DE3843084A1 - Leistungs-mosfet mit anzeige seines schaltzustandes - Google Patents

Leistungs-mosfet mit anzeige seines schaltzustandes

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DE3843084A1
DE3843084A1 DE19883843084 DE3843084A DE3843084A1 DE 3843084 A1 DE3843084 A1 DE 3843084A1 DE 19883843084 DE19883843084 DE 19883843084 DE 3843084 A DE3843084 A DE 3843084A DE 3843084 A1 DE3843084 A1 DE 3843084A1
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power mosfet
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Karl-Ulrich Dr Stein
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/167—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
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Description

Die Erfindung betrifft einen Leistungs-MOSFET mit einem Gehäuse, einem Gateanschluß, einem Source- und einem Drainanschluß.
Leistungs-MOSFET werden im wesentlichen als Schalter betrieben. Ihr Betrieb ist durch zwei Zustände gekennzeichnet, nämlich ge­ sperrt und leitend. Im gesperrten Zustand liegt meistens die volle Versorgungsspannung an und im leitenden Zustand fließt der volle Nennstrom bei verhältnismäßig geringer Transistorspan­ nung in der Höhe von Bruchteilen eines Volt.
Ziel der Erfindung ist es, Aufschluß über den jeweiligen Schalt­ zustand des Leistungs-MOSFET zu geben.
Dieses Ziel wird erreicht durch die Integration folgender Kompo­ nenten:
  • a) Eine mit Gateanschluß und Sourceanschluß verbundene, aus einem Widerstand und einer ersten lichtemittierenden Diode (LED) bestehende Reihenschaltung,
  • b) eine mit Drainanschluß und Sourceanschluß verbundene, aus ei­ nem Feldeffekttransistor (FET) und einer zweiten LED bestehende Reihenschaltung, wobei der FET vom gleichen Typ wie der Leistungs- MOSFET ist und die Gate- und Drainanschlüsse von Leistungs-MOSFET und FET miteinander verbunden sind,
  • c) eine aus einem Depletion-FET und einer dritten LED bestehen­ de, mit Drainanschluß und Sourceanschluß verbundene Reihenschal­ tung, wobei Gate- und Sourceanschluß des Depletion-FET mitein­ ander und sein Drainanschluß mit dem Drainanschluß des Leistungs- MOSFET verbunden sind.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbin­ dung mit den Fig. 1 und 2 näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt die Schaltung der Erfindung, in Fig. 2 ist das Kennlinienfeld Drain­ strom/Drain-Sourcespannung (I D /V DS) eines üblichen Leistungs- MOSFET mit der Gatespannung als Parameter gezeigt.
Der Leistungs-MOSFET hat einen Halbleiterkörper 1. Dieser ent­ hält den eigentlichen Leistungs-MOSFET 3, der den größten Teil der Fläche des Halbleiterkörpers 1 einnimmt. Der Leistungs-MOSFET 3 ist mit einem Gateanschluß G, einem Sourceanschluß S und einem Drainanschluß D versehen. Zwischen G und S ist die Reihenschal­ tung bestehend aus einem Widerstand 4 und einer LED 5 angeschlos­ sen. Zwischen D und S ist außerdem die Reihenschaltung aus einem FET 6 und einer zweiten LED 7 angeschlossen. Der FET 6 ist vom gleichen Leitungstyp wie der Leistungs-MOSFET 3. Er besteht z. B. aus einer einzigen aus einer Vielzahl von den Leistungs-MOSFET 3 bildenden Transistorzelle. Der Gateanschluß von 6 ist mit dem Gateanschluß von 3 verbunden. Zwischen D und S ist weiter die Reihenschaltung aus einem Depletion-FET 8 und einer dritten Diode 9 angeschlossen. Der Gateanschluß von 8 ist mit seinem Sourceanschluß verbunden. Der Depletion-FET 8 wirkt daher als Stromquelle. Auch er ist zweckmäßigerweise monolithisch auf dem Halbleiterkörper 1 integriert. Die Katodenanschlüsse der LED 5, 7 und 9 sind mit dem Sourceanschluß S verbunden. Die LED können entweder hybrid auf dem Halbleiterkörper 1 oder auf einem den Halbleiterkörper kontaktierenden, nicht dargestellten Leiter­ system integriert sein. In diesem Fall sind sie hybrid auf dem Leitersystems integriert und innerhalb eines Gehäuses 2 unterge­ bracht. Das Gehäuse 2 ist mindestens dort, wo es die LED be­ deckt, durchscheinend oder durchsichtig ausgebildet.
Wird Steuerspannung zwischen die Klemmen G und S gelegt, so wird der Leistungs-MOSFET 3 und der FET 6 eingeschaltet. Es fließt ein Gatestrom durch den Widerstand 4 und die LED 5 leuchtet auf. Ein Bruchteil des gesamten Drainstroms fließt durch den FET 6, wodurch die LED 7 aufleuchtet. Die an 3 abfallende Drain-Sourcespannung ist im leitenden Zustand so gering, daß die LED 9 nicht aufleuch­ tet. Wird der Leistungs-MOSFET 3 gesperrt, so liegt an der Reihen­ schaltung bestehend aus 8 und 9 die volle Drain-Sourcespannung an. Damit leuchtet die LED 9 auf, die LED 5 und 7 erlöschen. Der Depletion-FET 8 wirkt als Stromquelle und ist so dimensioniert, daß im gesperrten Zustand des Leistungs-MOSFET 3 nur der zum Aufleuchten der LED 9 notwendige Strom fließt.
Zur Unterscheidung der Schaltzustände haben die LED 5, 7 und 9 zweckmäßigerweise unterschiedliche Farben, z. B. gelb für 5, rot für 7 und grün für 9.
Im Kennlinienfeld nach Fig. 2 ist dargestellt, bei welchem Be­ triebszustand welche LED aufleuchtet. Es sei angenommen, daß die LED 7 bei einem Drainstrom von größer als 6A, die LED 5 bei ei­ ner Gate-Sourcespannung von größer als 4 Volt und die LED 9 bei einer Drain-Sourcespannung ab 4 Volt aufleuchtet. Damit sind die möglichen Betriebszustände des Leistungs-MOSFET eindeutig iden­ tifizierbar.

Claims (5)

1. Leistungs-MOSFET mit einem Gehäuse, einem Gateanschluß, einem Source- und einem Drainanschluß, gekennzeichnet durch die Integration folgen­ der Komponenten:
  • a) Eine mit Gateanschluß und Sourceanschluß verbundene, aus einem Widerstand (4) und ersten LED (5) bestehende Reihenschaltung,
  • b) eine mit Drainanschluß und Sourceanschluß verbundene, aus ei­ nem FET (6) und einer zweiten LED (7) bestehende Reihenschaltung, wobei der FET vom gleichen Typ wie der Leistungs-MOSFET (3) ist und die Gate- und Drainanschlüsse von Leistungs-MOSFET und FET miteinander verbunden sind,
  • c) eine aus einem Depletion-FET (8) und einer dritten LED (9) bestehende, mit Drainanschluß und Sourceanschluß verbundene Reihenschaltung, wobei Gate- und Sourceanschluß des Depletion- FET miteinander und sein Drainanschluß mit dem Drainanschluß des Leistungs-MOSFET verbunden sind.
2. Leistungs-MOSFET nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wider­ stand, der FET und der Depletion-FET monolithisch in den Halb­ leiterkörper des Leistungs-MOSFET integriert sind.
3. Leistungs-MOSFET nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die LED (5, 7, 9) hybrid auf dem Halbleiterkörper (1) integriert sind.
4. Leistungs-MOSFET nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die LED in­ nerhalb des Gehäuses (2) hybrid auf einem dem Halbleiterkörper (1) zugeordneten Leitersystems integriert sind.
5. Leistungs-MOSFET nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die LED verschiedene Farben haben.
DE19883843084 1988-12-21 1988-12-21 Leistungs-mosfet mit anzeige seines schaltzustandes Withdrawn DE3843084A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101814527A (zh) * 2010-04-22 2010-08-25 复旦大学 一种使用光电子注入进行电导调制的功率器件与方法

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