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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Das offengelegte japanische Patent Nr.
2018-107893 offenbart eine Konfiguration, in welcher eine Mehrzahl von Leistungskonvertierungsschaltungen in eine Leistungssteuerungseinheit (PCU) eingebaut ist, die auf einem Fahrzeug angebracht ist. Insbesondere sind ein Motoransteuerungsinverter, ein Generatorinverter, und ein Step-up- und -down-Konverter in die PCU eingebaut.
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Der Motoransteuerungsinverter weist einen Gleichstromeingabe- und -ausgabeanschluss und einen Wechselstromeingabe- und -ausgabeanschluss auf. Der Motoransteuerungsinverter konvertiert eine Gleichstromleistung, die von dem Step-up- und -down-Konverter an den Gleichstromeingabe- und -ausgabeanschluss eingegeben wird, in eine Wechselstromleistung und gibt die konvertierte Wechselstromleistung von dem Wechselstromeingabe- und -ausgabeanschluss an einen Motor aus. Der Generatorinverter weist einen Wechselstromeingabeanschluss und einen Gleichstromausgabeanschluss auf. Der Generatorinverter konvertiert eine generierte Leistung (Wechselstromleistung), die von einem Generator an den Wechselstromeingabeanschluss eingegeben wird, in eine Gleichstromleistung und gibt die konvertierte Gleichstromleistung von dem Gleichstromausgabeanschluss an den Step-up- und -down-Konverter aus. Der Step-up- und -down-Konverter weist einen ersten Eingabe- und Ausgabeanschluss und einen zweiten Eingabe- und Ausgabeanschluss auf. Der Step-up- und -down-Konverter verstärkt eine Gleichstromleistung einer ersten Spannung, die von einer externen Gleichstromleistungsversorgung an den ersten Eingabe- und Ausgabeanschluss eingegeben wird, zu einer zweiten Spannung (> erste Spannung) und gibt die verstärkte Spannung von dem zweiten Eingabe- und Ausgabeanschluss an einen Leistungsgenerierungsinverter und einen Motoransteuerungsinverter aus.
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Unter diesen Leistungskonvertierungsschaltungen verwendet der Motoransteuerungsinverter einen einzelnen Transistor-Chip und einen einzelnen Dioden-Chip, weil ein großer Strom für eine relativ lange Zeit während einer regenerativen Pause durch eine Diode fließt. Andererseits wird ein Verbundhalbleiter-Chip, in welchem eine Diode in einen Transistor eingebaut ist, für den Generatorinverter und den Step-up- und -down-Konverter verwendet. Mit einer solchen Konfiguration wird eine Optimierung im Sinne von Kosten, einer Kühlungseffizienz, einer Größe und dergleichen erzielt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Anders als bei der Konfiguration, die in dem offengelegten
japanischen Patent Nr. 2018-107893 beschrieben ist, wird manchmal eine Mehrzahl von Motoransteuerungsinvertern in der gleichen Vorrichtung verwendet. Zum Beispiel werden ein Motor, welcher einen Kompressor antreibt, und ein Motor, welcher einen Luftkühlungsventilator für einen Wärmetauscher antreibt, für eine Klimaanlage verwendet. In diesem Fall werden Inverterschaltungen benötigt, die für die jeweiligen Motoren bestimmt sind, weil die jeweiligen Motoren stark unterschiedliche Nennleistungen aufweisen.
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Eine Halbleitervorrichtung, in welcher die Mehrzahl von Motoren, die Inverter antreiben, in ein Gehäuse eingebaut sind, ist jedoch bisher nicht entwickelt worden. Eine Halbleitervorrichtung, in welche die Inverterschaltung, die den Motor für den Kompressor antreibt, eingebaut ist, und eine Halbleitervorrichtung, in welche die Inverterschaltung, die den Motor für den Luftkühlungsventilator antreibt, eingebaut ist, müssen in dem Fall der vorstehend beschriebenen Klimaanlage getrennt präpariert werden. Aus diesem Grund kann nicht gesagt werden, dass eine Optimierung im Sinne von Kosten, einer Kühlungseffizienz, einer Größe und dergleichen erzielt worden ist. Zum Beispiel muss ein Kühlkörper für jede einer Mehrzahl von Halbleitervorrichtungen bereitgestellt werden.
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Die vorliegende Offenbarung ist angesichts der vorstehenden Probleme angefertigt worden, und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist, eine Halbleitervorrichtung zur Verfügung zu stellen, die geeignet ist, zwei Arten von Motoren anzusteuern, die unterschiedliche Nennleistungen aufweisen, und die geeignet ist, im Sinne der Kühlungseffizienz und der Verkleinerung optimiert zu werden.
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Eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform weist ein Gehäuse, eine in das Gehäuse eingebaute gedruckte Verdrahtungsplatine, eine Mehrzahl von ersten Schaltelement-Chips, eine Mehrzahl von ersten Dioden-Chips, eine Mehrzahl von zweiten Schaltelement-Chips und eine Mehrzahl von zweiten Dioden-Chips auf. Die Mehrzahl von ersten Schaltelement-Chips ist auf der gedruckten Verdrahtungsplatine angebracht und bildet eine erste Inverterschaltung. Die Mehrzahl von ersten Dioden-Chips ist auf der gedruckten Verdrahtungsplatine angebracht, korrespondiert einzeln zu der Mehrzahl von ersten Schaltelement-Chips. Jeder der Mehrzahl von ersten Dioden-Chips ist elektrisch anti-parallel mit einem korrespondierenden einen der Mehrzahl von ersten Schaltelement-Chips verbunden. Die Mehrzahl von zweiten Schaltelement-Chips ist auf der gedruckten Verdrahtungsplatine angebracht und bildet eine zweite Inverterschaltung. Die Mehrzahl von zweiten Dioden-Chips ist auf der gedruckten Verdrahtungsplatine angebracht, korrespondiert einzeln zu der Mehrzahl von zweiten Schaltelement-Chips. Jeder der Mehrzahl von zweiten Dioden-Chips ist elektrisch anti-parallel mit einem korrespondierenden einen der Mehrzahl von zweiten Schaltelement-Chips verbunden. Ein Stromaufnahmevermögen jedes der Mehrzahl von zweiten Schaltelement-Chips ist größer als ein Stromaufnahmevermögen jedes der Mehrzahl von ersten Schaltelement-Chips, und ein Stromaufnahmevermögen jedes der Mehrzahl von zweiten Dioden-Chips ist größer als ein Stromaufnahmevermögen jedes der Mehrzahl von ersten Dioden-Chips.
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Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung offenbarer, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gesehen wird.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
- 2 ist eine interne Draufsicht, die die Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform darstellt.
- 3 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
- 4 ist eine interne Draufsicht, die die Halbleitervorrichtung der zweiten Ausführungsform darstellt.
- 5 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt.
- 6 ist eine interne Draufsicht, die die Halbleitervorrichtung der dritten Ausführungsform darstellt.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Nachfolgend wird jede Ausführungsform detailliert mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die gleichen oder korrespondierende Komponenten werden durch die gleichen oder ähnliche Bezugszeichen gekennzeichnet, und die Beschreibung derselben wird nicht wiederholt.
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Erste Ausführungsform
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(Schaltungskonfiguration einer Halbleitervorrichtung SD1)
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1 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Halbleitervorrichtung SD1 gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt. Mit Bezug auf 1 weist die Halbleitervorrichtung SD1 eine erste Inverterschaltung 11, welche einen ersten Motor M1 ansteuert, und eine zweite Inverterschaltung I2, welche einen zweiten Motor M2 ansteuert, auf.
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In der nachfolgenden Beschreibung werden der erste Motor M1, der zweite Motor M2, die erste Inverterschaltung 11 und die zweite Inverterschaltung I2 einfach als ein Motor M1, ein Motor M2, eine Inverterschaltung 11 und eine Inverterschaltung I2 bezeichnet. In dem Fall von 1 sind die Motoren M1, M2 Drei-Phasen-Wechselstrommotoren.
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Wie in 1 dargestellt, weist die erste Inverterschaltung 11 Halbleiterschaltelemente 1a bis 6a, Dioden 1b bis 6b, die einzeln zu den Halbleiterschaltelementen 1a bis 6a korrespondieren, einen Hochpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T1, einen Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T2, jeweilige Steueranschlüsse T3 bis T8 der Halbleiterschaltelemente 1a bis 6a, einen Emitter-Anschluss T9 und Wechselstromausgabeanschlüsse T10 bis T12 auf.
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Das Halbleiterschaltelement 1a ist zwischen dem Hochpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T1 und einem A-Phasen-Wechselstromausgabeanschluss T10 angeschlossen. Die Diode 1b ist anti-parallel (das heißt in einer umgekehrten Vorspannungsrichtung und parallel) zu dem korrespondierenden Halbleiterschaltelement 1a angeschlossen. Ein oberer Ast 1A der A-Phase umfasst das Halbleiterschaltelement 1a und die Diode 1b.
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Das Halbleiterschaltelement 2a ist zwischen dem Hochpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T1 und dem B-Phasen-Wechselstromausgabeanschluss T11 angeschlossen. Die Diode 2b ist anti-parallel mit dem korrespondierenden Halbleiterschaltelement 2a verbunden. Ein oberer Ast 1 B der B-Phase umfasst das Halbleiterschaltelement 2a und die Diode 2b.
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Das Halbleiterschaltelement 3a ist zwischen dem Hochpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T1 und dem C-Phasen-Wechselstromausgabeanschluss T12 angeschlossen. Die Diode 3b ist anti-parallel mit dem korrespondierenden Halbleiterschaltelement 3a verbunden. Ein oberer Ast 1C der C-Phase umfasst das Halbleiterschaltelement 3a und die Diode 3b.
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Das Halbleiterschaltelement 4a ist zwischen dem Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T2 und dem A-Phasen-Wechselstromausgabeanschluss T10 angeschlossen. Die Diode 4b ist anti-parallel mit dem korrespondierenden Halbleiterschaltelement 4a verbunden. Ein unterer Ast 1 D der A-Phase umfasst das Halbleiterschaltelement 4a und die Diode 4b.
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Das Halbleiterschaltelement 5a ist zwischen dem Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T2 und dem B-Phasen-Wechselstromausgabeanschluss T11 angeschlossen. Die Diode 5b ist anti-parallel mit dem korrespondierenden Halbleiterschaltelement 5a verbunden. Ein unterer Ast 1 E der B-Phase umfasst das Halbleiterschaltelement 5a und die Diode 5b.
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Das Halbleiterschaltelement 6a ist zwischen dem Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T2 und dem C-Phasen-Wechselstromausgabeanschluss T12 angeschlossen. Die Diode 6b ist anti-parallel mit dem korrespondierenden Halbleiterschaltelement 6a verbunden. Ein unterer Ast 1 F der C-Phase umfasst das Halbleiterschaltelement 6a und die Diode 6b.
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Hauptelektroden auf der Niederpotentialseite der Halbleiterschaltelemente 4a bis 6a, die die unteren Äste 1D bis 1F bilden, sind gemeinsam mit dem Emitter-Anschluss T9 verbunden. Entsprechend ist der Emitter-Anschluss T9 auch elektrisch mit dem Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T2 verbunden.
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Die erste Inverterschaltung I1 konvertiert Gleichspannungen, die von den Gleichstromeingabeanschlüssen T1, T2 eingegeben werden, in Drei-Phasen-Wechselspannungen gemäß den Steuersignalen, die in die Steueranschlüsse T3 bis T8 der Halbleiterschaltelemente 1a bis 6a eingegeben werden, und gibt die konvertierten Drei-Phasen-Wechselspannungen von den Wechselstromausgabeanschlüssen T10 bis T12 an den Motor M1 aus.
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Ähnlich zu dem Vorstehenden weist die zweite Inverterschaltung I2 Halbleiterschaltelemente 1c bis 6c, Dioden 1d bis 6d, die einzeln zu den Halbleiterschaltelementen 1c bis 6c korrespondieren, einen Hochpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T13, einen Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T14, jeweilige Steueranschlüsse T15 bis T20 der Halbleiterschaltelemente 1c bis 6c und Wechselstromausgabeanschlüsse T22 bis T24 auf.
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Das Halbleiterschaltelement 1c ist zwischen dem Hochpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T13 und dem A-Phasen-Wechselstromausgabeanschluss T22 angeschlossen. Die Diode 1d ist anti-parallel (das heißt, in der umgekehrten Vorspannungsrichtung und parallel) mit dem korrespondierenden Halbleiterschaltelement 1c verbunden. Ein oberer Ast 2A der A-Phase umfasst das Halbleiterschaltelement 1c und die Diode 1d.
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Das Halbleiterschaltelement 2c ist zwischen dem Hochpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T13 und dem B-Phasen-Wechselstromausgabeanschluss T23 angeschlossen. Die Diode 2d ist anti-parallel mit dem korrespondierenden Halbleiterschaltelement 2c verbunden. Ein oberer Ast 2B der B-Phase umfasst das Halbleiterschaltelement 2c und die Diode 2d.
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Das Halbleiterschaltelement 3c ist zwischen dem Hochpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T13 und dem C-Phasen-Wechselstromausgabeanschluss T24 angeschlossen. Die Diode 3d ist anti-parallel mit dem korrespondierenden Halbleiterschaltelement 3c verbunden. Ein oberer Ast 2C der C-Phase umfasst das Halbleiterschaltelement 3c und die Diode 3d.
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Das Halbleiterschaltelement 4c ist zwischen dem Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T14 und dem A-Phasen-Wechselstromausgabeanschluss T22 angeschlossen. Die Diode 4d ist anti-parallel mit dem korrespondierenden Halbleiterschaltelement 4c verbunden. Ein unterer Ast 2D der A-Phase umfasst das Halbleiterschaltelement 4c und die Diode 4d.
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Das Halbleiterschaltelement 5c ist zwischen dem Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T14 und dem B-Phasen-Wechselstromausgabeanschluss T23 angeschlossen. Die Diode 5d ist anti-parallel mit dem korrespondierenden Halbleiterschaltelement 5c verbunden. Ein unterer Ast 2E der B-Phase umfasst das Halbleiterschaltelement 5c und die Diode 5d.
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Das Halbleiterschaltelement 6c ist zwischen dem Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T14 und dem C-Phasen-Wechselstromausgabeanschluss T24 angeschlossen. Die Diode 6d ist anti-parallel mit dem korrespondierenden Halbleiterschaltelement 6c verbunden. Ein unterer Ast 2F der C-Phase umfasst das Halbleiterschaltelement 6c und die Diode 6d.
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Hauptelektroden auf der Niederpotentialseite der Halbleiterschaltelemente 4c bis 6c, die die unteren Äste 2D bis 2F bilden, sind gemeinsam mit dem Emitter-Anschluss T21 verbunden. Entsprechend ist der Emitter-Anschluss T21 auch elektrisch mit dem Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T14 verbunden.
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Die erste Inverterschaltung I2 konvertiert Gleichspannungen, die von den Gleichstromeingabeanschlüssen T13, T14 eingegeben werden, in Drei-Phasen-Wechselspannungen gemäß den Steuersignalen, die an die Steueranschlüsse T15 bis T20 der Halbleiterschaltelemente 1c bis 6c eingegeben werden, und gibt die konvertierten Drei-Phasen-Wechselspannungen von den Wechselstromausgabeanschlüssen T22 bis T24 an den Motor M2 aus.
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In der vorliegenden Offenbarung werden, um Komponenten der ersten Inverterschaltung I1 und der Komponenten der zweiten Inverterschaltung I2 explizit zu unterscheiden, die Halbleiterschaltelemente 1a bis 6a manchmal als erste Halbleiterschaltelemente bezeichnet, und die Halbleiterschaltelemente 1c bis 6c werden als zweite Halbleiterschaltelemente bezeichnet. Ähnlich werden manchmal die Dioden 1b bis 6b als erste Dioden bezeichnet, und die Dioden 1d bis 6d werden als zweite Dioden bezeichnet. Manchmal werden die Steueranschlüsse T3 bis T8 als erste Steueranschlüsse bezeichnet, und die Steueranschlüsse T15 bis T20 werden als zweite Steueranschlüsse bezeichnet. Manchmal werden die Wechselstromausgabeanschlüsse T10 bis T12 als erste Wechselstromausgabeanschlüsse bezeichnet, und die Wechselstromausgabeanschlüsse T22 bis T24 werden als zweite Wechselstromausgabeanschlüsse bezeichnet.
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In 1 sind die Halbleiterschaltelemente 1a bis 6a, 1c bis 6c Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBTs), aber sind nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können die Halbleiterschaltelemente 1a bis 6a, 1c bis 6c Bipolar-Leistungstransistoren oder Leistungs-Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET) sein.
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In 1 wird angenommen, dass die Nennleistung (auch als eine Motorkapazität bezeichnet) des zweiten Motors M2 größer ist als die Nennleistung des ersten Motors M1. Zum Beispiel ist, wenn eine Klimaanlage als Beispiel genommen wird, der erste Motor M1 ein Motor für einen Luftkühlungsventilator eines Wärmetauschers, und der zweite Motor M2 ist ein Motor für einen Kompressor. In diesem Fall muss ein Stromaufnahmevermögen jedes der zweiten Halbleiterschaltelemente 1c bis 6c größer sein als ein Stromaufnahmevermögen jedes der ersten Halbleiterschaltelemente 1a bis 6a, abhängig von der Differenz der Nennleistung des Motors. Weiterhin muss das Stromaufnahmevermögen jeder der zweiten Dioden 1d bis 6d größer sein als das Stromaufnahmevermögen jeder der ersten Dioden 1b bis 6b.
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(Physikalische Konfiguration der Halbleitervorrichtung SD1)
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2 ist eine interne Draufsicht, die die Halbleitervorrichtung SD1 der ersten Ausführungsform darstellt. Mit Bezug auf 2 weist die Halbleitervorrichtung SD1 ein Gehäuse 100, das in einer Draufsicht eine viereckige Form aufweist, und eine gedruckte Verdrahtungsplatine PWB, die in das Gehäuse 100 eingebaut ist, auf.
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Die Schaltelement-Chips, die jeweils zu den Halbleiterschaltelementen 1a bis 6a, 1c bis 6c in 1 korrespondieren, und die Dioden-Chips, die jeweils zu den Dioden 1b bis 6b, 1d bis 6d in 1 korrespondieren, sind auf der gedruckten Verdrahtungsplatine PWB angebracht. Den IGBT als ein Beispiel nehmend korrespondiert eine vorderseitige Oberfläche jedes Schaltelement-Chips zu einer Emitter-Elektrode und einer Gate-Elektrode, und eine rückseitige Oberfläche jedes Schaltelement-Chips korrespondiert zu einer Kollektor-Elektrode. Zusätzlich korrespondiert die vorderseitige Oberfläche jedes Dioden-Chips zu einer Kathoden-Elektrode, und die rückseitige Oberfläche jedes Dioden-Chips korrespondiert zu einer Anoden-Elektrode.
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In der nachfolgenden Beschreibung werden der Einfachheit wegen die Schaltelement-Chips, die jeweils zu den Halbleiterschaltelementen 1a bis 6a, 1c bis 6c korrespondieren, als Schaltelement-Chips 1a bis 6a, 1c bis 6c bezeichnet. Die Dioden-Chips, die jeweils zu den Dioden 1b bis 6b, 1d bis 6d korrespondieren, werden als Dioden-Chips 1b bis 6b, 1d bis 6d bezeichnet. Zusätzlich werden manchmal die ersten Schaltelement-Chips 1a bis 6a, die ersten Dioden-Chips 1b bis 6b, die zweiten Schaltelement-Chips 1c bis 6c und die zweiten Dioden-Chips 1d bis 6d beschrieben, um explizit die Komponenten der ersten Inverterschaltung I1 von den Komponenten der zweiten Inverterschaltung I2 zu unterscheiden.
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Wie in 2 dargestellt, ist eine Chip-Fläche jedes der zweiten Schaltelement-Chips 1c bis 6c größer als eine Chip-Fläche jedes der ersten Schaltelement-Chips 1a bis 6a, und die Erstere ist zweimal oder mehr größer als die Letztere. Zusätzlich ist die Chip-Fläche jedes der zweiten Dioden-Chips 1d bis 6d größer als die Chip-Fläche jedes der ersten Dioden-Chips 1b bis 6b, und die Erstere ist zweimal oder mehr die Letztere. Somit kann das Stromaufnahmevermögen jedes der zweiten Schaltelement-Chips 1c bis 6c (zweimal oder mehr) größer sein als das Stromaufnahmevermögen jedes der ersten Schaltelement-Chips 1a bis 6a, und das Stromaufnahmevermögen jedes der zweiten Dioden-Chips 1d bis 6d kann (zweimal oder mehr) größer sein als das Stromaufnahmevermögen jedes der ersten Dioden-Chips 1b bis 6b. Als eine Folge kann eine Konfiguration erzielt werden, die für den Fall geeignet ist, in welchem die Nennleistung des zweiten Motors M2, der mit der zweiten Inverterschaltung I2 verbunden ist, größer ist als die Nennleistung des ersten Motors M1, der mit der ersten Inverterschaltung I1 verbunden ist.
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Die verschiedenen Anschlüsse in 1, nämlich die Hochpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschlüsse T1, T13, die Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschlüsse T2, T14, die Steueranschlüsse T3 bis T8, T15 bis T20, die Emitter-Anschlüsse T9, T21 und die Wechselstromausgabeanschlüsse T10 bis T12, T22 bis T24 sind in einer Draufsicht an der Umfangskante des Gehäuses 100 befestigt.
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Insbesondere sind die Steueranschlüsse T3 bis T8, der Emitter-Anschluss T9 und die Wechselstromausgabeanschlüsse T10 bis T12, die die erste Inverterschaltung I1 bilden, in einer Draufsicht entlang einer ersten Seite 101 des viereckigen Gehäuses 100 angeordnet. Entsprechend sind die Schaltelement-Chips 1a bis 6a und die Dioden-Chips 1b bis 6b, die die erste Inverterschaltung I1 bilden, in der Nähe der ersten Seite 101 angeordnet.
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Die Steueranschlüsse T15 bis T20, der Emitter-Anschluss T21 und die Wechselstromausgabeanschlüsse T22 bis T24, die die zweite Inverterschaltung I2 bilden, sind in einer Draufsicht entlang einer zweiten Seite 102, die an die erste Seite 101 angrenzt, des viereckigen Gehäuses 100 angeordnet. Entsprechend sind die Schaltelement-Chips 1c bis 6c und die Dioden-Chips 1d bis 6d, die die zweite Inverterschaltung I2 bilden, in der Nähe der zweiten Seite 102 angeordnet.
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Der Hochpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T1 und der Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T2, die mit der ersten Inverterschaltung I1 verbunden sind, sind entlang einer dritten Seite 103 angeordnet, welche an die erste Seite 101 des Gehäuses 100 angrenzt und sich gegenüber der zweiten Seite 102 befindet.
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Der Hochpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T13 und der Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T14, die mit der zweiten Inverterschaltung I2 verbunden sind, sind an einer vierten Seite 104, welche an die zweite Seite 102 des Gehäuses 100 angrenzt und der ersten Seite 101 gegenüberliegt, angeordnet.
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Hier sind in dem Fall von 1 zwei Anschlüsse als jeder der Wechselstromausgabeanschlüsse T22 bis T24 vorgesehen, die für die zweite Inverterschaltung I2 verwendet werden. Auf diese Weise ist die Anzahl von Anschlüssen für jede Phase in den Wechselstromausgabeanschlüssen T22 bis T24, die in der zweiten Inverterschaltung I2 verwendet werden (das heißt, die Anzahl von Wechselstromausgabeanschlüssen von welchen beiderseitig gleiche Wechselspannungen ausgegeben werden), größer als die Anzahl von Anschlüssen für jede Phase in den Wechselstromausgabeanschlüssen T10 bis T12, die in der ersten Inverterschaltung I1 verwendet werden. Mit dieser Konfiguration kann eine Wärmeerzeugung aufgrund einer Erregung an dem Wechselstromausgabeanschluss der zweiten Inverterschaltung I2, die das höhere Stromaufnahmevermögen aufweist, unterbunden werden.
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Durch das Anordnen der Anschlüsse, die in der Halbleitervorrichtung SD1 vorgesehen sind, wie vorstehend beschrieben, kann eine Raumeffizienz verbessert werden, und eine parasitäre Induktivität kann durch eine Minimierung einer Verdrahtungslänge reduziert werden. Im Folgenden wird mit Bezug auf 2 ein Verbindungsverhältnis zwischen verschiedenen Anschlüssen, Schaltelement-Chips und Dioden-Chips beschrieben, und insbesondere wird die gedruckte Verdrahtungsplatine PWB beschrieben.
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Der A-Phasen-Wechselstromausgabeanschluss T10 ist durch einen Bonding-Draht mit der Emitter-Elektrode auf der Oberfläche des Schaltelement-Chips 1a verbunden. Die Emitter-Elektrode auf der Oberfläche des Schaltelement-Chips 1a ist weiter durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P2 verbunden. Der Steueranschluss T3 für das Halbleiterschaltelement 1a ist durch einen Bonding-Draht mit der Gate-Elektrode des Schaltelement-Chips 1a verbunden. Die Kollektor-Elektrode auf der rückseitigen Oberfläche des Schaltelement-Chips 1a ist an eine Strukturverdrahtung P1 gelötet und dadurch elektrisch mit der Strukturverdrahtung P1 verbunden. Die Strukturverdrahtung P1 ist durch einen Bonding-Draht mit dem Hochpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T1 verbunden.
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Ähnlich ist der B-Phasen-Wechselstromausgabeanschluss T11 durch einen Bonding-Draht mit der Emitter-Elektrode auf der Oberfläche des Schaltelement-Chips 2a verbunden. Die Emitter-Elektrode auf der Oberfläche des Schaltelement-Chips 2a ist weiter durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P3 verbunden. Der Steueranschluss T4 für das Halbleiterschaltelement 2a ist durch einen Bonding-Draht mit der Gate-Elektrode des Schaltelement-Chips 2a verbunden. Die Kollektor-Elektrode auf der rückseitigen Oberfläche des Schaltelement-Chips 2a ist an die Strukturverdrahtung P1 gelötet und dadurch elektrisch mit der Strukturverdrahtung P1 verbunden.
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Ähnlich ist der C-Phasen-Wechselstromausgabeanschluss T12 durch einen Bonding-Draht mit der Emitter-Elektrode auf der Oberfläche des Schaltelement-Chips 3a verbunden. Die Emitter-Elektrode auf der Oberfläche des Schaltelement-Chips 3a ist weiter durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P4 verbunden. Der Steueranschluss T5 für das Halbleiterschaltelement 3a ist durch einen Bonding-Draht mit der Gate-Elektrode des Schaltelement-Chips 3a verbunden. Die Kollektor-Elektrode auf der rückseitigen Oberfläche des Schaltelement-Chips 3a ist an die Strukturverdrahtung P1 gelötet und dadurch elektrisch mit der Strukturverdrahtung P1 verbunden.
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Die Anoden-Elektroden auf den rückseitigen Oberflächen der Dioden-Chips 1b bis 3b sind dadurch elektrisch mit der Strukturverdrahtung P1 verbunden, dass sie alle an die Strukturverdrahtung P1 gelötet sind. Die Kathoden-Elektroden auf den Oberflächen der Dioden-Chips 1b bis 3b sind jeweils einzeln durch Bonding-Drähte mit den Strukturverdrahtungen P2 bis P4 verbunden.
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Die Kollektor-Elektroden auf den rückseitigen Oberflächen der Schaltelement-Chips 4a bis 6a sind jeweils einzeln an die Strukturverdrahtungen P2 bis P4 gelötet und dadurch jeweils einzeln elektrisch mit den Strukturverdrahtungen P2 bis P4 verbunden. Wie vorstehend beschrieben, sind die Strukturverdrahtungen P2 bis P4 jeweils einzeln durch Bonding-Drähte mit den Wechselstromausgabeanschlüssen T10 bis T12 verbunden. Die Emitter-Elektroden auf den Oberflächen der Schaltelement-Chips 4a bis 6a sind durch Bonding-Drähte mit einer gemeinsamen Strukturverdrahtung P11 verbunden. Die Strukturverdrahtung P11 ist durch einen Bonding-Draht mit dem Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T2 verbunden. Weiterhin ist die Strukturverdrahtung P11 durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P13 verbunden, und die Strukturverdrahtung P13 ist durch einen Bonding-Draht mit dem Emitter-Anschluss T9 verbunden.
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Die Gate-Elektrode auf der Oberfläche des Schaltelement-Chips 4a ist durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P5 verbunden, die Strukturverdrahtung P5 ist durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P8 verbunden und die Strukturverdrahtung P8 ist durch einen Bonding-Draht mit dem Steueranschluss T6 verbunden. Ähnlich ist die Gate-Elektrode auf der Oberfläche des Halbleiterschaltelements 5a durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P6 verbunden, die Strukturverdrahtung P6 ist durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P9 verbunden und die Strukturverdrahtung P9 ist durch einen Bonding-Draht mit dem Steueranschluss T7 verbunden. Ähnlich ist die Gate-Elektrode auf der Oberfläche des Halbleiterschaltelements 6a durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P7 verbunden, die Strukturverdrahtung P7 ist durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P10 verbunden und die Strukturverdrahtung P10 ist durch einen Bonding-Draht mit dem Steueranschluss T8 verbunden.
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Die Anoden-Elektroden auf den rückseitigen Oberflächen der Dioden-Chips 4b bis 6b sind jeweils einzeln mit den Strukturverdrahtungen P2 bis P4 verbunden und dadurch jeweils einzeln elektrisch mit den Strukturverdrahtungen P2 bis P4 verbunden. Die Kathoden-Elektroden auf den Oberflächen der Dioden-Chips 4b bis 6b sind durch Bonding-Drähte mit einer gemeinsamen Strukturverdrahtung P11 verbunden.
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Von dem Vorstehenden kann gesehen werden, dass die Verbindungsbeziehung der ersten Inverterschaltung I1 in 1 in dem physikalischen Konfigurationsdiagramm in 2 realisiert werden kann. Im Nachfolgenden beschreiben wir, dass die Verbindungsbeziehung der zweiten Inverterschaltung I2 in 1 in dem physikalischen Konfigurationsdiagramm in 2 realisiert werden kann.
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Der A-Phasen-Wechselstromausgabeanschluss T22 ist durch einen Bonding-Draht mit der Emitter-Elektrode auf der Oberfläche des Schaltelement-Chips 1c verbunden. Die Emitter-Elektrode auf der Oberfläche des Schaltelement-Chips 1c ist weiter durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P22 verbunden. Der Steueranschluss T15 für das Halbleiterschaltelement 1c ist durch einen Bonding-Draht mit der Gate-Elektrode des Schaltelement-Chips 1c verbunden. Die Kollektor-Elektrode auf der rückseitigen Oberfläche des Schaltelement-Chips 1c ist an eine Strukturverdrahtung P20 gelötet und dadurch elektrisch mit der Strukturverdrahtung P20 verbunden. Die Strukturverdrahtung P20 ist durch einen Bonding-Draht mit dem Hochpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T13 verbunden.
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Ähnlich ist der B-Phasen-Wechselstromausgabeanschluss T23 durch einen Bonding-Draht mit der Emitter-Elektrode auf der Oberfläche des Schaltelement-Chips 2c verbunden. Die Emitter-Elektrode auf der Oberfläche des Schaltelement-Chips 2c ist weiter durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P23 verbunden. Der Steueranschluss T16 für das Halbleiterschaltelement 2c ist durch einen Bonding-Draht mit der Gate-Elektrode des Schaltelement-Chips 2c verbunden. Die Kollektor-Elektrode auf der rückseitigen Oberfläche des Schaltelement-Chips 2c ist an die Strukturverdrahtung P20 gelötet und dadurch elektrisch mit der Strukturverdrahtung P20 verbunden.
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Ähnlich ist der C-Phasen-Wechselstromausgabeanschluss T24 durch einen Bonding-Draht mit der Emitter-Elektrode auf der Oberfläche des Schaltelement-Chips 3c verbunden. Die Emitter-Elektrode auf der Oberfläche des Schaltelement-Chips 3c ist weiter durch einen Bonding-Draht mit der Strukturverdrahtung P24 verbunden. Der Steueranschluss T17 für das Halbleiterschaltelement 3c ist durch einen Bonding-Draht mit der Gate-Elektrode des Schaltelement-Chips 3c verbunden. Die Kollektor-Elektrode auf der rückseitigen Oberfläche des Schaltelement-Chips 3c ist an eine Strukturverdrahtung P21 gelötet und dadurch elektrisch mit der Strukturverdrahtung P21 verbunden. Die Strukturverdrahtung P21 ist durch einen Bonding-Draht mit der Strukturverdrahtung P20 verbunden und die Strukturverdrahtung P20 ist durch einen Bonding-Draht mit dem Hochpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T13 verbunden.
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Die Anoden-Elektroden auf den rückseitigen Oberflächen der Dioden-Chips 1d und 2d sind dadurch elektrisch mit der Strukturverdrahtung P20 verbunden, dass sie alle an die Strukturverdrahtung P20 gelötet sind. Die Anoden-Elektroden auf den rückseitigen Oberflächen des Dioden-Chips 3d sind dadurch elektrisch mit der Strukturverdrahtung P21 verbunden, dass die alle an die Strukturverdrahtung P21 gelötet sind. Die Kathoden-Elektroden auf den Oberflächen der Dioden-Chips 1d bis 3d sind jeweils einzeln durch Bonding-Drähte mit den Strukturverdrahtungen P22 bis P24 verbunden.
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Die Kollektor-Elektroden auf den rückseitigen Oberflächen der Schaltelement-Chips 4c bis 6c sind jeweils einzeln an die Strukturverdrahtungen P22 bis P24 gelötet und dadurch jeweils einzeln elektrisch mit den Strukturverdrahtungen P22 bis P24 verbunden. Wie vorstehend beschrieben, sind die Strukturverdrahtungen P22 bis P24 jeweils einzeln durch die Bonding-Drähte mit den Wechselstromausgabeanschlüssen T22 bis T24 verbunden.
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Die Emitter-Elektroden auf den Oberflächen der Schaltelement-Chips 4c, 5c sind durch Bonding-Drähte mit einer gemeinsamen Strukturverdrahtung P29 verbunden. Die Strukturverdrahtung P29 ist durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P30 verbunden, die Strukturverdrahtung P30 ist durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P31 verbunden, und die Strukturverdrahtung P31 ist durch einen Bonding-Draht mit dem Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T14 verbunden. Weiterhin ist die Strukturverdrahtung P29 durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P12 verbunden, und die Strukturverdrahtung P12 ist durch einen Bonding-Draht mit dem Emitter-Anschluss T21 verbunden. Die Emitter-Elektrode auf der Oberfläche des Schaltelement-Chips 6c ist durch einen Bonding-Draht mit der Strukturverdrahtung P12 verbunden. Wie vorstehend beschrieben, ist die Strukturverdrahtung P12 elektrisch mit dem Gleichstromeingabeanschluss T14 und dem Emitter-Anschluss T21 verbunden.
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Die Gate-Elektrode auf der Oberfläche des Schaltelement-Chips 4c ist durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P25 verbunden, die Strukturverdrahtung P25 ist durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P27 verbunden, und die Strukturverdrahtung P27 ist durch einen Bonding-Draht mit dem Steueranschluss T18 verbunden. Ähnlich ist die Gate-Elektrode auf der Oberfläche des Halbleiterschaltelements 5c durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P26 verbunden, die Strukturverdrahtung P26 ist durch einen Bonding-Draht mit einer Strukturverdrahtung P28 verbunden und die Strukturverdrahtung P28 ist durch einen Bonding-Draht mit dem Steueranschluss T19 verbunden. Die Gate-Elektrode auf der Oberfläche des Halbleiterschaltelements 6c ist durch einen Bonding-Draht mit dem Steueranschluss T20 verbunden.
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Die Anoden-Elektroden auf den rückseitigen Oberflächen der Dioden-Chips 4d bis 6d sind jeweils einzeln an die Strukturverdrahtungen P22 bis P24 gelötet und dadurch jeweils einzeln elektrisch mit den Strukturverdrahtungen P22 bis P24 verbunden. Die Kathoden-Elektroden auf den Oberflächen der Dioden-Chips 4d und 5d sind durch einen Bonding-Draht mit einer gemeinsamen Strukturverdrahtung P29 verbunden. Die Kathoden-Elektrode auf der Oberfläche des Dioden-Chips 6d ist durch einen Bonding-Draht mit der Strukturverdrahtung P12 verbunden. Wie vorstehend beschrieben, sind die Strukturverdrahtungen P29, P12 elektrisch mit dem Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T14 verbunden.
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Wie vorstehend beschrieben, kann gesehen werden, dass die Verbindungsbeziehung der zweiten Inverterschaltung I2 in 1 in dem physikalischen Konfigurationsdiagramm in 2 realisiert werden.
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(Effekt der ersten Ausführungsform)
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Wie vorstehend beschrieben, weist gemäß der Halbleitervorrichtung SD1 der ersten Ausführungsform eine Halbleitervorrichtung zwei Inverterschaltungen I1, I2 auf, die unterschiedliche Spezifikationen aufweisen, sodass Motoren M1, M2, die unterschiedliche Nennleistungen aufweisen, durch eine Halbleitervorrichtung SD 1 angesteuert werden können. Es gibt herkömmlicherweise eine Halbleitervorrichtung, in welcher eine Inverterschaltung, die geeignet ist, einen Motor anzusteuern, oder eine Halbleitervorrichtung, die geeignet ist, einen Motor und einen Generator anzusteuern, angebracht ist. Eine Halbleitervorrichtung, welche zwei unterschiedliche Arten von Motoren ansteuert, ist bisher jedoch nicht entwickelt worden.
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Insbesondere wird die Klimaanlage als ein Beispiel beschrieben. Weil der Motor, der an dem Kompressor angebracht ist, und der Motor, der den Luftkühlungsventilator antreibt, in einer Motorleistung stark unterschiedlich sind, müssen zwei Halbleitervorrichtung angebracht werden, die Stromaufnahmevermögen aufweisen, die voneinander verschieden sind. In dem Fall eines Verwendens von herkömmlichen Halbleitervorrichtungen muss aufgrund von Beschränkungen einer Gehäusegröße und dergleichen eine Mehrzahl von Halbleitervorrichtungen präpariert werden, auf denen jeweils ein einzelnes Invertersubstrat angebracht ist. Aus diesem Grund müssen Kühlkörper, die zu den jeweiligen Halbleitervorrichtungen korrespondieren, präpariert werden. Als eine Folge entsteht ein Problem, dass es notwendig ist, zusätzlich zu dem Platz und den Kosten für die Halbleitervorrichtung für eine Peripherievorrichtung einen anderen Platz sicherzustellen und Kosten hinzuzufügen.
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Gemäß der Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform ist eine Halbleitervorrichtung vorgesehen, auf welcher eine Mehrzahl von Inverterschaltungen, die unterschiedliche Stromaufnahmevermögen aufweisen, angebracht sind, um eine Mehrzahl von Motoren anzusteuern, die verschiedene Leistungen aufweisen. Insbesondere ist die Fläche des Halbleiter-Chips für jede Inverterschaltung verschieden ausgelegt. Mit einer solchen Charakteristik können eine Platzersparnis, eine Gewichtsreduzierung, eine Kostenreduzierung und eine Verbesserung einer Kühlungseffizienz in dem gesamten System, das die Halbleitervorrichtung umfasst, realisiert werden.
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Wie in 2 dargestellt, ist die Anzahl von Anschlüssen für jede Phase in den Wechselstromausgabeanschlüssen T22 bis T24, die in der zweiten Inverterschaltung I2 verwendet werden (das heißt, die Anzahl von Wechselstromausgabeanschlüssen, von welchen beiderseitig gleiche Wechselspannung ausgegeben werden), größer als die Anzahl von Anschlüssen für jede Phase in den Wechselstromausgabeanschlüssen T10 bis T12, die in der ersten Inverterschaltung I1 verwendet werden. Somit kann die Wärmeerzeugung aufgrund der Erregung an dem Wechselstromausgabeanschluss der zweiten Inverterschaltung I2, die das hohe Stromaufnahmevermögen aufweist, unterbunden werden.
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Zusätzlich sind eine große Anzahl von Anschlüssen der Halbleitervorrichtung nach einer Funktion gruppiert und an vier Seiten angeordnet, sodass ein Benutzer eine externe Verdrahtung einfach ausführen kann. Somit kann die externe Verdrahtung zum Bereitstellen der Gate-Signale an die erste Inverterschaltung I1 und die zweite Inverterschaltung I2 ausgelegt werden, ohne einander zu kreuzen, und eine Fehlfunktion aufgrund eines Störsignals von anderen Signalleitungen kann verhindert werden. Zusätzlich kann durch Anordnen der Anschlüsse, durch welche jeweils ein großer Strom fließt, und der Anschlüsse, durch welche jeweils kein großer Strom fließt, auf unterschiedlichen Seiten des viereckigen Gehäuses 100 in einer Draufsicht der Temperaturanstieg des gesamten Gehäuses unterbunden werden.
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(Modifikation der ersten Ausführungsform)
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Obwohl der Fall des Drei-Phasen-Wechselstroms vorstehend beschrieben worden ist, werden eine ähnliche Aktion und Wirkung auch in dem Fall des Ein-Phasen-Wechselstroms erzeugt. Insbesondere sind in dem Fall des Ein-Phasen-Wechselstroms die oberen Äste 1C, 2C, die unteren Äste 1F, 2F und die Wechselstromausgabeanschlüsse T12, T24 in 1 ausgeschlossen.
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Zweite Ausführungsform
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(Schaltungskonfiguration einer Halbleitervorrichtung SD2)
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3 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Halbleitervorrichtung SD2 gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt. Die Halbleitervorrichtung SD2 in 3 unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung SD1 in 1 dadurch, dass der Hochpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T13 und der Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T14 nicht vorgesehen sind, die Hochpotentialseiten-Gleichstromverdrahtungen der ersten und zweiten Inverterschaltungen I1, I2 mit dem gemeinsamen Hochpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T1 verbunden sind und die Niederpotentialseiten-Gleichstromverdrahtungen der ersten und zweiten Inverterschaltungen I1, I2 mit dem gemeinsamen Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T2 verbunden sind.
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Weil andere Punkte der Halbleitervorrichtung SD2 in 3 zu denjenigen der Halbleitervorrichtung SD1 in 1 ähnlich sind, werden die gleichen oder korrespondierende Teile wie diejenigen in 1 durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und die Beschreibung davon wird nicht wiederholt.
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(Physikalische Konfiguration der Halbleitervorrichtung SD2)
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4 ist eine interne Draufsicht der Halbleitervorrichtung SD2 der zweiten Ausführungsform. Die physikalische Konfiguration der Halbleitervorrichtung SD2 in 4 ist von der physikalischen Konfiguration der Halbleitervorrichtung SD 1 in 2 in den nachfolgenden Punkten verschieden.
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Insbesondere sind in dem Fall von 4 die Strukturverdrahtung P12 und die Strukturverdrahtung P13 gemeinsam als eine Strukturverdrahtung P12 ausgelegt. Weiterhin ist die Strukturverdrahtung P30 nicht elektrisch mit der Strukturverdrahtung P31 verbunden, sondern ist elektrisch mit der Strukturverdrahtung P11 verbunden. Weiterhin ist die Strukturverdrahtung P31 nicht mit der Strukturverdrahtung P30 verbunden, sondern ist durch Bonding-Drähte mit den Strukturverdrahtungen P1 und P20 verbunden.
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Von dem Vorstehenden sind die Strukturverdrahtungen P20, P21, P31, P1 als Hochpotentialseiten-Gleichstromverdrahtungen mit dem Hochpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T1 verbunden. Die Strukturverdrahtungen P12, P29, P30, P11 sind als Niederpotentialseiten-Verdrahtungen mit dem Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T2 verbunden. Weil andere Punkte in 4 die gleichen sind wie diejenigen in 2, wird die Beschreibung davon nicht wiederholt.
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(Wirkung der zweiten Ausführungsform)
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Gemäß der Halbleitervorrichtung SD2 der zweiten Ausführungsform werden die gleichen Wirkungen wie diejenigen der ersten Ausführungsform erhalten, und die nachfolgenden Wirkungen werden weiter erhalten.
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Insbesondere sind in der Halbleitervorrichtung SD2 der zweiten Ausführungsform die Hochpotentialseiten-Gleichstromverdrahtungen der ersten und zweiten Inverterschaltungen I1, I2 mit dem gemeinsamen Hochpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T1 verbunden, und die Niederpotentialseiten-Gleichstromverdrahtungen der ersten und zweiten Inverterschaltungen I1, I2 sind mit dem gemeinsamen Niederpotentialseiten-Gleichstromeingabeanschluss T2 verbunden. Somit kann die Induktivität der Hauptschaltung der Halbleitervorrichtung SD2 reduziert werden, sodass die Stoßspannung, die während des Schaltbetriebs des Halbleiterschaltelements erzeugt wird, reduziert werden kann.
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Dritte Ausführungsform
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(Schaltungskonfiguration einer Halbleitervorrichtung SD3)
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5 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Halbleitervorrichtung SD3 gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt. Die Halbleitervorrichtung SD3 in 5 unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung SD1 in 3 dadurch, dass die Halbleitervorrichtung SD3 weiter eine Vollwellengleichrichterschaltung C1, Wechselstromeingabeanschlüsse T25 bis T27 und Gleichstromausgabeanschlüsse T28, T29 aufweist.
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Insbesondere weist die Vollwellengleichrichterschaltung C1 Dioden 1e bis 6e auf. Die Kathode der Diode 1e ist mit dem Gleichstromausgabeanschluss T28 auf der Hochpotentialseite verbunden, und die Anode der Diode 1e ist mit dem Wechselstromeingabeanschluss T25 verbunden. Die Kathode der Diode 2e ist mit dem Gleichstromausgabeanschluss T28 auf der Hochpotentialseite verbunden, und die Anode der Diode 2e ist mit dem Wechselstromeingabeanschluss T26 verbunden. Die Kathode der Diode 3e ist mit dem Gleichstromausgabeanschluss T28 auf der Hochpotentialseite verbunden, und die Anode der Diode 3e ist mit dem Wechselstromeingabeanschluss T27 verbunden. Die Kathode der Diode 4e ist mit dem Wechselstromeingabeanschluss T25 verbunden, und die Anode der Diode 4e ist mit dem Gleichstromausgabeanschluss T29 auf der Niederpotentialseite verbunden. Die Kathode der Diode 5e ist mit dem Wechselstromeingabeanschluss T26 verbunden, und die Anode der Diode 5e ist mit dem Gleichstromausgabeanschluss T29 auf der Niederpotentialseite verbunden. Die Kathode der Diode 6e ist mit dem Wechselstromeingabeanschluss T27 verbunden, und die Anode der Diode 6e ist mit dem Gleichstromausgabeanschluss T29 auf der Niederpotentialseite verbunden.
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Weil andere Punkte in 5 die gleichen sind wie diejenigen in 3, werden die gleichen oder korrespondierende Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und die Beschreibung davon wird nicht wiederholt.
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(Physikalische Konfiguration der Halbleitervorrichtung SD3)
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6 ist eine interne Draufsicht, die die Halbleitervorrichtung SD3 der dritten Ausführungsform darstellt. Die physikalische Konfiguration der Halbleitervorrichtung SD3 in 6 unterscheidet sich von der physikalischen Konfiguration der Halbleitervorrichtung SD2 in 4 in den nachfolgenden Punkten. In der nachfolgenden Beschreibung werden Dioden-Chips, die jeweils zu den Dioden 1e bis 6e korrespondieren, einfach als Dioden-Chips 1e bis 6e bezeichnet.
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Insbesondere ist in dem Fall von 6 die Strukturverdrahtung P20 in 4 in ein Strukturverdrahtung P20 und eine Strukturverdrahtung P36 unterteilt. Eine Strukturverdrahtung P31 in 4 ist in Strukturverdrahtungen P31 bis P35 unterteilt.
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Die Wechselstromeingabeanschlüsse T25 bis T27 sind an der vierten Seite 104 des viereckigen Gehäuses 100 in einer Draufsicht befestigt. Der Wechselstromeingabeanschluss T25 ist durch einen Bonding-Draht mit der Strukturverdrahtung P34 verbunden. Der Wechselstromeingabeanschluss T26 ist durch einen Bonding-Draht mit der Strukturverdrahtung P35 verbunden. Der Wechselstromeingabeanschluss T27 ist durch einen Bonding-Draht mit der Strukturverdrahtung P36 verbunden. Der Gleichstromausgabeanschluss T28 ist durch einen Bonding-Draht mit der Strukturverdrahtung P32 verbunden. Der Gleichstromausgabeanschluss T29 ist durch einen Bonding-Draht mit der Strukturverdrahtung P33 verbunden.
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Die Anode auf der rückseitigen Oberfläche des Dioden-Chips 1e ist an die Strukturverdrahtung P34 gelötet und dadurch elektrisch mit der Strukturverdrahtung P34 verbunden. Die Kathode auf der Oberfläche des Dioden-Chips 1e ist durch einen Bonding-Draht mit der Strukturverdrahtung P32 verbunden. Ähnlich ist die Anode auf der rückseitigen Oberfläche des Dioden-Chips 2e an die Strukturverdrahtung P35 gelötet und dadurch elektrisch mit der Strukturverdrahtung P35 verbunden. Die Kathode auf der Oberfläche des Dioden-Chips 2e ist durch einen Bonding-Draht mit der Strukturverdrahtung P32 verbunden. Ähnlich ist die Anode auf der rückseitigen Oberfläche des Dioden-Chips 3e an die Strukturverdrahtung P36 gelötet und dadurch elektrisch mit der Strukturverdrahtung P36 verbunden. Die Kathode auf der Oberfläche des Dioden-Chips 3e ist durch einen Bonding-Draht mit der Strukturverdrahtung P32 verbunden.
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Die Anoden auf den rückseitigen Oberflächen der Dioden-Chips 4e bis 6e sind dadurch elektrisch mit der Strukturverdrahtung P33 verbunden, dass sie alle an die Strukturverdrahtung P33 gelötet sind. Die Kathoden auf den Oberflächen der Dioden-Chips 4e bis 6e sind durch Bonding-Drähte jeweils einzeln mit den Strukturverdrahtungen P34 bis P36 verbunden.
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Von dem Vorstehenden kann gesehen werden, dass die Verbindungsbeziehung der Vollwellengleichrichterschaltung C1 in 5 in dem physikalischen Konfigurationsdiagramm in 6 realisiert wird. Weil andere Konfigurationen in 6 ähnlich zu denjenigen in 4 sind, sind die gleichen oder korrespondierende Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und die Beschreibung davon wird nicht wiederholt.
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(Wirkung der dritten Ausführungsform)
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Wie vorstehend beschrieben, ist gemäß der Halbleitervorrichtung SD3 der dritten Ausführungsform weiter die Vollwellengleichrichterschaltung C1 auf der Halbleitervorrichtung angebracht, auf welcher die ersten und zweiten Inverterschaltungen I1, I2 angebracht sind. Somit kann zusätzlich zu den Wirkungen der ersten und zweiten Ausführungsformen die Anzahl von Kühlkörpern durch Integrieren von Halbleiter-Chips als wärmeerzeugende Komponenten in eine Halbleitervorrichtung reduziert werden, und das gesamte System, das die Halbleitervorrichtung umfasst, kann verkleinert werden.
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Zusätzlich sind ähnlich zu dem Fall der ersten Ausführungsform auch in der dritten Ausführungsform eine große Anzahl von Anschlüssen der Halbleitervorrichtung nach einer Funktion gruppiert und auf vier Seiten angeordnet, sodass ein Benutzer eine externe Verdrahtung einfach ausführen kann. Somit kann eine externe Verdrahtung zum Bereitstellen der Gate-Spannungen an die erste Inverterschaltung I1 und die zweite Inverterschaltung I2 ausgelegt werden, ohne einander zu kreuzen, und eine Fehlfunktion aufgrund eines Störsignals von anderen Signalleitungen kann verhindert werden. Zusätzlich kann durch ein Anordnen der Anschlüsse, durch welche jeweils ein großer Strom fließt, und der Anschlüsse, durch welche jeweils kein großer Strom fließt, auf verschiedenen Seiten des viereckigen Gehäuses 100 in einer Draufsicht der Temperaturanstieg des gesamten Gehäuses unterbunden werden.
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(Modifikation der dritten Ausführungsform)
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Obwohl vorstehend der Fall des Drei-Phasen-Wechselstroms beschrieben worden ist, werden eine ähnliche Aktion und Wirkung auch in dem Fall des Ein-Phasen-Wechselstroms erzeugt. Insbesondere sind in dem Fall des Ein-Phasen-Wechselstroms obere Äste 1C, 2C, untere Äste 1F, 2F, Wechselstromausgabeanschlüsse T12, T24, ein Wechselstromeingabeanschluss T27 und Dioden 3e, 6e in 5 ausgeschlossen.
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Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, sollte verstanden werden, dass die hier offenbarten Ausführungsformen in jeder Hinsicht darstellend und nicht einschränkend sind. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist durch die Begriffe der Ansprüche definiert und ist gedacht, jegliche Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs und der Bedeutung äquivalent zu den Begriffen der Ansprüche einzuschließen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2018107893 [0002, 0005]
