DE10103337B4 - Leistungs-Halbleiterelement mit Diodeneinrichtungen zur Temperaturerfassung und zum Absorbieren von statischer Elektrizität sowie Leistungs-Halbleitervorrichtung mit einem derartigen Leistungs-Halbleiterelement - Google Patents

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Abstract

Leistungs-Halbleiterelement (1), das folgendes aufweist:
– ein Halbleitersubstrat (1S);
– eine Leistungs-Halbleiterelementkomponente (1A), die auf dem Halbleitersubstrat (1S) gebildet ist;
– eine auf dem Halbleitersubstrat (1S) gebildete erste Diodeneinrichtung (1B) zum Erfassen einer Temperatur der Leistungs-Halbleiterelementkomponente (1A) und
– eine auf dem Halbleitersubstrat (1S) gebildete und zwischen zwei Anschlüsse der ersten Diodeneinrichtung (1B) geschaltete zweite Diodeneinrichtung (1C) zum Absorbieren von statischer Elektrizität,
wobei die erste Diodeneinrichtung (1B) eine Vielzahl erster Dioden (1BD) aufweist, die nacheinander in Durchlaßrichtung geschaltet sind,
wobei die zweite Diodeneinrichtung (1C) parallel zur ersten Diodeneinrichtung (1B) in Sperrichtung geschaltet ist,
wobei die zweite Diodeneinrichtung (1C) eine Vielzahl zweiter Dioden (1CD) aufweist, die nacheinander in Sperrichtung geschaltet sind,
wobei die Anzahl der zweiten Dioden (1CD) mit der Anzahl der ersten Dioden (1BD) identisch ist
und wobei die Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik der zweiten Diodeneinrichtung (1C) in einem Frequenzband einer elektromagnetischen Störwelle, die...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Leistungs-Halbleiterelement mit Diodeneinrichtungen zur Temperaturerfassung und zum Absorbieren von statischer Elektrizität, sowie eine Leistungs-Halbleitervorrichtung mit einem derartigen Leistungs-Halbleiterelement. Insbesondere geht es darum, bei derartigen Leistungs-Halbleiterelementen sowie Leistungs-Halbleitervorrichtungen, die mit solchen Leistungs-Halbleiterelementen ausgerüstet sind, das Hochfrequenzrauschen möglichst stark zu reduzieren.
  • Ein Steuersystem, das von einem Leistungs-Halbleiterelement mit einer Temperaturerfassungsdiode Gebrauch macht, wird dazu verwendet, eine Verschlechterung oder anderweitige Beeinträchtigung der Elementeigenschaften zu vermeiden, die durch einen anormalen Anstieg der Sperrschicht- bzw. Übergangsbereichstemperatur zum Zeitpunkt des Betriebs eines Leistungs-Halbleiterelements, wie zum Beispiel einen IGBT oder einen Längs-Leistungs-MOSFET, hervorgerufen wird.
  • Mit anderen Worten, es ist eine Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung, die aus einer Diode aus polykristallinem Silizium gebildet ist und die unter Verwendung einer isolierenden Oxidschicht von einer Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung vollständig elektrisch getrennt ist, in dem Halbleitersubstrat ausgebildet, in dem auch die Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung ausgebildet ist.
  • Ein von der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung erfaßtes Erfassungssignal, das das Ausmaß des Anstiegs der Übergangsbereichstemperatur der Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung anzeigt, wird zu einer Steuerschaltungseinrichtung übertragen, die außerhalb der Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung angeordnet ist.
  • Die Steuerschaltungseinrichtung führt einen Vergleichsvorgang des empfangenen Erfassungssignals mit einem vorbestimmten Pegel durch und steuert die Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung auf der Basis des Vergleichsergebnisses in entsprechender Weise, um dadurch eine Verschlechterung oder anderweitige Beeinträchtigung der Eigenschaften der Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung aufgrund eines Übergangsbereichstemperaturanstiegs zu vermeiden.
  • Dabei sind Eingangsanschlüsse der aus einer Diode aus polykristallinem Silizium gebildeten Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung sowie Eingangsanschlüsse der Steuerschaltungseinrichtung zum Beispiel unter Verwendung einer Leitungseinrichtung verbunden, die aus einem Paar Verbindungsdrahteinrichtungen und einem Paar Relaisleitungseinrichtungen gebildet sind; außerdem sind das Leistungs-Halbleiterelement und die Steuerschaltungseinrichtung in einem Harzgehäuse untergebracht.
  • Das Harzgehäuse ist mit einer oberen Oberfläche einer Wärmeabführplatte verbunden, und zwar entlang eines Außenumfangsbereichs derselben. Das Leistungs-Halbleiterelement ist einschließlich der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung auf einem elektrisch isolierenden Substrat angebracht, das auf der Wärmeabführplatte ausgebildet ist.
  • Ferner offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 07-202129 (1995) ein Leistungs-Halbleiterelement, das mit einer Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung und mit einer elektrostatische Energie absorbierenden Diodeneinrichtung ausgebildet ist.
  • Wie in 9 zu sehen ist, ist eine Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung, die aus einer Vielzahl von nacheinander in Vorwärts- bzw. Durchlaßrichtung in Reihe geschalteten Dioden gebildet ist, auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet, auf dem ein Längs-MOSFET ausgebildet ist, und eine die Widerstandsfähigkeit gegen elektrostatische Entladung verbessernde Diodeneinrichtung, die aus einer parallel in Rückwärts- bzw. Sperrichtung geschalteten Diode gebildet ist, ist zwischen einer Anodenelektrode an dem einen Ende der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung und einer Kathodenelektrode an dem anderen Ende ausgebildet.
  • Die letztere Diode hat die Funktion, fehlerhafte Operationen der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung zu verhindern, die durch zwischen den beiden Anschlüssen der erstgenannten Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung erzeugte statische Elektrizität hervorgerufen werden. Zum Beispiel kann eine Widerstandsspannung von 200 V durch Verwendung der statische Elektrizität absorbierenden Diodeneinrichtung gewährleistet werden.
  • Durch Ausbilden des Leistungs-Halbleiterelements in der in 9 gezeigten Weise läßt sich somit die Immunität gegen elektrostatische Entladungen verbessern, während gleichzeitig der Anstieg der Übergangsbereichstemperatur der Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung erfaßt wird.
  • Wenn bei dem in der vorstehend genannten Patentanmeldung offenbarten Leistungs-Halbleiterelement die Anzahl der in der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung in Reihe geschalteten Dioden innerhalb des Bereichs der Stromversorgungsspannung einer später beschriebenen Durchlaßrichtungs-Spannungsabfall-Vergleichsschaltung der Steuerschaltungseinrichtung so weit wie möglich erhöht wird, nimmt die Empfindlichkeit bzw. das Ansprechvermögen der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung auf Temperaturänderungen zu, so daß die Erfassungsgenauigkeit verbessert wird.
  • Wenn in umgekehrter Weise die Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung mit nur einer Diode ausgebildet ist, nimmt das Ansprechvermögen ab, so daß die Präzision vergleichsweise geringer wird, so daß es kaum vorstellbar ist, die Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung mit nur einer einzigen Diode aufzubauen.
  • Als nächstes zeigt 10 ein Schaltungsdiagramm einer Halbleitervorrichtung, in die ein Leistungs-Halbleiterelement 1P gemäß 9 integriert ist. Wie vorstehend erwähnt wurde, sind die jeweiligen Teile der Halbleitervorrichtung der 10 in einem Harzgehäuse untergebracht, das entlang der Außenumfangsbereiche mit der oberen Oberfläche der Wärmeabführplatte verbunden ist.
  • Wie in 10 gezeigt, ist eine auf einem Substrat für Steuerschaltungen (nicht gezeigt) ausgebildete Steuerschaltungseinrichtung 1P mit einer Halbleiterelement-Steuerschaltungseinrichtung 2P zum Steuern des Leistungs-Halbleiterelements, einer Schaltungseinrichtung 3P zum Erzeugen eines Steuerstroms IF, der einer Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung 5AP zugeführt wird, sowie mit einer Spannungsabfall-Operationsverstärkungs-Schaltungseinrichtung 4P ausgebildet, um einen anormalen Anstieg der Übergangsbereichstemperatur durch Vergleichen eines Durchlaßrichtungs-Spannungsabfalls, bei dem es sich um ein Erfassungssignal der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung 5AP handelt, mit einem vorbestimmten Pegel zu erfassen.
  • Dabei bezeichnet das Symbol 1PP eine IGBT-Einrichtung, und das Symbol 5BP bezeichnet eine Diode, die eine statische Elektrizität absorbierende Diodeneinrichtung bildet.
  • Die herkömmliche Leistungs-Halbleitervorrichtung, die das in 10 gezeigte Leistungs-Halbleiterelement 1P beinhaltet, trägt zwar zu einer Verbesserung der Immunität bzw. Störfestigkeit gegen elektrostatische Entladung bei, schafft jedoch die nachfolgend genannten Probleme.
  • Wenn eine von außen her durchschlagende elektromagnetische Störwelle mit hoher Frequenz im Inneren der Leistungs-Halbleitervorrichtung, insbesondere in der Nähe des Leistungs-Halbleiterelements 1P hervorgerufen wird oder wenn eine von dem eigentlichen Leistungs-Halbleiterelement 1P erzeugte elektromagnetische Störwelle eines höheren Modus in der Nähe des Leistungs-Halbleiterelements 1P erzeugt wird, wird eine elektromotorische Kraft erzeugt als Ergebnis einer elektrostatischen Kopplung und einer elektromagnetischen Kopplung, die zwischen der Wärmeabführplatte und den Strompfaden (die den Vorwärtsweg und den Rückwärtsweg beinhalten) des Steuerstroms IF der mit einer Verbindungsdrahteinrichtung 10P und einer Relaisleitungseinrichtung 9P ausgebildeten Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung oder zwischen den vorstehend genannten Strompfaden und Masse der Leistungs-Halbleitervorrichtung oder aber zwischen den vorstehend genannten Strompfaden und der Elektrode (Gateelektrode, Steuerelektrode oder dergleichen) für hohen elektrischen Strom erzeugt, der in das Leistungs-Halbleiterelement eingespeist oder von diesem abgegeben wird.
  • Diese elektromotorische Kraft wird im Vorwärtsweg und im Rückwärtsweg des vorstehend genannten Steuerstroms IF jeweils gleichermaßen erzeugt, und infolgedessen wird eine Differenz in der elektromotorischen Kraft zwischen dem Vorwärtsweg und dem Rückwärtsweg erzeugt.
  • Die von außerhalb der Leistungs-Halbleitervorrichtung in die Halbleitervorrichtung eindringende elektromagnetische Störwelle mit hoher Frequenz kann zum Beispiel ein Funkwellenrauschen, ein von einer Funkanlage erzeugtes Funkanlagenrauschen oder ein von einem Mobiltelefon hervorgerufenes Funkrauschen oder dergleichen sein.
  • Die Erzeugung einer solchen elektromagnetischen Störwelle mit hoher Frequenz in der Nähe des Leistungs-Halbleiterelements tritt häufig auf, zum Beispiel, wenn die Leistungs-Halbleitervorrichtung als elektronische Einrichtung in einer beweglichen Vorrichtung, wie zum Beispiel einem Kraftfahrzeug, verwendet wird. Das Frequenzband für solche elektromagnetische Störwellen mit hoher Frequenz erstreckt sich zum Beispiel bis in den Bereich von etwa 1 MHz bis 10 GHz.
  • Es versteht sich von selbst, daß elektromagnetische Störwellen unterhalb oder oberhalb dieses Bereichs das vorstehend genannte Problem hervorrufen können. Das von einer elektromagnetischen Störwelle erzeugte Rauschen, bei dem es sich um das vorstehend genannte Problem handelt, wird als "Gleichtaktrauschen" bezeichnet.
  • Wenn ferner eine magnetische Kraftlinie einer elektromagnetischen Störwelle mit einer elektrischen Stromschleife gekoppelt wird, die aus dem Vorwärtsweg und dem Rückwärtsweg des Steuerstroms IF gebildet ist, wird aufgrund von elektromagnetischer Induktion eine elektromotorische Kraft in der elektrischen Stromschleife gebildet. Das Rauschen wird in diesem Fall als "Normalmodus" bezeichnet.
  • Die elektromotorische Kraft erzeugenden Moden der beiden Rauscharten treten somit als Hochfrequenzrauschen in einem Durchlaßrichtungs-Spannungsabfallsignal (das in etwa einem Gleichstrom-Spannungssignal entspricht) auf, das zwischen den beiden Anschlüssen der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung erzeugt wird.
  • Wenn diese beiden Moden eine hohe elektromotorische Kraft im Vergleich zu dem Ansprechvermögen (Temperaturkoeffizient) der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung induzieren, kommt es zu Problemen im Betrieb der Spannungsabfall-Operationsverstärkungs-Schaltungseinrichtung, die das Durchlaßrichtungs-Spannungsabfallsignal der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung erhält, um einen Vergleichsvorgang des empfangenen Signals mit einem vorbestimmten Pegel durchzuführen, so daß ein Problem dahingehend entsteht, daß der Pegel der Störfestigkeit gegen elektromagnetische Störwellen sinkt.
  • Mit anderen Worten heißt dies, daß bei einem Anstieg der Übergangsbereichstemperatur zum Zeitpunkt des Betriebs der Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung die Summe der Durchlaßrichtungs-Spannungsabfälle in der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung sich in Abhängigkeit davon ändert und der Pegel der durch das Rauschen verursachten elektromotorischen Kraft in einem derartigen Ausmaß ansteigt, daß die Steuerschaltungseinrichtung das derart veränderte Datensignal nicht exakt erfassen kann.
  • Die Steuerschaltungseinrichtung ist somit nicht in der Lage, das Ausmaß des Anstiegs der Übergangsbereichstemperatur der Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung mit einer guten Steuergenauigkeit zu erfassen.
  • Aus der JP 10-116 987 A (Abstract) ist eine Halbleitervorrichtung bekannt, bei der es darum geht, ein Halbleiterelement zuverlässig gegenüber einem thermischen Durchbruch zu schützen, indem man ein wärmeempfindliches Element zur Erfassung des thermischen Zustandes eines Leistungs-Halbleiterelementes zwischen den Bereichen anbringt, die zum Ausbilden des Leistungs-Halbleiterelementes dienen. Bei dieser herkömmlichen Halbleitervorrichtung ist eine Diodeneinrichtung vorgesehen, die aus mehreren Dioden besteht und zur Temperaturbestimmung dient. Dieser Diodeneinrichtung ist eine weitere Diode in Sperr-Richtung parallelgeschaltet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leistungs-Halbleiterelement sowie eine Leistungs-Halbleitervorrichtung mit einem derartigen Leistungs-Halbleiterelement anzugeben, bei denen eine weitestgehende Reduzierung des Einflusses auf das Ansprechvermögen der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung erzielt wird, der durch die elektromagnetische Kraft verursacht wird, die durch die Kopplung zwischen dem Weg des der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung und der Wärmeabführungsplatte zuzuführenden Steuerstroms, dem Masseweg oder der Elektrode des Leistungs-Halbleiterelementes erzeugt wird. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Induktivität einer Relaisleitungseinrichtung zu reduzieren.
  • Gemäß der Erfindung wird ein Leistungs-Halbleiterelement angegeben, das folgendes aufweist:
    ein Halbleitersubstrat;
    eine Leistungs-Halbleiterelementkomponente, die auf dem Halbleitersubstrat gebildet ist;
    eine auf dem Halbleitersubstrat gebildete erste Diodeneinrichtung zum Erfassen einer Temperatur der Leistungs-Halbleiterelementkomponente und
    eine auf dem Halbleitersubstrat gebildete und zwischen zwei Anschlüsse der ersten Diodeneinrichtung geschaltete zweite Diodeneinrichtung zum Absorbieren von statischer Elektrizität, wobei die erste Diodeneinrichtung eine Vielzahl erster Dioden aufweist, die nacheinander in Durchlaßrichtung geschaltet sind,
    wobei die zweite Diodeneinrichtung parallel zur ersten Diodeneinrichtung in Sperrichtung geschaltet ist,
    wobei die zweite Diodeneinrichtung eine Vielzahl zweiter Dioden aufweist, die nacheinander in Sperrichtung geschaltet sind,
    wobei die Anzahl der zweiten Dioden mit der Anzahl der ersten Dioden identisch ist
    und wobei die Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik der zweiten Diodeneinrichtung in einem Frequenzband einer elektromagnetischen Störwelle, die in der Nähe der Leistungs-Halbleiter elementkomponente erzeugt werden kann, äquivalent zu der Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik der ersten Diodeneinrichtung in dem Frequenzband ist.
  • In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Halbleiterelementes ist vorgesehen, daß die Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik von jeder der Vielzahl der zweiten Dioden in dem Frequenzband äquivalent zu der Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik von jeder von der Vielzahl der ersten Dioden in dem Frequenzband ist.
  • Des weiteren wird gemäß der Erfindung eine Leistungs-Halbleitervorrichtung angegeben, die ein Halbleiterelement der vorstehend definierten Art aufweist und ferner folgende Komponenten aufweist:
    eine vorwärtswegseitige Leitungseinrichtung, die mit dem einen Ende mit einem anodenseitigen Anschluß der ersten Diodeneinrichtung des Leistungs-Halbleiterelements verbunden ist, eine rückwärtswegseitige Leitungseinrichtung, die mit dem einen Ende mit einem kathodenseitigen Anschluß der ersten Diodeneinrichtung des Leistungs-Halbleiterelements verbunden ist;
    eine Operationsverstärker-Schaltungseinrichtung, die einen mit dem anderen Ende der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung verbundenen Einganganschluß aufweist;
    eine Steuerstromerzeugungs-Schaltungseinrichtung, die mit dem anderen Ende der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung verbunden ist und zum Erzeugen eines Steuerstroms der ersten Diodeneinrichtung konfiguriert ist; und
    eine Elementsteuerungs-Schaltungseinrichtung, die einen Steueranschluß, der mit einem Ausgangsanschluß der Operationsverstärker-Schaltungseinrichtung verbunden ist, sowie einen Ausgangsanschluß aufweist, der mit einer Steuerelektrode der Leistungs-Halbleiterelementkomponente des Leistungs-Halbleiterelements verbunden ist.
  • In Weiterbildung einer derartigen Leistungs-Halbleitervorrichtung ist vorgesehen, daß ein Kondensator vorgesehen ist, der mit seinem einen Ende mit dem anderen Ende der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung verbunden ist und mit seinem anderen Ende mit dem anderen Ende der rückwärtswegseitigen Leitungseinrichtung verbunden ist, und daß der Kondensator eine derartige Impedanzcharakteristik aufweist, daß seine Impedanz in dem Frequenzband niedriger ist als seine Impedanz außerhalb des Frequenzbandes.
  • In Weiterbildung einer derartigen Leistungs-Halbleitervorrichtung ist vorgesehen, daß die vorwärtsseitige Leitungseinrichtung folgendes aufweist:
    eine vorwärtswegseitige Verbindungsdrahteinrichtung, die mit ihrem einen Ende mit dem anodenseitigen Anschluß verbunden ist; und
    eine vorwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung, die mit ihrem einen Ende mit dem anderen Ende der vorwärtswegseitigen Verbindungsdrahteinrichtung (10A) verbunden ist,
    daß die rückwärtswegseitige Leitungseinrichtung folgendes aufweist:
    eine rückwärtswegseitige Verbindungsdrahteinrichtung, die mit ihrem einen Ende mit dem kathodenseitigen Anschluß verbunden ist, und
    eine rückwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung, die mit ihrem einen Ende mit dem anderen Ende der rückwärtswegseitigen Verbindungsdrahteinrichtung verbunden ist, und
    daß die vorwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung und die rückwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung von einer Ferritkerneinrichtung umgeben sind. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Ferritkerneinrichtung aus einem rohrförmigen Ferritkern gebildet ist.
  • In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Leistungs-Halbleitervorrichtung ist vorgesehen, daß die Ferritkerneinrichtung einen rohrförmigen ersten Ferritkern und einen rohrförmigen zweiten Ferritkern aufweist, daß die vorwärtsseitige Relaisleitungseinrichtung von dem ersten Ferritkern umgeben ist und daß die rückwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung von dem zweiten Ferritkern umgeben ist.
  • Bei einer anderen speziellen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leistungs-Halbleitervorrichtung ist vorgesehen, daß ein Dielektrikum vorgesehen ist, das sandwichartig zwischen den jeweiligen einander zugewandt gegenüberliegenden Teilen der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung und der rückwärtswegseitigen Leitungseinrichtung angeordnet ist.
  • Wenn die Leistungs-Halbleiterelementkomponente in die Leistungs-Halbleitervorrichtung integriert ist, kann gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung selbst dann, wenn elektromagnetische Störwellen mit hoher Frequenz in der Nähe der Leistungs-Halbleiterelementkomponente erzeugt werden, die zwischen der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung und der rückwärtswegseitigen Leitungseinrichtung erzeugte Differenz in der elektromotorischen Kraft reduziert werden, so daß wiederum das Ausmaß des Einflusses der elektromagnetischen Störwellen auf die Ansprechempfindlichkeit der ersten Diodeneinrichtung reduziert wird.
  • Dadurch kann die Operationsverstärkungs-Schaltungseinrichtung ein Signal empfangen, das im Vergleich zu herkömmlichen Signalen reduzierte Rauschsignale aufweist und das näher bei dem ursprünglichen Erfassungssignal der ersten Diodeneinrichtung liegt, so daß die Elementsteuerungs-Schaltungseinrichtung die Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung mit höherer Genauigkeit als bisher steuern kann.
  • Bei der Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 4 kann in dem Frequenzband der elektromagnetischen Störwellen der Kondensator als Tiefpaßfilter wirken, das die Übertragung der zwischen der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung und der rückwärtswegseitigen Leitungseinrichtung erzeugten Differenz in der elektromotorischen Kraft zu den beiden Eingangsanschlüssen der Operationsverstärkungs-Schaltungseinrichtung blockiert, so daß das Ausmaß des Einflusses der elektromagnetischen Störwellen auf die Ansprechempfindlichkeit der ersten Diodeneinrichtung noch weiter reduziert werden kann, so daß wiederum die Operationsverstärkungs-Schaltungseinrichtung ein Signal empfangen kann, das noch weiter reduzierte Rauschsignale beinhaltet und noch näher bei dem ursprünglichen Erfassungssignal der ersten Diodeneinrichtung liegt.
  • Bei den erfindungsgemäßen Leistungs-Halbleitervorrichtungen gemäß Anspruch 5 und Anspruch 7 wird aufgrund des Vorhandenseins der Ferritkerneinrichtung eine Induktivität mit einem vergleichsweise hohen Wert jeweils in der vorwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung und der rückwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung erzeugt, so daß das aus diesen Induktivitäten und dem Kondensator bzw. der Kapazität gebildete LC-Tiefpaßfilter die Übertragung der zwischen der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung und der rückwärtswegseitigen Leitungseinrichtung erzeugten Differenz in der elektromotorischen Kraft auf die beiden Eingangsanschlüsse der Operationsverstärkungs-Schaltungseinrichtung in ausreichender Weise blockiert, so daß das Ausmaß des Einflusses der elektromagnetischen Störwellen auf die Ansprechempfindlichkeit der ersten Diodeneinrichtung noch weiter reduziert werden kann.
  • Da bei der erfindungsgemäßen Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 6 die Ferritkerneinrichtung aus einem rohrförmigen Ferritkern gebildet ist, läßt sich die Rauschdämpfungswirkung des LC-Tiefpaßfilters zwischen den beiden Eingangsanschlüssen der Operationsverstärkungs-Schaltungseinrichtung weiter verbessern, so daß das Ausmaß des Einflusses der elektromagnetischen Störwellen auf die Ansprechempfindlichkeit der ersten Diodeneinrichtung noch weiter reduziert werden kann.
  • Bei der erfindungsgemäßen Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 8 können aufgrund des Vorhandenseins des Dielektrikums die Induktivitätskomponenten jeweils der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung und der rückwärtswegseitigen Leitungseinrichtung reduziert werden, so daß sich die elektromotorische Spannung reduzieren läßt, die jeweils in der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung und der rückwärtswegseitigen Leitungseinrich tung durch elektromagnetische Induktion aufgrund der Erzeugung der elektromagnetischen Störwellen erzeugt werden kann.
  • Aufgrund dieser Eigenschaft kann die vorliegende Erfindung dazu beitragen, das Ausmaß des Einflusses der elektromagnetischen Störwellen auf die Ansprechempfindlichkeit der ersten Diodeneinrichtung zu begrenzen.
  • Außerdem besteht gemäß diesem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung aufgrund der Tatsache, daß die vorwärtswegseitige Leitungseinrichtung und die rückwärtswegseitige Leitungseinrichtung einander zugewandt gegenüberliegen, so daß ein Dielektrikum sandwichartig dazwischen angeordnet werden kann, die Möglichkeit einer Reduzierung der Abmessung zwischen den beiden Leitungseinrichtungen, so daß wiederum die Strecke der elektrischen Stromschleife von dem anderen Ende der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung zu dem anderen Ende der rückwärtswegseitigen Leitungseinrichtung über die erste Diodeneinrichtung und die zweite Diodeneinrichtung in bemerkenswerter Weise reduziert werden kann.
  • Dadurch läßt sich die Anzahl der Magnetflüsse der elektromagnetischen Störwellen, die sich in die vorstehend beschriebene elektrische Stromschleife einkoppeln, in ausreichender Weise reduzieren, so daß die elektromotorische Kraft, die in der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung und der rückwärtswegseitigen Leitungseinrichtung erzeugt werden kann, in ausreichender Weise vermindert werden kann.
  • Auch aufgrund dieser Eigenschaft kann die vorliegende Erfindung weiter zu einer Begrenzung des Einflusses der elektromagnetischen Störwellen auf die Ansprechempfindlichkeit der ersten Diodeneinrichtung beitragen.
  • Wenn in der vorstehend beschriebenen Weise eine elektromagnetische Störwelle in der Nähe des Leistungs-Halbleiterelements erzeugt wird, wird eine elektromotorische Kraft jeweils in dem Vorwärtsweg und dem Rückwärtsweg des Steuerstroms IF durch elektrostatische Kopplung und elektromagnetische Kopplung erzeugt, und diese elektromotorischen Kräfte führen zu einer Differenz in der elektromotorischen Kraft zwischen dem Vorwärtsweg und dem Rückwärtsweg und somit zu einem Hochfrequenzrauschen zwischen den Eingangsanschlüssen der Spannungsabfall-Operationsverstärkungs-Schaltungseinrichtung.
  • Der erste Faktor, der ein derartiges Gleichtaktrauschen verursacht, scheint die Konstruktion an sich des in 9 gezeigten Leistungs-Halbleiterelements zu sein. Mit anderen Worten, es sind bei dem Leistungs-Halbleiterelement, wie es in 9 gezeigt ist, eine Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung (a), die aus einer Vielzahl von in Durchlaßrichtung geschalteten Dioden gebildet ist, sowie eine statische Elektrizität absorbierende Diodeneinrichtung (b), die in Sperrichtung zwischen den Anodenanschluß und den Kathodenanschluß der vorstehend genannten Diodeneinrichtung (a) geschaltet ist, in ein und demselben Halbleitersubstrat ausgebildet.
  • Ferner scheint die Impedanzcharakteristik (die im folgenden auch als Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik bezeichnet wird), die jede in demselben Halbleitersubstrat ausgebildete PN-Übergangsdiode in dem Frequenzband der elektromagnetischen Störwellen hat, die möglicherweise in der Nähe des Leistungs-Halbleiterelements erzeugt werden können, in etwa gleich zu sein.
  • Aus diesem Grund besteht bei dem in 9 gezeigten Leistungs-Halbleiterelement ein Ungleichgewicht zwischen der Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung und der Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik der statische Elektrizität absorbierenden Diodeneinrichtung. Dieser Gesichtspunkt gilt in entsprechender Weise für das in 10 gezeigte Leistungs-Halbleiterelement 1P.
  • Aus diesem Grund wird eine Differenz in der elektromotorischen Kraft in Form von Gleichtaktrauschen zwischen dem vorwärtswegseitigen Teil und dem rückwärtswegseitigen Teil des Steuerstroms IF erzeugt, und da ferner das Ausmaß des Ungleichgewichts zwischen den Hochfrequenz-Impedanzeigenschaften der beiden Diodeneinrichtungen beträchtlich hoch ist, scheint das vorstehend erläuterte Rauschen als hohe elektromotorische Spannung im Vergleich zu dem Temperaturkoeffizienten der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung induziert zu werden.
  • Zur Lösung dieses Problems ist eine Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel somit derart ausgebildet, daß eine statische Elektrizität absorbierende Diodeneinrichtung eines in dieser Halbleitervorrichtung verwendeten Leistungs-Halbleiterelements eine Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik aufweist, die zu der Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik einer Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung äquivalent ist.
  • Unter der Annahme, daß die Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik jeder in demselben Halbleitersubstrat ausgebildeten PN-Übergangsdiode in etwa die gleiche ist, ist die statische Elektrizität absorbierende Diodeneinrichtung in weiter bevorzugter Weise mit einer Vielzahl von in Sperrichtung geschalteten Dioden aufgebaut, wobei die Anzahl der Dioden, die die statische Elektrizität absorbierende Diodeneinrichtung bilden, gleich der Anzahl der Dioden ist, die die Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung bilden.
  • Ein zweiter Faktor, der die Erzeugung der elektromotorischen Kraft aufgrund des Gleichtaktrauschens hervorruft, scheint das Ungleichgewicht zwischen der Eingangsimpedanzcharakteristik (der Impedanzcharakteristik in dem vorstehend genannten Frequenzband der elektromagnetischen Störwellen) der beiden Eingangsanschlüsse der in 10 gezeigten Spannungsabfall-Operationsverstärkungs-Schaltungseinrichtung 4P zu sein.
  • Da jedoch das Ungleichgewicht zwischen diesen Eingangsimpedanzcharakteristika nicht eliminiert werden kann, ist es erforderlich, Vorkehrungen zum Verhindern einer Reduzierung der Störfestigkeit gegen elektromagnetische Störwellen unter Akzeptanz dieses Ungleichsgewichts zu treffen.
  • Zweckmäßigerweise ist die Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel somit derart ausgebildet, daß ein Kondensator (zum Beispiel ein Keramik-Kondensator), der als Tiefpaßfilter zum ausreichenden Dämpfen eines Eingangssignals in dem Frequenzband der elektromagnetischen Störwellen wirken kann, in dem Steuerschaltungs-Eingangsteil, d. h. in der Nähe des Übergangsbereichs zwischen dem einen Endteil der Relaisleitungseinrichtung und dem Schaltungsmuster auf dem Steuersubstrat angeordnet ist, das ein Schaltungsmuster für die Steuerschaltungseinrichtung aufweist.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß eine oder zwei rohrförmige Ferritkerneinrichtungen derart angeordnet sind, daß sie die vorwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung und die rückwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung für den Steuerstrom IF umschließen.
  • Dies ermöglicht die Bildung eines LC-Tiefpaßfilters in einer derartigen Weise, daß selbst im Fall einer Kopplung eines Magnetflusses der elektromagnetischen Störwellen mit einem Paar von Relaisleitungseinrichtungen und einer dadurch verursachten Erzeugung einer elektromotorischen Kraft die erzeugte elektromotorische Spannung nicht auf den Steuerschaltungs-Eingangsteil übertragen und nicht in diesen eingespeist werden kann, indem der von der Ferritkerneinrichtung erzeugte Induktivitätswert geeignet vorgegeben wird.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Dielektrikum, das sandwichartig zwischen den einander zugewandt gegenüberliegenden Teilen der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung und der rückwärtswegseitigen Leitungseinrichtung für den Steuerstrom IF angeordnet ist, zwischen dem Vorwärtsweg und dem Rückwärtsweg vorgesehen ist.
  • Wie die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zielt auch diese Lösung auf eine Reduzierung des Einflusses des Normalmodus- bzw. Normalschwingungsrauschens ab. Die vorstehend umrissenen Ausführungsformen werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen noch ausführlicher beschrieben.
  • Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine Ansicht zur Erläuterung der Schaltungskonstruktion einer Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine Schnittansicht zur Erläuterung eines Leistungs-Halbleiterelements gemäß der vorliegenden Erfindung, das eine Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung sowie eine erste Diodeneinrichtung aufweist, die auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet sind;
  • 3 eine Draufsicht auf ein Leistungs-Halbleiterelement gemäß der vorliegenden Erfindung zur Erläuterung der Ausbildung der ersten und der zweiten Diodeneinrichtung;
  • 4 eine Ansicht zur Erläuterung der Schaltungskonstruktion einer Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine Perspektivansicht zur Erläuterung des inneren Aufbaus einer Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 6 eine Perspektivansicht zur Erläuterung des inneren Aufbaus einer Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß einer Modifizierung des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 7 eine Ansicht zur Erläuterung der Schaltungskonstruktion einer Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 8 eine Perspektivansicht zur Erläuterung des inneren Aufbaus einer Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 9 eine Ansicht zur Erläuterung der Konstruktion eines MOSFET mit einer Temperaturerfassungsdiode gemäß dem Stand der Technik; und
  • 10 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Schaltungskonstruktion einer herkömmlichen Leistungs-Halbleitervorrichtung, die einen IGBT mit einer Temperaturerfassungsdiode verwendet.
  • Erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Schaltungskonstruktion einer Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel. Im großen und ganzen ist die Halbleitervorrichtung gebildet aus einem in Form eines einzigen Chips vorliegenden Leistungs-Halbleiterelement 1, einer Bonding- oder Verbindungsdrahteinrichtung 10, einer Relaisleitungseinrichtung 9 und einer Steuerschaltungseinrichtung 8.
  • Die Relaisleitungseinrichtung 9 und die Verbindungsdrahteinrichtung 10 bilden zusammen eine Verbindungsleitungseinrichtung, die das Leistungs-Halbleiterelement 1 und die Steuerschaltungseinrichtung 8 miteinander koppelt. Die Halbleitervorrichtung ist in einem Harzgehäuse untergebracht, das an dem Außenumfangsbereich an der oberen Oberfläche einer Wärmeabführplatte angebracht ist.
  • Als erstes ist zu erwähnen, daß das Leistungs-Halbleiterelement 1 aus folgenden Komponenten gebildet ist: einem später noch zu beschreibenden Halbleitersubstrat; einer Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung 1A (vorliegend ist in der Zeichnung ein IGBT dargestellt, jedoch kann es sich auch um eine andere Einrichtung handeln, wie zum Beispiel einen Längs-Leistungs-MOSFET), die auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet ist; einer ersten Diodeneinrichtung oder Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung 1B, die auf demselben Halbleitersubstrat ausgebildet ist, zum Erfassen der Übergangsbereichstemperatur zum Zeitpunkt des Betriebs der Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung 1A; sowie aus einer zweiten Diodeneinrichtung oder statische Elektrizität absorbierenden Diodeneinrichtung 1C, die auf demselben Halbleitersubstrat gebildet ist und zwischen die beiden Anschlüsse der ersten Diodeneinrichtung 1B oder zwischen den anodenseitigen Anschluß 6 und den kathodenseitigen Anschluß 7 geschaltet ist, zum Absorbieren der in der ersten Diodeneinrichtung 1B erzeugten statischen Elektrizität, um dadurch die Immunität bzw. Störfestigkeit gegen elektrostatische Entladungen zu verbessern.
  • Ferner ist die erste Diodeneinrichtung 1B mit n (n ≥ 2) ersten Dioden 1BD ausgebildet, die nacheinander in Vorwärtsrichtung bzw. Durchlaßrichtung verbunden sind, und die zweite Diodeneinrichtung 1C ist mit n zweiten Dioden 1CD ausgebildet, die nacheinander in Rückwärtsrichtung bzw. in Sperrichtung verbunden sind.
  • Außerdem ist die Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik der ersten Diode 1BD in dem Frequenzband der elektromagnetischen Störwellen in etwa gleich der Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik der zweiten Diode 1CD in dem Frequenzband der elektromagnetischen Störwellen, so daß die Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik der ersten Diodeneinrichtung 1B in dem Frequenzband, der elektromagnetischen Störwellen äquivalent, also ungefähr gleich zu der Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik der zweiten Diodeneinrichtung 1B in dem Frequenzband der elektromagnetischen Störwellen ist.
  • Außerdem ist die Verbindungsdrahteinrichtung 10 aus einer vorwärtswegseitigen Verbindungsdrahteinrichtung 10A, die mit dem einen Ende mit dem anodenseitigen Anschluß 6 verbunden ist, einer rückwärtwegseitigen Verbindungsdrahteinrichtung 10B, die mit dem einen Ende mit dem kathodenseitigen Anschluß 7 verbunden ist, sowie aus einer ersten und einer zweiten steuerseitigen Verbindungsdrahteinrichtung 10C und 10D gebildet, von denen das eine Ende mit den Steuerelektroden oder Steuerelektrodenanschlüssen 1GT bzw. 1ET der Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung 1A verbunden ist.
  • Weiterhin ist die Relaisleitungseinrichtung 9 aus einer vorwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung 9A, die mit dem einen Ende mit dem anderen Ende der vorwärtswegseitigen Verbindungsdrahteinrichtung 10A verbunden ist, einer rückwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung 9B, die mit dem einen Ende mit dem anderen Ende der rückwärtswegseitigen Verbindungsdrahteinrichtung 10B verbunden ist, einer ersten steuerseitigen Relaisleitungseinrichtung 9C, die mit dem einen Ende mit dem anderen Ende der ersten steuerseitigen Drahtverbindungseinrichtung 10C verbunden ist, sowie aus einer zweiten steuerseitigen Relaisleitungseinrichtung 9D gebildet.
  • Dabei bilden die vorwärtswegseitige Verbindungsdrahteinrichtung 10A und die vorwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung 9A eine "vorwärtswegseitige Leitungseinrichtung", während die rückwärtswegseitige Verbindungsdrahteinrichtung 10B und die rückwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung 9B eine "rückwärtswegseitige Leitungseinrichtung" bilden.
  • Weiterhin ist das Schaltungsmuster der Steuerschaltungseinrichtung 8 auf einem nicht gezeigten Steuersubstrat gebildet, wobei die Steuerschaltungseinrichtung 8 die nachfolgend genannten Elemente aufweist. Eine Spannungsabfall-Operationsverstärkungs-Schaltungseinrichtung 4 weist einen Eingangsanschluß 4I auf, der mit dem anderen Ende der vorwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung 9A verbunden ist, und empfängt einen von der ersten Diodeneinrichtung 1B erfaßten und abgegebenen Durchlaßrichtungs-Spannungsabfall, um auf diese Weise einen Vergleichsvorgang des empfangenen Signals mit einem vorbestimmten Bestimmungspegel durchzuführen.
  • Wenn das am Eingang empfangene Signal den vorbestimmten Bestimmungspegel übersteigt, stellt die Spannungsabfall-Operationsverstärkungs-Schaltungseinrichtung 4 fest, daß die Übergangsbereichstemperatur zum Zeitpunkt des Betriebs der Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung 1A auf eine anormale Temperatur angestiegen ist, die eine Verschlechterung der Eigenschaften usw. hervorruft, und gibt ein Steuersignal, welches die Erfassung des anormalen Übergangsbereichs-Temperaturanstiegs anzeigt, an einen Steueranschluß 2CT einer Elementsteuerungs-Schaltungseinrichtung 2 ab.
  • Ferner ist ein Ausgangsanschluß 2OT der Elementsteuerungs-Schaltungseinrichtung 2 über eine steuerseitige Leitungseinrichtung 9C, 10C mit der Steuerelektrode 1GT der Halbleiterelementeinrichtung 1A verbunden.
  • Außerdem ist eine Steuerstromerzeugungs-Schaltungseinrichtung 3 aus einer Energiequelle mit einer vorbestimmten Spannung sowie aus einem Widerstand mit einem vorbestimmten Widerstandswert vorgesehen.
  • Ein Ausgangsende der Steuerstromerzeugungs-Schaltungseinrichtung 3 ist mit dem anderen Ende der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung 9A verbunden, so daß die Steuerstromerzeugungs-Schaltungseinrichtung 3 einen Steuerstrom IF erzeugt und abgibt, der durch die erste Diodeneinrichtung 1B geleitet wird.
  • Ferner ist ein Kondensator 11 (beispielsweise ein Keramik-Kondensator), von dem das eine Ende oder die erste Elektrode mit dem anderen Ende der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung 9A verbunden ist und dessen anderes Ende oder zweite Elektrode mit dem anderen Ende der rückwärtswegseitigen Leitungseinrichtung 9B verbunden ist, als Bypass- bzw. Überbrückungskondensator in der Steuerschaltungseinrichtung 8 angeordnet.
  • Das Material, der Kapazitätswert usw. dieses Kondensators 11 sind so gewählt, daß er solche Eigenschaften aufweist, daß seine Impedanz in dem vorstehend beschriebenen Frequenzband niedriger ist als seine Impedanz in den anderen Frequenzbändern.
  • Der Kondensator 11 kann somit als Tiefpaßfilter wirken, das zum Koppeln eines Rauschsignals einer elektromotorischen Spannung in der Lage ist, die aufgrund der elektromagnetischen Hochfrequenz-Störwellen möglicherweise zwischen dem Vorwärtsweg und dem Rückwärtsweg des Steuerstroms IF erzeugt werden kann.
  • Die Dreiecksymbole, die an den äußersten Enden der beiden Leitungseinrichtungen 9B, 9D in 1 gezeichnet sind, haben hierbei die Bedeutung, daß die äußeren Enden der beiden Einrichtungen 9B, 9D mit einer Energiequelle (negative Spannung) einer nicht gezeigten Treiberschaltung des Leistungs-Halbleiterelements 1 verbunden sind. Ferner beinhaltet die Operationsverstärkungs-Schaltungseinrichtung 4 einen nicht darge stellten Standardanschluß, der mit der vorstehend genannten Energiequelle (negative Spannung) verbunden ist.
  • 2 zeigt eine Schnittansicht zur Erläuterung der Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung 1A, die einen IGBT bildet, sowie der ersten Diodeneinrichtung 1B, die aus polykristallinen Siliziumdioden gebildet sind, wobei beide Einrichtungen einander benachbart auf dem Leistungs-Halbleitersubstrat 1S ausgebildet sind. In 2 bezeichnen die Bezugszeichen 16 und 18 eine P-leitende Schicht, und das Bezugszeichen 17 bezeichnet eine N-leitende Schicht.
  • Bei dem Leistungs-Halbleiterelement 1 dieser Halbleitervorrichtung ist auf dem Halbleitersubstrat 1S eine Diode 1B aus polykristallinem Silizium gebildet, die von der Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung 1 durch eine isolierende Oxidschicht 19 elektrisch isoliert ist und die eine Vielzahl von P-N-Übergängen aufweist, die in Durchlaßrichtung angeordnet sind, wobei die Diode 1B als Übergangsbereichstemperatur-Erfassungseinrichtung mit hohem Ansprechvermögen wirkt.
  • Zwischen den beiden Anschlüssen 6, 7 (siehe 1) der Diode 1B aus polykristallinem Silizium ist eine zweite Diodeneinrichtung 1C auf demselben Halbleitersubstrat 1S als Einrichtung zum Verbessern der elektromagnetischen Störeigenschaften ausgebildet, wobei die zweite Diodeneinrichtung 1C aus einer Vielzahl von zweiten Dioden (wobei die Anzahl der zweiten Dioden der Anzahl der ersten Dioden entspricht) gebildet ist, die in Sperrichtung in Reihe geschaltet sind.
  • 3 zeigt eine Draufsicht auf das Halbleitersubstrat 1S zur Erläuterung der Ausbildung der ersten Diodeneinrichtung 1B und der zweiten Diodeneinrichtung 1C. Das Bezugszeichen 30 in 3 bezeichnet einen Bereich, der einem Drahtbond-Verbindungsvorgang unterzogen wird. Die Längsschnittansicht entlang der unterbrochenen Linie I-II der 3 entspricht dabei der Dar stellung der ersten Diodeneinrichtung 1B, wie sie in 2 gezeigt ist.
  • Die Längsschnittkonstruktion entlang der unterbrochenen Linie III-IV in 3 entspricht der Ausbildung der zweiten Diodeneinrichtung, die die gleiche Struktur wie die in 2 gezeigte erste Diodeneinrichtung 1B besitzt. Die Bezugszeichen 16A und 18A bezeichnen eine N-leitende Schicht, und das Bezugszeichen 17A bezeichnet eine P-leitende Schicht.
  • Da jede der die zweite Diodeneinrichtung 1C bildenden zweiten Dioden 1CD als Diode aus polykristallinem Silizium auf demselben Halbleitersubstrat 1S ausgebildet ist, weist jede der zweiten Dioden 1CD eine Frequenz-Impedanzcharakteristik auf, die der der ersten Diode 1BD zum Erfassen der Temperatur äquivalent ist.
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel erzeugt die Wirkung, daß selbst dann, wenn eine elektromotorische Kraft auf der Basis der Impedanz der Verbindungsdrahteinrichtung 10 oder der Relaisleitungseinrichtung 9 erzeugt wird als Ergebnis von Kopplungen (elektrostatische Kopplung und elektromagnetische Kopplung) zwischen der Wärmeabführplatte und den Strompfaden des Steuerstroms IF der mit der Verbindungsdrahteinrichtung 10 und der Relaisleitungseinrichtung 9 in 1 ausgebildeten Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung 1B, oder zwischen den vorstehend genannten Strompfaden und Erde bzw. Masse, oder zwischen den vorstehend genannten Wegen und der Elektrode für hohen elektrischen Strom, der aufgrund des Einflusses der in der Nähe des Leistungs-Halbleiterelements 1A erzeugten elektromagnetischen Hochfrequenz-Störwellen in das Halbleiterelement 1 eingespeist sowie von diesem abgegeben wird, die elektromotorische Kraft aufgrund des Einflusses der zwischen dem Vorwärtsweg und dem Rückwärtsweg des Steuerstroms IF zum Erfassen der Temperatur erzeugten elektromagnetischen Störwellen keine so starke Wir kung hat, daß sie das Ansprechvermögen der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung 1B beeinflußt, da die erste und die zweite Diodeneinrichtung 1B, 1C in beiden Richtungen ohne Unterschied in ihren Hochfrequenz-Impedanzeigenschaften in der diodenbildenden Einrichtung auf dem Halbleitersubstrat 1S ausgebildet sind.
  • Ferner bietet diese Halbleitervorrichtung die weitere Wirkung, daß aufgrund der Anbringung des Kondensators 11 aus Keramik oder dergleichen, der niedrige Impedanzeigenschaften gegenüber Hochfrequenzwellen aufweist, auf dem Signaleingangsteil der Steuerschaltungseinrichtung 8, der Kondensator 11 als Tiefpaßfilter wirken kann, das in der Lage ist, den Pegel des Eingangssignals in dem Frequenzband der elektromagnetischen Störwellen ausreichend zu dämpfen, so daß die elektromotorische Kraft aufgrund des Einflusses der zwischen dem Vorwärtsweg und dem Rückwärtsweg des Steuerstroms IF zum Erfassen der Temperatur erzeugten elektromagnetischen Störwellen sich nicht so stark auswirkt, daß sie das Ansprechvermögen der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung 1B beeinflußt.
  • Die Anzahl der die zweite Diodeneinrichtung 1C bildenden zweiten Dioden 1CD kann sich dabei von der Anzahl der die erste Diodeneinrichtung 1B bildenden ersten Dioden 1BD unterscheiden, solange die vorstehend erläuterte eigentliche Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik der zweiten Diodeneinrichtung 1C mit der der ersten Diodeneinrichtung 1B identisch ist. Die Anzahl der zweiten Dioden 1CD kann beispielsweise 1 betragen.
  • Zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel
  • Das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß zusätzlich zu der charakteristischen Konstruktion des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels eine derartige Konstruktion vorgesehen ist, daß "die vorwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung 9A und die rückwärtswegseitige Re laisleitungseinrichtung 9B von einer Ferritkerneinrichtung umgeben sind."
  • Nachstehend wird die charakteristische Konstruktion des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben.
  • 4 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Konstruktion einer Ersatzschaltung einer Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel.
  • Die Schaltungskonstruktion der 4 unterscheidet sich von der Schaltungskonstruktion der 1 dadurch, daß (a) zusätzlich zu einer parasitären Induktivität, die die vorwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung 9A an sich hat, die vorwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung 9A eine erste Induktivität 12A aufweist, die durch einen später noch zu beschreibenden rohrförmigen ersten Ferritkern erzeugt wird und einen höheren Wert besitzt als die vorstehend genannte parasitäre Induktivität, und daß (b) zusätzlich zu einer parasitären Induktivität, die die rückwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung 9B als solche aufweist, die rückwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung 9B eine zweite Induktivität 12B aufweist, die durch einen später noch zu beschreibenden rohrförmigen zweiten Ferritkern erzeugt wird und die einen höheren Wert aufweist als die vorstehend genannte parasitäre Induktivität.
  • Dies ermöglicht den beiden Induktivitäten 12A und 12B die Induzierung einer gegenseitigen Induktion und bildet ein LC-Tiefpaßfilter zwischen den beiden Induktivitäten und dem Kondensator 11.
  • Durch geeignetes Einstellen des Werts jeder der Induktivitäten 12A und 12B sowie des Kapazitätswerts 42 des Kondensators bzw. der Kapazität 11 läßt sich ein LC-Tiefpaßfilter konstruieren, das die Eigenschaft besitzt, daß es das Eingangssignal in dem Frequenzband der elektromagnetischen Störwellen sperrt.
  • 5 zeigt eine perspektivische Schnittansicht zur Erläuterung des inneren Aufbaus der Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel, wie es in 4 dargestellt ist.
  • Unter Bezugnahme auf 5 ist der untere Teil des Harzgehäuses 21 an dem Außenumfangsbereich der oberen Oberfläche der bereits genannten Wärmeabführplatte 25 befestigt. Außerdem weist der Bodenbereich 21B der Innenwandfläche eines in Längsrichtung des Gehäuses 21 verlaufenden Seitenflächenteils 21A eine in Richtung auf den Innenraum des Gehäuses 21 ragende Formgebung auf.
  • Mit anderen Worten, es ist das vorstehend genannte Seitenflächenteil 21A im Querschnitt zu seiner Längsachse L-förmig ausgebildet. Außerdem ist die untere Oberfläche des Halbleitersubstrats 1S auf der oberen Oberfläche eines isolierenden Substrats 27 angebracht, das auf der oberen Oberfläche der Wärmeabführplatte 25 befestigt ist, so daß das Halbleitersubstrat 1S dem Bodenteil 21B gegenüberliegend angeordnet ist.
  • Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, sind die Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung 1A sowie die erste und die zweite Diodeneinrichtung 1B, 1C auf der oberen Oberfläche des Halbleitersubstrats 1S ausgebildet. Ferner ist eine Vielzahl linearer Leitungsmuster 10A2, 10B2, mit denen jeweils einer der noch zu beschreibenden Verbindungsdrähte 10A1, 10B1 durch Preßbonden zu verbinden ist, auf der oberen Oberfläche des Bodenteils 21B des Harzgehäuses 21 ausgebildet.
  • Wie in 5 gezeigt ist, ist die vorwärtswegseitige Verbindungsdrahteinrichtung 10A, wie sie in den 1 und 4 dargestellt ist, aus einem vorwärtswegseitigen Verbindungsdraht 10A1 gebildet, dessen anderes bzw. zweites Ende durch Preßbonden mit einer auf der oberen Oberfläche des Halbleitersubstrats 1S angeordneten vorwärtswegseitigen Kontaktfläche 6 (die dem anodenseitigen Anschluß entspricht) verbunden ist und der ferner mit einem vorwärtswegseitigen Leitungsmuster 10A2 verbunden ist.
  • In ähnlicher Weise ist die rückwärtswegseitige Verbindungsdrahteinrichtung 10B, wie sie in den 1 und 4 gezeigt ist, aus einem rückwärtswegseitigen Verbindungsdraht 10B1 gebildet, dessen anderes bzw. zweites Ende durch Preßbonden mit einer auf der oberen Oberfläche des Halbleitersubstrats 1S angeordneten rückwärtswegseitigen Kontaktfläche 7 (die dem kathodenseitigen Anschluß entspricht) verbunden ist und der ferner mit einem rückwärtswegseitigen Leitungsmuster 10B2 verbunden ist.
  • Ferner ist das eine Endteil der vorwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung 9A und der rückwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung 9B, die beide eine quaderförmige Plattenform aufweisen, jeweils mit dem anderen Ende des vorwärtswegseitigen Leitungsmusters 10A2 und des rückwärtswegseitigen Leitungsmusters 10B2 verbunden.
  • Außerdem ist gemäß einem Kernbereich dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels die vorwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung 9A mit Ausnahme ihres anderen bzw. zweiten Endteils mit Spiel in ein nicht gezeigtes Durchgangsloch eines rohrförmigen ersten Ferritkerns 12AF derart eingesetzt bzw. eingepaßt, daß sie von dem ersten Ferritkern 12AF umgeben wird.
  • Dabei ist ein nicht gezeigter Klebstoff zwischen einer Wandungsfläche des Durchgangslochs des ersten Ferritkerns 12AF und einem Hauptteil auf der Oberfläche der vorwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung 9A eingebracht, die in das vorstehend genannte Durchgangsloch eingesetzt ist.
  • In ähnlicher Weise ist die rückwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung 9B mit Ausnahme ihres anderen bzw. zweiten Endes mit Spiel in ein nicht gezeigtes Durchgangsloch eines rohrförmigen zweiten Ferritkerns 12BF eingesetzt, und der Spalt zwischen den beiden Einrichtungen 9B, 12BF ist mit einem nicht gezeigten Klebstoff gefüllt, um die beiden Einrichtungen 9B, 12BF für Fixierungszwecke miteinander zu verbinden.
  • Weiterhin ist das Steuersubstrat 22 für die Steuerschaltungseinrichtung an einem nicht gezeigten tragenden Teil angebracht, das an der Innenwandungsfläche des Seitenflächenteils 21A des Harzgehäuses 21 angeordnet ist und das im Längsschnitt zum Beispiel L-förmig ausgebildet ist, wobei das Steuersubstrat 22 an dem tragenden Teil durch Löten oder dergleichen befestigt ist.
  • Nicht gezeigte Schaltungsmuster der Steuerschaltungseinrichtung 8 der 1 und 4 sind auf der oberen Oberfläche des Steuersubstrats 22 ausgebildet (obwohl es nicht gezeigt ist, sind notwendige elektronische Komponenten auf den Schaltungsmustern angebracht), und Durchgangslöcher 22H sind in dem Steuersubstrat 22 zum Einführen des anderen Endes der jeweiligen vorwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung 9A und rückwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung 9B vorgesehen.
  • Dies gestattet ein Einführen des zweiten Endes der vorwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung 9A in das entsprechende Durchgangsloch 22H des Steuersubstrats 2, wobei der aus dem genannten Durchgangsloch 22H herausragende Bereich mit einer vorwärtswegseitigen Kontaktfläche 22PA verlötet wird, die um das Durchgangsloch 22H herum angeordnet ist.
  • In entsprechender Weise ist das zweite Ende der rückwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung 9B in das entsprechende Durchgangsloch 22H der Steuerschaltung 22 eingesetzt, und der aus dem Durchgangsloch 22H herausragende Bereich ist mit einer rückwärtswegseitigen Kontaktfläche 22PB verlötet, die um das Durchgangsloch 22H herum angeordnet ist. Ferner ist der in den 1 und 4 gezeigte Kondensator 11 zwischen der vorwärtswegseitigen Kontaktfläche 22PA und der rückwärtswegseitigen Kontaktfläche 22PB verlötet.
  • In 5 ist ein Zustand dargestellt, in dem nur ein Paar von Relaisleitungseinrichtungen 9 (9A, 9B) in die Durchgangslöcher des rohrförmigen ersten und zweiten Ferritkerns 12AF, 12BF eingeführt sind; dies dient jedoch lediglich der Erläuterung, und es kann jede beliebige Anzahl von Paaren von Relaisleitungseinrichtungen 9 jeweils vom entsprechenden ersten und zweiten Ferritkern 12AF, 12BF umschlossen werden.
  • Wie ferner in 5 exemplarisch dargestellt ist, kann der Innenraum des Harzgehäuses 21 mit einem Gel 30 derart gefüllt sein, daß das Halbleitersubstrat 1S, das Bodenteil 21B sowie die mittleren Bereiche des ersten und des zweiten Ferritkerns 12AF, 12BF darin eingebettet sind. Dadurch wird der Grad der Fixierung des ersten und des zweiten Ferritkerns 12AF, 12BF gesteigert.
  • Die in 5 gezeigte Konstruktion entspricht mit Ausnahme des ersten und des zweiten Ferritkerns 12AF, 12BF dem inneren Aufbau der Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel, wie es in 1 gezeigt ist.
  • Die Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die Wirkung, daß auch bei Auftreten einer Situation, in der es zu einer Kopplung des Magnetflusses der elektromagnetischen Hochfrequenz-Störwellen mit der elektrischen Stromschleife kommt, die durch den Vorwärtsweg und den Rückwärtsweg des Steuerstroms IF der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung 1B gebildet sind, wobei diese gemäß 4 mit der Verbindungsdrahteinrichtung 10 und der Relaisleitungseinrichtung 9 ausgebildet sind, der Einfluß der elektromotori schen Kraft zwischen dem Vorwärtsweg und dem Rückwärtsweg auf die Empfindlichkeit bzw. das Ansprechvermögen der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung 1B mittels des LC-Tiefpaßfilters blockiert werden kann, das mit dem rohrförmigen ersten und zweiten Ferritkern 12AF, 12BF, in die die jeweiligen Relaisleitungseinrichtungen 9A, 9B des Vorwärtswegs und des Rückwärtswegs eingesetzt sind, sowie mit dem auf dem Signaleingangsteil der Steuerschaltungseinrichtung 8 angebrachten Kondensator 11 ausgebildet ist.
  • Modifizierung des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels
  • 6 zeigt eine Modifizierung des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels, bei der die Relaisanschlüsse der vorliegenden Erfindung in die Durchgangslöcher der rohrförmigen Ferritkerne eingesetzt sind.
  • Die Konstruktion der Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß 6 unterscheidet sich von der in 5 gezeigten Konstruktion des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels darin, daß der Hauptteil der vorwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung 9A und der Hauptteil der rückwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung 9B durch die der Steuerstrom IF der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung fließt, gemeinsam in ein Durchgangsloch (nicht gezeigt) eines einzelnen rohrförmigen Ferritkerns 12F eingeführt sowie von diesem umgeben sind.
  • Ein Spalt zwischen den Hauptteilen der beiden Relaisleitungseinrichtung 9A, 9B und dem vorstehend genannten Durchgangsloch ist dabei in entsprechender Weise mit dem vorstehend beschriebenen Klebstoff gefüllt. Wie in 6 gezeigt ist, kann der Raum im Inneren des Harzgehäuses 21 wiederum mit einem Gel 30 gefüllt sein, um die Fixierung des Ferritkerns 12F zu verstärken.
  • Die gegenseitige Induktivität M bei der gegenseitigen Induktion der ersten und der zweiten Induktivität 12A, 12B, die durch den Ferritkern 12F erzeugt wird, kann somit im Vergleich zu dem Fall des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels gesteigert werden, so daß die Signalabsperreigenschaft des LC-Filters verbessert werden kann (d. h. das Dämpfungsausmaß des Filters läßt sich erhöhen).
  • Drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
  • Das dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel betrifft eine weitere Verbesserung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels und zeichnet sich dadurch aus, daß ein Dielektrikum sandwichartig zwischen den jeweiligen einander zugewandten Einrichtungen der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung (insbesondere ihrer Relaisleitungseinrichtung) und der rückwärtswegseitigen Leitungseinrichtung (insbesondere ihrer Relaisleitungseinrichtung) angeordnet ist, so daß eine Kondensatorgruppe zwischen der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung und der rückwärtswegseitigen Leitungseinrichtung gebildet ist.
  • 7 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung der Schaltungskonstruktion einer Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel. 7 unterscheidet sich von 1 dadurch, daß eine Kondensatorgruppe 13C zwischen der vorwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung 9A und der rückwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung 9B angeordnet ist. Diese Kondensatorgruppe 13C ist aus dem nachfolgend beschriebenen Dielektrikum gebildet. Als Beispiel für das Dielektrikum 13 sind hierbei Glimmer, Keramik, Silizium usw. zu nennen.
  • 8 zeigt eine Perspektivansicht zur Erläuterung des inneren Aufbaus der Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei das Charakteristische dieses Ausführungsbeispiels darin besteht, daß die Abmessung zwischen der vorwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung 9A und der rückwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung 9B, durch die der Steuerstrom IF der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung 1B fließt, ausreichend gering gewählt ist und dazwischen ein Dielektrikum 13 eingesetzt ist.
  • Genauer gesagt, es handelt sich bei dem vorwärtswegseitigen Leitungsmuster 10A2 um das gleiche wie in 5, jedoch besitzt das rückwärtswegseitige Leitungsmuster 10B2 eine L-Form, und das andere Ende des vorstehend genannten Leitungsmusters 10B2, mit dem der eine Endteil der rückwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung 9B zu verbinden ist, ist dem anderen bzw. zweiten Ende des entsprechenden vorwärtswegseitigen Leitungsmusters 10A2 zugewandt gegenüberliegend angeordnet.
  • Die vorwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung 9A und die rückwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung 9B, die mit ihrem einen Endteil jeweils mit dem anderen Ende der Leitungsmuster 10A2, 10B2 verbunden sind, sind somit einander gegenüberliegend angeordnet, und das Dielektrikum 13 ist zwischen den beiden Relaisleitungseinrichtungen 9A, 9B eingesetzt. Als Ergebnis hiervon bilden die Relaisleitungseinrichtungen 9A, 9B zwei Elektroden der Kondensatorgruppe 13C in 7.
  • Das Halbleitersubstrat 1S, das die Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung 1B, die Diodeneinrichtung 1C zum Absorbieren von statischer Elektrizität sowie die Leistungs-Halbleiterelementeinrichtung 1A aufweist, und das Steuersubstrat 23, auf dem der Kondensator 11 angebracht ist, besitzen hierbei Konstruktionen, die den vorstehend beschriebenen Konstruktionen des ersten und des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels entsprechen.
  • Bei der Leistungs-Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht aufgrund der Tatsache, daß die vorwärtswegseitige und die rückwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung 9A, 9B, die einander in 8 zugewandt gegenüberliegen, eine derartige Konfiguration besitzen, daß die Fläche der durch den Vorwärtsweg und den Rückwärtsweg des Steuerstroms IF der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung 1B gebildeten elektrischen Stromschleife sehr klein ausgebildet werden kann, die Möglichkeit zu einer Reduzierung der Anzahl von Magnetflüssen, die sich aufgrund der elektromagnetischen Hochfrequenz-Störwellen mit der vorstehend genannten elektrischen Stromschleife koppeln, so daß eine geringere elektromotorische Kraft induziert werden kann.
  • Wie in den 7 und 8 gezeigt ist, kann ferner die Induktivität der eigentlichen vorwärtswegseitigen und rückwärtswegseitigen Relaisleitungseinrichtung 9A, 9B durch Einsetzen des Dielektrikums 13 reduziert werden.
  • Die Konfiguration dieser Relaisleitungseinrichtung 9 führt somit zu der Wirkung, daß die elektromotorische Spannung, die durch elektromagnetische Induktion zwischen dem Vorwärtsweg und dem Rückwärtsweg der Verbindungsdrahteinrichtung 10 induziert wird, auf das Minimum begrenzt werden kann, so daß verhindert wird, daß diese elektromotorische Spannung einen Einfluß auf das Ansprechvermögen der Temperaturerfassungs-Diodeneinrichtung 1B nehmen kann.

Claims (8)

  1. Leistungs-Halbleiterelement (1), das folgendes aufweist: – ein Halbleitersubstrat (1S); – eine Leistungs-Halbleiterelementkomponente (1A), die auf dem Halbleitersubstrat (1S) gebildet ist; – eine auf dem Halbleitersubstrat (1S) gebildete erste Diodeneinrichtung (1B) zum Erfassen einer Temperatur der Leistungs-Halbleiterelementkomponente (1A) und – eine auf dem Halbleitersubstrat (1S) gebildete und zwischen zwei Anschlüsse der ersten Diodeneinrichtung (1B) geschaltete zweite Diodeneinrichtung (1C) zum Absorbieren von statischer Elektrizität, wobei die erste Diodeneinrichtung (1B) eine Vielzahl erster Dioden (1BD) aufweist, die nacheinander in Durchlaßrichtung geschaltet sind, wobei die zweite Diodeneinrichtung (1C) parallel zur ersten Diodeneinrichtung (1B) in Sperrichtung geschaltet ist, wobei die zweite Diodeneinrichtung (1C) eine Vielzahl zweiter Dioden (1CD) aufweist, die nacheinander in Sperrichtung geschaltet sind, wobei die Anzahl der zweiten Dioden (1CD) mit der Anzahl der ersten Dioden (1BD) identisch ist und wobei die Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik der zweiten Diodeneinrichtung (1C) in einem Frequenzband einer elektromagnetischen Störwelle, die in der Nähe der Leistungs-Halbleiterelementkomponente (1A) erzeugt werden kann, ungefähr gleich zu der Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik der ersten Diodeneinrichtung (1B) in dem Frequenzband ist.
  2. Halbleiterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik vor jeder der Vielzahl der zweiten Dioden (1CD) in dem Frequenzband ungefähr gleich der Hochfrequenz-Impedanzcharakteristik von jeder von der Vielzahl der ersten Dioden (1BD) in dem Frequenzband ist.
  3. Leistungs-Halbleitervorrichtung, die folgendes aufweist: – ein Leistungs-Halbleiterelement (1) nach Anspruch 1 oder 2; – eine vorwärtswegseitige Leitungseinrichtung (9A, 10A), die mit dem einen Ende mit einem anodenseitigen Anschluß der ersten Diodeneinrichtung (1B) des Leistungs-Halbleiterelements (1) verbunden ist, – eine rückwärtswegseitige Leitungseinrichtung (9B, 10B), die mit dem einen Ende mit einem kathodenseitigen Anschluß der ersten Diodeneinrichtung (1B) des Leistungs-Halbleiterelements (1) verbunden ist; – eine Operationsverstärker-Schaltungseinrichtung (4), die einen mit dem anderen Ende der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung (9A, 10A) verbundenen Einganganschluß (4I) aufweist; – eine Steuerstromerzeugungs-Schaltungseinrichtung (3), die mit dem anderen Ende der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung (9A, 10A) verbunden ist und zum Erzeugen eines Steuerstroms der ersten Diodeneinrichtung (1B) konfiguriert ist; und – eine Elementsteuerungs-Schaltungseinrichtung (2), die einen Steueranschluß (2CT), der mit einem Ausgangsanschluß der Operationsverstärker-Schaltungseinrichtung (4) verbunden ist, sowie einen Ausgangsanschluß (2DT) aufweist, der mit einer Steuerelektrode (1GT) der Leistungs-Halbleiterelementkomponente (1A) des Leistungs-Halbleiterelements (1) verbunden ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (11) vorgesehen ist, der mit seinem einen Ende mit dem anderen Ende der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung (9A, 10A) verbunden ist und mit seinem anderen Ende mit dem anderen Ende der rückwärtswegseitigen Leitungseinrichtung (9B, 10B) verbunden ist, und daß der Kondensator (11) eine derartige Impedanzcharakteristik aufweist, daß seine Impedanz in dem Frequenzband niedriger ist als seine Impedanz außerhalb des Frequenzbands.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorwärtsseitige Leitungseinrichtung (9A, 10A) folgendes aufweist: eine vorwärtswegseitige Verbindungsdrahteinrichtung (10A), die mit ihrem einen Ende mit dem anodenseitigen Anschluß verbunden ist; und eine vorwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung (9A), die mit ihrem einen Ende mit dem anderen Ende der vorwärtswegseitigen Verbindungsdrahteinrichtung (10A) verbunden ist, daß die rückwärtswegseitige Leitungseinrichtung (9B, 10B) folgendes aufweist: eine rückwärtswegseitige Verbindungsdrahteinrichtung (10B), die mit ihrem einen Ende mit dem kathodenseitigen Anschluß verbunden ist, und eine rückwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung (9B), die mit ihrem einen Ende mit dem anderen Ende der rückwärtswegseitigen Verbindungsdrahteinrichtung (10B) verbunden ist, und daß die vorwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung (9A) und die rückwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung (9B) von einer Ferritkerneinrichtung umgeben sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ferritkerneinrichtung aus einem rohrförmigen Ferritkern (12F) gebildet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ferritkerneinrichtung einen rohrförmigen ersten Ferritkern und einen rohrförmigen zweiten Ferritkern (12AF, 12BF) aufweist, daß die vorwärtsseitige Relaisleitungseinrichtung (9A) von dem ersten Ferritkern (12AF) umgeben ist und daß die rückwärtswegseitige Relaisleitungseinrichtung (9B) von dem zweiten Ferritkern (12BF) umgeben ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch ein Dielektrikum (13), das sandwichartig zwischen den jeweiligen einander zugewandt gegenüberliegenden Teilen der vorwärtswegseitigen Leitungseinrichtung (9A, 10A) und der rückwärtswegseitigen Leitungseinrichtung (9B, 10B) angeordnet ist.
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