764 A JP S5850764A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- varistor
- semiconductor device
- voltage
- ceramic base
- thyristor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W44/00—Electrical arrangements for controlling or matching impedance
- H10W44/401—Resistive arrangements
Landscapes
- Thyristors (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Die Bonding (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
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】
本発明はセラミックバリスター系材料で構成された容器
中に半導体エレメントを収納して成る電力用半導体装置
に関する０ 従来、電力用半導体装置としてダイオード、サイリスタ
、パワートランジスター、ゲートターンオフサイリスタ
（ＧＴＯ）などが実用されている。これらの素子は高電
圧から大電流をスイッチングする機能を有し、かつ、高
信頼度を維持するため第１図にしめすごとく、半導体エ
レメント（１）（シリ；ン基板）はセラミック等の絶縁
物円筒（！）の中に上下から銅電極１３１１４１で圧接
保持され、かつ、不活性ガス中に密封設置されている０
第１図はサイリスタ、トランジスタ、ＧＴＯ等の３端子
形半導体装置の構成例であり、ゲート端子等の制御電極
（Ｉｌが絶縁容器（りを密封貫通し半導体エレメント（
１）の中心に導かれている。なお、電極＋３３１４１
社それぞれ７ノード電極囚とカソード電極（Ｋ）で知ら
れている０さて、電力用半導体装置は有限の耐電圧値を
有しておシ、現状最大の耐電圧はサイリスタで６ＫＶま
で、ＧＴＯでは亀５００Ｖ、 ）ランジスタでは４００
〜５ｏｏｖ程度である。これ以上の電圧が半導体装置に
印加されると、半導体ニレメン） （’１１は絶縁破壊
して本来の機能を消失し単なる金属導体と化し価値はな
くなる。
中に半導体エレメントを収納して成る電力用半導体装置
に関する０ 従来、電力用半導体装置としてダイオード、サイリスタ
、パワートランジスター、ゲートターンオフサイリスタ
（ＧＴＯ）などが実用されている。これらの素子は高電
圧から大電流をスイッチングする機能を有し、かつ、高
信頼度を維持するため第１図にしめすごとく、半導体エ
レメント（１）（シリ；ン基板）はセラミック等の絶縁
物円筒（！）の中に上下から銅電極１３１１４１で圧接
保持され、かつ、不活性ガス中に密封設置されている０
第１図はサイリスタ、トランジスタ、ＧＴＯ等の３端子
形半導体装置の構成例であり、ゲート端子等の制御電極
（Ｉｌが絶縁容器（りを密封貫通し半導体エレメント（
１）の中心に導かれている。なお、電極＋３３１４１
社それぞれ７ノード電極囚とカソード電極（Ｋ）で知ら
れている０さて、電力用半導体装置は有限の耐電圧値を
有しておシ、現状最大の耐電圧はサイリスタで６ＫＶま
で、ＧＴＯでは亀５００Ｖ、 ）ランジスタでは４００
〜５ｏｏｖ程度である。これ以上の電圧が半導体装置に
印加されると、半導体ニレメン） （’１１は絶縁破壊
して本来の機能を消失し単なる金属導体と化し価値はな
くなる。
それゆえ、半導体装置を過電圧から保護することは実用
上非常に重要な技術であシ、種々の方式が存在するが、
代表的な回路構成は第８図に示すものである。半導体装
置（６）のアノード端子（３）とカソード端子（４）に
は抵抗（７）とコンデンサ（８）の直列回路から成るサ
ージ抑制回路が並列接続されるのが普通である。最近で
は、セラミック系バリスターに電圧−電流の非線形特性
のすぐれた材料が・現われ、バリスター（３）が半導体
装置（６）と並列に接続され、バリスター（３）が有す
る電圧−電流特性にしたがい半導体装置（６）を効果的
に保護する。特にセラミック系バリスターには酸化亜鉛
形バリスターが適している。。
上非常に重要な技術であシ、種々の方式が存在するが、
代表的な回路構成は第８図に示すものである。半導体装
置（６）のアノード端子（３）とカソード端子（４）に
は抵抗（７）とコンデンサ（８）の直列回路から成るサ
ージ抑制回路が並列接続されるのが普通である。最近で
は、セラミック系バリスターに電圧−電流の非線形特性
のすぐれた材料が・現われ、バリスター（３）が半導体
装置（６）と並列に接続され、バリスター（３）が有す
る電圧−電流特性にしたがい半導体装置（６）を効果的
に保護する。特にセラミック系バリスターには酸化亜鉛
形バリスターが適している。。
セラミック系バリスター（９）の電圧電流特性の代表例
を第３図に示゛【７ている。すなわち、横軸は電流で縦
軸゛は電圧である。この特性では電流１１に）のときの
制限電圧ｔｊ： ｖＩＣｖ）であり、電□流夏２（Ａ）
の時の制限電圧はＶ２ （Ｖ）と電流が大巾に増加【７
ても電圧の変化はわずかである。数値的な一例を示すと
、１１＝１ｍＡで、ｖｔ ＝ ３ＫＶ、 １２ ＝１０
，０ＯＯＡで、Ｖ２＝４ＫＶ等である。
を第３図に示゛【７ている。すなわち、横軸は電流で縦
軸゛は電圧である。この特性では電流１１に）のときの
制限電圧ｔｊ： ｖＩＣｖ）であり、電□流夏２（Ａ）
の時の制限電圧はＶ２ （Ｖ）と電流が大巾に増加【７
ても電圧の変化はわずかである。数値的な一例を示すと
、１１＝１ｍＡで、ｖｔ ＝ ３ＫＶ、 １２ ＝１０
，０ＯＯＡで、Ｖ２＝４ＫＶ等である。
本発明は上記に鑑みてなさ′れたもので、セラミック系
バリスターで容器を構成することによって、サージ抑制
回路を内蔵した電力用半導体装置を提供する。
バリスターで容器を構成することによって、サージ抑制
回路を内蔵した電力用半導体装置を提供する。
第４図は本発明にもとすぐ電力用半導体装置の構成例を
示すものである。す表わち、セラミック系絶縁物の円筒
状容器（＋０１を第３図に示すよりなマー１特性を有す
るセラミック系バリスター材料で構成し、容器回内に半
導体エレメント（１）を銅電極Ｔｅｌ １４１で圧接保
持する。ゲート電極（５）は従来のものと同様に、容器
（１０！を密封貫通し、半導体エレメントに導かれる。
示すものである。す表わち、セラミック系絶縁物の円筒
状容器（＋０１を第３図に示すよりなマー１特性を有す
るセラミック系バリスター材料で構成し、容器回内に半
導体エレメント（１）を銅電極Ｔｅｌ １４１で圧接保
持する。ゲート電極（５）は従来のものと同様に、容器
（１０！を密封貫通し、半導体エレメントに導かれる。
本発明にもとづく電力用半導体装置の電気的等価回路は
、従来のものが第２図の破線内に示す構成であったのに
対し、第５図に示すようにセラミック系バリスター（１
０）による過電圧保護機能付の電気回路構成となってい
る。
、従来のものが第２図の破線内に示す構成であったのに
対し、第５図に示すようにセラミック系バリスター（１
０）による過電圧保護機能付の電気回路構成となってい
る。
通常、電力用半導体装置の代表例であるサイリスタの場
合、第６図に示す電圧（ｖ）−電流（１）特性、すなわ
ち、正電圧に対して０−Ａ−Ｂ−Ｃ特性を有し、逆電圧
に対してＦｉｏ−Ｄ特性をもっている。
合、第６図に示す電圧（ｖ）−電流（１）特性、すなわ
ち、正電圧に対して０−Ａ−Ｂ−Ｃ特性を有し、逆電圧
に対してＦｉｏ−Ｄ特性をもっている。
しかるに１セラオツク系バリスターのｖ−１０性０−Ｘ
、Ｏ−Ｙが加わるため常にセラミック系バリスターの電
圧−電流特性がサイリスターの電圧以下とな９、サイリ
スタは確実に正、逆方向電圧とも過電圧から保護される
ことになる。−さらに、電力用半導体装置は正常な機１
４＠ 全果すために適当な温厩以下に保つ必要があシ、
このため通常何らかの冷却が実施される。したがって、
従来の構成では冷却されるものは電力用半導体装置のみ
であったが、本発明の場合、セラミック系バリスター（
１ｏ）も同時に冷却されるためより過電圧保護特性の優
れたバリスターを実現できる。
、Ｏ−Ｙが加わるため常にセラミック系バリスターの電
圧−電流特性がサイリスターの電圧以下とな９、サイリ
スタは確実に正、逆方向電圧とも過電圧から保護される
ことになる。−さらに、電力用半導体装置は正常な機１
４＠ 全果すために適当な温厩以下に保つ必要があシ、
このため通常何らかの冷却が実施される。したがって、
従来の構成では冷却されるものは電力用半導体装置のみ
であったが、本発明の場合、セラミック系バリスター（
１ｏ）も同時に冷却されるためより過電圧保護特性の優
れたバリスターを実現できる。
さらに、従来電力用半導体装置とバリスターが別々に設
置されていたので、空間的によシ大きいスペースを必要
としたが、本発明では両者が一体化されたため、小形、
軽量化が図れる。
置されていたので、空間的によシ大きいスペースを必要
としたが、本発明では両者が一体化されたため、小形、
軽量化が図れる。
第１図は従来の電力用半導体装置の断面図、第２区は第
１図を使用した電力用半導体装着の使用回路を示す構成
図、第３図はセラミック系バリスターの電圧−電流特性
を示す説明図、第４図は本発明の一実施例を示す断面図
、第５図は巣４図の等価回路を示す構成図、第６図は第
４図の電圧−電流特性を示す説明図である、 図において、＋１１１１を半導体ニレメン）、＋３１＋
４１は電極、＋Ｓｏｌは化ラミック系バリスターである
。 なお各図中同一符号は同−又は相轟部分を示す。 代理人 葛野信−
１図を使用した電力用半導体装着の使用回路を示す構成
図、第３図はセラミック系バリスターの電圧−電流特性
を示す説明図、第４図は本発明の一実施例を示す断面図
、第５図は巣４図の等価回路を示す構成図、第６図は第
４図の電圧−電流特性を示す説明図である、 図において、＋１１１１を半導体ニレメン）、＋３１＋
４１は電極、＋Ｓｏｌは化ラミック系バリスターである
。 なお各図中同一符号は同−又は相轟部分を示す。 代理人 葛野信−
Claims (2)
- （１）半導体エレメントの両端に一対の電極を゛配置し
、上記各電極に固着されたセラミック系バリスターで上
記半導体エレメントを密封したことを特徴とする電力用
半導体装置。 - （２）バリスターは酸化亜鉛形であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の電力用半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56148218A JPS5850764A (ja) | 1981-09-19 | 1981-09-19 | 電力用半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56148218A JPS5850764A (ja) | 1981-09-19 | 1981-09-19 | 電力用半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5850764A true JPS5850764A (ja) | 1983-03-25 |
| JPS6224949B2 JPS6224949B2 (ja) | 1987-05-30 |
Family
ID=15447912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56148218A Granted JPS5850764A (ja) | 1981-09-19 | 1981-09-19 | 電力用半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5850764A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02189960A (ja) * | 1989-01-18 | 1990-07-25 | Nippon Soken Inc | 集積回路装置の実装構造 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0593561U (ja) * | 1992-05-13 | 1993-12-21 | 富士ロビン株式会社 | 空き缶選別機 |
| JPH0593560U (ja) * | 1992-05-13 | 1993-12-21 | 富士ロビン株式会社 | 空き缶等の選別機 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4861762U (ja) * | 1971-11-15 | 1973-08-06 | ||
| JPS56131951A (en) * | 1980-03-19 | 1981-10-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device |
-
1981
- 1981-09-19 JP JP56148218A patent/JPS5850764A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4861762U (ja) * | 1971-11-15 | 1973-08-06 | ||
| JPS56131951A (en) * | 1980-03-19 | 1981-10-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02189960A (ja) * | 1989-01-18 | 1990-07-25 | Nippon Soken Inc | 集積回路装置の実装構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6224949B2 (ja) | 1987-05-30 |
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