DE8914902U1 - Semiconductor component with overvoltage protection - Google Patents
Semiconductor component with overvoltage protectionInfo
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Description
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( ) 1 Siemens Aktiengesellschaft( ) 1 Siemens AG
Halbleiterbauelement mit Überspannungsschutz 5Semiconductor component with overvoltage protection 5
Die Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement in Scheibenbauform, insbesondere auf einen Thyristor oder einen GTO-Tnyristor.The invention relates to a semiconductor component in disk form, in particular to a thyristor or a GTO thyristor.
Halbieiterbaueieinente in Scheibenbaufoxm, insbssindere Leistur-gshalbleiLer wie Thyristoren, Transistoren oder GTO-Thyristoren müssen gegen im Betrieb auftretende Überspannungen oder Stoßspannung wirkss-&OHacgr; geschütze «irden· da hierdurch Spannungsbeanspru-V &igr; chur^en auftreten, die ohne Gegenmaßnahmen zur Zerstörung der Halbleiterbauelemente führen. Dies betrifft insbesondere Halbleiterbauelemente, die in Hochsps^nungsanlagen, insbesondere HGÜ-Anlagen, statische Kompensatoren oder Stromrichter für Antriebe, eingesetzt werden. Bisher ist es üblich bei solchen Anwendungen zu einer vorgegebenen Anzahl in Reihe liegender HaIbleiterbauelemente einen Metalloxydableiter parallel zu schalten. Durch diesen Metalloxydableiter wird eine Spannungsbegrenzung erzielt, wodurch die Spannungsbeanspruchung der Halbleiterbauelemente reduziert wird. Die Gefährdung der Halbleiterbauelemente beim Einschalten unter Stoßspannung wird durch sättigbare Induktivitäten verhindert.Semiconductor components in disc construction, particularly power semiconductors such as thyristors, transistors or GTO thyristors , must be effectively protected against overvoltages or surge voltages that occur during operation, since these can cause voltage stresses which, if countermeasures are not taken, can destroy the semiconductor components. This particularly applies to semiconductor components used in high-voltage systems, particularly HVDC systems, static compensators or power converters for drives. Up to now, it has been common practice in such applications to connect a metal oxide arrester in parallel with a predetermined number of semiconductor components arranged in series. This metal oxide arrester achieves a voltage limitation, which reduces the voltage stress on the semiconductor components. The danger to the semiconductor components when switched on under surge voltage is prevented by saturable inductances.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterbauelement anzugeben zu stellen, das einer erhöhten Stoßspannungsbeanspruchung standhält, und eine reduzierte magnetische Komponente gegenüber dem Stand der Technik aufweist.The invention is based on the object of providing a semiconductor component that can withstand increased surge voltage stress and has a reduced magnetic component compared to the prior art.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Halbleiterbauelement in Scheibenbauform, insbesondere einen Thyristor oder einen GTO-Thyristor bei dem eine Halbleiterscheibe zwischen zwei Anschlußplatten angeordnet und mit einem Gehäuse versehen ist, wobei um die Halbleiterscheibe ein, die beiden Anschlußplatten miteinan-This object is achieved by a semiconductor component in disk form, in particular a thyristor or a GTO thyristor in which a semiconductor disk is arranged between two connection plates and provided with a housing, with a housing around the semiconductor disk, the two connection plates being connected to one another.
h Wof 2 Doe / 18.12.1989 h Wof 2 Doe / 18.12.1989
89 G 3 6 1 2DE89 G 3 6 1 2EN
der verbindender, spannungsableitendei Werkstoff kreisringförmig angeordnet ist.the connecting, stress-dissipating material is arranged in a circular ring.
Auf diese Weise steht mit einfachen Mitteln ein auch für hohe Leistungen einsetzbares Halbleiterbauelement zur Verfugung, bei dem e^'n Überspannungsschutz integriert ist. Es brauchen keine zusätzlichen schützenden Maßnahme:· am halbleiterbauelement vorgenommen zu werden. Das Ansprechvernalten bei Überspannungen ist ds":~i. auf die elektrischen Werte des Halbleiterbauelements abge-1.0 stimmt. Ein derartiges Halbleiterbauelement kann als stoßspannungsfest betrachtet werden.In this way, a semiconductor component that can also be used for high power and in which overvoltage protection is integrated is available using simple means. No additional protective measures need to be taken on the semiconductor component. The response behavior in the event of overvoltages is tailored to the electrical values of the semiconductor component. Such a semiconductor component can be considered to be surge-proof.
Dabei ist es günstig, wenn zumindest die Anschlußplatten und ) das Gehäuse kreisringförmig sind, der spannungableitende Werkstoff Zinkoxyd ist, und dieser innerhalb des Gehäuses zwischen den Anschlußplatten angeordnet ist. Es ergibt sich dadurch ein besonders günstiger Aufbau des Halbleiterbauelements. Unter Beibehaltung der äußeren Baugröße wird eine Verbesserung der elektrischen Eigenschaften gegenüber der bekannten Ausführung erzielt. Auch ist bei dieser Ausführung eine Wasserkühlung des Halbleiterbauelements, insbesondere des spannungableitenden Werkstoffes, möglich. Die Ringdicke und die Fläche des Werkstoff3s können entsprechend der Beanspruchung variiert werden. Dies betrifft insbesondere elektrische als auch mechanische Eigenschaften.It is advantageous if at least the connection plates and the housing are circular, the voltage-dissipating material is zinc oxide, and this is arranged inside the housing between the connection plates. This results in a particularly advantageous structure for the semiconductor component. While maintaining the external size, an improvement in the electrical properties is achieved compared to the known design. This design also allows water cooling of the semiconductor component, in particular the voltage-dissipating material. The ring thickness and the area of the material can be varied according to the load. This particularly applies to electrical and mechanical properties.
Die Erfindung wird nachfolgend eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using an embodiment shown in the drawing. They show:
FIG 1 ein Halbleiterbauelement im Längschnitt, und FIG 2 ein Halbleiterbauelement nach FIG 1 im Querschnitt.FIG 1 shows a semiconductor component in longitudinal section, and FIG 2 shows a semiconductor component according to FIG 1 in cross section.
FIG 1 zeigt ein Halbleiterbauelement 1 im Längsschnitt. Das Halbleiterbauelement i weist eine Scheibenb'uform auf. Dies trifft beispielsweise auf Dioden, Thyristoren oder GTO-Thyri-FIG 1 shows a semiconductor component 1 in longitudinal section. The semiconductor component 1 has a disk shape. This applies, for example, to diodes, thyristors or GTO thyristors.
896 36 12OE896 36 12OE
( 1 stören zu. Zwischen zwei Anschlußplatten 2 des Halbleiterbauelements 1 ist eine Halbleiterscheibe 3 angeordnet. Die AnschluGplatten 2 stellen den elektrischen Kontakt zu den einzelnen Zonen der Halbleiterscheibe 3 her. Die Anschlußplatten 2 können dabei verschiedene, elektrisch voneinander isolierte Abgriffe aufweisen, die jeweils einer bestimmten Zone der Halbleiterscheibe 3 zugeordnet sind. Dies hängt davon ab, ob das Halbleiterbauelement 1 beispielsweise als Diode mit nur zwei Anschlüssen oder als steuerbares Bauelement mit mehr Anschlüsser ausgebildet ist. Das Halbleiterbauelement 1 weist weiterhin ein Gehäuse auf, wobei zwei äußere Gehäuseplatten h durch einen zylinderförmigen Keramikkörper 5 miteinander verbunden sind.( 1 interfere. A semiconductor wafer 3 is arranged between two connection plates 2 of the semiconductor component 1. The connection plates 2 establish the electrical contact with the individual zones of the semiconductor wafer 3. The connection plates 2 can have various taps that are electrically insulated from one another and each is assigned to a specific zone of the semiconductor wafer 3. This depends on whether the semiconductor component 1 is designed, for example, as a diode with only two connections or as a controllable component with more connections. The semiconductor component 1 also has a housing, with two outer housing plates h being connected to one another by a cylindrical ceramic body 5.
V Die Halbleiterscheibe 3 ist von einem spannungableitenden Werkstoff 6 kreisringförmig umgeben. Dies ist insbesondere dann günstig, wpnn auch die Anschlußplatten 2 kreisförmig ausgebildet sind. Der Werkstoff 6 kann dadurch um die Halbleiterscheibe 3 zwischen den Anschlußplatten 2 passend angeordnet werden. Auf diese Weise ist ein Überspannungsschutz direkt an der Halbleiterscheibe 3 gegeben. Durch die günstige Formgebung ist eine erhebliche Reduktion der magnetischen Komponente bei der spannungsbegrenzenden Maßnahme gegenüber herkömmlicher Methoden gegeben. Als spannungableitender Werkstoff 6 ist Zinkoxyd (ZnO) verwendet. Es können jedoch auch andere geeignete Werkstoffe vorgesehen werden, z. B. auch ein Halbleiterwerkstoff.V The semiconductor wafer 3 is surrounded by a voltage-dissipating material 6 in a circular ring. This is particularly advantageous if the connection plates 2 are also circular. The material 6 can thus be arranged around the semiconductor wafer 3 between the connection plates 2. In this way, overvoltage protection is provided directly on the semiconductor wafer 3. The favorable shape results in a significant reduction in the magnetic component in the voltage-limiting measure compared to conventional methods. Zinc oxide (ZnO) is used as the voltage-dissipating material 6. However, other suitable materials can also be provided, e.g. a semiconductor material.
FIG 2 zeigt das Halbleiterbauelement 1 nach FIG 1 im Querschnitt entlang der Linie II. In dieser Darstellung ist der Aufbau näher gezeigt, durch den Feldstärkeerhöhungen, im Halbleiterbauelement 1 vermieden werden.FIG 2 shows the semiconductor component 1 according to FIG 1 in cross section along the line II. This illustration shows the structure in more detail, by means of which increases in field strength in the semiconductor component 1 are avoided.
Wie in FIG 2 strichliniert angedeutet, ist auch eine eckige Ausbildung der kreisringförmigen Bauteils insbesondere der
Halbleiterscheibe 3, möglich.
35As indicated by dashed lines in FIG 2, a square design of the annular component, in particular the semiconductor wafer 3, is also possible.
35
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8914902U DE8914902U1 (en) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | Semiconductor component with overvoltage protection |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE8914902U DE8914902U1 (en) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | Semiconductor component with overvoltage protection |
Publications (1)
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|---|---|
| DE8914902U1 true DE8914902U1 (en) | 1991-04-18 |
Family
ID=6845611
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE8914902U Expired - Lifetime DE8914902U1 (en) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | Semiconductor component with overvoltage protection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8914902U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004031391A1 (en) * | 2004-06-29 | 2006-01-26 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Housing for an electronic component |
-
1989
- 1989-12-20 DE DE8914902U patent/DE8914902U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004031391A1 (en) * | 2004-06-29 | 2006-01-26 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Housing for an electronic component |
| US7501660B2 (en) | 2004-06-29 | 2009-03-10 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Housing for an electronic component |
| DE102004031391B4 (en) * | 2004-06-29 | 2009-06-04 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Electronic component with housing for ESD protection |
| DE102004064150B4 (en) * | 2004-06-29 | 2010-04-29 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Electronic component with housing with conductive coating for ESD protection |
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