JPS622889A - High-density composite semiconductor device and power conversion device using it - Google Patents
High-density composite semiconductor device and power conversion device using itInfo
- Publication number
- JPS622889A JPS622889A JP60137747A JP13774785A JPS622889A JP S622889 A JPS622889 A JP S622889A JP 60137747 A JP60137747 A JP 60137747A JP 13774785 A JP13774785 A JP 13774785A JP S622889 A JPS622889 A JP S622889A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- density composite
- semiconductor element
- semiconductor device
- diode
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は複数個の半導体チップからなる高密度複合半導
体素子とそれを用いた電力変換装置に関するもので、例
えばインバータ制御等に用いる電力変換装置、特に電流
形インバータに採用して有効である。Detailed Description of the Invention [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a high-density composite semiconductor device consisting of a plurality of semiconductor chips and a power conversion device using the same, such as a power conversion device used for inverter control, etc. It is particularly effective when used in current source inverters.
インバータ制御を用いた交流電動機の速度制御は非常に
盛んになっており、大容量化に対する要求はもちろんの
こと、電動機の低騒音化に対する要求がある。この要求
に対し電流形インバータが期待されるが、回路電流をし
ゃ断する時に過電圧が発生する問題がある。Speed control of AC motors using inverter control has become very popular, and there is a demand not only for increased capacity but also for lower noise from motors. Current source inverters are expected to meet this demand, but they have the problem of generating overvoltage when cutting off the circuit current.
この問題を解決するには半導体素子間のインダクタンス
を小さくすることが基本的な手段である。The basic means to solve this problem is to reduce the inductance between semiconductor elements.
ところが、自己消弧機能を有する素子であるトランジス
タは逆電圧阻止能力が非常に低いために逆電圧耐量が高
い素子であるダイオードなどを直列に接続する必要があ
る1例えば特願昭58−18763号の第1図に示され
る従来装置においては、自己消弧機能子U67゜とダイ
オード素子Duとを直列に接続した構成を採用している
。However, since the transistor, which is an element with a self-extinguishing function, has a very low reverse voltage blocking ability, it is necessary to connect a diode or the like, which is an element with high reverse voltage withstand capability, in series. The conventional device shown in FIG. 1 employs a configuration in which a self-extinguishing function element U67° and a diode element Du are connected in series.
しかし、このような構成では、素子間の配線が長くなり
、過電圧の問題解決は困難であった。However, with such a configuration, the wiring between elements becomes long, making it difficult to solve the problem of overvoltage.
本発明の目的は、素子間のインダクタンスの小さい高密
度複合半導体素子、およびこれを各アームに用いること
で発生電圧を小さくでき、大容量化、高周波数化にも耐
える電力変換装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a high-density composite semiconductor element with low inter-element inductance, and a power conversion device that can reduce the generated voltage by using this in each arm and can withstand increased capacity and higher frequencies. It is in.
本発明では、上記目的を達成するために、逆電圧耐量の
低い自己消弧機能を有する第1の半導体素子が形成され
た第1の半導体チップと、逆電圧耐量の高い第2の半導
体素子が形成された第2の半導体チップとをチップ接続
して第1の半導体素子と第2の半導体素子とを直列接続
してなる高密度複合半導体素子およびこれを上、下洛ア
ーノーに用いた電力変換装置とする。In order to achieve the above object, the present invention includes a first semiconductor chip on which a first semiconductor element having a self-extinguishing function with a low reverse voltage withstand capacity is formed, and a second semiconductor element with a high reverse voltage withstand capacity. A high-density composite semiconductor device in which a first semiconductor device and a second semiconductor device are connected in series by chip-connecting the formed second semiconductor chip, and a power conversion device using the same in upper and lower Arnaud. It shall be a device.
以下9本発明の一実施例を第1〜第6図に、より説明す
る。An embodiment of the present invention will be explained below with reference to FIGS. 1 to 6.
第1図(a)は、トランジスタTのチップとダイオード
Dのチップとをチップ接続してトランジスタTとダイオ
ードDとを直列接続した高密度複合半導体素子の接続構
成図である。B、C,Eはそれぞれ引き出し端子を示し
ている。第1図の(b)はトランジスタTとダイオード
Dの電圧・電流特性で、実線臼m1はトランジスタTの
逆方向阻止電圧特性であり、破線曲線2はダイオード2
の逆方向阻止電圧特性である。FIG. 1(a) is a connection configuration diagram of a high-density composite semiconductor element in which a chip of a transistor T and a chip of a diode D are chip-connected, and a transistor T and a diode D are connected in series. B, C, and E each indicate a lead-out terminal. FIG. 1(b) shows the voltage/current characteristics of the transistor T and the diode D, the solid line m1 is the reverse blocking voltage characteristic of the transistor T, and the broken line curve 2 shows the voltage/current characteristics of the diode 2.
This is the reverse blocking voltage characteristic of
トランジスタTは自己消弧機能を有しているが一般に逆
方向阻止電圧特性が実線曲線1のように非常に低いため
、逆電圧の生じる回路には使用できない欠点がある。一
方、ダイオードDの逆方向阻止電圧特性は破線曲線2の
ように高くできるが。Although the transistor T has a self-extinguishing function, the reverse blocking voltage characteristic is generally very low as shown by the solid curve 1, so it has the disadvantage that it cannot be used in a circuit where a reverse voltage occurs. On the other hand, the reverse blocking voltage characteristic of diode D can be made high as shown by broken line curve 2.
自己消弧機能を持たない欠点がある。It has the disadvantage of not having a self-extinguishing function.
このように、特性9機能の異なる素子がそれぞれ形成さ
れた2つのチップをチップ接続して2つの素子を直列接
続することで、第1図(e) に示すように、逆方向
阻止電圧の高い、しかも自己消弧機能を有し、お互の特
長を生かした高密度複合半導体素子が得られる。トラン
ジスタTとダイオードDはチップ接続による直列接続で
あるため。In this way, by chip-connecting two chips in which elements with different functions are formed, and connecting the two elements in series, it is possible to achieve a high reverse blocking voltage, as shown in Figure 1(e). Moreover, it has a self-extinguishing function, and a high-density composite semiconductor device that takes advantage of each other's features can be obtained. Because the transistor T and diode D are connected in series by chip connection.
トランジスタTとダイオ−10間の配線は理想的に短か
くでき、このためインダクタンスは皆無となり電力変換
装置の高周波化に非常に有利である。The wiring between the transistor T and the diode 10 can be ideally short, and therefore there is no inductance, which is very advantageous for increasing the frequency of the power converter.
さらに、ダイオードDを、リカバリ電流の小さい高速ダ
イオードにすることで、電力変換装置の効率が向上する
だけでなく、トランジスタのオン損失が少なくなるため
、高密度複合半導体素子自身の発熱が少なく、電力変換
装置の大容量化に有利である。Furthermore, by using a high-speed diode with a small recovery current as the diode D, not only the efficiency of the power conversion device is improved, but also the on-loss of the transistor is reduced, so the heat generation of the high-density composite semiconductor element itself is reduced, and the power This is advantageous for increasing the capacity of the converter.
電力変換装置を構成する上で第1図(a) の高密度
複合半導体素子を過電圧等から保護する必要がある。第
2図は保護を考慮した高密度複合半導体素子を示したも
ので、トランジスタTとダイオードDの接続点より引き
出し端子C′を設けるにのようにすることで、外部に過
電圧保護のスナバ回路等が付加できることになり、さら
に信頼性の高い電力変換装置を構成できる。In constructing a power conversion device, it is necessary to protect the high-density composite semiconductor element shown in FIG. 1(a) from overvoltage and the like. Figure 2 shows a high-density composite semiconductor device with protection in mind. By providing a lead terminal C' from the connection point of transistor T and diode D, an external snubber circuit for overvoltage protection etc. can be added, and a more reliable power conversion device can be constructed.
第3図のように、トランジスタTにダイオードD1を並
列接続したものにダイオードDを直列接続する。このよ
うにすると、トランジスタTの逆電圧を低くすることが
でき、さらに信頼性の高い高密度複合半導体素子が得ら
れる。ダイオードD。As shown in FIG. 3, a diode D is connected in series to a transistor T with a diode D1 connected in parallel. In this way, the reverse voltage of the transistor T can be lowered, and a highly reliable high-density composite semiconductor device can be obtained. Diode D.
はダイオードDのリカバリ電流を流す程度の小容量の素
子で十分である。高密度複合半導体素子をこのように構
成することで外部配線が少なくなり電力変換装置が小形
化できる効果がある。An element with a small capacitance that allows the recovery current of the diode D to flow is sufficient. By configuring the high-density composite semiconductor element in this manner, the number of external wirings is reduced and the power conversion device can be made smaller.
第4図は、第3図(a)に示した構成の高密度複合半導
体素子の6個T1〜T6を用いた電力変換装置の回路構
成図で、抵抗RとインダクタンスLとで形成される負荷
に5電源Aから高密度複合半導体素子T1とTsをオン
して負荷電流I、を供給している例である。この状態か
ら高密度複合半導体素子T1をオフした時の様子を第5
図に示す。FIG. 4 is a circuit diagram of a power conversion device using six high-density composite semiconductor elements T1 to T6 having the configuration shown in FIG. 3(a), and a load formed by a resistance R and an inductance L. In this example, the high-density composite semiconductor elements T1 and Ts are turned on from the 5 power supply A to supply the load current I. The state when the high-density composite semiconductor element T1 is turned off from this state is shown in the fifth section.
As shown in the figure.
T1をオフし、T2をオンすると、T1を流れていた電
流工、は第5図(b)に示すように期間tの間にT2に
転流する。、T1.T2の各アームのインダクタンス0
□9QZとIc/lによって電圧が発生する。ところで
、T1とT2は高密度複合半導体素子であるためインダ
クタンスn、、a、は非常に小さくなっており、発生す
る電圧は非常に小さくできる。したがって、特に高周波
や大電流の電力変換装置の構成が容易に達成できる効果
がある。When T1 is turned off and T2 is turned on, the current flowing through T1 is commutated to T2 during a period t, as shown in FIG. 5(b). , T1. Inductance of each arm of T2 is 0
□9A voltage is generated by QZ and Ic/l. By the way, since T1 and T2 are high-density composite semiconductor elements, the inductances n,, a, are very small, and the generated voltage can be made very small. Therefore, there is an effect that the configuration of a particularly high frequency or large current power conversion device can be easily achieved.
次に、T2をオフし、Tユをオンした時の様子を第6図
(a)に示す。T2をオフするとT2に流れていた電流
工、は第6図(b)に示すようにて、に転流する。この
時、T□に流れる電流は、負荷電流■、に他に、T2と
直列接続しているダイオードDのリカバリ電流工、tを
含んだものとなる。高密度複合半導体素子のリカバリ電
流I ttを小さいものとすることでT工のオン損失を
小さくできる。Next, FIG. 6(a) shows the situation when T2 is turned off and T2 is turned on. When T2 is turned off, the current flowing through T2 is commutated as shown in FIG. 6(b). At this time, the current flowing through T□ includes, in addition to the load current ■, a recovery current t of the diode D connected in series with T2. By reducing the recovery current I tt of the high-density composite semiconductor element, the on-loss of the T can be reduced.
これは、高密度複合半導体素子の熱発生が少なくできる
ことになり、大容量の電力変換装置を構成するのに有利
である。This allows the high-density composite semiconductor element to generate less heat, which is advantageous for constructing a large-capacity power conversion device.
第4図では、R,L負荷をもつ順変換器に適用するとし
て説明したが、同形の逆変換器を接続して交流電動機を
駆動する電流形インバータシステムを構成できるのは当
然である。In FIG. 4, it has been explained that the present invention is applied to a forward converter having R and L loads, but it is natural that a current source inverter system for driving an AC motor can be constructed by connecting reverse converters of the same type.
本発明によれば、素子間のインダクタンスの小さい複合
半導体デバイスを提供でき、電力変換装置に用いて、各
アームに発生する電圧を小さくでき、大容量、高周波の
装置を提供できる効果がある。According to the present invention, it is possible to provide a composite semiconductor device with small inductance between elements, and when used in a power converter, the voltage generated in each arm can be reduced, and a large capacity, high frequency device can be provided.
第1図(a)は本発明一実施例の接続構成図。
(b)はトランジスタ、ダイオードそれぞれの電力・電
流特性図、(c)は複合素子の電圧・電流特性図、第2
図は本発明の他の実施例の接続構成図。
第3図(a)は本発明のさらに他の実施例の接続構成図
、(b)はその電力・電流特性図、第4図は本発明の一
実施例電力変換装置の回路構成図、第5図(a) 、(
b) 、 (c) はそれぞれ第4図(a)のT□オ
フ、T2オン時の動作説明図、第6図(a) 、 (b
)はそれぞれT2オフ、T1オン時の動作説明図である
。
T・・・トランジスタ、D・・・ダイオード、T工〜T
6・・・高密度複合半導体素子。FIG. 1(a) is a connection configuration diagram of an embodiment of the present invention. (b) is a power/current characteristic diagram of each transistor and diode, (c) is a voltage/current characteristic diagram of a composite element, and
The figure is a connection configuration diagram of another embodiment of the present invention. FIG. 3(a) is a connection configuration diagram of still another embodiment of the present invention, FIG. 3(b) is its power/current characteristic diagram, and FIG. Figure 5 (a), (
b) and (c) are explanatory diagrams of the operation when T□ is off and T2 is on in Fig. 4 (a), respectively, and Fig. 6 (a) and (b)
) are explanatory diagrams of operations when T2 is off and T1 is on, respectively. T...Transistor, D...Diode, T-T
6...High-density composite semiconductor element.
Claims (1)
子において、逆電圧耐量の低い自己消弧機能を有する第
1の半導体素子が形成された第1の半導体チップと、逆
電圧耐量の高い第2の半導体素子が形成された第2の半
導体チップとをチップ接続して第1の半導体素子と第2
の半導体素子とを直列接続したことを特徴とする高密度
複合半導体素子。 2、前記第1の半導体素子はトランジスタであり、前記
第2の半導体素子はダイオードであることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の高密度複合半導体素子。 3、前記第2の半導体素子は、リカバリ電流の小さい高
速度ダイオードであることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の高密度複合半導体素子。 4、前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子との
接続点は、引き出し線の一方端に接続し、この引き出し
線の他方端は外部端子に接続していることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の高密度複合半導体素子。 5、前記第1の半導体素子は、逆並列接続のダイオード
を具備するトランジスタであり、前記第2の半導体素子
はダイオードであることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の高密度複合半導体素子。 6、逆電圧耐量の低い自己消弧機能を有する第1の半導
体素子が形成された第1の半導体チップと、逆電圧耐量
の高い第2の半導体素子が形成された第2の半導体チッ
プとをチップ接続して第1の半導体素子と第2の半導体
素子とを直列接続してなる高密度複合半導体素子を上、
下の各アームに備えたことを特徴とする電力変換装置。[Claims] 1. In a high-density composite semiconductor device consisting of a plurality of semiconductor chips, a first semiconductor chip on which a first semiconductor device having a self-extinguishing function with low reverse voltage withstand capability is formed, and a reverse A second semiconductor chip formed with a second semiconductor element having a high voltage withstand capacity is chip-connected to the first semiconductor element and the second semiconductor element.
A high-density composite semiconductor device characterized by connecting semiconductor devices in series. 2. The high-density composite semiconductor device according to claim 1, wherein the first semiconductor device is a transistor, and the second semiconductor device is a diode. 3. The high-density composite semiconductor device according to claim 1, wherein the second semiconductor device is a high-speed diode with a small recovery current. 4. A patent characterized in that the connection point between the first semiconductor element and the second semiconductor element is connected to one end of a lead wire, and the other end of the lead wire is connected to an external terminal. A high-density composite semiconductor device according to claim 1. 5. The high-density composite semiconductor according to claim 1, wherein the first semiconductor element is a transistor including diodes connected in antiparallel, and the second semiconductor element is a diode. element. 6. A first semiconductor chip on which a first semiconductor element having a self-extinguishing function with a low reverse voltage withstand capacity is formed, and a second semiconductor chip on which a second semiconductor element with a high reverse voltage withstand capacity is formed. A high-density composite semiconductor element formed by chip-connecting a first semiconductor element and a second semiconductor element in series,
A power conversion device characterized by being provided in each lower arm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60137747A JPS622889A (en) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | High-density composite semiconductor device and power conversion device using it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60137747A JPS622889A (en) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | High-density composite semiconductor device and power conversion device using it |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS622889A true JPS622889A (en) | 1987-01-08 |
Family
ID=15205881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60137747A Pending JPS622889A (en) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | High-density composite semiconductor device and power conversion device using it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS622889A (en) |
-
1985
- 1985-06-26 JP JP60137747A patent/JPS622889A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5608595A (en) | Semiconductor power module and power conversion device | |
| JP2754411B2 (en) | Snubber circuit of power converter | |
| US4617621A (en) | Inverters with reduced distributed inductance | |
| JPH057950B2 (en) | ||
| JPS622889A (en) | High-density composite semiconductor device and power conversion device using it | |
| JPH02202375A (en) | Power semiconductor module | |
| JPH088394A (en) | Main circuit configuration method for high-speed switching device | |
| JP2800780B2 (en) | Parallel circuit with diode and IGBT, module thereof, and power converter using the same | |
| JPH10145206A (en) | Semiconductor device protection circuit | |
| EP3026802A1 (en) | Power module | |
| US5898582A (en) | Device comprising a stack of thyristors and freewheel diodes | |
| JP3198733B2 (en) | Inverter power transistor drive circuit | |
| JP2807297B2 (en) | Bridge circuit of semiconductor switch element | |
| JP2580798B2 (en) | Transistor module for power converter | |
| JP3198266B2 (en) | Power semiconductor module | |
| JPH0746822A (en) | Switching circuit | |
| JPS62268355A (en) | Snubber circuit of power convertor | |
| JP2025080308A (en) | Power Conversion Equipment | |
| JP3223061B2 (en) | Hybrid integrated circuit device | |
| JP2744675B2 (en) | Transistor module | |
| JPH03236280A (en) | Semiconductor device | |
| JP3517165B2 (en) | Voltage-driven power semiconductor device | |
| JPS58198166A (en) | Inverter device | |
| JPH0364045A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
| JPS6223923B2 (en) |