JP3491530B2 - 電圧駆動素子モジュール - Google Patents

電圧駆動素子モジュール

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JP3491530B2 JP19405298A JP19405298A JP3491530B2 JP 3491530 B2 JP3491530 B2 JP 3491530B2 JP 19405298 A JP19405298 A JP 19405298A JP 19405298 A JP19405298 A JP 19405298A JP 3491530 B2 JP3491530 B2 JP 3491530B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スナバ機能を含む
電圧駆動素子モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】今日、FET(電界効果形トランジス
タ)等の電圧駆動素子にはサージ電圧の発生を防ぐた
め、スナバ回路が用いられている。図5は、従来のスナ
バ回路を用いた電圧駆動素子の駆動回路を示す。尚、図
5に示す例はFETを複数個使用したモジュール単位で
スナバ回路を使用する例を説明するものであり、例えば
1個のFETに対して1個のスナバ回路を使用する構成
とした場合でもよい。
【0003】スナバ回路1はコンデンサ2と抵抗3で構
成され、スナバ回路1は複数個(例えば、n個)のFE
T4−1〜4−nで構成されるモジュール5に接続して
設けられ、モジュール5内のFET4−1〜4−nを駆
動する際発生するサージ電圧を抑える。
【0004】FET4−1〜4−nは、それぞれ対応す
る抵抗6−1〜6−nを介してモジュール5のゲート
(G)端子に接続され、このゲート(G)端子からゲー
ト信号が入力し、同時にFET4−1〜4−nを駆動す
る。FET4−1〜4−nはゲート信号の入力によって
駆動し、モジュール5のドレイン(D)からソース
(S)に電流を流す。上述のスナバ回路1は、この時回
路内のインダクタンスによって発生するサージ電圧を低
下させる。一方、ゲート信号の出力を停止し、FET4
−1〜4−nをオフする際にも、スナバ回路1は回路内
のインダクタンスによって発生するサージ電圧を低下さ
せる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図6は、この時のFE
Tのドレイン(D)−ソース(S)間の電圧VDSの変動
と、ゲート(G)−ソース(S)間の電圧VGSの変動を
示す図である。上述のスナバ回路1が接続されていない
場合、ゲート信号の入力によってFET4−1〜4−n
がオフし、電圧VGSは低下し、逆に電圧VDSが急激に上
昇する。このため、同図にで示すサージ電圧が発生す
る。スナバ回路1は、この時コンデンサ2に電荷を蓄積
し、ゲート電圧を押し上げ、一時的にFET4−1〜4
−nをオンする方向に作用し、これを繰り返すことによ
って同図のに示すようにサージ電圧を低下させる。
【0006】しかしながら、従来例の場合、図6に示す
ように電圧VDSが安定するまで、振動を繰り返し、特に
インダクタンスが大きい場合には振幅も大きくなり、逆
にFET4−1〜4−nを破損する危険もある。
【0007】本発明は上記課題を解決するため、電圧V
DSの振動が小さく、FETを破損することのない電圧駆
動素子モジュールを提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、請求項
1記載の発明によれば、同一極性のゲート信号が入力す
る2以上の電圧駆動素子を内蔵する電圧駆動素子モジュ
ールにおいて、少なくとも1の電圧駆動素子のソース電
極は電圧駆動素子モジュールのソース端子に対して非接
続である電圧駆動素子モジュールを提供することによっ
て達成できる。
【0009】ここで、電圧駆動素子は例えばFETであ
り、電圧駆動素子モジュールは上記電圧駆動素子を2以
上内蔵し、その中の少なくとも1つの電圧駆動素子はソ
ース(S)電極が非接続であり、大きな容量を有する。
そして、この容量を使用してスナバ機能を発揮させる。
【0010】このように構成することにより、電圧駆動
素子モジュールに特別スナバ回路を接続することなく、
電圧駆動素子モジュール内にスナバ機能を持つ電圧駆動
素子モジュールとすることができる。すなわち、本発明
の構成にすることによって、外付けのスナバ回路に比べ
てインダクタンスを低減することができ、サージ電圧の
発生を抑えることができる。
【0011】また、特別スナバ回路を外付けする必要が
ないので、上記構成により、本発明の電圧駆動素子モジ
ュールを使用する回路や装置を小型化することもでき
る。
【0012】本発明の課題は、請求項2記載の発明によ
れば、ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極を有し、
前記ゲート電極に供給するゲート信号によって駆動する
電圧駆動素子と、該電圧駆動素子と同じモジュール内に
配設され、該電圧駆動素子のゲート電極に供給するゲー
ト信号と同一極性のゲート信号が入力するゲート電極
、ドレイン電極、ソース電極を有し、該ソース電極が
非接続であり、該ソース電極に発生する容量をスナバ機
能として使用するスナバ素子とを有する電圧駆動素子モ
ジュールを提供することによって達成できる。
【0013】本例においても、電圧駆動素子は例えばF
ETであり、電圧駆動素子モジュールは電圧駆動素子を
内蔵すると共に、上記電圧駆動素子と同じ構成のスナバ
素子を有し、該スナバ素子は上記電圧駆動素子に比べて
そのソース電極が非接続である。
【0014】したがって、本例においてスナバ素子とし
て使用する電圧駆動素子は、ソース(S)電極が非接続
であり、大きな容量を有し、電圧駆動素子モジュール内
でスナバ機能を有する。
【0015】このように構成することにより、上記と同
様、電圧駆動素子モジュールに特別スナバ回路を接続す
ることなく、電圧駆動素子モジュール内にスナバ機能を
持たせ、サージ電圧の発生を抑え、電圧駆動素子の破損
を防止する。
【0016】また、本例においても、スナバ回路を外付
けする必要がないので、本例の電圧駆動素子モジュール
を使用する回路や装置を小型化することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
を用いて詳細に説明する。
【0018】図1は本実施形態例で使用するスナバ機能
を含む電圧駆動素子モジュール駆動素子のモジュール構
成を示す。本例においても、1個のモジュール8内に複
数個(n個)のFET9−1〜9−nを内蔵し、これら
のFET9−1〜9−nを駆動する際発生するサージ電
圧をスナバ機能素子10によって低減する構成である。
【0019】また、図2は上述の(電圧駆動素子)モジ
ュール8を使用する装置の回路例であり、同図において
モジュール8は、代表して1個の電圧駆動素子として示
している。本例で使用する(電圧駆動素子)モジュール
8は、負荷13を駆動するため、バッテリー等の電源1
2から供給される直流電力を必要に応じて負荷13に供
給するものである。また、モジュール8内には多数の電
圧駆動素子を有し、負荷13に大きな電力を供給できる
構成である。
【0020】モジュール8は上述の図1に示す構成であ
り、n個のFET9−1〜9−nと1個のスナバ機能素
子10で構成されている。このn個のFET9−1〜9
−nと1個のスナバ機能素子10は殆ど同じ構成であ
り、スナバ機能素子10は上述のn個のFET9−1〜
9−nと同じ半導体製造工程によって形成する。ここ
で、スナバ機能素子10がFET9−1〜9−nと構成
上異なる箇所は、そのソース電極10Sが非接続である
ことである。
【0021】また、スナバ機能素子10及び各FET9
−1〜9−nのゲート(G)に接続された抵抗10R、
11−1〜11−nは、例えば同じ抵抗値であり、モジ
ュール8を作成する際、同じ工程で製造する。したがっ
て、モジュール8を製造する際、スナバ機能素子10と
FET9−1〜9−n、及び抵抗10Rと11−1〜1
1−nは同じ工程で製造することができ、恰も全て同じ
FET(電圧駆動素子)をモジュール8内に作り込む如
く製造できる。ただ、スナバ機能素子10に対しては、
例えば製造後ソース電極を切断する処理を行うだけでよ
い。尚、半導体製造工程において、ソース電極への接続
線を配線しない構成としてもよい。
【0022】したがって、本例によれば、モジュール8
内に容易にスナバ機能素子10を作り込むことができ
る。
【0023】このようにして製造されたモジュール8
は、ドレイン(D)、ソース(S)、ゲート(G)の各
端子を有し、各端子はモジュール8内のFET9−1〜
9−nの対応する電極に接続されている。例えば、ドレ
イン(D)端子はFET9−1〜9−nの各ドレイン電
極に接続され、ソース(S)端子はFET9−1〜9−
nの各ソース電極に接続されている。また、ゲート
(G)端子は、上述の抵抗10R、及び11−1〜11
−nを介し、対応するスナバ機能素子10、又はFET
9−1〜9−nに接続されている。
【0024】上記構成において、スナバ機能素子10
は、図3に示す内部容量を有する。尚、他のFET9−
1〜9−nも同様の内部容量を有するが、本例に関係す
るスナバ機能素子10に限って説明する。
【0025】同図において、dはスナバ機能素子10の
ドレイン電極であり、sはソース電極であり、gはゲー
ト端子である。また、各電極間の容量は、ドレイン
(d)−ソース(s)間容量がC1であり、ソース
(s)−ゲート(g)間容量がC2であり、ドレイン
(d)−ゲート(g)間容量がC3である。また、上述
の各容量を有するスナバ機能素子10の等価回路は図4
となる。
【0026】この場合、合成容量Cは以下の計算式で表
される。
【0027】C=C3+(C1×C2)/(C1+C
2)である。
【0028】ここで、本例のスナバ機能素子10は、図
1に示すようにそのソース(s)電極が接続されていな
いため、容量は極めて大きい。この関係は、C3<C1
<<C2であり、上述の計算式の(C1×C2)/(C
1+C2)の項は極めて大きな値となる。したがって、
本例においてはこの大きな容量のスナバ機能素子10を
使用してFET9−1〜9−nを駆動する際のサージ電
圧の発生を防ぐ。
【0029】以下、上述の構成において具体的な回路動
作を説明する。
【0030】先ず、図2に示す負荷13を駆動するた
め、モジュール8のゲート(G)端子にゲート信号を供
給し、対応する抵抗11−1〜11−nを介してFET
9−1〜9−nにゲート信号を印加する。FET9−1
〜9−nはゲート信号の入力に従って駆動し、電源12
から負荷13に電流を流す。この電流は負荷13からド
レイン(D)端子に供給され、FET9−1〜9−nを
流れる。この時、従来例で説明したように、回路内のイ
ンダクタンスによってサージ電圧が発生する。しかし、
本例で発生するサージ電圧は従来の場合に比べて極めて
小さい。
【0031】すなわち、本例ではスナバ機能素子10が
モジュール8内に形成されているため、小さなインダク
タンスの状態でスナバ機能を発揮させることができる。
すなわち、本例ではスナバ機能素子10がモジュール8
内に設けられているため、インダクタンスは小さく、電
圧VDSに振動が生じたとしても、FET9−1〜9−n
を破損するほどの振動は生じない。
【0032】以上のように、本例はモジュール8内にス
ナバ機能素子10を設けたので、スナバ機能を発揮する
際、小さなインダクタンスに基づいて電圧VDSを安定電
圧まで上昇させ、FET9−1〜9−nの破損を防止で
きる。
【0033】また、従来のように外付けのスナバ回路を
使用しないので、本例の電圧駆動素子モジュールを使用
する回路や装置を小型化することができる。
【0034】また、モジュール8内にスナバ機能素子1
0を形成する際、従来のFET9−1〜9−nの製造工
程と殆ど変わることなく、ただソース(s)電極を切断
する等によって、ソース(s)電極を非接続とすること
で簡単に対応できる。
【0035】尚、本例によれば、電圧駆動素子としてF
ETの例で説明したが、FETに限定されるものではな
い。
【0036】また、本例の説明では、モジュール8内に
1個のスナバ機能素子10を形成する構成としたが、1
個に限定するものではなく、必要に応じて2個、3個、
・・・と設ける構成としてもよい。
【0037】さらに、スナバ機能素子10を形成する位
置も、図1に示すようにFET9−1の隣りに必ずしめ
形成する必要はなく、FET9−1〜9−nの真ん中に
形成してもよく、またFET9−n隣りに形成してもよ
く、サージ電圧を最もよく低減できる位置に形成すれば
よい。
【0038】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
ればサージ電圧の発生を防ぎ、電圧駆動素子の破損を防
ぐことができる。
【0039】また、外付けのスナバ回路を必要としない
ので、本発明の電圧駆動素子モジュールを使用した回路
や装置を小型化することができる。
【0040】さらに、スナバ機能素子を電圧駆動素子モ
ジュール内に形成することは容易であり、複雑な処理を
必要とすることなく形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態例で使用するスナバ機能を含む電圧
駆動素子モジュールのモジュール構成を示す。
【図2】本例の電圧駆動素子モジュールを使用した装置
の回路図である。
【図3】スナバ機能素子の容量を説明する図である。
【図4】スナバ機能素子の等価回路を説明する図であ
る。
【図5】従来例の回路構成を説明する図である。
【図6】FETのドレイン(D)−ソース(S)間の電
圧VDSの変動と、ゲート(G)−ソース(S)間の電圧
VGSの変動を示す図である。
【符号の説明】
8 (電圧駆動素子)モジュール 9−1〜9−n FET 10 スナバ機能素子 10R 抵抗 10S ソース電極 11−1〜11−n 抵抗 12 電源 13 負荷 D ドレイン端子 S ソース端子 G ゲート端子 d ドレイン電極 s ソース電極 g ゲート電極

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一極性のゲート信号が入力する2以上
    の電圧駆動素子を内蔵する電圧駆動素子モジュールにお
    いて、 少なくとも1の電圧駆動素子のソース電極は電圧駆動素
    子モジュールのソース端子に対して非接続であることを
    特徴とする電圧駆動素子モジュール。
  2. 【請求項2】 ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極
    を有し、前記ゲート電極に供給するゲート信号によって
    駆動する電圧駆動素子と、 該電圧駆動素子と同じモジュール内に配設され、該電圧
    駆動素子のゲート電極に供給するゲート信号と同一極性
    のゲート信号が入力するゲート電極と、ドレイン電極、
    ソース電極を有し、該ソース電極が非接続であり、該ソ
    ース電極に発生する容量をスナバ機能として使用するス
    ナバ素子と、 を有することを特徴とする電圧駆動素子モジュール。
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