JPH02270377A - Switching element - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はスイン)ング電源等に・使用して好適なスイッ
チング素子に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a switching element suitable for use in swing power supplies and the like.
従来、スイッチング素子として、絶縁ゲート凰電界効果
トランジスタ、いわゆるMOSFETや、絶縁ゲート型
バイポーラトランジスタ、いわゆるIGBTが知られて
いる。Conventionally, as switching elements, insulated gate field effect transistors, so-called MOSFETs, and insulated gate bipolar transistors, so-called IGBTs are known.
ここに、IGBTは、第3因に示すように−PNダイオ
ードの順方向特性と同様の電圧−電流特性を有している
。即ち、ゲートを開いたとしても、PN接合のビルトイ
ンポテンシャルのために、ドレイン・ソース間電圧が0
.7(V)以下ではドレイン電流は流れないが、ビルト
インポテンシャル以上の電圧を印加すると伝導度変調を
生じ、急激に電流が流れ始めるという特性を有している
。Here, as shown in the third factor, the IGBT has voltage-current characteristics similar to the forward characteristics of a -PN diode. In other words, even if the gate is opened, the drain-source voltage is 0 due to the built-in potential of the PN junction.
.. At 7 (V) or less, no drain current flows, but when a voltage higher than the built-in potential is applied, conductivity modulation occurs and the current suddenly begins to flow.
これに対して、MOS FETは、第4図に示すように
、ゲートを開けば、ドレイン・ソース間電圧が0.7(
V)以下でありてもドレイン電流は流れるが、ドレイン
電流が流れ出しても、伝導度変調を生じないので、オン
電圧はIGBTと比軟すると小さい。On the other hand, as shown in Figure 4, in a MOS FET, when the gate is opened, the drain-source voltage decreases to 0.7 (
Although the drain current flows even if the voltage is below V), conductivity modulation does not occur even if the drain current starts flowing, so the on-voltage is small compared to that of an IGBT.
以上のように、IGBTには、オン電圧が小さいという
利点があるものの、ドレイン・ソース間電圧が0.7(
V)以下では動作しないという欠点があり、他方、MO
SFETには、ドレイン−ソー2間電圧が0.7(V)
以下でも動作するという利点はあるものの、オン電圧が
大きいという欠点がある。As mentioned above, although IGBTs have the advantage of having a small on-state voltage, the drain-source voltage is 0.7 (
V) has the disadvantage that it does not work below, and on the other hand, MO
For SFET, the voltage between drain and source 2 is 0.7 (V)
Although it has the advantage of being able to operate even below this level, it has the disadvantage of having a large on-state voltage.
このため、それぞれその用途が限定されてしまうという
問題点があった。For this reason, there was a problem in that the uses of each of them were limited.
本発明は、かかる点に鑑み、オン電圧が小さく、且つ、
0.7(V)以下のドレイン働ソース間電圧でも動作す
るようにしたスイッチング素子を提供することを目的と
する。In view of these points, the present invention has a small on-voltage, and
It is an object of the present invention to provide a switching element that can operate even at a drain-to-source voltage of 0.7 (V) or less.
本発明のスイッチング素子は、MOS FET と、
IGBTとを並列接続したものである。The switching element of the present invention includes a MOS FET,
IGBTs are connected in parallel.
ドレイン・ソース間電圧が0.7(V)以下の場合にお
いては、MOSFETが動作し、MOS FETの電
圧−電流特性に従ったドレイン電流が流れる。When the drain-source voltage is 0.7 (V) or less, the MOSFET operates and a drain current flows according to the voltage-current characteristics of the MOSFET.
また、ドレイン・ソース間電圧が0.7(V)以上の場
合には、MOSFET及びIGBTの両者が動作し、こ
れらMOSFET及びIGBTにおいて、それぞれMO
SFET及びIGBTの電圧−電流特性に従ったドレイ
ン電流が流れる。この結果、本発明のオン電圧は、MO
SFET及びIGBTのオン電圧に比較して小さくなる
。In addition, when the drain-source voltage is 0.7 (V) or more, both the MOSFET and IGBT operate, and in these MOSFET and IGBT, each MOSFET and IGBT operate.
A drain current flows according to the voltage-current characteristics of the SFET and IGBT. As a result, the on-voltage of the present invention is MO
It is smaller than the on-voltage of SFET and IGBT.
以下、l!1図及び纂2図を参照して、本発明の一実施
例につき説明する。Below, l! An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 2.
第1図は本発明の一実施例の要部を示す断面図であうて
、本実施例のスイッチング素子は、P盤シリコン基板l
を基体とし、MOS FET 2とIGBT3とを一髪
して作り込み、これらを並列接続して構成されている。FIG. 1 is a sectional view showing a main part of an embodiment of the present invention, in which the switching element of this embodiment is mounted on a P-board silicon substrate.
MOS FET 2 and IGBT 3 are built into the base, and these are connected in parallel.
ここに、4はP型シリコン基板1上に成長させたN層、
5は8層4の表面側に選択的に形成されたP層、6は2
層5の表面側に形成されたN 層からなるソース領域で
あって、このソース領域6には、アルミニウムからなる
ソース電極7がオーミックに接続されている。なお、8
はPSG膜である。Here, 4 is an N layer grown on the P-type silicon substrate 1;
5 is a P layer selectively formed on the surface side of 8 layer 4, 6 is 2
A source region 6 is made of an N layer formed on the surface side of layer 5, and a source electrode 7 made of aluminum is ohmically connected to this source region 6. In addition, 8
is a PSG film.
また、9はN 層からなるドレイン領域であって、この
ドレイン領域9には、アルミニウムからなるドレイン電
極10がオーミックに接続されている。Further, 9 is a drain region made of an N layer, and a drain electrode 10 made of aluminum is ohmically connected to this drain region 9.
また、11はゲート絶縁膜、12はポリシリコンからな
るゲート電極でありで、このポリシリコンからなるゲー
ト電極12にはアルミニウムからなるゲート電極13が
積層されている。Further, 11 is a gate insulating film, 12 is a gate electrode made of polysilicon, and a gate electrode 13 made of aluminum is laminated on this gate electrode 12 made of polysilicon.
また、14は素子分離帯をなすP層、 15は8層4の
表面側に選択的に形成されたP層、16は8層4の表面
側に形成されたN層であって、これら2層15及び8層
16には、アルミニウムからなるソース電極17がオー
ミックに接続されている。Further, 14 is a P layer forming an element isolation band, 15 is a P layer selectively formed on the surface side of 8 layers 4, and 16 is an N layer formed on the surface side of 8 layers 4. A source electrode 17 made of aluminum is ohmically connected to the layers 15 and 8 layers 16.
また、 18は8層4の表面側に選択的に形成されたN
層、19は8層18の狭面側に選択的に形成されたP層
であって、この2層19には、アルミニウムからなるド
レイン電極頭がオーミックに接続されている。In addition, 18 is N selectively formed on the surface side of the 8 layer 4.
Layer 19 is a P layer selectively formed on the narrow side of eight layers 18, and a drain electrode head made of aluminum is ohmically connected to these two layers 19.
また、21はゲート酸化膜、nはポリシリコンからなる
ゲート電極でありて、このゲート電極nにはアルミニウ
ムからなるゲート電極器が積層されている。Further, 21 is a gate oxide film, n is a gate electrode made of polysilicon, and a gate electrode device made of aluminum is laminated on this gate electrode n.
ここに、MOSFET2のソース電極7、ドレイン電極
10及びゲート電極13は、それぞれIGBT3のソー
ス電極17、ドレイン電極□□□及びゲート電極器と共
通接続されている。Here, the source electrode 7, drain electrode 10, and gate electrode 13 of the MOSFET 2 are commonly connected to the source electrode 17, the drain electrode □□□, and the gate electrode device of the IGBT 3, respectively.
かかる本実施例においては、第2図に破線Xで示すよう
な電圧−電流特性を得ることができる。In this embodiment, voltage-current characteristics as shown by the broken line X in FIG. 2 can be obtained.
なセ、この第2図において、実11YはIGBT3の電
圧−電流特性、実憑zはMOS FET2の電圧−電流
特性である。Incidentally, in this FIG. 2, the symbol 11Y is the voltage-current characteristic of the IGBT 3, and the symbol z is the voltage-current characteristic of the MOS FET 2.
即ち、ドレイン・ソース間電圧が0.7(V)以下の場
合においては、MOSFET2が動作し、MOSFET
2の電圧−電流特性に従ったドレイン電流が流れる。That is, when the drain-source voltage is 0.7 (V) or less, MOSFET2 operates and the MOSFET
A drain current flows according to the voltage-current characteristics of No. 2.
また、ドレイン・ソース間電圧が0.7(V)以上の場
合には、MOS FET2及びIGBT3の両者が動
作し、これらMOS FET2及びIGBT3において
、それぞれMOS FET2及びI GBT 3の電圧
−電流特性に従ったドレイン電流が流れる。この結果、
本実施例のオン電圧は、MOS FET2及びIGBT
3のオン電圧に比較して小さくなる。In addition, when the drain-source voltage is 0.7 (V) or more, both MOS FET2 and IGBT3 operate, and the voltage-current characteristics of MOS FET2 and IGBT3 are changed in these MOS FET2 and IGBT3, respectively. A corresponding drain current flows. As a result,
The on-voltage of this example is MOS FET2 and IGBT
It is smaller than the on-voltage of No. 3.
本発明においては、MOSFETとIGBTとを並列接
続させているので、ドレイン・ソース間電圧が0.7(
V)以下でも動作し、且つ、オン電圧がMOS FET
及びIGBTよりも小さくなる。したがって、MOSF
ETやIGBTのようには用途範囲が限定されず、広い
範囲に使用することができる。In the present invention, since the MOSFET and IGBT are connected in parallel, the drain-source voltage is 0.7 (
MOS FET that operates even below V) and has an on-voltage of
and smaller than IGBT. Therefore, MOSF
Unlike ET and IGBT, the range of applications is not limited, and it can be used in a wide range of applications.
第1図は本発明の一実施例の要部を示す断面図、第2図
は第1図例の電圧−電流特性図、第3図はIGBTの電
圧−電流特性図、fJ4図はMOSFETの電圧−電流
特性図である。
MOSFET IGBTl シリコ
ン基板 13ゲート電極
(アルミニウム)2 MOSFET
14 P+層(素子分離帯)3 IGBT
15 P層4N層
16N1層第1図
第2図
Q、7 (V) 電圧
第3図
0.7 (V) 電圧
第4図Fig. 1 is a sectional view showing the main part of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a voltage-current characteristic diagram of the example shown in Fig. 1, Fig. 3 is a voltage-current characteristic diagram of IGBT, and fJ4 diagram is of a MOSFET. It is a voltage-current characteristic diagram. MOSFET IGBTl Silicon substrate 13 Gate electrode (aluminum) 2 MOSFET
14 P+ layer (element isolation band) 3 IGBT
15 P layer 4N layer
16N1 layer Fig. 1 Fig. 2 Q, 7 (V) Voltage Fig. 3 0.7 (V) Voltage Fig. 4
Claims (1)
とするスイッチング素子。A switching element characterized by a MOSFET and an IGBT connected in parallel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1091088A JP2550700B2 (en) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | Switching element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1091088A JP2550700B2 (en) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | Switching element |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02270377A true JPH02270377A (en) | 1990-11-05 |
JP2550700B2 JP2550700B2 (en) | 1996-11-06 |
Family
ID=14016766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1091088A Expired - Lifetime JP2550700B2 (en) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | Switching element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2550700B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007318062A (en) * | 2006-04-27 | 2007-12-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | High withstand voltage semiconductor switching device |
JP2011119542A (en) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Semiconductor device for internal combustion engine igniter |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62124764A (en) * | 1985-11-25 | 1987-06-06 | Matsushita Electric Works Ltd | Semiconductor device |
-
1989
- 1989-04-11 JP JP1091088A patent/JP2550700B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62124764A (en) * | 1985-11-25 | 1987-06-06 | Matsushita Electric Works Ltd | Semiconductor device |
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JP2007318062A (en) * | 2006-04-27 | 2007-12-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | High withstand voltage semiconductor switching device |
JP2011119542A (en) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Semiconductor device for internal combustion engine igniter |
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JP2550700B2 (en) | 1996-11-06 |
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