JPH0628292B2 - 逆阻止形トランジスタモジュール - Google Patents
逆阻止形トランジスタモジュールInfo
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- JPH0628292B2 JPH0628292B2 JP63285269A JP28526988A JPH0628292B2 JP H0628292 B2 JPH0628292 B2 JP H0628292B2 JP 63285269 A JP63285269 A JP 63285269A JP 28526988 A JP28526988 A JP 28526988A JP H0628292 B2 JPH0628292 B2 JP H0628292B2
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- JP
- Japan
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- transistor
- diode
- terminal
- reverse blocking
- chip
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
- H01L2224/49111—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は逆阻止形トランジスタモジュールの構造に係
り、特に大電力変換器の構築に好適な逆阻止形トランジ
スタモジュールを提供する。
り、特に大電力変換器の構築に好適な逆阻止形トランジ
スタモジュールを提供する。
従来、トランジスタを用いた大電力変換器として、電流
容量数百アンペア以上のものが望まれる場合は多数のト
ランジスタ及びダイオードの集合体として、並列接続に
より電流容量を満足させることが多い。例えば、 100Ａ
の電流容量のトランジスタチップ及びダイオードチップ
を各４個並列配置すれば、 400Ａの電流容量を得ること
ができる。
容量数百アンペア以上のものが望まれる場合は多数のト
ランジスタ及びダイオードの集合体として、並列接続に
より電流容量を満足させることが多い。例えば、 100Ａ
の電流容量のトランジスタチップ及びダイオードチップ
を各４個並列配置すれば、 400Ａの電流容量を得ること
ができる。
ところが、トランジスタのチップ並列数を増すと、外部
回路と接続するための端子の位置からチップ面上の電極
までの距離が遠いチップは近いチップよりインダクタン
スが増えるという問題が次第に顕著になってくる。その
結果、インダクタンスの低い位置にあるチップは、イン
ダクタンスの高い位置にあるチップより電流が流れ易
く、電流集中を起こして過電流破壊に至るおそれも大き
くなるという問題があった。
回路と接続するための端子の位置からチップ面上の電極
までの距離が遠いチップは近いチップよりインダクタン
スが増えるという問題が次第に顕著になってくる。その
結果、インダクタンスの低い位置にあるチップは、イン
ダクタンスの高い位置にあるチップより電流が流れ易
く、電流集中を起こして過電流破壊に至るおそれも大き
くなるという問題があった。
また、過電圧や、トランジスタにかかる逆電圧によりト
ランジスタが破壊するのを防ぐため、外部に接続するス
ナバ回路やフリーホイーリングダイオードも、内部のチ
ップまでの距離が不均一であると、その効果が有効には
得にくいという問題もある。
ランジスタが破壊するのを防ぐため、外部に接続するス
ナバ回路やフリーホイーリングダイオードも、内部のチ
ップまでの距離が不均一であると、その効果が有効には
得にくいという問題もある。
本発明は以上のことを鑑みて、複数のトランジスタチッ
プを並列接続させて大きな電流容量とする場合に、電流
の不均一に基づく過電流破壊や外部スナバ回路やフリー
ホイーリングダイオードによる機能を有効に発揮するに
最適で高信頼性の逆阻止形トランジスタモジュールを提
供することを目的とする。
プを並列接続させて大きな電流容量とする場合に、電流
の不均一に基づく過電流破壊や外部スナバ回路やフリー
ホイーリングダイオードによる機能を有効に発揮するに
最適で高信頼性の逆阻止形トランジスタモジュールを提
供することを目的とする。
そのような目的を達成するために本発明の逆阻止形トラ
ンジスタモジュールは複数のトランジスタチップとそれ
らのトランジスタのコレクタに直列接続された複数のダ
イオードチップとが共通金属基板上に絶縁板を介して固
着され、前記ダイオードチップからは２本にまとめられ
たアノード主端子、前記トランジスタチップからは２本
にまとめられたエミッタ主端子とベース端子が垂直方向
に立ち上げられ、さらに前記ダイオードとトランジスタ
の間からはそれぞれコレクタ補助端子が２本にまとめら
れて立ち上げられて絶縁容器に封入されるものにおい
て、前記各アノード主端子、各エミッタ主端子及び各コ
レクタ補助端子が互いに対称的な形状にされると共に絶
縁容器の外表面において互いに対称に配置される構成と
する。
ンジスタモジュールは複数のトランジスタチップとそれ
らのトランジスタのコレクタに直列接続された複数のダ
イオードチップとが共通金属基板上に絶縁板を介して固
着され、前記ダイオードチップからは２本にまとめられ
たアノード主端子、前記トランジスタチップからは２本
にまとめられたエミッタ主端子とベース端子が垂直方向
に立ち上げられ、さらに前記ダイオードとトランジスタ
の間からはそれぞれコレクタ補助端子が２本にまとめら
れて立ち上げられて絶縁容器に封入されるものにおい
て、前記各アノード主端子、各エミッタ主端子及び各コ
レクタ補助端子が互いに対称的な形状にされると共に絶
縁容器の外表面において互いに対称に配置される構成と
する。
大容量の逆阻止形トランジスタモジュールを構成するに
際し、複数のトランジスタ及びダイオード単位への電流
を均等にするため、まず同数のトランジスタ及びダイオ
ードの並列設置からなる二つのトランジスタ・ダイオー
ド単位を互いに対称に配置する。先の例で説明すれば、
各トランジスタ・ダイオード単位が電流 400Ａの容量を
持ち、二つのトランジスタ・ダイオード単位の集合とし
て合わせて800Ａの電流容量が得られる。ここで、両ト
ランジスタ単位に電流を等しく流すための条件を正確に
一致させるため、各トランジスタ及びタイオードから取
り出す主電流端子を両トランジスタ・ダイオード単位毎
に対称に２組（正・負）備える。また、外部回路接続用
の補助コレクタ端子も同じく対称に備える。この結果、
トランジスタモジュールとしての正・負主端子及び補助
コレクタ端子はそれぞれ対をなし対称形に配置される。
際し、複数のトランジスタ及びダイオード単位への電流
を均等にするため、まず同数のトランジスタ及びダイオ
ードの並列設置からなる二つのトランジスタ・ダイオー
ド単位を互いに対称に配置する。先の例で説明すれば、
各トランジスタ・ダイオード単位が電流 400Ａの容量を
持ち、二つのトランジスタ・ダイオード単位の集合とし
て合わせて800Ａの電流容量が得られる。ここで、両ト
ランジスタ単位に電流を等しく流すための条件を正確に
一致させるため、各トランジスタ及びタイオードから取
り出す主電流端子を両トランジスタ・ダイオード単位毎
に対称に２組（正・負）備える。また、外部回路接続用
の補助コレクタ端子も同じく対称に備える。この結果、
トランジスタモジュールとしての正・負主端子及び補助
コレクタ端子はそれぞれ対をなし対称形に配置される。
このように主電流端子をトランジスタ・ダイオード単位
毎に取り出すことにより、トランジスタ・ダイオード単
位毎の電流バランスが平衡し、逆阻止形トランジスタモ
ジュールとして安定した性能が得られる。
毎に取り出すことにより、トランジスタ・ダイオード単
位毎の電流バランスが平衡し、逆阻止形トランジスタモ
ジュールとして安定した性能が得られる。
また、外部から接続するスナバ回路や、フリーホイーリ
ングダイオードと内部チップ間のそれぞれの距離は可能
な限り短く、かつトランジスタ単位毎に距離が等しいこ
とが望ましいため、逆電圧防止ダイオードのカソードと
トランジスタのコレクタの間から引き出される補助コレ
クタ端子もトランジスタ単位毎対称に配置することによ
り、最短かつ均等な位置に取り付けが可能となり、信頼
性の高い大容量周波数変換装置が構築できる。
ングダイオードと内部チップ間のそれぞれの距離は可能
な限り短く、かつトランジスタ単位毎に距離が等しいこ
とが望ましいため、逆電圧防止ダイオードのカソードと
トランジスタのコレクタの間から引き出される補助コレ
クタ端子もトランジスタ単位毎対称に配置することによ
り、最短かつ均等な位置に取り付けが可能となり、信頼
性の高い大容量周波数変換装置が構築できる。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図を用いて
詳細に説明する。各図面に共通して付けられた同符号は
互いに同機能の相当する個所を示す。
詳細に説明する。各図面に共通して付けられた同符号は
互いに同機能の相当する個所を示す。
第１図は本発明の外部接続用端子の配置を示す外形図を
示し、第２図は第１図の樹脂ケースを除去した内部構造
を示す上面図であり、第３図は第１図，第２図で示され
る本発明の逆阻止形トランジスタモジュールの内部配線
を示す等価回路図である。
示し、第２図は第１図の樹脂ケースを除去した内部構造
を示す上面図であり、第３図は第１図，第２図で示され
る本発明の逆阻止形トランジスタモジュールの内部配線
を示す等価回路図である。
この逆阻止形トランジスタモジュールは、第３図に示さ
れているようにトランジスタＴr1，ダイオードＦＲＤ１
とトランジスタＴr2，ダイオードＦＲＤ２との二つのト
ランジスタ・ダイオード単位の並列接続から成り、第２
図に示されるように各トランジスタＴr1，Ｔr2とダイオ
ードＦＲＤ１，ＦＲＤ２はそれぞれ異なる半導体チップ
により形成されている。
れているようにトランジスタＴr1，ダイオードＦＲＤ１
とトランジスタＴr2，ダイオードＦＲＤ２との二つのト
ランジスタ・ダイオード単位の並列接続から成り、第２
図に示されるように各トランジスタＴr1，Ｔr2とダイオ
ードＦＲＤ１，ＦＲＤ２はそれぞれ異なる半導体チップ
により形成されている。
さらに各トランジスタＴr1，Ｔr2は第３図に示すように
それぞれ３段増幅のダーリントン結合から成っている。
Ｔr11ないしＴr13が第１のトランジスタ単位Ｔr1を構成
し、Ｔr21ないしＴr23が第２のトランジスタ単位Ｔr2を
構成している。各トランジスタ単位Ｔr1，Ｔr2には、そ
れぞれダイオードＦＲＤ１及びＦＲＤ２が直列接続され
て逆耐電圧を負担している。これらのトランジスタＴ
r1，Ｔr2及びダイオードＦＲＤ１，ＦＲＤ２は第２図に
示すように例えばそれぞれ４個のトランジスタチップ及
びダイオードチップの集合（並列接続）から成り立って
いる。
それぞれ３段増幅のダーリントン結合から成っている。
Ｔr11ないしＴr13が第１のトランジスタ単位Ｔr1を構成
し、Ｔr21ないしＴr23が第２のトランジスタ単位Ｔr2を
構成している。各トランジスタ単位Ｔr1，Ｔr2には、そ
れぞれダイオードＦＲＤ１及びＦＲＤ２が直列接続され
て逆耐電圧を負担している。これらのトランジスタＴ
r1，Ｔr2及びダイオードＦＲＤ１，ＦＲＤ２は第２図に
示すように例えばそれぞれ４個のトランジスタチップ及
びダイオードチップの集合（並列接続）から成り立って
いる。
第１図ないし第３図においてＡ１およびＡ２は１対の正
の主端子、Ｅ１及びＥ２は負の主端子である。これらの
１対の主端子は、内部の二つのトランジスタ・ダイオー
ド単位から同一条件で主電流を引き出すように対称的な
形状に構成されている。ｂはベース端子，ｅは信号入出
力用の補助エミッタ端子、ｂ１，ｂ２はこのトランジス
タモジュールの並列接続時の接続用の端子である。端子
Ｃ１及びＣ２は、逆阻止用ダイオードＦＲＤ１及びＦＲ
Ｄ２と、トランジスタＴr1およびＴr2との直列接続点間
から取り出された補助コレクタ端子で、外部よりスナバ
回路や、トランジスタに逆並列に接続するフリーホイー
リングダイオードを取り付けるために設けられている。
の主端子、Ｅ１及びＥ２は負の主端子である。これらの
１対の主端子は、内部の二つのトランジスタ・ダイオー
ド単位から同一条件で主電流を引き出すように対称的な
形状に構成されている。ｂはベース端子，ｅは信号入出
力用の補助エミッタ端子、ｂ１，ｂ２はこのトランジス
タモジュールの並列接続時の接続用の端子である。端子
Ｃ１及びＣ２は、逆阻止用ダイオードＦＲＤ１及びＦＲ
Ｄ２と、トランジスタＴr1およびＴr2との直列接続点間
から取り出された補助コレクタ端子で、外部よりスナバ
回路や、トランジスタに逆並列に接続するフリーホイー
リングダイオードを取り付けるために設けられている。
第１図ないし第３図に示す本発明の逆阻止形トランジス
タモジュールを用いて電力変換器を構成する場合、一般
にはその等価回路は第４図になる。ＡＣは電源、Ｌは負
荷を示す。さらに第１図(a)で示されるトランジスタモ
ジュールの上面図を使って第４図に担当する配線接続を
示したものを第５図に表す。また、外部より取り付ける
スナバ回路やフリーホイーリングダイオードについても
配線容量を考慮して等価的に示すと第６図のようにな
る。
タモジュールを用いて電力変換器を構成する場合、一般
にはその等価回路は第４図になる。ＡＣは電源、Ｌは負
荷を示す。さらに第１図(a)で示されるトランジスタモ
ジュールの上面図を使って第４図に担当する配線接続を
示したものを第５図に表す。また、外部より取り付ける
スナバ回路やフリーホイーリングダイオードについても
配線容量を考慮して等価的に示すと第６図のようにな
る。
第６図おいてｌ1〜ｌ2はトランジスタモジュール内の配
線インダクタンス、ｌ3〜ｌ6はスナバ回路及びフリーホ
イーリングダイオードの配線インダクタンス，ｌ７はス
ナバ抵抗の内部インダクタンス，ｌ８はスナバコンデン
サの内部インダクタンスである。
線インダクタンス、ｌ3〜ｌ6はスナバ回路及びフリーホ
イーリングダイオードの配線インダクタンス，ｌ７はス
ナバ抵抗の内部インダクタンス，ｌ８はスナバコンデン
サの内部インダクタンスである。
スナバ回路は主回路インダクタンスに蓄積されたエネル
ギーを吸収して素子に印加される過電圧を抑制するため
のものであるが、スナバ回路自身にインダクタンスがあ
るため、トランジスタモジュール内部のチップに対して
最短距離でかつトランジスタ及びダイオードの各単位Ｔ
r1，Ｔr2，ＦＲＤ１，ＦＲＤ２に均等なる距離に配置で
きることが重要である。本実施例では、トランジスタ単
位毎に対称に正・負２組出した主端子と共に、補助コレ
クタ端子を同じ対称に２本取り出したことにより(Ｅ1，
Ｅ2)，(Ａ1，Ａ2)，(Ｃ1，Ｃ2)同電位の各端子を第５図
を示すようにバー接続することで、バーの各中点からス
ナバ回路やフリーホイーリングダイオードＤが取り付け
られるので、トランジスタモジュール内チップに対し、
最短の距離となりかつＴr1，Ｔr2，ＦＲＤ１，ＦＲＤ２
各単位より均等な距離に配置が可能になり、高信頼性の
電力変換器が構成できる。
ギーを吸収して素子に印加される過電圧を抑制するため
のものであるが、スナバ回路自身にインダクタンスがあ
るため、トランジスタモジュール内部のチップに対して
最短距離でかつトランジスタ及びダイオードの各単位Ｔ
r1，Ｔr2，ＦＲＤ１，ＦＲＤ２に均等なる距離に配置で
きることが重要である。本実施例では、トランジスタ単
位毎に対称に正・負２組出した主端子と共に、補助コレ
クタ端子を同じ対称に２本取り出したことにより(Ｅ1，
Ｅ2)，(Ａ1，Ａ2)，(Ｃ1，Ｃ2)同電位の各端子を第５図
を示すようにバー接続することで、バーの各中点からス
ナバ回路やフリーホイーリングダイオードＤが取り付け
られるので、トランジスタモジュール内チップに対し、
最短の距離となりかつＴr1，Ｔr2，ＦＲＤ１，ＦＲＤ２
各単位より均等な距離に配置が可能になり、高信頼性の
電力変換器が構成できる。
本発明によれば、大電流容量の逆阻止形トランジスタモ
ジュールにおいて、このモジュールを構成する複数のト
ランジスタ及びダイオードチップあるいは、トランジス
タ及びダイオード単位の配置条件を対称にし、かつ正負
主端子及び補助コレクタ端子をモジュール容器平面上に
２本対称に配置したことにより、外部から取り付けるス
ナバ回路及びフリーホイーリングダイオードが内部のチ
ップ及びトランジスタ及びダイオード単位に対して最短
かつ均等な位置に配置できるので、過電圧等の抑止効果
が充分得られ、高信頼性の大容量電力変換器が構築でき
る。
ジュールにおいて、このモジュールを構成する複数のト
ランジスタ及びダイオードチップあるいは、トランジス
タ及びダイオード単位の配置条件を対称にし、かつ正負
主端子及び補助コレクタ端子をモジュール容器平面上に
２本対称に配置したことにより、外部から取り付けるス
ナバ回路及びフリーホイーリングダイオードが内部のチ
ップ及びトランジスタ及びダイオード単位に対して最短
かつ均等な位置に配置できるので、過電圧等の抑止効果
が充分得られ、高信頼性の大容量電力変換器が構築でき
る。
また、この逆阻止形トランジスタモジュールを各２並列
で使用する。さらに大容量の電力変換器の場合でも、１
ケの取り付け位置と同じ場所にスナバ回路等を取り付け
ることにより１ケの場合と同じ抑制効果が簡単に得るこ
とことができる。
で使用する。さらに大容量の電力変換器の場合でも、１
ケの取り付け位置と同じ場所にスナバ回路等を取り付け
ることにより１ケの場合と同じ抑制効果が簡単に得るこ
とことができる。
第１図は、一実施例の外形図で、(a)は上面図、(b)は側
面図、第２図は本発明の内部配置図、第３図は本発明の
内部等価回路図、第４図は本発明のトランジスタモジュ
ールを用いた電力変換器の結線図、第５図は、第４図の
実装図、第６図はトランジスタとスナバ回路及びフリー
ホイーリングダイオードの等価回路図である。 Ａ1，Ａ2……アノード（正）端子、Ｅ1，Ｅ2……エミッ
タ（負）端子、ｂ……ベース端子、ｅ……補助エミッタ
端子、Ｔr1，Ｔr2……トランジスタ単位、ＦＲＤ１，Ｆ
ＲＤ２……ダイオード単位、Ｃ1，Ｃ2……補助コレクタ
端子。
面図、第２図は本発明の内部配置図、第３図は本発明の
内部等価回路図、第４図は本発明のトランジスタモジュ
ールを用いた電力変換器の結線図、第５図は、第４図の
実装図、第６図はトランジスタとスナバ回路及びフリー
ホイーリングダイオードの等価回路図である。 Ａ1，Ａ2……アノード（正）端子、Ｅ1，Ｅ2……エミッ
タ（負）端子、ｂ……ベース端子、ｅ……補助エミッタ
端子、Ｔr1，Ｔr2……トランジスタ単位、ＦＲＤ１，Ｆ
ＲＤ２……ダイオード単位、Ｃ1，Ｃ2……補助コレクタ
端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 武喜 東京都千代田区神田錦町１丁目６番地 日 立エレベータサービス株式会社内 (72)発明者 小林 進 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 巣山 廣登 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】複数のトランジスタチップとそれらのトラ
ンジスタのコレクタに直列接続された複数のダイオード
チップとが共通金属基板上に絶縁板を介して固着され、
前記ダイオードチップからは２本にまとめられたアノー
ド主端子、前記トランジスタチップからは２本にまとめ
られたエミッタ主端子とベース端子が垂直方向に立ち上
げられ、さらに前記ダイオードとトランジスタの間から
はそれぞれコレクタ補助端子が２本にまとめられて立ち
上げられて絶縁容器に封入されるものにおいて、前記各
アノード主端子、各エミッタ主端子及び各コレクタ補助
端子が互いに対称的な形状にされると共に絶縁容器の外
表面において互いに対称に配置されていることを特徴と
する逆阻止形トランジスタモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63285269A JPH0628292B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 逆阻止形トランジスタモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63285269A JPH0628292B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 逆阻止形トランジスタモジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02130955A JPH02130955A (ja) | 1990-05-18 |
| JPH0628292B2 true JPH0628292B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=17689315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63285269A Expired - Lifetime JPH0628292B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 逆阻止形トランジスタモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0628292B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02155475A (ja) * | 1988-12-07 | 1990-06-14 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
| JP3180863B2 (ja) * | 1993-07-27 | 2001-06-25 | 富士電機株式会社 | 加圧接触形半導体装置およびその組立方法 |
| JP4631179B2 (ja) * | 2001-02-09 | 2011-02-16 | 富士電機システムズ株式会社 | 半導体装置およびこれを用いたインバータ装置 |
| JP4363190B2 (ja) | 2004-01-08 | 2009-11-11 | 株式会社豊田自動織機 | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP5024439B2 (ja) * | 2010-09-24 | 2012-09-12 | 富士電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP5437314B2 (ja) | 2011-05-31 | 2014-03-12 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
| JP5437312B2 (ja) * | 2011-05-31 | 2014-03-12 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
| JP5437313B2 (ja) * | 2011-05-31 | 2014-03-12 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
| JP5377573B2 (ja) | 2011-05-31 | 2013-12-25 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
| JP5377574B2 (ja) | 2011-05-31 | 2013-12-25 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
| JP5377575B2 (ja) * | 2011-05-31 | 2013-12-25 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
| WO2013051475A1 (ja) * | 2011-10-07 | 2013-04-11 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
| WO2013051476A1 (ja) * | 2011-10-07 | 2013-04-11 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
-
1988
- 1988-11-11 JP JP63285269A patent/JPH0628292B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02130955A (ja) | 1990-05-18 |
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