JP2744675B2 - Transistor module - Google Patents

Transistor module

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JP2744675B2
JP2744675B2 JP2125902A JP12590290A JP2744675B2 JP 2744675 B2 JP2744675 B2 JP 2744675B2 JP 2125902 A JP2125902 A JP 2125902A JP 12590290 A JP12590290 A JP 12590290A JP 2744675 B2 JP2744675 B2 JP 2744675B2
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transistor
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terminal
emitter
conductor
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政行 梨木
元澄 由良
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オ−クマ株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、交流電動機を可変速駆動するインバータ等
に使用されるトランジスタモジュールの構造に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a structure of a transistor module used for an inverter or the like that drives an AC motor at a variable speed.

(従来の技術) 近年、交流電動機を可変速駆動するインバータ装置に
対して高集積化,高信頼性化の要求が高まっており、か
かるニーズに応えるべく複数のトランジスタを内蔵した
トランジスタモジュールが実用化されている。
(Prior art) In recent years, there has been an increasing demand for higher integration and higher reliability of inverter devices that drive an AC motor at a variable speed, and a transistor module incorporating a plurality of transistors has been put into practical use to meet such needs. Have been.

第3図は現在実用化されているトランジスタモジュー
ルの一例の外観を示す斜視図であり、このトランジスタ
モジュール1はインバータを構成する6個のトランジス
タを全て1つのパッケージにモジュール化したもので、
このモジュール1個でインバータが構成できるという便
利なものである。そして、全ての端子を上面に且つ同一
平面上に配置したことによって、各端子への接続をプリ
ント基板を利用して行なうことが出来、また、ねじ止め
による接続端子としたことによって、装置の配線作業の
工数を軽減出来る。第4図はこのトランジスタモジュー
ル1の内部回路図であり、トランジスタTR1,TR3,TR5の
各コレクタ、トランジスタTR2,TR4,TR6の各エミッタ、
トランジスタTR1,TR3,TR5の各エミッタと出力端子U,V,W
とを共用の端子とすることによって端子数を少なくし、
原価の低減を実現している。
FIG. 3 is a perspective view showing an external appearance of an example of a transistor module currently in practical use. This transistor module 1 is a module in which all six transistors constituting an inverter are modularized into one package.
This is convenient because an inverter can be constituted by one module. And, by arranging all the terminals on the upper surface and on the same plane, connection to each terminal can be made using a printed circuit board, and by using connection terminals by screwing, wiring of the device is achieved. The number of work steps can be reduced. FIG. 4 is an internal circuit diagram of the transistor module 1. The collectors of the transistors TR1, TR3 and TR5, the emitters of the transistors TR2, TR4 and TR6,
Each emitter of transistors TR1, TR3, TR5 and output terminals U, V, W
And by using a common terminal to reduce the number of terminals,
The cost has been reduced.

(発明が解決しようとする課題) 上述したトランジスタモジュール1はトランジスタTR
2,TR4,TR6の各エミッタを共用し、1つの端子(N)と
して共通化しているために、以下に述べる様な課題があ
った。例えば第5図に示すトランジスタTR2を例として
説明すると、トランジスタTR2を駆動するベースドライ
ブ回路6Bの出力はトランジスタモジュール1のB2端子及
びN端子に接続されているが、N端子は主回路の直流電
源入力端子として共用されているために、N端子からト
ランジスタTR2のエミッタに至る配線にはトランジスタT
R2のON/OFFに伴なって高い変化率(di/dt)を持った大
電流が流れる。この大電流のために例えばトランジスタ
TR2のON時には内部インダクタンスl4の両端に次式
(1)で示す電圧eが発生する。
(Problem to be Solved by the Invention) The transistor module 1 described above is a transistor TR
Since the emitters of TR2 and TR4 and TR6 are shared and shared as one terminal (N), there are the following problems. For example, taking the transistor TR2 shown in FIG. 5 as an example, the output of the base drive circuit 6B that drives the transistor TR2 is connected to the B2 terminal and the N terminal of the transistor module 1, and the N terminal is connected to the DC power supply of the main circuit. Because it is shared as an input terminal, the wiring from the N terminal to the emitter of the transistor TR2 is connected to the transistor T
A large current with a high rate of change (di / dt) flows with the ON / OFF of R2. For example, transistors
A voltage e generated as indicated by the following equation (1) to the ON state across the internal inductance l 4 of TR2.

この電圧eはベースドライブ回路6Bの出力電圧を相殺
する極性であることから実際にトランジスタTR2のベー
ス・エミッタ間に印加される電圧が小さくなり、トラン
ジスタTR2のスイッチングスピードが遅くなってしま
う。
Since this voltage e has a polarity that cancels the output voltage of the base drive circuit 6B, the voltage actually applied between the base and the emitter of the transistor TR2 becomes small, and the switching speed of the transistor TR2 becomes slow.

この様な弊害は従来のバイポーラトランジスタによる
トランジスタモジュールよりも、よりdi/dtの高いIGBT
などを使用したトランジスタモジュールで重要な課題と
なっている。さらに、複数のトランジスタを内蔵するた
めにモジュール自体の大きさが大きく、そのため内部イ
ンダクタンス(l4など)も大きくなり、より顕著に上記
弊害が発生している。また、上記の様な高いdi/dtをも
った電流は内部インダクタンスl1にも流れており、特に
トランジスタのOFF時には高いサージ電圧(e=l1.di/d
t)が発生し、トランジスタを過電圧により破壊し易い
などの弊害が生じている。
Such adverse effects are caused by IGBTs with higher di / dt than transistor modules using conventional bipolar transistors.
This is an important issue for transistor modules using such devices. Furthermore, the size of the module itself is large for a plurality of built-in transistors, therefore (such as l 4) internal inductance becomes large, and the adverse effect occurs more remarkably. In addition, the current having a high di / dt as described above also flows through the internal inductance l 1 , and particularly when the transistor is turned off, a high surge voltage (e = l 1 .di / d
t) occurs, causing a problem that the transistor is easily broken by an overvoltage.

すなわち、かかるトランジスタモジュールでは端子数
を少なくするため互いに接続されるエミッタなどを共通
化した1つの端子としているが、このように端子を共用
することによって、各トランジスタのエミッタ線等のイ
ンダクタンスが動作特性に影響を与え、トランジスタ本
来の性能が発揮できないという弊害が生じているのであ
る。
That is, in such a transistor module, the emitters and the like connected to each other are shared as one terminal in order to reduce the number of terminals. However, by sharing the terminals in this manner, the inductance of the emitter line and the like of each transistor is reduced to the operating characteristics. And the disadvantage that the intrinsic performance of the transistor cannot be exhibited.

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、
本発明の目的は、トランジスタの特性を損なうことなく
エミッタ端子等を共用化して、最低限の端子数で良好な
特性を得ることができるトランジスタモジュールを提供
することにある。
The present invention has been made under the circumstances described above,
An object of the present invention is to provide a transistor module which can share an emitter terminal and the like without deteriorating the characteristics of the transistor and can obtain good characteristics with a minimum number of terminals.

(課題を解決するための手段) 本発明は、複数のトランジスタチップを内蔵し、前記
トランジスタチップの各エミッタに共通に接統され、前
記トランジスタチップに通電される主電流を通電すると
共に前記トランジスタチップのベース−エミッタ間に接
続されるベース駆動回路のコモン端子として共通に使用
される1つの共通エミッタ端子を備えたことによって前
記ベース駆動回路を接続するための補助エミッタ端子を
削除したトランジスタモジュールに関するものであり、
本発明の上記目的は、前記トランジスタチップの各エミ
ッタを互いに接続するとともに前記共通エミッタ端子を
接続する第1の導体と、前記第1の導体に平行かつ近接
して配置されるとともに前記トランジスタチップの各ベ
ースと当該ベースにそれぞれ対応する複数のベース端子
とを接続する複数の導体とを備えることによって達成さ
れる。
(Means for Solving the Problems) The present invention has a plurality of built-in transistor chips, is commonly connected to each emitter of the transistor chips, supplies a main current to the transistor chips, and supplies the transistor chips. Transistor module having one common emitter terminal commonly used as a common terminal of a base drive circuit connected between the base and the emitter and eliminating an auxiliary emitter terminal for connecting the base drive circuit. And
The object of the present invention is to provide a first conductor that connects the emitters of the transistor chip to each other and connects the common emitter terminal, and a first conductor that is arranged in parallel with and close to the first conductor, This is achieved by providing a plurality of conductors connecting each base and a plurality of base terminals respectively corresponding to the base.

(作用) 本発明のトランジスタモジュールは、トランジスタの
エミッタと共通のエミッタ端子を接続する導体(エミッ
タ配線)のもつ内部インダクタンスに発生した電圧を、
この導体のこの導体に平行かつ近接して配置されたベー
ス配線との間の相互誘導作用によりベース配線側に誘起
させる様に作用する。そして、この誘起された電圧は上
記エミッタ配線側に発生した電圧を相殺する様に作用す
るので、トランジスタのベース・エミッタ間にはベース
端子と共通のエミッタ端子との間に加えられた所望の電
圧に等しい電力が印加されることになり、前述したよう
なスイッチング特性の遅れは発生しない。また、第1の
トランジスタ群の各エミッタと共通のエミッタ端子を接
続する第1の導体と、第2のトランジスタ群の各コレク
タと共通のコレクタ端子を接続する第2の導体は平行か
つ近接して配置されており、これら2つの導体に流れる
電流は逆極性であることからお互いにインダクタンスを
キャンセルする様に作用し、その結果、上記の内部イン
ダクタンス自体を小さく抑えることができる。
(Operation) The transistor module of the present invention uses the voltage generated in the internal inductance of the conductor (emitter wiring) connecting the emitter of the transistor and the common emitter terminal,
Mutual induction between the conductor and a base wiring disposed in parallel with and close to the conductor acts to induce the conductor toward the base wiring. The induced voltage acts so as to cancel the voltage generated on the emitter wiring side, so that a desired voltage applied between the base terminal and the common emitter terminal is applied between the base and the emitter of the transistor. Is applied, and the switching characteristic delay as described above does not occur. A first conductor connecting each emitter of the first transistor group to a common emitter terminal and a second conductor connecting each collector of the second transistor group to a common collector terminal are parallel and close to each other. Since the currents flowing through these two conductors have opposite polarities, they act to cancel each other out, and as a result, the internal inductance itself can be suppressed to a small value.

(実施例) 第1図は本発明のトランジスタモジュールの内部配線
構造の一例を示す斜視図であり、トランジスタTR2,TR4,
TR6は共通のエミッタ端子(N端子)に導体2で接続さ
れており、ベース配線3a,3b,3cは各トランジスタTR2,TR
4,TR6からN端子の近傍に至るまでの区間において導体
2に平行かつ近接して配置されている。そのため、導体
2のもつインダクタンスによって各トランジスタTR2,TR
4,TR6からN端子に至る区間に発生した電圧はベース配
線3a,3b,3cに相互誘導により誘起される。
(Embodiment) FIG. 1 is a perspective view showing an example of an internal wiring structure of a transistor module according to the present invention, wherein transistors TR2, TR4,
TR6 is connected to a common emitter terminal (N terminal) by conductor 2, and base wirings 3a, 3b, 3c are connected to transistors TR2, TR
4, in the section from TR6 to the vicinity of the N terminal, it is arranged parallel and close to the conductor 2; Therefore, depending on the inductance of the conductor 2, each transistor TR2, TR
4. The voltage generated in the section from TR6 to the N terminal is induced in the base wires 3a, 3b, 3c by mutual induction.

第2図は本発明のトランジスタモジュールの内部配線
構造の別の一例を示す斜視図であり、内部の配線にプリ
ント配線板4が使用されており、トランジスタTR2,TR4,
TR6の各エミッタを接続する導体21がプリント配線板4
の裏面に印刷もしくは貼布され、さらにトランジスタTR
1,TR3,TR5の各コレクタを接続する導体22が導体21に平
行かつ近接して配置されている。よって、これらの導体
21及び22の間のインダクタンスは極めて小さく実現され
ている。また、トランジスタTR2,TR4,TR6の各ベースと
各々のベース端子B2,B4,B6を接続するベース配線3a,3b,
3cがプリント配線板4の表面に導体21に平行となるよう
印刷されている。このようにベース配線3a,3b,3cと導体
21とがプリント配線板4の表裏で近接して配置されてい
ることから、ベース配線3a,3b,3cと導体21との間の誘導
結合を十分に密にすることができ、導体21に発生したイ
ンダクタンスによる電圧(l・di/dt)は確実にベース
配線3a,3b,3cに誘起される。その結果、導体21に発生す
る電圧がトランジスタに印加されるベース信号に逆極性
に働くにもかかわらず、この電圧を相殺する電圧がベー
ス配線に誘起されるので、トランジスタのベースには所
望の電圧が印加され、良好な特性を得ることができる。
FIG. 2 is a perspective view showing another example of the internal wiring structure of the transistor module of the present invention, in which a printed wiring board 4 is used for internal wiring, and transistors TR2, TR4,
The conductor 21 connecting each emitter of TR6 is printed wiring board 4
Printed or pasted on the back of the transistor TR
A conductor 22 connecting the collectors of TR1, TR5 and TR5 is arranged parallel to and close to the conductor. So these conductors
The inductance between 21 and 22 is realized very small. Also, base wirings 3a, 3b, which connect each base of the transistors TR2, TR4, TR6 and each base terminal B2, B4, B6,
3c is printed on the surface of the printed wiring board 4 so as to be parallel to the conductor 21. Thus, the base wiring 3a, 3b, 3c and the conductor
21 are disposed close to each other on the front and back sides of the printed wiring board 4, so that the inductive coupling between the base wires 3a, 3b, 3c and the conductor 21 can be made sufficiently dense. The voltage (ldi / dt) due to the inductance is reliably induced in the base wires 3a, 3b, 3c. As a result, despite the fact that the voltage generated on the conductor 21 acts on the base signal applied to the transistor in the opposite polarity, a voltage that offsets this voltage is induced on the base wiring, and the desired voltage is applied to the base of the transistor. Is applied, and good characteristics can be obtained.

(発明の効果) 以上のように本発明によれば、複数のトランジスタを
内蔵したトランジスタモジュールにおいて、端子を共通
化することによって最低限の端子数としたトランジスタ
モジュールを、トランジスタの動作特性に影響を与える
ことなく実現することができる。その結果、高集積化に
よる小型化,高信頼性化を実現し、かつ性能を確保した
インバータ装置を実現できる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, in a transistor module having a plurality of built-in transistors, a transistor module having a minimum number of terminals by sharing terminals has an effect on the operating characteristics of the transistors. It can be realized without giving. As a result, it is possible to realize an inverter device which achieves miniaturization and high reliability by high integration and ensures performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明のトランジスタモジュールの内部配線構
造の一例を示す斜視図、第2図は本発明のトランジスタ
モジュールの内部配線構造の別の一例を示す斜視図、第
3図は現在実用化されているトランジスタモジュールの
一例の外観を示す斜視図、第4図はその内部回路図、第
5図は本発明が解決しようとする課題を説明するための
回路図である。 1……トランジスタモジュール、21,22……導体、3a,3
b,3c……ベース配線、4……プリント配線板、6A,6B…
…ベースドライブ回路。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of the internal wiring structure of the transistor module of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing another example of the internal wiring structure of the transistor module of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a perspective view showing an appearance of an example of a transistor module, FIG. 4 is an internal circuit diagram thereof, and FIG. 5 is a circuit diagram for explaining a problem to be solved by the present invention. 1 ... transistor module, 21,22 ... conductor, 3a, 3
b, 3c …… Base wiring, 4 …… Printed wiring board, 6A, 6B…
... Base drive circuit.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数のトランジスタチップを内蔵し、前記
トランジスタチップの各エミッタに共通に接統され、前
記トランジスタチップに通電される主電流を通電すると
共に前記トランジスタチップのベース−エミッタ間に接
続されるベース駆動回路のコモン端子として共通に使用
される1つの共通エミッタ端子を備えたことによって前
記ベース駆動回路を接続するための補助エミッタ端子を
削除したトランジスタモジュールにおいて、前記トラン
ジスタチップの各エミッタを互いに接続するとともに前
記共通エミッタ端子を接続する第1の導体と、前記第1
の導体に平行かつ近接して配置されるとともに前記トラ
ンジスタチップの各ベースと当該ベースにそれぞれ対応
する複数のベース端子とを接続する複数の導体とを備え
たことを特徴とするトランジスタモジュール。
1. A plurality of transistor chips are built-in, are commonly connected to respective emitters of the transistor chips, supply a main current to the transistor chips, and are connected between a base and an emitter of the transistor chips. In a transistor module in which one common emitter terminal commonly used as a common terminal of a base drive circuit is provided to eliminate an auxiliary emitter terminal for connecting the base drive circuit, each emitter of the transistor chip is connected to each other. A first conductor for connecting and connecting the common emitter terminal;
And a plurality of conductors arranged in parallel with and close to the conductors of the transistor chip and connecting each base of the transistor chip and a plurality of base terminals respectively corresponding to the bases.
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JPS62115793U (en) * 1986-01-10 1987-07-23
JPS6393126A (en) * 1986-10-08 1988-04-23 Fuji Electric Co Ltd Semiconductor device

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