DE112016000092T5 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Halbleitervorrichtung verringert die Auswirkung von Induktanzen und induzierten Magnetfeldern und bewirkt, dass ein großer Strom von einer Einrichtung zu einer anderen Einrichtung fließt. Vorgesehen ist eine Halbelitervorrichtung, welche eine erste Einrichtung eines ersten Bereichs; eine zweite Einrichtung eines zweiten Bereichs; und einen Verbindungsleiter aufweist, welcher die erste Einrichtung mit der zweiten Einrichtung verbindet. Der Verbindungsleiter enthält Strompfade, welche einander benachbart sind und in mindestens einem Teil desselben entgegengesetzte Richtungen haben. Der Verbindungsleiter bewirkt, dass Strom von der ersten Einrichtung zur zweiten Einrichtung fließt und bewirkt, dass Strom in mindestens einem Teil desselben in einer Richtung von der zweiten Einrichtung zur ersten Einrichtung fließt.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung.
  • 2. STAND DER TECHNIK
  • Herkömmlicherweise weist ein Leistungshalbleitermodul, welches eine mit großen Leistungen arbeitende Halbleitervorrichtung ist, beispielsweise eine Verdrahtungselektrode, welche bewirkt, dass Strom in eine Richtung fließt, und eine weitere Verdrahtungselektrode auf, welche bewirkt, dass Strom in eine der einen Richtung entgegengesetzte Richtung fließt, wobei diese Elektroden parallel zueinander in engen Kontakt miteinander gebracht werden, sodass sich die durch diese Verdrahtungselektroden erzeugten Induktanzen und induzierten Magnetfelder aufheben, wie zum Beispiel in den Patentdokumenten 1 und 2 aufgeführt.
    Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung Nr. H9-172139
    Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung Nr. 2002-353407
  • Es gibt allerdings Fälle, in welchen es aufgrund des in dem Leistungshalbleitermodul enthaltenen Schaltungsaufbaus keine Strompfade gibt, welche so angeordnet werden können, dass sich die Induktanzen und induzierten Magnetfelder aufheben. Beispielsweise wirken sich die Induktanzen und die induzierten Magnetfelder in einem Fall, in dem es nur einen Strompfad gibt, der lediglich Strom von einer Vorrichtung zu einer anderen Vorrichtung liefert, auf die internen oder externen Vorrichtungen aus, da es keinen Strompfad gibt, der bewirkt, dass ein ungefähr äquivalenter Strom in die entgegensetzte Richtung fließt.
  • KURZBESCHREIBUNG
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Halbleitervorrichtung vorgesehen, welche eine erste Einrichtung eines ersten Bereichs; eine zweite Einrichtung eines zweiten Bereichs; und einen Verbindungsleiter umfasst, der die erste Einrichtung mit der zweiten Einrichtung elektrisch verbindet. Der Verbindungsleiter umfasst Strompfade, welche in mindestens einem Teil desselben entgegensetzte Richtungen aufweisen.
  • (Punkt 1)
  • Eine Halbleitervorrichtung kann eine oder mehrere erste Einrichtungen eines ersten Bereichs aufweisen.
  • Die Halbleitervorrichtung kann eine oder mehrere zweite Einrichtungen eines zweiten Bereichs aufweisen.
  • Die Halbleitervorrichtung kann einen Verbindungsleiter aufweisen, der die erste Einrichtung mit der zweiten Einrichtung elektrisch verbindet.
  • Der Verbindungsleiter kann Strompfade enthalten, welche einander benachbart sind und mindestens in einem Teil desselben entgegengesetzte Richtungen aufweisen.
  • (Punkt 2)
  • Der Verbindungsleiter kann bewirken, dass Strom von der ersten Einrichtung zur zweiten Einrichtung fließt.
  • Der Verbindungsleiter kann bewirken, dass Strom in mindestens einem Teil desselben in einer Richtung von der zweiten Einrichtung zur ersten Einrichtung fließt.
  • (Punkt 3)
  • Der Verbindungsleiter kann bewirken, dass Strom von der zweiten Einrichtung zur ersten Einrichtung fließt.
  • Der Verbindungsleiter kann bewirken, dass Strom in mindestens einem Teil desselben in einer Richtung von der ersten Einrichtung zur zweiten Einrichtung fließt.
  • (Punkt 4)
  • Der Verbindungsleiter kann auf einer Seite der ersten Einrichtung einen ersten Strompfad enthalten, der eine von der zweiten Einrichtung abgewandte Richtung hat.
  • Der Verbindungsleiter kann einen zweiten Strompfad enthalten, der von dem ersten Strompfad umgebogen ist, sodass er eine Richtung zur zweiten Einrichtung hat.
  • (Punkt 5)
  • Der Verbindungsleiter kann auf einer Seite der zweiten Einrichtung einen dritten Strompfad enthalten, der eine von der ersten Einrichtung abgewandte Richtung hat.
  • Der Verbindungsleiter kann einen vierten Strompfad enthalten, der von dem dritten Strompfad umgebogen ist, sodass er eine Richtung zur ersten Einrichtung hat.
  • (Punkt 6)
  • Der Verbindungsleiter kann einen durch die einander benachbarten Strompfade gebildeten parallelen Plattenaufbau aufweisen.
  • (Punkt 7)
  • Die Halbleitervorrichtung kann eine Mehrzahl von ersten Einrichtungen in dem ersten Bereich aufweisen.
  • Der Verbindungsleiter kann mit jeder der Mehrzahl von ersten Einrichtungen parallel verbunden sein.
  • (Punkt 8)
  • Die Halbleitervorrichtung kann eine Mehrzahl von zweiten Einrichtungen in dem zweiten Bereich aufweisen.
  • Der Verbindungsleiter kann mit jeder der Mehrzahl von zweiten Einrichtungen parallel verbunden sein.
  • (Punkt 9)
  • Der Verbindungsleiter kann einen Hauptleitungsteil enthalten, der den ersten Strompfad, den zweiten Strompfad, den dritten Strompfad und den vierten Strompfad umfasst.
  • Der Verbindungsleiter kann eine Mehrzahl von ersten Verbindungsteilen enthalten, die den ersten Strompfad jeweils mit der Mehrzahl von ersten Einrichtungen verbindet.
  • Der Verbindungsleiter kann eine Mehrzahl von zweiten Verbindungsteilen enthalten, die den dritten Strompfad jeweils mit der Mehrzahl von zweiten Einrichtungen verbindet.
  • (Punkt 10)
  • Die Halbleitervorrichtung kann eine Mehrzahl von ersten Einrichtungen in dem ersten Bereich aufweisen.
  • Die Halbleitervorrichtung kann eine Mehrzahl von zweiten Einrichtungen in dem zweiten Bereich aufweisen.
  • Die Mehrzahl von ersten Einrichtungen und die Mehrzahl von zweiten Einrichtungen können in einer Richtung von dem ersten Bereich zum zweiten Bereich angeordnet sein.
  • (Punkt 11)
  • Der Verbindungsleiter kann ferner einen Anschlussteil enthalten, der nach außen verbunden ist und Strom nach und von außen überträgt.
  • (Punkt 12)
  • Die Halbleitervorrichtung kann ferner ein Substrat aufweisen.
  • In der Halbleitervorrichtung können der erste Bereich und der zweite Bereich in dem Substrat vorgesehen sein.
  • (Punkt 13)
  • Das Substrat kann ein isoliertes Substrat sein.
  • (Punkt 14)
  • Die ersten Einrichtungen und die zweite Einrichtung können Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode oder Leistungs-MOSFETS sein.
  • Der Kurzbeschreibungsabschnitt beschreibt nicht unbedingt alle erforderlichen Merkmale der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Unterkombination der vorstehend beschriebenen Merkmale sein.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 stellt eine beispielhafte Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform dar.
  • 2 ist eine beispielhafte Draufsicht einer Halbleitervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
  • 3 stellt eine auf der Halbleitervorrichtung 10 angebrachte beispielhafte Schaltung gemäß der vorliegenden Ausführungsform dar.
  • 4 stellt ein Beispiel eines Substrats 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform dar.
  • 5 stellt ein Beispiel einer Halbleitervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform dar.
  • 6 stellt einen ersten beispielhaften Betrieb einer 3-stufigen Schaltung dar, welche aus der Halbleitervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gebildet wird.
  • 7 stellt einen zweiten beispielhaften Betrieb der in 6 dargestellten 3-stufigen Schaltung dar.
  • 8 stellt einen dritten beispielhaften Betrieb der in 6 dargestellten 3-stufigen Schaltung dar.
  • 9 stellt einen vierten beispielhaften Betrieb der in 6 dargestellten 3-stufigen Schaltung dar.
  • 10 stellt einen fünften beispielhaften Betrieb der in 6 dargestellten 3-stufigen Schaltung dar.
  • 11 stellt einen sechsten beispielhaften Betrieb der in 6 dargestellten 3-stufigen Schaltung dar.
  • BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden werden einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Ausführungsformen schränken die Erfindung gemäß den Ansprüchen nicht ein und alle Kombinationen der in den Ausführungsformen beschriebenen Merkmale sind nicht notwendigerweise wesentlich für Vorrichtungen, welche durch Aspekte der Erfindung bereitgestellt werden.
  • 1 stellt eine beispielhafte Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform dar. Die Halbleitervorrichtung 10 bewirkt, dass Strom auf eine Weise fließen kann, dass, wenn dieser Strom zwischen mehreren auf dieser Halbleitervorrichtung 10 angebrachten Einrichtungen übertragen wird, die Auswirkung der Induktanzen und der induzierten Magnetfelder verringert wird. Auf diese Weise werden die Auswirkungen dieses Stroms außerhalb oder innerhalb dieser Einrichtungen verringert. Mit anderen Worten wird die Stoßspannung verringert, die durch die Veränderung dieses Stroms aufgrund des Schaltens der Einrichtungen erzeugt wird. Die Halbleitervorrichtung 10 weist eine erste Einrichtung 110, eine zweite Einrichtung 120 und einen Verbindungsleiter 130 auf. Des Weiteren weist die Halbleitervorrichtung 10 ein Substrat 100 auf.
  • Auf dem Substrat 100 sind Einrichtungen, eine an diesen Einrichtungen angeschlossene Schaltungsplatine und dergleichen angebracht. Das Substrat 100 ist vorzugsweise ein einseitiges Befestigungssubstrat, auf dem nur auf einer Seite Einrichtungen befestigt werden. Das Substrat 100 ist vorzugsweise ein isoliertes Substrat wie etwa ein DCB-(Kupfer-Direktbonding-)Substrat oder ein AMB-(Aktivmetall-Hartlöten-)Substrat. Hier wird ein Beispiel beschrieben, in welchem das Substrat 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen ersten Bereich 102 und einen dem ersten Bereich 102 benachbarten zweiten Bereich 104 enthält. In 1 sind der erste Bereich 102 und der zweite Bereich 104 als Bereiche dargestellt, welche in einer Oberfläche des Substrats 100 in der X-Achsenrichtung aufgereiht sind.
  • Eine oder mehrere erste Einrichtungen 110 sind auf dem ersten Bereich 102 angebracht. Eine Mehrzahl von ersten Einrichtungen 110 kann auf dem ersten Bereich 102 angebracht sein. Des Weiteren können beispielsweise die ersten Einrichtungen 110 entlang einer Richtung von dem ersten Bereich 102 zum zweiten Bereich 104 angeordnet sein.
  • Eine oder mehrere zweite Einrichtungen 120 sind auf dem zweiten Bereich 104 angebracht. Eine Mehrzahl von zweiten Einrichtungen 120 kann auf dem zweiten Bereich 104 angebracht sein. Des Weiteren können beispielsweise die zweiten Einrichtungen 120 entlang einer Richtung von dem ersten Bereich 102 zum zweiten Bereich 104 angeordnet sein. 1 stellt ein Beispiel dar, in dem drei der ersten Einrichtungen 110 und drei der zweiten Einrichtungen 120 in der X-Achsenrichtung angeordnet sind.
  • Als ein Beispiel sind die ersten Einrichtungen 110 und die zweiten Einrichtungen 120 Leistungshalbleiterelemente, welche zum Steuern einer Leistungseinrichtung oder dergleichen verwendet werden, und Leistungssteuereinrichtungen wie etwa Dioden, Transistoren, Thyristoren oder Triacs. Die ersten Einrichtungen und die zweiten Einrichtungen sind zum Beispiel rückwärts sperrende Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (RG-IGBT). Des Weiteren können die ersten Einrichtungen 110 und die zweiten Einrichtungen 120 Schaltungen sein, an welchen eine Mehrzahl dieser Leistungssteuereinrichtungen angeschlossen ist.
  • Der Verbindungsleiter 130 verbindet die ersten Einrichtungen 110 und die zweiten Einrichtungen 120 elektrisch. Der Verbindungsleiter 130 bewirkt, dass Strom gemäß einer Spannungsdifferenz zwischen den ersten Einrichtungen 110 und den zweiten Einrichtungen 120 von den ersten Einrichtungen 110 zu den zweiten Einrichtungen 120 oder von den zweiten Einrichtungen 120 zu den ersten Einrichtungen 110 fließt.
  • Der Verbindungsleiter 130 enthält eine Mehrzahl von Strompfaden und in mindestens einem Teil des Verbindungsleiters 130 sind Strompfade enthalten, welche einander entgegengesetzte Richtungen haben und die einander benachbart sind. Der Verbindungsleiter 130 ist vorzugsweise aus einem Metall mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit wie etwa Kupfer oder Aluminium gebildet und ist vorzugsweise einteilig gebildet. Der Verbindungsleiter 130 enthält einen ersten Strompfad 132, einen zweiten Strompfad 134, einen dritten Strompfad 136, einen vierten Strompfad 138, einen ersten Verbindungsteil 142, einen zweiten Verbindungsteil 144 und einen Anschlussteil 146.
  • Der erste Strompfad 132 ist auf der Seite der ersten Einrichtung 110 und erstreckt sich in einer von der Seite der zweiten Einrichtung 120 abgewandten Richtung. Mit anderen Worten ist der erste Strompfad 132 auf der Seite des ersten Bereichs 102 und erstreckt sich in eine von dem zweiten Bereich 104 abgewandte Richtung, z. B. die –X-Achsenrichtung. Der erste Strompfad 132 ist mit dem zweiten Strompfad 134 verbunden.
  • Der zweite Strompfad 134 ist auf der Seite des ersten Bereichs 102 und ist von dem ersten Strompfad 132 aus so umgebogen, dass er sich in einer Richtung zur zweiten Einrichtung 120 erstreckt. Mit anderen Worten ist der zweite Strompfad 134 von dem ersten Strompfad 132 aus so umgebogen, dass er dem ersten Strompfad 132 benachbart ist und sich von dem ersten Bereich 102 zum zweiten Bereich 104, z. B. in die +X-Achsennichtung erstreckt.
  • Der dritte Strompfad 136 ist auf der Seite der zweiten Einrichtung 120 und erstreckt sich in einer von der ersten Einrichtung 110 abgewandten Richtung. Mit anderen Worten ist der dritte Strompfad 136 auf der Seite des zweiten Bereichs 104 und erstreckt sich in einer von dem ersten Bereich 102 abgewandten Richtung, z. B. in die +X-Achsenrichtung. Der dritte Strompfad 136 ist mit dem vierten Strompfad 138 verbunden.
  • Der vierte Strompfad 138 ist auf der Seite des zweiten Bereichs 104 und ist von dem dritten Strompfad 136 aus so umgebogen, dass er sich in einer Richtung zur ersten Einrichtung 110 erstreckt. Mit anderen Worten ist der vierte Strompfad 138 von dem dritten Strompfad 136 aus so umgebogen, dass er dem dritten Strompfad 136 benachbart ist und sich von dem zweiten Bereich 104 zum ersten Bereich 102, z. B. in die –X-Achsenrichtung erstreckt und mit dem zweiten Strompfad 134 verbunden ist. Mit anderen Worten setzt sich bei der Betrachtung von der Seite des zweiten Strompfads 134 aus der vierte Strompfad 138 von dem zweiten Strompfad 134 aus so fort, dass er sich in einer von dem ersten Bereich 102 abgewandten Richtung erstreckt. Des Weiteren ist der dritte Strompfad 136 von dem vierten Strompfad 138 aus so umgebogen, dass er dem vierten Strompfad 138 benachbart ist und sich dem ersten Bereich 102 nähert.
  • Mit anderen Worten ist der erste Strompfad 132 mit dem dritten Strompfad 136 nicht direkt elektrisch verbunden und ist stattdessen mit dem dritten Strompfad 136 über den zweiten Strompfad 143 und den vierten Strompfad 138 verbunden. Auf diese Weise hat der Verbindungsleiter 130 einen Hauptleitungsteil, welcher durch eine Mehrzahl von Strompfaden gebildet ist, die in der Reihenfolge des ersten Strompfads 132, des zweiten Strompfads 134, des vierten Strompfads 138 und des dritten Strompfads 136 zusammenhängen. In der Halbleitervorrichtung 10 wird bewirkt, dass Strom zwischen der ersten Einrichtung 110 und der zweiten Einrichtung 120 unter Verwendung dieses Hauptleitungsteils fließt. Eine Verbindung wird zwischen dem Hauptleitungsteil und der ersten Einrichtung 110 durch den ersten Verbindungsteil 142 hergestellt und eine Verbindung wird zwischen dem Hauptleitungsteil und der zweiten Einrichtung 120 durch den zweiten Verbindungsteil 144 hergestellt.
  • Der erste Verbindungsteil 142 stellt eine Verbindung zwischen dem ersten Strompfad 132 und der ersten Einrichtung 110 her. In einem Fall, in dem eine Mehrzahl von ersten Einrichtungen 110 auf dem Substrat 100 angebracht ist, ist eine Mehrzahl von ersten Verbindungsteilen 142 in dem Verbindungsleiter 130 vorgesehen. Eine Mehrzahl von Verbindungen zwischen dem ersten Strompfad 132 und der Mehrzahl von ersten Einrichtungen wird jeweils durch die Mehrzahl von ersten Verbindungsteilen 142 hergestellt. Als ein Beispiel ist der erste Verbindungsteil 142 mit einer Schaltungsplatine oder dergleichen verbunden, welche aus Kupfer oder dergleichen auf der Oberfläche des Substrats 100 gebildet ist, und ist mit der ersten Einrichtung 110 über diese Schaltungsplatine elektrisch verbunden. In einem Fall, in dem eine Mehrzahl von ersten Einrichtungen 110 auf dem ersten Bereich 102 vorgesehen ist, ist der Verbindungsleiter 130 mit jeder der Mehrzahl von ersten Einrichtungen 110 durch die ersten Verbindungsteile 142 elektrisch verbunden und verzweigt oder kombiniert den durch ihn fließenden Strom.
  • Der zweite Verbindungsteil 144 ist zwischen dem dritten Strompfad 136 und der zweiten Einrichtung 120 verbunden. In einem Fall, in welchem eine Mehrzahl von zweiten Einrichtungen 120 auf dem Substrat 100 angebracht ist, ist eine Mehrzahl von zweiten Verbindungsteilen 144 in dem Verbindungsleiter 130 vorgesehen. Eine Mehrzahl von Verbindungen zwischen dem dritten Strompfad und der Mehrzahl von zweiten Einrichtungen 120 wird jeweils durch die Mehrzahl von zweiten Verbindungsteilen 144 hergestellt. Als ein Beispiel ist der zweite Verbindungsteil 144 mit einer auf einer Oberfläche des Substrats 100 aus Kupfer oder dergleichen gebildeten Schaltungsplatine oder dergleichen verbunden und ist über diese Schaltungsplatine mit der zweiten Einrichtung 120 verbunden. In einem Fall, in welchem eine Mehrzahl von zweiten Einrichtungen 120 auf dem zweiten Bereich 104 vorgesehen ist, ist der Verbindungsleiter 130 mit jeder der Mehrzahl von zweiten Einrichtungen 120 durch die zweiten Verbindungsteile 144 elektrisch verbunden und verzweigt oder kombiniert den durch ihn fließenden Strom.
  • Der Anschlussteil 146 ist nach außen verbunden und überträgt Strom nach und von außen. In einem Fall, in dem der Anschlussteil 146 bewirkt, dass Strom (Spannung) zwischen der Außenseite der Halbleitervorrichtung 10 und der ersten Einrichtung 110 und/oder der zweiten Einrichtung 120 übertragen wird, fungiert der Anschlussteil 146 als ein Eingabeanschluss und/oder Ausgabeanschluss.
  • Der vorstehend beschriebene Verbindungsleiter 130 bewirkt, dass Strom von der ersten Einrichtung 110 zur zweiten Einrichtung 120 oder von der zweiten Einrichtung 120 zur ersten Einrichtung 110 über den umgebogenen Strompfad fließt. Wenn zum Beispiel die Spannung der ersten Einrichtung 110 größer als die Spannung der zweiten Einrichtung 120 ist, bewirkt der Verbindungsleiter 130, dass Strom von der ersten Einrichtung 110 zur zweiten Einrichtung 120 fließt. In diesem Fall bewirkt der Verbindungsleiter 130, dass Strom in mindestens einem Teil des Verbindungsleiters 130 in eine Richtung von der zweiten Einrichtung 120 zur ersten Einrichtung 110 fließt. In der vorliegenden Ausführungsform bewirkt der Verbindungsleiter 130, dass Strom in dem ersten Strompfad 132 in einer Richtung (–X-Richtung) von der zweiten Einrichtung 120 zur ersten Einrichtung 110 fließt.
  • Wenn des Weiteren die Spannung der zweiten Einrichtung 120 größer als die Spannung der ersten Einrichtung 110 ist, bewirkt der Verbindungsleiter 130, dass Strom von der zweiten Einrichtung 120 zur ersten Einrichtung 110 fließt. In diesem Fall bewirkt der Verbindungsleiter 130, dass Strom in mindestens einem Teil desselben in einer Richtung von der ersten Einrichtung 110 zur zweiten Einrichtung 120 fließt. In der vorliegenden Ausführungsform bewirkt der Verbindungsleiter 130, dass Strom in dem dritten Strompfad 136 in einer Richtung (+X-Richtung) von der ersten Einrichtung 110 zur zweiten Einrichtung 120 fließt. Der Verbindungsleiter 130 bildet einen parallelen Plattenaufbau, in welchem benachbarte Strompfade zueinander parallel sind, und verringert die Induktanzen und die induzierten Magnetfelder, welche in diesen Strompfaden erzeugt werden. Der Betrieb, in welchem der Verbindungsleiter 130 die Induktanzen und die induzierten Magnetfelder verringert, wird unter Verwendung von 2 beschrieben.
  • 2 ist eine beispielhafte Draufsicht einer Halbleitervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 2 stellt ein Beispiel dar, in welchem der Verbindungsleiter 130 der in 1 beschriebenen Halbleitervorrichtung 10 bewirkt, dass Strom von der ersten Einrichtung 110 zur zweiten Einrichtung 120 fließt. Genauer ausgedrückt wird 2 verwendet, um ein Beispiel zu beschreiben, in dem die Mehrzahl von ersten Einrichtungen 110 ein größeres Potential als die Mehrzahl von zweiten Einrichtungen 120 hat und den zweiten Einrichtungen 120 Strom zur Verfügung gestellt wird.
  • Die Mehrzahl von ersten Verbindungsteilen 142 überträgt den jeweils von der Mehrzahl von ersten Einrichtungen 110 zugeführten Strom zum ersten Strompfad 132, um diese Ströme zu kombinieren. Der erste Strompfad 132 bewirkt, dass der Strom kombiniert wird, der jeweils von der entlang der X-Achsenrichtung aufgereihten der Mehrzahl von ersten Einrichtungen 110 zugeführt wird, während er in einer von den zweiten Einrichtungen 120 abgewandten Richtung (–X-Achsenrichtung) fließt. Der erste Strompfad 132 ist mit dem zweiten Strompfad 134 verbunden und der zweite Strompfad 134 bewirkt, dass Strom von dem ersten Strompfad 132 umgelenkt wird und in einer Richtung (+X-Achsenrichtung) zu den zweiten Einrichtungen 120 fließt.
  • Hierbei sind der erste Strompfad 132 und der zweite Strompfad 134 einander benachbart und bilden in mindestens einem Teil derselben einen parallelen Plattenaufbau. Mit anderen Worten fließen die Ströme in den parallelen Platten in einander entgegensetzten Richtungen und daher haben die Induktanzen und induzierten Magnetfelder, welche jeweils aufgrund der durch den ersten Strompfad 132 und den zweiten Strompfad 134 fließenden Ströme erzeugt werden, einander entgegensetzte Richtungen und heben sich auf. Dementsprechend ist es dadurch, dass der erste Strompfad 132 und der zweite Strompfad 134 benachbart sind, möglich, die Induktanzen und die induzierten Magnetfelder zu verringern, welche aufgrund der durch den ersten Strompfad 132 und den zweiten Strompfad 134 fließenden Ströme jeweils erzeugt werden.
  • Der zweite Strompfad 134 ist mit dem vierten Strompfad 138 verbunden und der vierte Strompfad 138 bewirkt, dass Strom von dem zweiten Strompfad 134 auf der Seite des zweiten Bereichs 104 in einer von den ersten Einrichtungen 110 abgewandten Richtung (+X-Achsenrichtung) fließt. Der vierte Strompfad 138 ist mit dem dritten Strompfad 136 verbunden und der dritte Strompfad 136 bewirkt, dass der Strom von dem vierten Strompfad 138 umgebogen wird und in einer Richtung (–X-Achsenrichtung) zu den ersten Einrichtungen 110 fließt.
  • Hierbei sind der dritte Strompfad 136 und der vierte Strompfad 138 einander benachbart und bilden in mindestens einem Teil derselben einen parallelen Plattenaufbau. Mit anderen Worten fließen die Ströme in den parallelen Platten in einander entgegengesetzten Richtungen und daher haben die Induktanzen und induzierten Magnetfelder, welche jeweils aufgrund der durch den dritten Strompfad 136 und den vierten Strompfad 138 fließenden Ströme erzeugt werden, einander entgegengesetzte Richtungen und heben sich auf. Dementsprechend ist es dadurch, dass der dritte Strompfad 136 und der vierte Strompfad 138 einander benachbart sind, möglich, die Induktanzen und die induzierten Magnetfelder zu verringern, welche jeweils aufgrund der durch den dritten Strompfad 136 und den vierten Strompfad 138 fließenden Ströme erzeugt werden.
  • Die Mehrzahl von zweiten Verbindungsteilen 144 verzweigt jeweils den durch den dritten Strompfad 136 fließenden Strom und führt diese geteilten Ströme jeweils den zweiten Einrichtungen 120 zu. Mit anderen Worten bewirkt der dritte Strompfad 136, dass die Ströme, welche jeweils von der in X-Achsenrichtung aufgereihten Mehrzahl von ersten Einrichtungen 110 zugeführt werden, in einer Richtung (+X-Achsenrichtung) zu den ersten Einrichtungen 110 auf der Seite des zweiten Bereichs 104 fließen, während er diese Ströme auf die in X-Achsenrichtung aufgereihte Mehrzahl von zweiten Einrichtungen 120 verzweigt.
  • Dementsprechend kann der Verbindungsleiter 130 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bewirken, dass Strom von der Mehrzahl von ersten Einrichtungen 110 zur Mehrzahl von zweiten Einrichtungen 120 fließt, während die Auswirkung der Induktanzen und der induzierten Magnetfelder verringert wird. Auf diese Weise wird dadurch, dass Strompfade, welche den durch sie fließenden Strom umlenken, so dass sie in dem Verbindungsleiter 130 Ströme in entgegengesetzter Richtung realisieren, einander benachbart angeordnet werden, die Erzeugung der Induktanzen und der induzierten Magnetfelder verringert. Folglich kann der Verbindungsleiter 130 die Erzeugung der Induktanzen und der induzierten Magnetfelder verringern, ohne dass ein weiterer Verbindungsleiter, ein weiterer Strompfad oder dergleichen benötigt werden. Folglich kann der Verbindungsleiter 130 die Auswirkungen der Induktanzen und der induzierten Magnetfelder auf die externen oder internen Einrichtungen auch dann verringern, wenn ein Strompfad vorgesehen ist, der Strom von einer Einrichtung zu einer weiteren Einrichtung führt.
  • Auf diese Weise verringert der Verbindungsleiter 130 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Auswirkung auf die externen oder internen Einrichtungen und kann folglich ohne Berücksichtigung der Beziehung zu anderen Strompfaden verdrahtet werden. Folglich ist es mit dem Verbindungsleiter 130 möglich, den Freiheitsgrad für den Verdrahtungsentwurf für Hochleistungs-Senden und -Empfangen, eine Steuerungsschaltung oder dergleichen zu erhöhen. Des Weiteren ist es möglich, eine Einrichtung oder dergleichen (z. B. die erste Einrichtung 110 oder die zweite Einrichtung 120) in der Nähe dieses Verbindungsleiters 130 anzubringen, da der Verbindungsleiter 130 die Auswirkung auf interne Einrichtungen verringert. Folglich ist es möglich, die Aufbaufläche der Halbleitervorrichtung 10 zu verringern.
  • 3 stellt eine auf der Halbleitervorrichtung 10 angebrachte beispielhafte Schaltung gemäß der vorliegenden Ausführungsform dar. 3 stellt ein Beispiel einer Halbleitervorrichtung dar, welche die Leistungszufuhr zwischen einer vorbestimmten Mehrzahl von Typen schaltet. Die Halbleitervorrichtung weist eine erste Einrichtung 110 und eine zweite Einrichtung 120 auf, welche zwischen einem Anschluss M und einem Anschluss U umgekehrt parallel verbunden sind. Des Weiteren weist die Halbleitervorrichtung eine dritte Einrichtung 210 und eine vierte Einrichtung 220 auf, welche zwischen einem Anschluss P und einem Anschluss N in Reihe verbunden sind. Des Weiteren weist die Halbleitervorrichtung eine fünfte Einrichtung 212 und eine sechste Einrichtung 222 auf, welche zwischen dem Anschluss P und dem Anschluss N in Reihe verbunden sind.
  • Der Kollektoranschluss der ersten Einrichtung 110 ist mit dem Anschluss M verbunden und der Emitteranschluss der ersten Einrichtung 110 ist mit dem Anschluss U verbunden. Mit anderen Worten fungiert die erste Einrichtung 110 als eine Schalteinrichtung, welche entsprechend einem dem Basisanschluss zugeführten Steuersignal schaltet, ob Strom von dem Anschluss M zum Anschluss U fließt. Des Weiteren ist der Verbindungsanschluss der zweiten Einrichtung 120 mit dem Anschluss U verbunden und der Emitteranschluss der zweiten Einrichtung 120 ist mit dem Anschluss M verbunden. Mit anderen Worten fungiert die zweite Einrichtung 120 als eine Schalteinrichtung, welche entsprechend einem dem Basisanschluss zugeführten Steuersignal schaltet, ob Strom von dem Anschluss U zum Anschluss M fließt.
  • Der Kollektoranschluss der dritten Einrichtung 210 ist mit dem Anschluss P verbunden und der Emitteranschluss der dritten Einrichtung 210 ist mit dem Anschluss U verbunden. Mit anderen Worten fungiert die dritte Einrichtung 210 als eine Schalteinrichtung, welche entsprechend einem dem Basisanschluss zugeführten Steuersignal schaltet, ob Strom von dem Anschluss P zum Anschluss U fließt. Der Kollektoranschluss der vierten Einrichtung 220 ist mit dem Anschluss U verbunden und der Emitteranschluss der vierten Einrichtung 220 ist mit dem Anschluss N verbunden. Mit anderen Worten fungiert die vierte Einrichtung 220 als eine Schalteinrichtung, welche entsprechend einem dem Basisanschluss zugeführten Steuersignal schaltet, ob Strom von dem Anschluss U zum Anschluss N fließt.
  • Die fünfte Einrichtung 212 ist eine Diode, in welcher der Anodenanschluss, welcher einer ihrer Anschlüsse ist, mit dem Anschluss U verbunden ist und in welcher der Kathodenanschluss, welcher ein weiterer ihrer Anschlüsse ist, mit dem Anschluss P verbunden ist und bewirkt, dass Strom in einer Richtung von dem Anschluss U zum Anschluss P fließt. Mit anderen Worten ist die fünfte Einrichtung 212 mit der dritten Einrichtung 210 zwischen dem Anschluss P und dem Anschluss U entgegengesetzt parallel verbunden. Die sechste Einrichtung 222 ist eine Diode, in welcher der Anodenanschluss, welcher einer ihrer Anschlüsse ist, mit dem Anschluss N verbunden ist und in welcher der Kathodenanschluss, welcher ein weiterer ihrer Anschlüsse ist, mit dem Anschluss U verbunden ist und bewirkt, dass Strom in einer Richtung von dem Anschluss N zum Anschluss U fließt. Mit anderen Worten ist die sechste Einrichtung 222 mit der vierten Einrichtung 220 zwischen dem Anschluss U und dem Anschluss N entgegengesetzt parallel verbunden.
  • 4 und 5 dienen zur Beschreibung eines Beispiels, in welchem die vorstehend beschriebene Halbleitervorrichtung als die in 1 und 2 beschriebene Halbleitervorrichtung 10 gebildet ist. 4 stellt ein Beispiel eines Substrats 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform dar. Mit dem Substrat 100 ist der Verbindungsleiter 130 verbunden, wodurch die Halbleitervorrichtung 10 gebildet wird. Mit anderen Worten ist das in 4 dargestellte Substrat 100 in einem Zustand vor der Anbringung des Verbindungsleiters 130. Ferner ist das in 4 dargestellte Substrat in einem Zustand, in welchem die Einrichtungen, die Schaltungsplatine und dergleichen schon gebildet wurden.
  • Eine Schaltungsplatine entsprechend dem Anschluss P, dem Anschluss N, dem Anschluss M und dem Anschluss U wird zum Beispiel auf dem Substrat 100 gebildet. Die Mehrzahl von Anschlüssen, welche mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, ist jeweils durch Drahtbonden oder dergleichen elektrisch verbunden.
  • Die erste Einrichtung 110 ist auf dem ersten Bereich 102 vorgesehen und ist mit dem Anschluss M sowie dem Anschluss U verbunden. Die zweite Einrichtung 120 ist auf dem zweiten Bereich 104 vorgesehen und ist mit dem Anschluss M sowie dem Anschluss U verbunden. Die dritte Einrichtung 210 und die fünfte Einrichtung 212 sind auf dem ersten Bereich 102 vorgesehen und sind mit dem Anschluss P sowie dem Anschluss U verbunden. Die vierte Einrichtung 220 und die sechste Einrichtung 222 sind auf dem zweiten Bereich 104 vorgesehen und sind mit dem Anschluss U sowie dem Anschluss N verbunden. 4 stellt ein Beispiel dar, in welchem drei von jeder Einrichtung auf dem Substrat 100 angebracht sind.
  • Die Anschlüsse M, die Anschlüsse N, die Anschlüsse P und die Anschlüsse U können mit einer auf dem Substrat 100 bereitgestellten Schaltungsplatine oder dergleichen verbunden sein. Auf die gleiche Weise kann jede der Elektroden der ersten Einrichtungen 110, der zweiten Einrichtungen 120, der dritten Einrichtungen 210 und der vierten Einrichtungen 220 mit der auf dem Substrat 100 bereitgestellten Schaltungsplatine oder dergleichen verbunden sein.
  • 5 stellt eine beispielhafte Halbleitervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform dar. 5 stellt einen Zustand dar, in welchem der Verbindungsleiter 130 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf dem in 4 dargestellten Substrat 100 angebracht wurde. Des Weiteren sind in 5 ferner ein Verbindungsleiter 230, ein Verbindungsleiter 240 und ein Verbindungsleiter 250 angebracht.
  • Der erste Verbindungsteil 142 des Verbindungsleiters 130 ist mit dem Anschluss U des ersten Bereichs 102 verbunden und der zweite verbindungsteil 144 ist mit dem Anschluss U des zweiten Bereichs 104 verbunden. Ferner ist der als die Anschlüsse U der Halbleitervorrichtung 10 fungierender Anschlussteil 146 zum Beispiel mit einer externen Last verbunden. Folglich ist der Emitteranschluss der ersten Einrichtung 110 mit dem Kollektoranschluss der zweiten Einrichtung 120 über den Verbindungsleiter 130 verbunden. Ferner sind der Emitteranschluss der ersten Einrichtung 110 und der Kollektoranschluss der zweiten Einrichtung 120 über den Anschlussteil 146 mit der externen Last verbunden.
  • Der Verbindungsleiter 230 umfasst einen dritten Verbindungsteil 232 und einen vierten Verbindungsteil 234. Der dritte Verbindungsteil 232 ist mit dem Anschluss M des ersten Bereichs 102 verbunden und der vierte Verbindungsteil 234 ist mit dem Anschluss M des zweiten Bereichs 104 verbunden. Der Verbindungsleiter 230 umfasst ferner einen Anschlussteil, der zum Beispiel als die Anschlüsse M der Halbleitervorrichtung 10 fungiert und dieser Anschlussteil ist mit einer externen Leistungsquelle verbunden. Folglich ist der Kollektoranschluss der ersten Einrichtung 110 über den Verbindungsleiter 230 mit dem Emitteranschluss der zweiten Einrichtung 120 verbunden. Ferner sind der Kollektoranschluss der ersten Einrichtung 110 und der Emitteranschluss der zweiten Einrichtung 120 mit der externen Leistungsquelle verbunden.
  • Der Verbindungsleiter 240 weist einen fünften Verbindungsteil 242 auf. Der fünfte Verbindungsteil 242 ist mit dem Anschluss P des ersten Bereichs 102 verbunden. Ferner weist der Verbindungsleiter 240 einen Anschlussteil auf, der zum Beispiel als die Anschlüsse P der Halbleitervorrichtung 10 fungiert, und dieser Anschlussteil ist mit der externen Leistungsquelle verbunden. Folglich sind die Kollektoranschlüsse von einer Mehrzahl von dritten Einrichtungen 210 und die Kathodenanschlüsse der fünften Einrichtungen 212 über den Verbindungsleiter 240 mit der externen Leistungsquelle verbunden.
  • Der Verbindungsleiter 250 weist einen sechsten Verbindungsteil 252 auf. Der sechste Verbindungsteil 252 ist mit dem Anschluss N des zweiten Bereichs 104 verbunden. Ferner weist der Verbindungsleiter 250 einen Anschlussteil auf, der zum Beispiel als die Anschlüsse N der Halbleitervorrichtung 10 fungiert, und dieser Anschlussteil ist mit der externen Leistungsquelle oder einem Bezugspotential verbunden. Folglich sind die Emitteranschlüsse einer Mehrzahl von vierten Einrichtungen 220 und die Anodenanschlüsse der sechsten Einrichtungen 222 über den Verbindungsleiter 250 mit der externen Leistungsquelle mit Referenzpotential verbunden.
  • Wenn Strom, wie in den 1 und 2 beschrieben, von den ersten Einrichtungen 110 zu den zweiten Einrichtungen 120 fließt, kann die auf die vorstehend beschriebene Weise verbundene Halbleitervorrichtung 10 bewirken, dass Strom von der Mehrzahl von ersten Einrichtungen 110 zu der Mehrzahl von zweiten Einrichtungen 120 fließt, während sie die Erzeugung der Induktanzen und der induzierten Magnetfelder unter Verwendung des Verbindungsleiters 130 verringert.
  • In der Halbleitervorrichtung 10 gibt es Fälle, in welchen Strom von außen über den Verbindungsleiter 240 (d. h. von dem Anschluss P) eingegeben wird und Strom nach außen über den Verbindungsleiter 230 (d. h. von dem Anschluss M) ausgegeben wird. In diesem Fall hat der Verbindungsleiter 230 mit dem Verbindungsleiter 240 in dem ersten Bereich 102 einen parallelen Plattenaufbau und folglich haben die Ströme, welche jeweils durch den Verbindungsleiter 230 und den Verbindungsleiter 240 fließen, Strompfade in entgegengesetzten Richtungen. Folglich ist es in der Halbleitervorrichtung 10 möglich, die Erzeugung der Induktanzen und der induzierten Magnetfelder zu verringern.
  • Ferner gibt es in der Halbleitervorrichtung 10 Fälle, in welchen Strom von außen über den Verbindungsleiter 230 (d. h. von dem Anschluss M) eingegeben wird und Strom nach außen über den Verbindungsleiter 250 (d. h. den Anschluss N) ausgegeben wird. In diesem Fall hat der Verbindungsleiter 230 mit dem Verbindungsleiter 250 in dem zweiten Bereich 104 einen parallelen Plattenaufbau und folglich haben die Ströme, welche jeweils durch den Verbindungsleiter 230 und den Verbindungsleiter 250 fließen, Strompfade in entgegensetzten Richtungen. Folglich ist es in der Halbleitervorrichtung 10 möglich, die Erzeugung der Induktanzen und der induzierten Magnetfelder zu verringern.
  • Auf die vorstehend beschriebene Weise sind in einem Fall, in welchem es zwei unterschiedliche Strompfade gibt, welche voneinander unabhängig sind und durch welche jeweils der Strom in entgegengesetzten Richtungen in der Halbleitervorrichtung 10 fließt, die zwei Strompfade auf eine Weise so benachbart gebildet, dass ein paralleler Plattenaufbau gebildet wird. Ferner enthält in einem Fall, in welchem es nur einen unabhängigen Strompfad gibt und keinen entsprechenden Strompfad, in welchem der Strom in die entgegengesetzte Richtung in der Halbleitervorrichtung 10 fließt, dieser eine Strompfad eine Mehrzahl von zusammenhängenden Strompfaden, und diese Strompfade, welche einander entgegengesetzte Richtungen aufweisen, sind so vorgesehen, dass sie in mindestens einem Teil derselben einander benachbart sind. Folglich kann die Halbleitervorrichtung 10 die Induktanzen und die induzierten Magnetfelder des gesamten Leistungshalbleitermoduls verringern, welche entsprechend dem wegen der Leistungssteuerung fließenden Strom erzeugt werden. Mit anderen Worten ist es möglich, die in dem Halbleitermodul erzeugte Stoßspannung zu verringern.
  • Durch Kombinieren einer oder mehrerer der in 5 dargestellten Halbleitervorrichtungen 10 ist es des Weiteren möglich, eine Leistungssteuerungsschaltung zu bilden, in welcher die Induktanzen und die induzierten Magnetfelder verringert sind. Insbesondere ist es durch Kombinieren von zwei oder mehreren Halbleitervorrichtungen 10 möglich, eine kompliziertere Leistungssteuerungsschaltung zu bilden. Zum Beispiel ist es durch Kombinieren von zwei Halbleitervorrichtungen möglich, eine Leistungssteuerungsschaltung zu bilden, welche mehrere Signalpegel ausgibt.
  • 6 stellt einen ersten beispielhaften Betrieb einer 3-stufigen Schaltung dar, welche aus der Halbleitervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gebildet wird. 6 stellt ein Beispiel der in 5 dargestellten Halbleitervorrichtung 10 als eine zweiphasige Leistungssteuerungsschaltung 10 dar. In 6 sind die in der erstphasigen Halbleitervorrichtung 10 enthaltenen Komponenten mit einem Kleinbuchstaben „a” (z. B. die erste Einrichtung 110a, die zweite Einrichtung 120a und dergleichen) und die in der zweitphasigen Halbleitervorrichtung 10 enthaltenen Komponenten mit einem Kleinbuchstaben „b” (z. B. die erste Einrichtung 110b, die zweite Einrichtung 120b und dergleichen) dargestellt.
  • Der Anschluss Ma und der Anschluss Mb, der Anschluss Na und der Anschluss Nb und der Anschluss Pa und der Anschluss Pb sind jeweils elektrisch miteinander verbunden. Eine Leistungsquelle E1 ist zwischen den Anschluss Ma und den Anschluss Pa geschaltet. Mit anderen Worten ist die Leistungsquelle E1 zwischen den Anschluss Mb und den Anschluss Pb geschaltet. Ferner ist eine Leistungsquelle E2 zwischen den Anschluss Ma und den Anschluss Na geschaltet. Mit anderen Worten ist die Leistungsquelle E2 zwischen den Anschluss Mb und den Anschluss Nb geschaltet. Die Leistungsquelle E1 und die Leistungsquelle E2 können im Wesentlichen die gleiche Leistungsquelle sein. Ferner ist eine Last L zwischen den Anschluss Ua und den Anschluss Ub geschaltet. Die in 6 dargestellte Leistungssteuerungsschaltung gibt eine Mehrzahl von Signalpegeln an die Last L aus.
  • 6 stellt ein Beispiel dar, in welchem die erste Einrichtung 110a und die zweite Einrichtung 120b EIN geschaltet und alle anderen der Schalteinrichtungen AUS geschaltet sind. In diesem Fall bilden die Leistungsquellen E1 und E2 mit der Last L keinen geschlossenen Stromkreis und daher beträgt der durch die Leistungssteuerungsschaltung an die Last L zugeführte Spannungspegel 0 [V].
  • 7 stellt einen zweiten beispielhaften Betrieb der in 6 dargestellten 3-stufigen Schaltung dar. 7 stellt ein Beispiel dar, in welchem die zweite Einrichtung 120b und die dritte Einrichtung 210a EIN geschaltet sind und alle anderen Schalteinrichtungen AUS geschaltet sind. In diesem Fall bildet die Leistungsquelle E1 mit der Last L einen geschlossenen Stromkreis und daher kann die Leistungssteuerungsschaltung der Last L einen vorbestimmten konstanten Spannungspegel zuführen. Hierbei beträgt die vorbestimmte konstante Spannung +V [V].
  • 8 stellt einen dritten beispielhaften Betrieb der in 6 dargestellten 3-stufigen Schaltung dar. 8 stellt ein Beispiel dar, in welchem die dritte Einrichtung 210a und die vierte Einrichtung 220b EIN geschaltet sind und alle anderen Schalteinrichtungen AUS geschaltet sind. In diesem Fall bilden die Leistungsquellen E1 und E2 mit der Last einen geschlossenen Stromkreis und daher kann die Leistungssteuerungsschaltung der Last L einen vorbestimmten konstanten Spannungspegel zuführen. Wenn beispielsweise die Leistungsquellen E1 und E2 im Wesentlichen die gleiche Spannung zuführen, beträgt hierbei der vorbestimmte konstante Spannungspegel +2 V [V]. Wie vorstehend beschrieben kann die in 6 dargestellte Leistungssteuerungsschaltung der Last L drei positive Signalpegel von 0 [V], +V [V] und +2 V [V] zuführen.
  • 9 stellt einen vierten beispielhaften Betrieb der in 6 dargestellten 3-stufigen Schaltung dar. 9 stellt ein Beispiel dar, in welchem die erste Einrichtung 110b und die zweite Einrichtung 120a EIN geschaltet sind und alle anderen Schalteinrichtungen AUS geschaltet sind. In diesem Fall bilden die Leistungsquellen E1 und E2 mit der Last L keinen geschlossenen Stromkreis und daher beträgt der durch die Leistungssteuerungsschaltung an die Last L zugeführte Spannungspegel 0 [V].
  • 10 stellt einen fünften beispielhaften Betrieb der in 6 dargestellten 3-stufigen Schaltung dar. 10 stellt ein Beispiel dar, in welchem die dritte Einrichtung 210b und die vierte Einrichtung 220a EIN geschaltet sind und alle anderen Schalteinrichtungen AUS geschaltet sind. In diesem Fall bilden die Leistungsquellen E1 und E2 mit der Last L einen geschlossenen Stromkreis und daher kann die Leistungssteuerungsschaltung der Last L eine vorbestimmte konstante Spannung zuführen. In 10 ist die Verbindung zwischen den Leistungsquellen E1 und E2 und der Last L gegenüber der in 8 dargestellten Verbindung zwischen den Leistungsquellen E1 und E2 und der Last L in der entgegengesetzten Richtung und daher beträgt der vorbestimmte konstante Spannungspegel –2 V [V].
  • 11 stellt einen beispielhaften sechsten Betrieb der in 6 dargestellten 3-stufigen Schaltung dar. 11 stellt ein Beispiel dar, in welchem die erste Einrichtung 110b und die vierte Einrichtung 220a EIN geschaltet sind und alle anderen Schalteinrichtungen AUS geschaltet sind. In diesem Fall bildet die Leistungsquelle E2 mit der Last L einen geschlossenen Stromkreis und daher kann die Leistungssteuerungsschaltung der Last L eine vorbestimmte konstante Spannung zuführen. In 11 ist die Verbindung zwischen der Leistungsquelle E2 und der Last L gegenüber der in 7 dargestellten Verbindung zwischen der Leistungsquelle E1 und der Last L in der entgegengesetzten Richtung und daher beträgt der vorbestimmte konstante Spannungspegel –V [V]. Wie vorstehend beschrieben kann die in 6 dargestellte Leistungssteuerungsschaltung der Last L drei negative Signalpegel von 0 [V], –V [V] und –2 V [V] zuführen.
  • Wie vorstehend beschrieben kann die Halbleitervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Leistungssteuerungsschaltung bilden, welche eine Mehrzahl von Signalpegeln ausgibt. Wenn zwischen den Anschlüssen der Halbleitervorrichtung 10 oder dergleichen ein Kurzschluss stattfindet und ein Überstrom zwischen der ersten Einrichtung 110 und der zweiten Einrichtung 120 in der gleichen Halbleitervorrichtung 10 fließt, ist es ferner möglich, die Induktanzen und die induzierten Magnetfelder zu verringern und einen Schaden oder dergleichen an den Elementen zu verhindern. Wenn ferner ein Überstrom zwischen dem Anschluss P und dem Anschluss M in der gleichen Halbleitervorrichtung 10 fließt, ist es möglich, die Induktanzen und die und die induzierten Magnetfelder zu verringern und einen Schaden oder dergleichen an den Elementen zu verhindern. Wenn ein Überstrom zwischen dem Anschluss N und dem Anschluss M in der gleichen Halbleitervorrichtung 10 fließt, ist es auf die gleiche Weise möglich, die Induktanzen und die induzierten Magnetfelder zu verringern und einen Schaden oder dergleichen an den Elementen zu verhindern.
  • Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist der technische Schutzumfang nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es ist für Fachleute offensichtlich, dass diverse Änderungen und Verbesserungen den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen hinzugefügt werden können. Es ist ebenfalls aus dem Schutzumfang der Patentansprüche offensichtlich, dass Ausführungsformen, welchen solche Änderungen und Verbesserungen hinzugefügt wurden, in dem technischen Schutzumfang der Erfindung enthalten sein können.
  • Die Betriebsabläufe, Verfahren, Schritte und Stadien jedes Prozesses, welche von einer Vorrichtung, einem System, einem Programm und Verfahren durchgeführt werden, welche in den Patentansprüchen, Ausführungsformen oder Diagrammen dargestellt sind, können in jeder Reihenfolge durchgeführt werden, solange die Reihenfolge nicht mit „vor”, „vorher” oder dergleichen gekennzeichnet ist und solange die Ausgabe von einem vorangehenden Prozess nicht in einem späteren Prozess verwendet wird. Auch wenn der Prozessablauf in den Patentansprüchen, Ausführungsformen oder Diagrammen unter Verwendung von Begriffen wie etwa „erstens” oder „als nächstes” beschrieben wird, bedeutet dies nicht unbedingt, dass der Prozess in dieser Reihenfolge durchgeführt werden muss.
  • Bezugszeichenliste
    • 10: Halbleitervorrichtung, 100: Substrat, 102: erster Bereich, 104: zweiter Bereich, 110: erste Einrichtung, 120: zweite Einrichtung, 130: Verbindungsleiter, 132: erster Strompfad, 134: zweiter Strompfad, 136: dritter Strompfad, 138: vierter Strompfad, 142: erster Verbindungsteil, 144: zweiter Verbindungsteil, 146: Anschlussteil, 210: dritte Einrichtung, 212: fünfte Einrichtung, 220: vierte Einrichtung, 222: sechste Einrichtung, 230: Verbindungsleiter, 232: dritter Verbindungsteil, 234: vierter Verbindungsteil, 240: Verbindungsleiter, 242: fünfter Verbindungsteil, 250: Verbindungsleiter, 252: sechster Verbindungsteil

Claims (14)

  1. Halbleitervorrichtung, enthaltend: eine oder mehrere erste Einrichtungen eines ersten Bereichs; eine oder mehrere zweite Einrichtungen eines zweiten Bereichs; und einen Verbindungsleiter, der die erste Einrichtung mit der zweiten Einrichtung elektrisch verbindet, wobei der Verbindungsleiter Strompfade aufweist, welche einander benachbart sind und in mindestens einem Teil desselben entgegengesetzte Richtungen haben.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Verbindungsleiter bewirkt, dass Strom von der ersten Einrichtung zur zweiten Einrichtung fließt, und bewirkt, dass Strom in mindestens einem Teil desselben in einer Richtung von der zweiten Einrichtung zur ersten Einrichtung fließt.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Verbindungsleiter bewirkt, dass Strom von der zweiten Einrichtung zur ersten Einrichtung fließt, und bewirkt, dass Strom in mindestens einem Teil desselben in einer Richtung von der ersten Einrichtung zur zweiten Einrichtung fließt.
  4. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Verbindungsleiter auf einer Seite der ersten Einrichtung einen ersten Strompfad mit einer von der zweiten Einrichtung abgewandten Richtung und einen zweiten Strompfad aufweist, der von dem ersten Strompfad aus umgebogen ist, so dass er eine Richtung zur zweiten Einrichtung hat.
  5. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Verbindungsleiter auf einer Seite der zweiten Einrichtung einen dritten Strompfad mit einer von der ersten Einrichtung abgewandten Richtung und einen vierten Strompfad aufweist, der von dem dritten Strompfad aus umgebogen ist, so dass er eine Richtung zur ersten Einrichtung hat.
  6. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Verbindungsleiter einen parallelen Plattenaufbau hat, welcher aus den einander benachbarten Strompfaden gebildet ist.
  7. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, enthaltend: eine Mehrzahl von ersten Einrichtungen in dem ersten Bereich, wobei der Verbindungsleiter mit jeder der Mehrzahl von ersten Einrichtungen parallel verbunden ist.
  8. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, enthaltend: eine Mehrzahl von zweiten Einrichtungen in dem zweiten Bereich, wobei der Verbindungsleiter mit jeder der Mehrzahl von zweiten Einrichtungen parallel verbunden ist.
  9. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Verbindungsleiter aufweist: einen Hauptleitungsteil, welcher den ersten Strompfad, den zweiten Strompfad, den dritten Strompfad und den vierten Strompfad hat; eine Mehrzahl von ersten Verbindungsteilen, welche den ersten Strompfad jeweils mit der Mehrzahl von ersten Einrichtungen verbindet; und eine Mehrzahl von zweiten Verbindungsteilen, welche den dritten Strompfad jeweils mit der Mehrzahl von zweiten Einrichtungen verbindet.
  10. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, enthaltend eine Mehrzahl von ersten Einrichtungen in dem ersten Bereich; und eine Mehrzahl von zweiten Einrichtungen in dem zweiten Bereich, wobei die Mehrzahl von ersten Einrichtungen und die Mehrzahl von zweiten Einrichtungen in einer Richtung von dem ersten Bereich zum zweiten Bereich angeordnet sind.
  11. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Verbindungsleiter ferner einen Anschlussteil enthält, der nach außen verbunden ist und Strom von und nach außen überträgt.
  12. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner enthaltend: ein Substrat, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich in dem Substrat vorgesehen sind.
  13. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Substrat ein isoliertes Substrat ist.
  14. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die ersten Einrichtungen und die zweite Einrichtung Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode oder Leistungs-MOSFETs sind.
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