JPH04167562A - Composite type semiconductor device - Google Patents

Composite type semiconductor device

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JPH04167562A
JPH04167562A JP29492890A JP29492890A JPH04167562A JP H04167562 A JPH04167562 A JP H04167562A JP 29492890 A JP29492890 A JP 29492890A JP 29492890 A JP29492890 A JP 29492890A JP H04167562 A JPH04167562 A JP H04167562A
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JP
Japan
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thyristor
mosfet
gate
capacitor
semiconductor device
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JP29492890A
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Japanese (ja)
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Takayasu Kawamura
川村 貴保
Misuzu Watanabe
渡辺 三鈴
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a composite type semiconductor device which is high in operation speed and low in power loss by a method wherein an electrostatic induction thyristor and a MOSFET are cascade-connected, and a bias circuit provided with a capacitor is connected between the source of the MOSFET and the gate of the SI thyristor. CONSTITUTION:The anode of an SI thyristor 1 is made to serve as a first electrode 5A, the cathode 1K of the SI thyristor 1 is connected to the drain 2D of a MOSFET 2, the gate 1G of the SI thyristor 1 is connected to the source 2S of the MOSFET 2 and made to serve as a second electrode 5B which is led outside, and the gate of the MOSFET 2 is made to a third electrode 5C. A resistor 6 serving as a bias means is connected between the gate 1G of the SI thyristor 1 and the source 2S of the MOSFET 2, a capacitor 7 is connected to the resistor 6 in parallel to constitute a bias circuit 8. By this setup, a composite type semiconductor device high in switching operation speed and low in power loss can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 本発明は半導体装置に係り、特に静電誘導サイリスタと
MOSFETとを組合せた複合型半導体装置に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a semiconductor device, and particularly to a composite semiconductor device that combines a static induction thyristor and a MOSFET.

B9発明の概要 本発明は、静電誘導サイリスタ(Slサイリスタ)とM
OSFETをカスコード接続(従続接続)してなる複合
型半導体装置において、 MOSFETのソースとSlサイリスタのゲート間にコ
ンデンサを有するバイアス回路を接続することにより、 高速動作が可能で低損失の複合型半導体装置を得る。
B9 Summary of the Invention The present invention provides an electrostatic induction thyristor (Sl thyristor) and an M
In a composite semiconductor device consisting of OSFETs connected in cascode (cascade connection), by connecting a bias circuit with a capacitor between the source of the MOSFET and the gate of the Sl thyristor, a composite semiconductor device with high speed operation and low loss can be created. Get the equipment.

C1従来の技術 近年電力用半導体の分野では応用装置の高効率化、低騒
音化の観点から高周波化に対応できるデバイスの要求が
高まっている。静電誘導サイリスタ(以下、Slサイリ
スタという)は他の電力用半導体に比べ、優れた高周波
特性が認められている。しかしながらSlサイリスタは
、ターンオフ時にゲートから大電流を引き抜く必要があ
り、ゲート回路が他の半導体よりも複雑になるという欠
点かあった。そこでSlサイリスタのカソードをnチャ
ンネルMOSFETのトレインにSlサイリスタのゲー
トを、nチャンネルMOSFETのソースに接続(カス
コード接続)することにより、高速のSlサイリスタを
電圧制御型デバイスとして簡単に駆動できるという報告
(B、  J、  BaligaSolid −St、
  Electron 25.No、 5. P P 
345−353.1982)がなされている。
C1 Prior Art In recent years, in the field of power semiconductors, there has been an increasing demand for devices that can handle higher frequencies in order to improve the efficiency and reduce noise of applied equipment. Electrostatic induction thyristors (hereinafter referred to as Sl thyristors) are recognized to have superior high frequency characteristics compared to other power semiconductors. However, the Sl thyristor has the disadvantage that it is necessary to draw a large current from the gate at turn-off, making the gate circuit more complex than other semiconductors. Therefore, it has been reported that a high-speed Sl thyristor can be easily driven as a voltage-controlled device by connecting the cathode of the Sl thyristor to the train of an n-channel MOSFET and the gate of the Sl thyristor to the source of the n-channel MOSFET (cascode connection). B, J, BaligaSolid-St,
Electron 25. No, 5. P P
345-353.1982).

第5図〜第7図はこの種の従来の複合型半導体装置の等
価回路を示すもので、第5図において1は静電誘導サイ
リスタ(Slサイリスタ)、2はMOSFETで、SI
サイリスタlのカソードIKにはMOSFET2のドレ
イン2Dが接続され、Slサイリスタ1のゲー)IGに
はMOSFET2のソース2Sが接続され、Slサイリ
スタlとMOSFET2はカスコード接続されている。
Figures 5 to 7 show equivalent circuits of this type of conventional composite semiconductor device. In Figure 5, 1 is a static induction thyristor (Sl thyristor), 2 is a MOSFET, and
The drain 2D of the MOSFET 2 is connected to the cathode IK of the thyristor I, the source 2S of the MOSFET 2 is connected to the gate IG of the Sl thyristor 1, and the Sl thyristor I and the MOSFET 2 are connected in cascode.

IAはSlサイリスタ1のアノード、2GはMOSFE
Tのゲートである。また、第6図で3はSlサイリスタ
lのゲートIGとMOSFET2のソース28間に接続
されたダイオードである。さらに、第7図で4は同じ<
SlサイリスタlのゲートlGとMOSFET2(7)
7一ス2S間に接続されたツェナーダイオードである。
IA is the anode of Sl thyristor 1, 2G is MOSFE
This is the gate of T. Further, in FIG. 6, 3 is a diode connected between the gate IG of the Sl thyristor 1 and the source 28 of the MOSFET 2. Furthermore, in Figure 7, 4 is the same <
Sl thyristor l gate lG and MOSFET2 (7)
This is a Zener diode connected between 7 and 2S.

D1発明が解決しようとする課題 第5図に示すようなMOSFET2のオン、オフによっ
てのみSlサイリスタ1をオン、オフさせる(Slサイ
リスタをオン、オフさせるための特別のゲート電流を流
さない)構成のカスコード接続方法においては、Slサ
イリスタ2としてゲート逆バイアスを印加しない状態で
はダイオードの順方向特性と同様の特性を示す完全ノー
マリオン型のSlサイリスタが要求される。
D1 Problems to be Solved by the Invention A configuration in which the Sl thyristor 1 is turned on and off only by turning on and off the MOSFET 2 (no special gate current is passed to turn the Sl thyristor on and off) as shown in FIG. In the cascode connection method, the Sl thyristor 2 is required to be a completely normally-on type Sl thyristor that exhibits forward characteristics similar to those of a diode when no reverse gate bias is applied.

ゲートバイアスを印加しない状態である程度の電圧をブ
ロックするようなノーマリ・オフあるいはノーマリ・オ
ンとオフの中間的な特性を示すデバイスを使用すると、
第5図のようなカスコード接続では、オン特性が著しく
悪くなるか、全くオンしないようになり、オンさせるた
めにゲート電流か必要になる。しかし、完全にノーマリ
オン型のSlサイリスタは、ノーマリオフ型のSlサイ
リスタに比べて、同じゲート逆電圧でブロックできるア
ノード電圧の大きさが小さくなる。
When using a device that exhibits characteristics that are normally off or intermediate between normally on and off, such as blocking a certain amount of voltage when no gate bias is applied,
In a cascode connection as shown in FIG. 5, the on-characteristics deteriorate significantly or the device does not turn on at all, and a gate current is required to turn it on. However, a completely normally-on type Sl thyristor has a smaller anode voltage that can be blocked with the same gate reverse voltage than a normally-off type Sl thyristor.

普通、ノーマリオン型Slサイリスタでは、1000V
のアノード電圧をブロックするのに100V以上のゲー
ト電圧を必要とする。このためMOSFETの耐電圧も
100v以上にする必要がある。MOSFETのオン抵
抗は耐圧の2.5乗に比例するため、MOSFETの耐
電圧を増すことは、カスコード接続の際の定常損失が上
昇することになる。したがって、第5図のカスコード接
続のデバイスの耐電圧を上げるためにはMOSFETの
耐電圧も上げる必要があり、このため1000V以上の
デバイスを第5図のカスコード接続により構成すること
は損失面から実用上困難であった。
Normally, normally on type Sl thyristor is 1000V.
It requires a gate voltage of 100V or more to block the anode voltage of . For this reason, the withstand voltage of the MOSFET must also be 100V or higher. Since the on-resistance of a MOSFET is proportional to the 2.5th power of the withstand voltage, increasing the withstand voltage of the MOSFET increases the steady-state loss during cascode connection. Therefore, in order to increase the withstand voltage of the cascode-connected device shown in Figure 5, it is necessary to increase the withstand voltage of the MOSFET, and for this reason, it is not practical from the standpoint of loss to configure devices with a voltage of 1000 V or more using the cascode-connected device shown in Figure 5. It was extremely difficult.

一方、第6図に示すようにSlサイリスタ1のゲートI
GとMOSFET2のソース28間にダイオード3を順
方向に接続したものや、第7図に示すようにツェナーダ
イオード4を逆方向に挿入したカスコード接続も考えら
れているが、これらの場合にはターンオン時にダイオー
ド3のビルトイン電圧あるいはツェナーダイオード4の
ゼナー電圧がオンゲート電圧としてSlサイリスタlに
加わるので、ノーマリオフに近い。したがって、小さな
ゲート逆バイアスで大きなアノード電圧をブロックでき
るSlサイリスタにもカスコード接続か適用できるよう
になった。しかしながら、この構成でも比較的にターン
オン時間が長くなる問題があった。
On the other hand, as shown in FIG.
A diode 3 connected in the forward direction between G and the source 28 of MOSFET 2, and a cascode connection in which a Zener diode 4 is inserted in the reverse direction as shown in Fig. 7 are also considered, but in these cases, the turn-on At times, the built-in voltage of the diode 3 or the Zener voltage of the Zener diode 4 is applied to the Sl thyristor l as an on-gate voltage, so it is close to normally off. Therefore, cascode connection can now be applied to Sl thyristors that can block large anode voltages with a small gate reverse bias. However, even with this configuration, there is a problem that the turn-on time is relatively long.

さらに別の問題として、第7図のカスコード接続の場合
のターンオン時のアノード電流・電圧波形およびMOS
FETのドレイン・ソース間に印加される電圧波形の一
例を第8図に示すが、MOSFETのドレイン・ソース
間に印加される電圧Vosは、ターンオフ初期に一度大
きくはね上がり、その後はぼ一定の値を示すようになる
。このターンオフ初期の電圧のはね上がりはSlサイリ
スタのゲートとMOSFETのソース間のインダクタン
ス分とこの間を流れる電流のdI/dtにより決まるも
のであり、MOSFETを高速動作させるほど上記サー
ジ電圧の値は大きくなる。このサージ電圧によりカスコ
ード接続時にMOSFETが破壊しないように、MOS
FETの耐圧を増す必要がある。このことは結果として
第5図のカスコード接続の場合と同様デバイスの損失を
大きくすることになるため、実用上1ooov以上のデ
バイスを第6図や第7図の方法で構成することも困難で
あった。
Another problem is the anode current/voltage waveform and MOS at turn-on in the case of cascode connection shown in Figure 7.
An example of the voltage waveform applied between the drain and source of the MOSFET is shown in Fig. 8. The voltage Vos applied between the drain and source of the MOSFET increases once at the early stage of turn-off, and then remains at a nearly constant value. It comes to show. This voltage jump at the initial stage of turn-off is determined by the inductance between the gate of the Sl thyristor and the source of the MOSFET and the dI/dt of the current flowing therebetween, and the faster the MOSFET is operated, the larger the value of the surge voltage becomes. To prevent the MOSFET from being destroyed by this surge voltage during cascode connection, the MOS
It is necessary to increase the withstand voltage of the FET. This results in a large loss in the device, similar to the case of the cascode connection shown in Figure 5, so it is practically difficult to configure a device of 100V or more using the method shown in Figures 6 and 7. Ta.

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目
的はSlサイリスタとMOSFETとをオスコード接続
したものにおいて高速スイッチング動作が可能にして低
損失の複合型半導体装置を提供することである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a low-loss composite semiconductor device that enables high-speed switching operation in a device in which an Sl thyristor and a MOSFET are connected by male cord. .

80課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するために、静電誘導サイリ
スタのカソードをMOSFETのドレインに接続し、前
記静電誘導サイリスタのアノードを第1の電極とし、前
記静電誘導サイリスタのゲートをMOSFETのソース
に接続して外部へ取り出す第2の電極とするとともに、
前記MOSFETのゲートを第3の電極とする複合型半
導体装置において、前記静電誘導サイリスタのゲートと
MOSFETのソース間にコンデンサを有するバイアス
回路を接続する。
80 Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention connects the cathode of an electrostatic induction thyristor to the drain of a MOSFET, uses the anode of the electrostatic induction thyristor as a first electrode, and The gate of the induction thyristor is connected to the source of the MOSFET and used as a second electrode to be taken out to the outside.
In a composite semiconductor device in which the gate of the MOSFET is used as a third electrode, a bias circuit having a capacitor is connected between the gate of the electrostatic induction thyristor and the source of the MOSFET.

F1作用 SlサイリスタとMOSFETをカスコード接続してな
る複合型半導体装置のターンオフ時に発生するMOSF
ETのサージ電圧をコンデンサにより吸収され、かつタ
ーンオン時にSlサイリスタのゲートにコンデンサから
ゲート電流が供給される。
MOSF generated at turn-off of a composite semiconductor device consisting of an F1 acting Sl thyristor and a MOSFET connected in cascode.
The surge voltage of the ET is absorbed by the capacitor, and a gate current is supplied from the capacitor to the gate of the Sl thyristor when turned on.

G、実施例 以下に本発明の実施例を第1図〜第4図を参照しながら
説明する。
G. Examples Examples of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4.

第1図は本発明の第1実施例による復命型半導体装置を
示すもので、この第1実施例による3端子後合型半導体
装置においては、Slサイリスタ1のアノードIAを第
1の電極5Aとし、Slサイリスタ1のカソードIKを
MOSFET2のドレイン2Dに接続し、上記Slサイ
リスタ1のゲートIGをMOSFET2のソース2Sに
接続して外部へ取り出す第2の電極5Bとすると共に、
上記MOSFET2のゲート2Gを第3の電極5Cとす
るものにおいて、Slサイリスタ1のゲートIGとMO
SFET2のソース28間にノくイアス手段として抵抗
6を接続しこの抵抗6にコンデンサ7が並列に接続して
バイアス回路8を構成する。
FIG. 1 shows a reactivation type semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. In the three-terminal post-combination type semiconductor device according to the first embodiment, the anode IA of the Sl thyristor 1 is used as the first electrode 5A. , the cathode IK of the Sl thyristor 1 is connected to the drain 2D of the MOSFET 2, and the gate IG of the Sl thyristor 1 is connected to the source 2S of the MOSFET 2 to serve as a second electrode 5B taken out to the outside.
In the case where the gate 2G of the MOSFET 2 is the third electrode 5C, the gate IG of the Sl thyristor 1 and the MOSFET
A resistor 6 is connected between the source 28 of the SFET 2 as a biasing means, and a capacitor 7 is connected in parallel to the resistor 6 to form a bias circuit 8.

第1の電極5A側が正電位に、第2の電極5B側か負電
位となるように電圧が印加されている場合、ゲートIG
とカッーFIK間にゲートlGが負電位となる向きに電
圧を印加しない時は導通状態となる(ノーマリオン形素
子で、ゲートに信号を付勢しないとき導通状態となる)
When a voltage is applied so that the first electrode 5A side has a positive potential and the second electrode 5B side has a negative potential, the gate IG
When no voltage is applied between the gate IG and FIK in the direction where the gate has a negative potential, it is in a conductive state (it is a normally-on type element, and it is in a conductive state when no signal is applied to the gate)
.

他方ゲートIGとカソードIK間にゲートIGが負電位
となる向きに電圧を印加するとアノード電流の一部がゲ
ート領域を通ってゲート電極から掃き出されると共にチ
ャンネル部に電荷の少ない高抵抗の空乏層(空間電荷層
)が形成されて阻止状態となる。
On the other hand, when a voltage is applied between the gate IG and the cathode IK in such a direction that the gate IG has a negative potential, part of the anode current passes through the gate region and is swept out of the gate electrode, and a depletion layer of high resistance with little charge is created in the channel region. (space charge layer) is formed and enters a blocking state.

すなわち、S、Iサイリスタlをターンオンさせるには
、ゲートlGに印加した逆電圧を取り除けばチャンネル
にダイオード電流が流れてターンオンする。また、導通
状態にあるアノード電流をターンオフ(阻止状態)する
には、ゲートIGに逆電圧を印加して、チャンネルを高
抵抗の空乏層で閉塞する。
That is, to turn on the S, I thyristor l, remove the reverse voltage applied to the gate lG, and a diode current will flow through the channel, turning it on. Furthermore, in order to turn off (block) the anode current in the conductive state, a reverse voltage is applied to the gate IG to block the channel with a high-resistance depletion layer.

MO8R−ET2とSlサイリスタ1は所定の周期でオ
ン、オフし、第1の電極5AからSIサイリスタlとM
OSFET2を通して主電流が流れる。このときバイア
ス回路8のコンデンサ7に電荷か充電される。Slサイ
リスタ1かターンオフすると、コンデンサ7の電荷は抵
抗6を通して放電し、ゲートIGが正電位になりSlサ
イリスタlは再びターンオンする。Slサイリスタ1の
ターンオフ時にMOSFET2のドレイン2Dとソース
28間の電圧V。Sが急激に上昇しそのピーク電圧VD
SPが発生するが、このピーク電圧vospはコンデン
サ7によって吸収される。
MO8R-ET2 and SI thyristor 1 are turned on and off at a predetermined period, and SI thyristor 1 and M are connected from the first electrode 5A to
The main current flows through OSFET2. At this time, the capacitor 7 of the bias circuit 8 is charged. When the Sl thyristor 1 is turned off, the charge in the capacitor 7 is discharged through the resistor 6, the gate IG becomes a positive potential, and the Sl thyristor 1 is turned on again. Voltage V between the drain 2D and source 28 of MOSFET 2 when the Sl thyristor 1 is turned off. S suddenly rises and its peak voltage VD
SP is generated, but this peak voltage vosp is absorbed by the capacitor 7.

第2図は本発明の第2実施例による複合型半導体装置を
示すもので、SIサイリスタlのゲートIGとMOSF
ET2のソース28間に、ダイオード3を順方向に直列
接続すると共にコンデンサ7を接続したものである。S
lサイリスタ1が夕−ンオフすると、コンデンサ7の充
電電荷がダイオード3を通して放電され、SIサイリス
タlのゲートIGにはダイオード3のビルトイン電圧が
ゲート信号として印加されるためSlサイリスク1は再
びターンオンする。SIサイリスタlのターンオフ時に
発生するドレイン2Dとソース25間のピーク電圧Vo
spはコンデンサ7によって吸収される。
FIG. 2 shows a composite semiconductor device according to a second embodiment of the present invention, in which the gate IG of the SI thyristor I and the MOSFET
A diode 3 is connected in series in the forward direction and a capacitor 7 is connected between the source 28 of the ET2. S
When the thyristor 1 is turned off in the evening, the charge in the capacitor 7 is discharged through the diode 3, and the built-in voltage of the diode 3 is applied as a gate signal to the gate IG of the SI thyristor 1, so that the thyristor 1 is turned on again. The peak voltage Vo between the drain 2D and source 25 that occurs when the SI thyristor l is turned off
sp is absorbed by capacitor 7.

第3図は本発明の第3実施例による複合型半導体装置を
示すもので、この第3実施例においてはSlサイリスク
1のゲートIGとMOSFET2のソース28間に、ツ
ェナーダイオード4を逆方向に直列接続すると共にコン
デンサ7を接続してバイアス回路8を形成している。S
lサイリスタ1がターンオフすると、コンデンサに充電
されている電荷がツェナーダイオード4を通して放電し
、そのツェナー電圧によってSlサイリスク1が再びタ
ーンオンされる。
FIG. 3 shows a composite semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. In this third embodiment, a Zener diode 4 is connected in series in the opposite direction between the gate IG of the Sl silice 1 and the source 28 of the MOSFET 2. A bias circuit 8 is formed by connecting the capacitor 7 and the capacitor 7. S
When the l thyristor 1 is turned off, the charge stored in the capacitor is discharged through the zener diode 4, and the zener voltage turns on the sl thyristor 1 again.

第4図は第3図に示した実施例に基づいてコンデンサ7
の容量を種々変化させた時のサージ電圧の大きさを、サ
ージ電圧VDSPと完全にオフ状態に達した時のMOS
FET2のドレイン2Dとソース28間の電圧V。、の
比でもって示した測定例である。
FIG. 4 shows a capacitor 7 based on the embodiment shown in FIG.
The magnitude of the surge voltage when the capacitance of
Voltage V between the drain 2D and source 28 of FET2. This is a measurement example shown with the ratio of .

第4図から明らかなように、コンデンサ容量を増すにつ
れてサージ電圧Vospの値は低下することが分かる。
As is clear from FIG. 4, it can be seen that as the capacitor capacity increases, the value of the surge voltage Vosp decreases.

この例では、コンデンサ容量か0.005μFの時には
、約20%、サージ電圧を低減することができる。コン
デンサ容量が0.04μFになるとサージ電圧VDSP
とオフ状態のドレイン・ソース間に印加される電圧Vo
sの比が1となりサージ電圧が認められなくなる。
In this example, when the capacitor capacity is 0.005 μF, the surge voltage can be reduced by about 20%. When the capacitor capacity becomes 0.04μF, the surge voltage VDSP
and the voltage Vo applied between the drain and source in the off state
The ratio of s becomes 1, and no surge voltage is observed.

一方、コンデンサ容量を大きくするとコンデンサ自体の
損失が大きくなる。一般に、コンデンサンデンサの容量
、■はコンデンサに印加される電圧、fは動作周波数で
ある。) コンデンサを用いないでMOSFETの耐圧をサージ電
圧以上に高める従来の方法を用いた場合には、前述のよ
うにMOSFETの定常損失か増大する。この損失の増
分はI丁XΔV 7. x dutyで表されるが、本
発明ではこの分の定常損失を低減できる。(ここでI、
はオン電流、ΔV?うはMOSFETのオーン電圧の増
分である。) また、本発明によれば、ターンオン時にコンデンサから
ゲート電流が供給されるため、従来の方法に比へてター
ンオンが改善され、ターンオン損失が10%以上低減さ
れる。結局コンデンサを入れたことによる損失の増大は
定常損失の低減で相殺あるいはそれ以上の損失低減効果
がある。
On the other hand, increasing the capacitor capacity increases the loss of the capacitor itself. Generally, the capacitance of a capacitor, ■ is the voltage applied to the capacitor, and f is the operating frequency. ) If the conventional method of increasing the withstand voltage of the MOSFET to above the surge voltage without using a capacitor is used, the steady loss of the MOSFET increases as described above. The increment of this loss is I-XΔV7. Although expressed as x duty, the present invention can reduce the steady loss by this amount. (Here I,
is the on-state current, ΔV? is the increment of the ON voltage of the MOSFET. Furthermore, according to the present invention, since a gate current is supplied from the capacitor at turn-on, turn-on is improved compared to conventional methods, and turn-on loss is reduced by 10% or more. In the end, the increase in loss due to the inclusion of the capacitor is offset by the reduction in steady loss, or even more so.

なお、第1図〜第3図に示すコンデンサ7に直列に振動
防止用無誘導抵抗を接続しても、上述の各実施例のもの
と同様な効果が得られる。
Note that even if a non-inductive resistor for vibration prevention is connected in series with the capacitor 7 shown in FIGS. 1 to 3, the same effects as in each of the above embodiments can be obtained.

第2図、第3図のカスコード接続を用い、コンデンサ容
量として0.01μF〜0.04μFの最適値を用いれ
ばサージ電圧の発生を抑えかつコンデンサ自体の損失を
抑制できるため、100OV以上の耐圧を持つSlサイ
リスクのカスコード接続が低損失で実現可能となる。
By using the cascode connection shown in Figures 2 and 3 and using the optimal value of 0.01μF to 0.04μF for the capacitor capacitance, it is possible to suppress the generation of surge voltage and the loss of the capacitor itself. It becomes possible to realize cascode connection of Sl silis with low loss.

H1発明の効果 本発明は、上述の如くであって、Slサイリスタのゲー
トとMOSFETのゲート間にコンデンサを含むバイア
ス回路を接続することによりカスコード接続のターンオ
フ時に発生するサージ電圧を抑制でき、定常損失の小さ
い複合型半導体装置の実現が可能である。
H1 Effects of the Invention The present invention is as described above, and by connecting a bias circuit including a capacitor between the gate of the Sl thyristor and the gate of the MOSFET, it is possible to suppress the surge voltage that occurs when turning off the cascode connection, and to reduce the steady-state loss. It is possible to realize a composite semiconductor device with a small size.

また、本発明は、コンデンサにチャージされた電荷がタ
ーンオン時にゲート電流としてゲートに流れるため、従
来方法のカスコード接続では動作が困難であったノーマ
リオフ型のSlサイリスタに対してもカスコード接続が
可能となる。一般にノーマリオフ型Slサイリスタはノ
ーマリオン型Slサイリスタに比べ小さなゲート電圧で
大きなアノード・カソード間電圧をブロックできる能力
がある。このため、本発明のカスコード接続しノーマリ
オフ型のSlサイリスタを適用すれば高耐圧のSrサイ
リスタのカスコード接続が容易に構成できる。
Furthermore, according to the present invention, since the charge charged in the capacitor flows to the gate as a gate current when turned on, cascode connection is also possible for normally-off type Sl thyristors, which are difficult to operate with conventional cascode connection. . Generally, a normally-off type Sl thyristor has the ability to block a large anode-cathode voltage with a smaller gate voltage than a normally-on type Sl thyristor. Therefore, by applying the cascode-connected, normally-off type Sl thyristor of the present invention, a cascode-connected Sr thyristor with high withstand voltage can be easily constructed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1実施例による複合型半導体装置の
回路図、第2図は本発明の第2実施例による複合型半導
体装置の回路図、第3図は本発明の第3実施例による複
合型半導体装置の回路図、第4図は第3図の複合型半導
体装置の特性図、第5図は従来の複合型半導体装置の回
路図、第6図は従来の他の複合型半導体装置の回路図、
第7図は従来のさらに他の複合型半導体装置の回路図、
第8図は第7図の複合型半導体装置の特性図である。 ■・・・静電誘導サイリスタ、IA・・・アノード、1
K・・・カソード、IG−、ゲート、2−MOSFET
。 2D・・・ドレイペ 2 S 、−、ソース、2G・・
・ゲート、3・・・ダイオード、4・・・ツェナーダイ
オード、5A・・・第1の電極、5 B 1第2の電極
、5c・・・第3の電極、6・・抵抗、7・・・コンデ
ンサ、8・・・バイアス回路。 外1名 第1図 実施例 第2図   第3図 実施例            実施例第4図 コノデノサ容量(μF)
FIG. 1 is a circuit diagram of a composite semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a composite semiconductor device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram of a composite semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. A circuit diagram of a composite semiconductor device according to an example, FIG. 4 is a characteristic diagram of the composite semiconductor device of FIG. 3, FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional composite semiconductor device, and FIG. 6 is a diagram of another conventional composite semiconductor device. circuit diagram of semiconductor device,
FIG. 7 is a circuit diagram of yet another conventional composite semiconductor device,
FIG. 8 is a characteristic diagram of the composite semiconductor device of FIG. 7. ■... Electrostatic induction thyristor, IA... Anode, 1
K...Cathode, IG-, gate, 2-MOSFET
. 2D... Drape 2S, -, Source, 2G...
・Gate, 3... Diode, 4... Zener diode, 5A... First electrode, 5 B 1 second electrode, 5c... Third electrode, 6... Resistor, 7...・Capacitor, 8...bias circuit. Figure 1 Example Figure 2 Figure 3 Example Example Figure 4 Condenser capacitance (μF)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)静電誘導サイリスタのカソードをMOSFETの
ドレインに接続し、前記静電誘導サイリスタのアノード
を第1の電極とし、前記静電誘導サイリスタのゲートを
MOSFETのソースに接続して外部へ取り出す第2の
電極とするとともに、前記MOSFETのゲートを第3
の電極とする複合型半導体装置において、前記静電誘導
サイリスタのゲートとMOSFETのソース間にコンデ
ンサを有するバイアス回路を接続して構成したことを特
徴とする複合型半導体装置。
(1) The cathode of the electrostatic induction thyristor is connected to the drain of the MOSFET, the anode of the electrostatic induction thyristor is used as the first electrode, and the gate of the electrostatic induction thyristor is connected to the source of the MOSFET to take out the first electrode to the outside. 2 electrode, and the gate of the MOSFET is the third electrode.
What is claimed is: 1. A composite semiconductor device in which a bias circuit having a capacitor is connected between the gate of the electrostatic induction thyristor and the source of the MOSFET.
(2)前記バイアス回路が前記コンデンサに並列接続さ
れた抵抗を有する請求項第1項記載の複合型半導体装置
(2) The composite semiconductor device according to claim 1, wherein the bias circuit includes a resistor connected in parallel to the capacitor.
(3)前記バイアス回路が前記コンデンサに並列接続さ
れたダイオードを有する請求項第1項記載の複合型半導
体装置。
(3) The composite semiconductor device according to claim 1, wherein the bias circuit includes a diode connected in parallel to the capacitor.
(4)前記バイアス回路が前記コンデンサに並列接続さ
れたツェナーダイオードを有する請求項第1項記載の複
合型半導体装置。
(4) The composite semiconductor device according to claim 1, wherein the bias circuit includes a Zener diode connected in parallel to the capacitor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2259608A (en) * 1991-09-13 1993-03-17 Fuji Electric Co Ltd Power switching semiconductor device including SI thyristor and MOSFET connected in cascade

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2259608A (en) * 1991-09-13 1993-03-17 Fuji Electric Co Ltd Power switching semiconductor device including SI thyristor and MOSFET connected in cascade
US5357125A (en) * 1991-09-13 1994-10-18 Fuji Electric Co., Ltd. Power switching semiconductor device including SI thyristor and MOSFET connected in cascade
GB2259608B (en) * 1991-09-13 1995-08-30 Fuji Electric Co Ltd Power switching semiconductor device including si thyristor and mosfet connected in cascade

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