JP2003060157A - パワーモジュール - Google Patents

パワーモジュール

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JP2003060157A
JP2003060157A JP2001240738A JP2001240738A JP2003060157A JP 2003060157 A JP2003060157 A JP 2003060157A JP 2001240738 A JP2001240738 A JP 2001240738A JP 2001240738 A JP2001240738 A JP 2001240738A JP 2003060157 A JP2003060157 A JP 2003060157A
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electrode pattern
power
power module
power device
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Takeshi Oumaru
武志 王丸
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のパワーデバイスを並列に配置したパワ
ーモジュールにおいて、パワーデバイスのスイッチング
のタイミングを略同時にする。 【解決手段】 略同電位のゲート信号によりスイッチン
グされる複数のパワーデバイスが並列に配置されたパワ
ーモジュールにおいて、第１及び第２の接続手段の少な
くとも一方が有するインダクタンス成分を調整して、第
１のパワーデバイスのエミッタ電極とエミッタ引き出し
リードとの間のインダクタンス成分と、第２のパワーデ
バイスのエミッタ電極とエミッタ引き出しリードとの間
のインダクタンス成分とを略等しくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パワーモジュール
に関し、特に、複数のＩＧＢＴを並列に配置したパワー
モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、全体が５００で表される、従来
のパワーモジュールの概略図である。パワーモジュール
５００は、セラミック基板５０１を含む。セラミック基
板５０１上には、エミッタ電極パターン５０２、コレク
タ電極パターン５０３、及びゲート電極パターン５０４
が略平行に設けられている。それぞれの電極パターン１
０２、５０３、５０４の一端には、エミッタ引き出しリ
ード５１２、コレクタ引き出しリード５１３、及びコレ
クタ引き出しリード５１４が設けられている。
【０００３】コレクタ電極パターン５０３の上には、２
つのＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）５
２１、５２２が固定されている。ＩＧＢＴ５２１、５２
２の裏面はコレクタ電極となり、コレクタ電極パターン
５０３に電気的に接続されている。ＩＧＢＴ５２１、５
２２の表面のエミッタ電極は、それぞれボンディングワ
イヤ５２３、５２４により、エミッタ電極パターン５０
２に接続されている。また、ＩＧＢＴ５２１、５２２の
ゲート電極は、それぞれボンディングワイヤ５２５、５
２６により、ゲート電極パターン５０４に接続されてい
る。更に、ＩＧＢＴ５２１のエミッタ電極は、ボンディ
ングワイヤ５２７によりＧＮＤ電極５２８に接続されて
いる。なお、通常は、セラミック基板５０１上に蓋部が
配置され、ＩＧＢＴ５２３等は封止されるが、ここでは
蓋部は省略する。
【０００４】図５は、図４のパワーモジュールのエミッ
タ電極パターン５０２、コレクタ電極パターン５０３の
レイアウトである。図５中、図４と同一符号は、同一又
は相当箇所を示す。かかるパワーモジュール５００で
は、２つのＩＧＢＴ５２１、５２２が並列に配置され、
ゲート電極パターン５０４に信号を入力することによ
り、２つのＩＢＧＢＴ５２１、５２２を同時にスイッチ
ングさせ、エミッタ電極パターン５０２とコレクタ電極
パターン５０３との間に大電流を供給する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＩＧＢＴ５２
１、５２２をスイッチングさせる場合に、インダクタン
ス成分により、ボンディングワイヤ５２５、５２６やエ
ミッタ電極パターン５０４において逆起電力が発生す
る。図５に示す点Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓの電位について考える
と、まず、初期状態において全ての点が０Ｖ（ＧＮＤ電
位）とする。次に、ボンディングワイヤ５２５、５２６
を用いて、ＩＧＢＴ５２１、５２２をスイッチングし、
オン状態とする。スイッチング直後、点Ｐから点Ｑ、点
Ｑから点Ｒ、点Ｓから点Ｒに電流が流れ、エミッタ電極
パターン５０４を矢印５３０方向に電流が流れる。これ
と同時にインダクタンス成分の影響でＰＱ間等で電圧降
下が生じる。この結果、２つのＩＧＢＴ５２１、５２２
の間で、ゲート／エミッタ間電圧にアンバランスが生
じ、ＩＧＢＴ５２１、５２２のスイッチングのタイミン
グにずれが生じる。
【０００６】例えば、点Ｐの電位が０Ｖの場合、電圧降
下の影響で、点Ｑの電位は−３Ｖ、点Ｒの電位は−５Ｖ
となる。一方、点Ｒから点Ｓ方向には電圧が上昇し、点
Ｓの電位は−２Ｖとなる。このため、ＩＧＢＴ５２１、
５２２の双方のゲート電位を１５Ｖにした直後におい
て、ゲート／エミッタ間の電圧は、それぞれ１５Ｖ、１
７Ｖとなり異なる値となる。この結果、２つのＩＧＢＴ
５２１、５２２をスイッチングするタイミングの間にず
れが生じる。このようなタイミングのずれは、一方のＩ
ＧＢＴに過度の負荷をかけることとなり、ＩＧＢＴの故
障や寿命短縮の原因となっていた。
【０００７】そこで、本発明は、複数のＩＧＢＴを並列
に配置したパワーモジュールにおいて、ＩＧＢＴのスイ
ッチングのタイミングが同時になるようにしたパワーモ
ジュールの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、略同電位のゲ
ート信号によりスイッチングされる複数のパワーデバイ
スが並列に配置されたパワーモジュールであって、コレ
クタ電極パターンと、該コレクタ電極パターン上に設け
られ、コレクタ電極が該コレクタ電極パターンに接続さ
れた第１及び第２のパワーデバイスと、該コレクタ電極
パターンに沿って設けられ、エミッタ引き出しリードを
有するエミッタ電極パターンと、該第１及び第２のパワ
ーデバイスのエミッタ電極と該エミッタ電極パターンを
それぞれ接続する第１及び第２の接続手段とを含み、該
第１及び第２の接続手段の少なくとも一方が有するイン
ダクタンス成分を調整して、該第１のパワーデバイスの
エミッタ電極と該エミッタ引き出しリードとの間のイン
ダクタンス成分と、該第２のパワーデバイスのエミッタ
電極と該エミッタ引き出しリードとの間のインダクタン
ス成分とを略等しくしたことを特徴とするパワーモジュ
ールである。かかるパワーモジュールでは、並列に配置
された複数のパワーデバイスの、各パワーデバイスのエ
ミッタ電極とエミッタ引き出しリードとの間のインダク
タンス成分を、略等しくできる。このため、各パワーデ
バイスのスイッチングのタイミングが略同時となり、か
かるタイミングのずれに起因するパワーデバイスの故障
や寿命短縮を防止できる。
【０００９】上記エミッタ電極パターンが略矩形であ
り、その一端に上記エミッタ引き出しリードが設けられ
たことが好ましい。
【００１０】また、本発明は、更に、上記コレクタ電極
パターン上の、上記第２パワーデバイスを挟んで上記第
１のパワーデバイスと対称な位置に設けられ、コレクタ
電極が該コレクタ電極パターンに接続された第３のパワ
ーデバイスと、該第３のパワーデバイスのエミッタ電極
と上記エミッタ電極パターンを接続する第３の接続手段
とを含み、該エミッタ電極パターンの略中央に上記エミ
ッタ引き出しリードを設けて、該第１及び第３のパワー
デバイスのエミッタ電極と該エミッタ引き出しリードと
の間のインダクタンス成分を略等しくし、該第２の接続
手段が有するインダクタンス成分を調整して、該第２及
び第１のパワーデバイスのエミッタ電極と該エミッタ引
き出しリードとの間のインダクタンス成分を略等しくし
たことを特徴とするパワーモジュールでもある。かかる
パワーモジュールでは、特に３つ以上のパワーデバイス
を有する場合にもスイッチングのタイミングが略同時と
なり、タイミングのずれに起因するパワーデバイスの故
障や寿命短縮を防止できる。
【００１１】上記エミッタ電極パターンが略矩形であ
り、該エミッタ電極パターンの略中央から略垂直に上記
エミッタ引き出しリードが設けられたことが好ましい。
【００１２】好適には、上記接続手段がボンディングワ
イヤであり、該ボンディングワイヤの長さを調整する。
接続手段にボンディングワイヤを用いることにより、接
続手段が有するインダクタンス成分の調整が容易とな
る。
【００１３】また、好適には、上記接続手段がボンディ
ングワイヤであり、該ボンディングワイヤの断面積を調
整する。接続手段にボンディングワイヤを用いることに
より、接続手段が有するインダクタンス成分の調整が容
易となる。
【００１４】上記第１のパワーデバイスの上記エミッタ
電極が、基準電位に接続されているものでもある。な
お、第１、第２のパワーデバイス双方のエミッタ電極を
基準電位に接続した場合は、エミッタ電極間に大電流が
流れて好ましくない。
【００１５】上記パワーデバイスは、絶縁ゲートバイポ
ーラトランジスタであることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、全体が１
００で表される、本実施の形態にかかるパワーモジュー
ルの一部分のレイアウトである。他の部分は、図５に示
すパワーモジュール５００と同じ構造となっている。パ
ワーモジュール１００は、セラミック基板（図示せず）
上に設けられた、コレクタ電極パターン１とエミッタ電
極パターン２とを含む。エミッタ電極パターンの一端に
は、エミッタ引き出しリード１０が設けられ、外部に電
流が引き出される。
【００１７】コレクタ電極パターン１の上には、２つの
ＩＧＢＴ３、４が固定されている。ＩＧＢＴ３、４の裏
面はコレクタ電極となり、コレクタ電極パターン１に電
気的に接続されている。ＩＧＢＴ３、４の表面のエミッ
タ電極は、それぞれボンディングワイヤ５、６により、
エミッタ電極パターン２に接続されている。また、ＩＧ
ＢＴ３、４のゲート電極は、それぞれボンディングワイ
ヤ７、８によりゲート電極パターン（図示せず）に接続
されている。更に、ＩＧＢＴ１のエミッタ電極は、ボン
ディングワイヤ９によりＧＮＤ電極（図示せず）に接続
されている。
【００１８】パワーモジュール１００では、ボンディン
グワイヤ６の長さを長くして、ボンディングワイヤ６の
有するインダクタンス成分を大きくしている。これによ
り、ＩＧＢＴ１のエミッタ電極とエミッタ引き出しリー
ド１０との間のインダクタンス成分と、ＩＧＢＴ２のエ
ミッタ電極とエミッタ引き出しリード１０との間のイン
ダクタンス成分とが、略同一となる。
【００１９】このため、ＩＧＢＴ１、２のゲート電極
に、ボンディングワイヤ７、８から略同電位のゲート信
号を入力して、ＩＧＢＴ１、２をスイッチングさせた場
合に、ＩＧＢＴ１、２のゲート／エミッタ間に印加され
る電圧がほぼ同じ電圧となる。従って、ＩＧＢＴ１、２
のスイッチングのタイミングも略同時となり、従来のパ
ワーデバイス５００のように、一方のＩＧＢＴに過剰な
負荷がかかることを防止できる。
【００２０】図１を参照しながら、具体的に説明する。
まず、初期状態において、点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの電位は全
ての点が０Ｖ（ＧＮＤ電位）である。次に、ボンディン
グワイヤ７、８を用いて、ＩＧＢＴ１、２をスイッチン
グし、オン状態とする。スイッチング直後、点Ａから点
Ｂ、点Ｂから点Ｃ、点Ｄから点Ｃに電流が流れ、エミッ
タ電極パターン２をエミッタ引出しリード１０の方向
（矢印１１方向）に電流が流れる。これと同時にインダ
クタンス成分の影響でＡＢ間等で電圧降下が生じる。し
かしながら、パワーモジュール１００では、ボンディン
グワイヤ８の長さを、ボンディングワイヤ１の長さより
長くし、インダクタンス成分を大きくしている。これに
より、ＡＢ、ＢＣ間で発生する電圧降下の和と、ＤＣ間
で発生する電圧降下が等しくなるように調整している。
この結果、２つのＩＧＢＴ１、２の間で、ゲート／エミ
ッタ間電圧は略同一となり、ＩＧＢＴ１、２のスイッチ
ングのタイミングにずれは生じない。
【００２１】例えば、点Ａの電位が０Ｖの場合、電圧降
下の影響で、点Ｂの電位は−３Ｖ、点Ｃの電位は−５Ｖ
となる。一方、点Ｃから点Ｄ方向には電圧が５Ｖ上昇す
るように調整され、点Ｄの電位は０Ｖとなる。このた
め、ＩＧＢＴ１、２の双方のゲート電位を０Ｖから１５
Ｖに変化させた直後において、ゲート／エミッタ間の電
圧は、共に１５Ｖとなる。この結果、２つのＩＧＢＴ
１、２をスイッチングするタイミングの間にはずれが生
じない。従って、スイッチング時に一方のＩＧＢＴに過
度の負荷がかかることなく、ＩＧＢＴの故障や寿命短縮
を防止できる。
【００２２】ここで、ボンディングワイヤ５、６、７、
８、９は、一般にアルミニウムから形成されているた
め、レイアウト変更の自由度が高い。従って、ボンディ
ングワイヤ６のボンディングステッチのアール（半径）
を変更することにより、ボンディングワイヤ６の有する
インダクタンス成分を容易に変することができる。
【００２３】なお、本実施の形態では、ボンディングワ
イヤ６の長さを変化させてインダクタンス成分を調整し
たが、断面積を変化させてインダクタンス成分を調整す
ることも可能である。また、ボンディングワイヤ５の長
さや断面積を変化させて、インダクタンス成分の調整を
行っても構わない。
【００２４】実施の形態２．図２は、全体が２００で表
される、本実施の形態にかかるパワーモジュールの一部
分のレイアウトである。他の部分は、図５に示すパワー
モジュール５００と同じ構造となっている。また、符号
３４、３５、３６は電流の流れる方向を示す。
【００２５】パワーモジュール２００は、セラミック基
板（図示せず）上に設けられた、コレクタ電極パターン
２１とエミッタ電極パターン２２とを含む。エミッタ電
極パターンの略中央には、エミッタ引き出しリード３３
が略垂直方向に設けられ、外部に電流が引き出される。
【００２６】コレクタ電極パターン２１の上には、３つ
のＩＧＢＴ２３、２４、２５が固定されている。ＩＧＢ
Ｔ２４は、エミッタ電極パターン２２の中央部に対向す
る位置に固定されている。また、ＩＧＢＴ２３、２５
は、ＩＧＢＴ２４を挟んで対称な位置に固定されてい
る。ＩＧＢＴ２３、２４、２５の裏面はコレクタ電極と
なり、コレクタ電極パターン２１に電気的に接続されて
いる。
【００２７】ＩＧＢＴ２３、２４、２５の表面のエミッ
タ電極は、それぞれボンディングワイヤ２６、２７、２
８により、エミッタ電極パターン２２に接続されてい
る。ＩＧＢＴ２３、２４、２５のゲート電極は、それぞ
れボンディングワイヤ２９、３０、３１によりゲート電
極パターン（図示せず）に接続されている。更に、ＩＧ
ＢＴ２３のエミッタ電極は、ボンディングワイヤ３２に
よりＧＮＤ電極（図示せず）に接続されている。
【００２８】パワーモジュール２００では、ＩＧＢＴ２
３とＩＧＢＴ２５が、対称軸４０を挟んで略対称となる
ように配置されている。従って、ＩＧＢＴ２３のエミッ
タ電極とエミッタ引き出しリード３３との間のインダク
タンス成分と、ＩＧＢＴ２５のエミッタ電極とエミッタ
引き出しリード３３との間のインダクタンス成分とは、
略同一となっている。
【００２９】一方、ＩＢＧＴ２４では、ボンディングワ
イヤ２７の長さを長くして、ボンディングワイヤ２７の
有するインダクタンス成分を大きくしている。これによ
り、ＩＧＢＴ２３やＩＧＢＴ２５のエミッタ電極とエミ
ッタ引き出しリード３３との間のインダクタンス成分
と、ＩＧＢＴ２４のエミッタ電極とエミッタ引き出しリ
ード３３との間のインダクタンス成分とが、略同一とな
るように調整している。
【００３０】パワーモジュール２００は、このような構
造を有するため、ＩＧＢＴ２３、２４、２５のゲート電
極に、ボンディングワイヤ２９、３０、３１から略同電
位のゲート信号を入力して、ＩＧＢＴ２３、２４、２５
をスイッチングさせた場合に、全てのＩＧＢＴ２３、２
４、２５のゲート／エミッタ電極間に印加される電圧が
ほぼ同じ電圧となる。従って、全てのＩＧＢＴ２３、２
４、２５のスイッチングのタイミングも略同時となり、
従来のパワーデバイス５００のように、一方のＩＧＢＴ
に過剰な負荷がかかることを防止できる。
【００３１】図３は、特開昭６１−１３９０５１号公報
に記載された、全体が３００で表されるパワーモジュー
ルのレイアウトである。図３中、図２と同一符号は、同
一又は相当箇所を示す。パワーモジュール３００では、
対称軸４０を挟んで略対称となるように、ＩＧＢＴ２
３、２５を配置することにより、ＩＧＢＴ２３、２５の
スイッチングのタイミングのずれを防止している。従っ
て、ＩＧＢＴが２つの場合にのみ適用できる構造であ
る。これに対して、本実施の形態にかかるパワーモジュ
ール２００では、ＩＧＢＴを対称配置することに加え、
ボンディングワイヤの長さ等も調整するため、３つ以上
のＩＧＢＴを搭載する場合にも適用することができる。
【００３２】なお、実施の形態１、２では、パワーデバ
イスとしてＩＧＢＴを用いる場合について述べたが、パ
ワーＦＥＴ等の他のデバイスを用いることも可能であ
る。また、ＩＧＢＴとエミッタ電極パターンとをボンデ
ィングワイヤで接続する場合について述べたが、フィル
ム状の金属等からなるボンディングフィルム等の他の接
続手段を用いてもかまわない。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にかかるパワーモジュールでは、並列に配置された複数
のパワーデバイスのスイッチングのタイミングを略同時
にでき、パワーデバイスの故障や寿命短縮を防止でき
る。
【００３４】また、本発明にかかるールは、３つ以上の
パワーデバイスを搭載する場合にも適用することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１にかかるパワーモジュ
ールの一部分を示す。
【図２】 本発明の実施の形態２にかかるパワーモジュ
ールの一部分を示す。
【図３】 従来構造のパワーモジュールの一部分を示
す。
【図４】 従来構造のパワーモジュールの概略図であ
る。
【図５】 従来構造のパワーモジュールの一部分を示
す。
【符号の説明】
１ コレクタ電極パターン、２ エミッタ電極パター
ン、３、４ ＩＧＢＴ、５、６、７、８、９ ボンディ
ングワイヤ、１０ 電流方向、１００ パワーモジュー
ル。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 略同電位のゲート信号によりスイッチン
    グされる複数のパワーデバイスが並列に配置されたパワ
    ーモジュールであって、 コレクタ電極パターンと、 該コレクタ電極パターン上に設けられ、コレクタ電極が
    該コレクタ電極パターンに接続された第１及び第２のパ
    ワーデバイスと、 該コレクタ電極パターンに沿って設けられ、エミッタ引
    き出しリードを有するエミッタ電極パターンと、 該第１及び第２のパワーデバイスのエミッタ電極と該エ
    ミッタ電極パターンをそれぞれ接続する第１及び第２の
    接続手段とを含み、 該第１及び第２の接続手段の少なくとも一方が有するイ
    ンダクタンス成分を調整して、該第１のパワーデバイス
    のエミッタ電極と該エミッタ引き出しリードとの間のイ
    ンダクタンス成分と、該第２のパワーデバイスのエミッ
    タ電極と該エミッタ引き出しリードとの間のインダクタ
    ンス成分とを略等しくしたことを特徴とするパワーモジ
    ュール。
  2. 【請求項２】 上記エミッタ電極パターンが略矩形であ
    り、その一端に上記エミッタ引き出しリードが設けられ
    たことを特徴とする請求項１に記載のパワーモジュー
    ル。
  3. 【請求項３】 更に、上記コレクタ電極パターン上の、
    上記第２パワーデバイスを挟んで上記第１のパワーデバ
    イスと対称な位置に設けられ、コレクタ電極が該コレク
    タ電極パターンに接続された第３のパワーデバイスと、 該第３のパワーデバイスのエミッタ電極と上記エミッタ
    電極パターンを接続する第３の接続手段とを含み、 該エミッタ電極パターンの略中央に上記エミッタ引き出
    しリードを設けて、該第１及び第３のパワーデバイスの
    エミッタ電極と該エミッタ引き出しリードとの間のイン
    ダクタンス成分を略等しくし、 該第２の接続手段が有するインダクタンス成分を調整し
    て、該第２及び第１のパワーデバイスのエミッタ電極と
    該エミッタ引き出しリードとの間のインダクタンス成分
    を略等しくしたことを特徴とする請求項１に記載のパワ
    ーモジュール。
  4. 【請求項４】 上記エミッタ電極パターンが略矩形であ
    り、該エミッタ電極パターンの略中央から略垂直に上記
    エミッタ引き出しリードが設けられたことを特徴とする
    請求項３に記載のパワーモジュール。
  5. 【請求項５】 上記接続手段がボンディングワイヤであ
    り、該ボンディングワイヤの長さを調整することを特徴
    とする請求項１〜４のいずれかに記載のパワーモジュー
    ル。
  6. 【請求項６】 上記接続手段がボンディングワイヤであ
    り、該ボンディングワイヤの断面積を調整することを特
    徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のパワーモジュ
    ール。
  7. 【請求項７】 上記第１のパワーデバイスの上記エミッ
    タ電極が、基準電位に接続されていることを特徴とする
    請求項１〜４のいずれかに記載のパワーデバイス。
  8. 【請求項８】 上記パワーデバイスが、絶縁ゲートバイ
    ポーラトランジスタであることを特徴とする請求項１〜
    ４のいずれかに記載のパワーデバイス。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005085846A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Mitsubishi Electric Corp 半導体モジュール及びその製造方法
JP2006148098A (ja) * 2004-11-24 2006-06-08 General Electric Co <Ge> パワーモジュール、相脚パワーモジュール組立体および３相インバータ組立体
JP2014011225A (ja) * 2012-06-28 2014-01-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP2015015496A (ja) * 2008-12-10 2015-01-22 株式会社東芝 高周波半導体装置
JP2017163016A (ja) * 2016-03-10 2017-09-14 富士電機株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP2018067657A (ja) * 2016-10-20 2018-04-26 トヨタ自動車株式会社 半導体モジュール
JP2019110228A (ja) * 2017-12-19 2019-07-04 株式会社デンソー 電力変換装置
DE112021002087T5 (de) 2020-12-17 2023-02-16 Fuji Electric Co., Ltd. Halbleitermodul
WO2023233936A1 (ja) * 2022-06-01 2023-12-07 富士電機株式会社 半導体モジュール
JP7447480B2 (ja) 2019-12-23 2024-03-12 富士電機株式会社 電子回路、半導体モジュール及び半導体装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7095790B2 (en) * 2003-02-25 2006-08-22 Qualcomm, Incorporated Transmission schemes for multi-antenna communication systems utilizing multi-carrier modulation
DE10331574A1 (de) * 2003-07-11 2005-02-17 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH Leistungshalbleitermodul
JP2019140722A (ja) 2018-02-06 2019-08-22 トヨタ自動車株式会社 電力変換装置
EP3761361A4 (en) * 2018-10-05 2021-11-17 Fuji Electric Co., Ltd. SEMICONDUCTOR DEVICE, SEMICONDUCTOR MODULE AND VEHICLE

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5823469A (ja) * 1981-08-03 1983-02-12 Mitsubishi Electric Corp 複合パワ−トランジスタ
JPS61139051A (ja) 1984-12-11 1986-06-26 Toshiba Corp 半導体装置
JPH03263363A (ja) * 1990-02-23 1991-11-22 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置
JPH06334066A (ja) 1993-05-25 1994-12-02 Stanley Electric Co Ltd 回路構成方法
JPH08340082A (ja) 1995-06-09 1996-12-24 Origin Electric Co Ltd 電力用半導体装置
JP3481735B2 (ja) * 1995-07-26 2003-12-22 株式会社東芝 半導体装置
US5642253A (en) * 1995-07-31 1997-06-24 Delco Electronics Corporation Multi-channel ignition coil driver module
US6100728A (en) * 1995-07-31 2000-08-08 Delco Electronics Corp. Coil current limiting feature for an ignition coil driver module
JPH09312357A (ja) * 1996-05-21 1997-12-02 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置
DE69726518T2 (de) * 1996-09-06 2004-10-07 Hitachi Ltd Leistungshalbleiteranordnung in modularer Bauart
JPH11238851A (ja) 1998-02-23 1999-08-31 Hitachi Ltd 集積回路装置およびそれを用いた通信機
JP2000049184A (ja) * 1998-05-27 2000-02-18 Hitachi Ltd 半導体装置およびその製造方法
DE29823619U1 (de) * 1998-08-21 1999-09-30 Semikron Elektronik Gmbh Leistungshalbleiterschaltungsanordnung mit schwingungsgedämpfter Parallelschaltung
JP3521757B2 (ja) * 1998-09-08 2004-04-19 株式会社豊田自動織機 半導体モジュール電極構造
JP2001007282A (ja) 1999-06-25 2001-01-12 Toshiba Corp パワー半導体素子
JP3695260B2 (ja) * 1999-11-04 2005-09-14 株式会社日立製作所 半導体モジュール
JP4004715B2 (ja) * 2000-05-31 2007-11-07 三菱電機株式会社 パワーモジュール
US20020024134A1 (en) * 2000-08-28 2002-02-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005085846A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Mitsubishi Electric Corp 半導体モジュール及びその製造方法
JP2006148098A (ja) * 2004-11-24 2006-06-08 General Electric Co <Ge> パワーモジュール、相脚パワーモジュール組立体および３相インバータ組立体
JP2015015496A (ja) * 2008-12-10 2015-01-22 株式会社東芝 高周波半導体装置
JP2014011225A (ja) * 2012-06-28 2014-01-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP2017163016A (ja) * 2016-03-10 2017-09-14 富士電機株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP2018067657A (ja) * 2016-10-20 2018-04-26 トヨタ自動車株式会社 半導体モジュール
JP2019110228A (ja) * 2017-12-19 2019-07-04 株式会社デンソー 電力変換装置
JP7447480B2 (ja) 2019-12-23 2024-03-12 富士電機株式会社 電子回路、半導体モジュール及び半導体装置
DE112021002087T5 (de) 2020-12-17 2023-02-16 Fuji Electric Co., Ltd. Halbleitermodul
WO2023233936A1 (ja) * 2022-06-01 2023-12-07 富士電機株式会社 半導体モジュール

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DE10230716A1 (de) 2003-03-06
FR2828580B1 (fr) 2005-06-24

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