JP6238922B2 - 電力用半導体装置 - Google Patents
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Description
図2は本発明を適用する電力用半導体装置1を示す図である。図2(a)は後述の導電体基板51を取り除いて示す上面図であり、図2(b)は側面図である。図2に示すように、電力用半導体装置1は、対向する導電体基板51、および導電体基板52の2枚の導電体基板の間に複数の電力用半導体素子3が配置されている。電力用半導体素子3の主電流が流れる2つの主電極(例えばIGBTであればエミッタとコレクタ、MOSFETであればドレインとソース)がそれぞれ、導電体基板51および導電体基板52に接合されている。それぞれの電力用半導体素子3は制御電極(例えばIGBTやMOSFETのゲート)を備えており、制御電極にオンオフの制御信号を印加することにより電力用半導体素子3がオンオフする。電力用半導体素子3がオンのときに導電体基板51と導電体基板52の間に電流が流れる。
実施の形態2以降では、周辺部電力用半導体素子よりも中央部電力用半導体素子を先にターンオンさせる具体的な構成について説明する。実際の電力用半導体素子では、制御電極にオンの制御信号を印加してからオンするまで、すなわち主電極間の電流が立ち上がるまでの時間であるターンオン時間が長い素子と短い素子とがあり、ターンオン時間がばらついている。導電体基板に接合する前に、それぞれの電力用半導体素子のターンオン時間を測定し、ターンオン時間が短い素子を中央部に配置し、ターンオン時間が長い素子を周辺部に配置する。すなわち、実施の形態1で説明した周辺部電力用半導体素子10を、中央部電力用半導体素子12のターンオン時間よりも長いターンオン時間の素子とする。このようにターンオン時間が異なる特性の素子を選択して配置することで、全電力用半導体素子に対する制御信号が同時にオンとなるようにしても実施の形態1で説明した動作を実現することができる。この方法では電力用半導体素子がターンオンするタイミングを調整する回路などが不要であり、構成が簡単になる。
実施の形態3では、周辺部電力用半導体素子のオンのタイミングを積極的に遅らせる構成について説明する。説明を簡単にするため、電力用半導体装置1に配置される全電力用半導体素子の数を16として説明するが、電力用半導体素子が中央部から周辺部に亘って複数配置されていれば、全電力用半導体素子の数に制限はない。図13は、本発明の実施の形態3による電力用半導体装置の構成を示す概略図である。制御信号の入力点202から、各電力用半導体素子の制御電極への配線200を介して、各電力用半導体素子の制御電極へ制御信号を印加する構成としている。図13の構成では、オンのタイミングを遅くする周辺部電力用半導体素子10の制御電極への配線が、中央部電力用半導体素子12の制御電極への配線よりも長くなるように構成している。このように構成すると、周辺部電力用半導体素子10の制御電極への配線のインダクタンスが大きくなる効果を有する。配線のインダクタンスが大きいため、周辺部電力用半導体素子10の制御信号の電圧の上昇が遅くなり周辺部電力用半導体素子10のターンオンを、中央部電力用半導体素子12のターンオンよりも遅らせることができる。
Claims (3)
- 対向する2枚の導電体基板にそれぞれ主電極が電気的に接合された電力用半導体素子が前記導電体基板の中央部から周辺部に亘って複数配置され、一方の導電体基板から他方の導電体基板に流れる電流を、前記複数配置された電力用半導体素子の制御電極に制御信号を印加することによりスイッチング制御する電力用半導体装置において、
前記周辺部に配置された前記電力用半導体素子である周辺部電力用半導体素子は、前記中央部に配置された前記電力用半導体素子である中央部電力用半導体素子よりもターンオン時間が長い電力用半導体素子であることを特徴とする電力用半導体装置。 - 前記電力用半導体素子はワイドバンドギャップ半導体により形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電力用半導体装置。
- 前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料またはダイアモンドの半導体であることを特徴とする請求項2に記載の電力用半導体装置。
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