JPH0828464B2 - 電力モジュール - Google Patents

電力モジュール

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JPH0828464B2 JP31257590A JP31257590A JPH0828464B2 JP H0828464 B2 JPH0828464 B2 JP H0828464B2 JP 31257590 A JP31257590 A JP 31257590A JP 31257590 A JP31257590 A JP 31257590A JP H0828464 B2 JPH0828464 B2 JP H0828464B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体デバイスの電力モジュールに関し、
更に詳しくは、駆動及び制御回路を内蔵した新規な絶縁
ゲート・バイポーラ・トランジスタ（“insulated gate
bipolar transistor"以下「IGBT」と略称する。）を備
えた電力モジュールに関するものである。
従来の技術 公知のように、半導体デバイスの電力モジュールは、
一般には、連続的な電源、モータ装置の制御装置、スイ
ッチング電源及び高周波溶接機等のように高い電力を適
用する要素のための複数のダイのパッケージからなる。
上記電力モジュールは、半波ブリッジ、全波ブリッジ及
び並列接続等の予め定めた回路関係で接続したダイオー
ド、サイリスタ、MOSFET（MOS形電界効果トランジス
タ）、ダーリントン接続のトランジスタ・ダイ、あるい
は、上記のダイの組合わせ等の２個又はそれ以上のデバ
イス・ダイを備えている。上記ダイは、通常堅固なヒー
ト・シンクに熱的に結合するが、電気的には該ヒート・
シンクと絶縁している。また、上記電力モジュールで
は、上記ダイ及びダイの結線を閉鎖する絶縁ハウジング
を備え、交流ターミナル、直流ターミナル及び制御ター
ミナルのターミナル接続を、該絶縁ハウジングの表面で
行えるようにしている。
インターナショナル・レクチファイヤー・コーポレシ
ョン（本発明の出願人）のデータ・シートNO.PD-9.453B
には、典型的な電力モジュールが開示されており、該デ
ータ・シートでは、共通のハウジング内に収容されると
共に、堅固なヒート・シンクに対して良好なターミナル
関係で接続した２つの電力MOSFETを備えた半波ブリッジ
構造が示されている。上記データ・シートは、1987年９
月にインターナショナル・レクチファイヤー・コーポレ
ションが出版した“HEXFET電力MOSFETの設計者用マニュ
アル”の第４版のF-39ページからF-44ページに掲載され
ている。上記のようなデバイスの内部構造は、米国特許
4,047,197に示されている。
発明が解決しようとする課題 今日の電力モジュールでは、ハウジング内の電力デバ
イスから制御回路を絶縁するための外部駆動回路、外部
絶縁体、及び、出力電流において感知される障害電流や
他の電流状態に反応する電流制限及び電流トリッピング
回路のように電力モジュール用に設計された適切な制御
回路が要求される。そのため、相当数の外部回路が上記
電力モジュールのユーザーにより設計されたり、提供さ
れたりしている。
また、特に、モータ駆動に適用する電力モジュールで
は、例えばバイポーラ・ダーリントン・トランジスタ・
ダイの代わりに上記IGBTダイを使用することが望まし
い。しかしながら、モータ駆動を適用する場合には、少
なくとも10から20マイクロセカンドの短絡容量が必要で
あるにも拘わらず、通常のIGBTの短絡容量は、一般にわ
ずか数マイクロセカンドしかない。
IGBTの特徴は、他の装置の重要な特徴をほとんど犠牲
にすることなく、高い短絡能力を有するように変更する
ことができることにある。
課題を解決するための手段 従って、本発明は、伝導性のヒート・シンクと、それ
ぞれオン、オフの切換を可能とする一対の主電力ターミ
ナルと一つの制御ターミナルを備え、上記伝導性のヒー
ト・シンクと熱的に伝導するように取付けた複数の電力
半導体ダイと、入力ターミナルと、少なくともそれぞれ
の電力半導体ダイの主電力ターミナルの一つと制御ター
ミナルの間に接続される出力ターミナルとを備える上記
電力半導体ダイ用の制御回路半導体デバイスと、絶縁入
力ターミナルと、上記それぞれの制御回路半導体デバイ
スの入力ターミナルと接続する絶縁出力ターミナルを備
えた上記それぞれの制御回路半導体デバイス用の絶縁カ
ップラ・デバイスと、上記電力半導体ダイの選択した主
電力ターミナル間に接続すると共に該主電力ターミナル
にエネルギを供給される上記それぞれの制御回路半導体
デバイス用の局部電力供給要素と、上記伝導性のヒート
・シンクに接続して、電力半導体ダイ、制御回路半導体
デバイス、絶縁カップラ・デバイス、局部電力供給要素
及び、それらの相互接続を閉鎖する絶縁ハウジングと該
絶縁ハウジングの外部表面に固定されると共に、上記電
力半導体ダイの主電力ターミナルへ電気的に接続した外
部電力接続ターミナルと、絶縁ハウジングの外部表面に
固定すると共に、上記絶縁カップラ・デバイスの絶縁入
力ターミナルへ電気的に接続した外部制御ターミナルと
からなる半導体デバイスの電力モジュールを提供するも
のである。
好適には、上記電力半導体ダイはそれぞれ上記一対の
主電力ターミナル間の電流とほぼ比例する出力電流を有
する電流センサ・ターミナルを備え、上記制御回路半導
体デバイスはそれぞれ電流反応制御回路及び電流反応制
御ターミナルを備え、上記電力半導体ダイの電流センサ
・ターミナルをそれぞれの制御回路半導体デバイスの電
流反応制御回路へ結合している。
さらに、ダイ形状の複数の電力ダイオードを備え、該
電力ダイオードはそれぞれ上記ヒート・シンクに熱的に
結合すると共に、それぞれ上記電力半導体ダイの一つと
並列に接続して電力半導体ダイのフリーホイーリング・
ダイオードとして作動する構成としてもよい。
上記局部電力供給要素としては、好適には、例えば、
ツェナダイオードを使用する。
上記外部電力接続ターミナルは、少なくとも、第１及
び第２の電力半導体ダイと接続する第１及び第２の直流
ターミナルと、それぞれ該第１及び第２の電力半導体ダ
イと接続する交流ターミナルを備え、少なくとも半波ブ
リッジ構造を構成するようにしてもよい。
上記電力半導体ダイとしては、例えば、MOSFET、IGB
T、サイリスタ、ダーリントン接続サイリスタ及び電力
トランジスタの内の一つを使用する。
本発明の第１の特徴は、IGBTデバイスは、例えば、バ
イポーラ・デバイスが複雑な高電力駆動回路を必要とす
るのと比較して、比較的簡単で低電力消費の駆動回路に
より駆動することができることにある。本発明によれ
ば、電流制限及び電流トリップの機能を有する統合され
た駆動回路を備えた個々の小形の半導体チップを電力モ
ジュールのハウジング内に収容している。外部から印加
される駆動信号の電気的絶縁は、上記電力モジュールの
ハウジング内に収容可能な小形の光結合素子あるいは絶
縁トランスにより達成される。そのため、本発明に係る
電力モジュールのユーザーは、もはや補助の絶縁、駆動
用の回路の設計をする必要がなくなると共に、単に、電
力モジュールを駆動回路へ上記モジュールの電力ターミ
ナルを接続して、上記モジュール絶縁入力ターミナルを
直接制御ロジックやマイクロプロフェッサに接続してイ
ンターフェイスすればよい。その結果、電力モジュール
は、非常に堅固となり、過電流に対して自己防御するこ
とができると共に、システム全体の信頼性が向上する。
更に、本発明の特徴は、使用されるIGBTチップが、電
流センサ機能を備えていることである。そのため、マル
チセル型のデバイスである電力MOSFETは、セルの内の幾
つかをセルの本体主要部から絶縁することができる。
上記の電流センサ型の電力MOSFETは、インターナショ
ナル・レクチファイヤー・コーポレーションが1987年９
月に出版した上記「HEXFET電力MOSFET設計者用マニュア
ル」のI-151ページからI-156ページに記載されたインタ
ーナショナル・レクチファイヤー・コーポレーションの
出願番号959に記載されている。
IGBTは、電力MOSFETと同様のマルチセル型であるが、
デバイスを規定するマルチセル型の構造を含むエピタキ
シャル形成層に対向して配置した伝導タイプのサブスト
レートを備えている。その結果、単に電流センサ型のMO
SFETを製造する際に使用する方法と同じ方法によりIGBT
デバイスの選択したセルを絶縁することにより、センサ
・ターミナルが有効となり、IGBTの主ターミナルを流れ
る総電流に対して直接に比例する小電流を流す。市販さ
れている電流センサ型のIGBTデバイスとしては、ゼネラ
ル・エレクトリック・カンパニ（General Electoric Co
mpany）製のGSI525タイプのデバイスがある。センサ・
ターミナルはメインのIGBTダイと同じパッケージに収容
した駆動チップのモニタ回路に実質的に接続している。
上記のような電流調整機能を備えているため、モータ駆
動のような電力駆動に適用する場合にわずか数マイクロ
セカンドの短絡容量しかないIGBTデバイスを使用するこ
とができると共に、故障状態が生じた場合に過電流を感
知すると直ちにゲートを調整することにより上記IGBTデ
バイスと負荷をダメージから保護することができる。例
えば、IGBTの限度のある短絡容量について考慮すること
なく、IGBT駆動モジュールを安全にモータ駆動に適用す
ることができるように、IGBTの内部電流を通常のピーク
時の電流の約２倍に制限することができる。
本発明の特徴及び利点は、添付した図面を参照とする
下記の本発明の実施例の説明により明らかになる。
実施例 第１図及び第２図に示すように、典型的な電力モジュ
ール10は相当の伝導性を有する基板11を備え、該基板11
はヒート・シンクにボルト止めできる。絶縁ハウジング
12は、被覆していない半導体ダイや接点を収納し、該半
導体ダイや接点を上記基板11に熱的に接続すると共に、
例えば半波ブリッジや全波ブリッジ等の予め定めたパタ
ーンで互いに接続している。例えば、第１図及び第２図
の絶縁ハウジング12は、半波ブリッジ構造を構成するの
に適しており、直列に配置した互いに同じ接合極性の２
つの半導体チップを備え、該直列回路の外側の端部がそ
れぞれ正及び負のターミナルを構成する一方、２つの半
導体チップの間の接続点が交流出力リードを構成する。
上記絶縁ハウジング12の外部電力接続ターミナルは、ね
じターミナルからなる交流ターミナル13、直流ターミナ
ルを構成する正のターミナル14、負のターミナル14から
なり、内部あるいはダイと接続する。上記電力モジュー
ル11の交流ターミナル13、正のターミナル14、負のター
ミナル15に加え、絶縁ハウジング12の表面には、該絶縁
ハウジング12内のダイの制御電極、即ち、後述する絶縁
カップラ・デバイスの絶縁入力ターミナルと電気的に接
続する外部制御ターミナル16、17、18を備えている。
上記絶縁ハウジング12のパッケージはJEDECアウトラ
インTO-240A（JEDEC Outline TO-240AA）と同様の外形
を有する。即ち、上記絶縁パッケージ12は、全長が約92
ミリメートル、幅が約20ミリメートル、高さが約32ミリ
メートルである。上記デバイスは抵抗が約200ミリオー
ムで出力電圧が約500ボルトで、出力電流が約22アンペ
アである。電流容量は、所望の数の電力ダイを互いに並
列に配置することにより、実質的に増加させるとができ
る。
後述するように、本発明では、IGBTは比較的低い駆動
電力しか必要としないため、IGBT量の電流モニタ回路と
光結合素子のチップ又は絶縁パルストランスを備えた駆
動チップは極めて小さく、そのため、第１図及び第２図
の絶縁ハウジング12内に複数のIGBTに沿って上記駆動チ
ップを備えることができる 第３図は、IGBTの一部分を示し、該IGBTの複数のセル
がどのようにして絶縁され電流センサ・ターミナルを構
成するかを示している。即ち、第３図のIGBTは、Ｐタイ
プのサブストレート20を備え、該サブストレート20上に
Ｎ（−）エピタキシャル層21を形成したＮチャンネルIG
BTである。多数の同一のセル22から27は、それぞれソー
ス領域を備えている。実際には、一つのダイは約1/4イ
ンチ×1/4インチの面積のチップ上に上記のようセルを
数千備えている。使用可能な実際のチップのサイズは、
本発明の出願人により市販されるHEX5サイズ・MOSFETダ
イであるがMOSFETの代わりにIGBTを使用してもよい。
ゲート・セグメント28を備えたポリシリコン・ゲート
・セグメントは、頂上に通常のゲート酸化層を備えると
共に、IGBTのオン・オフを制御する手段を備えている。
エミッタ接地（又はソース）電極29は、ダイの上側表面
の大部分を被覆し、デバイスの種々のソース領域に対し
て電気的に接続している。
第３図に示すように、公知の技術により、エミッタ接
地電極29を絶縁して、該エミッタ接地電極29からより小
さい絶縁セグメントを形成してセンサ電極30とすること
ができる。第３図に示すように、センサ電極30は電流セ
ンサ・ターミナルＳに接続することができる一方、図示
のように、エミッタ接地電極29の本体の大部分は主電力
ターミナルを構成するエミッタ・ターミナルＥ及びター
ミナルＫに接続している。
作動時に、上記IGBTがオンすると、それぞれのセル
は、IGBTの総電流の内それぞれの持分を流す。結果的に
は、センサ電極30とＰタイプ領域の底部に固定した主電
力ターミナルを構成するコレクタ電極Ｃとの間に流れる
電流は、エミッタ接地電極29とコレクタ電極Ｃとの間の
主電流に対して一定の割合となる。
上記第３図に示すような電流センサ型のIGBTは本発明
のIGBTデバイスとして好適に使用される。
第４図は本発明の実施例の回路図を示し、該回路図で
は、デバイスの主な要素を第４図中点線で概略的に示す
絶縁ハウジング12内に収容している。
第４図に示す新規な半波ブリッジ・モジュール回路
は、電力半導体ダイとして２つのIGBT40、41を備え、該
IGBT40、41はそれぞれ第３図において述べたターミナル
を備えている。該IGBT40、41はそれぞれ絶縁ハウジング
12の正のターミナル14及び負のターミナル15と接続し、
これらの間の接続点は交流ターミナル13と接続してい
る。また、デバイスの電流定格を増加させるために、所
望の数のIGBT40、41を並列に接続して使用してもよい。
上記IGBT40、41には、電力ダイオードとしてそれぞれフ
リーホイーリング・ダイオード42、43を公知の方法によ
り並列に接続しており、該フリーホイーリング・ダイオ
ード42、43は、好適にはIGBTと実質的に同じ定格電圧及
び電流定格を備えたファスト・リカバリ・ダイオード
（first recovery diode）を使用する。上記フリーホイ
ーリング・ダイオード42、43はダイ形状であり、IGBT4
0、41を備えた第１図及び第２図に示すヒート・シンク1
1と熱的に結合すると共に支持されている。
ある種の出力電流状態に反応して、それぞれ上記IGBT
40、41を駆動及び制御する集積回路からなり制御回路半
導体デバイスを構成する制御駆動チップ44、45を備えて
いる。上記駆動チップ44、45はそれぞれ、非常に小さい
集積回路の形態をとると共に、上記IGBT40、41に取付け
るか、または、望むならば上記絶縁ハウジング12内に自
由に懸架することができる。上記駆動チップ44、45の駆
動回路は1988年６月付のシーン・ヤング（sean young）
による出願番号AN-978“HEXFETまたはIGBT用の高速、高
電圧IC駆動要素”に開示された構造としてもよい。
上記駆動チップ44、45はそれぞれ、絶縁カップラ・デ
バイスとして、通常の形態の光結合素子回路46、47を備
え、該光結合素子46、47の絶縁出力ターミナルと駆動チ
ップ44、45の入力ターミナルが接続している。該光結合
素子回路46、47はそれぞれ、それ自体のハウジング内に
配置されると共に上記絶縁ハウジング12内に収容されて
いる。上記光結合素子回路46、47の代わりに絶縁カップ
ラ・デバイスとして小形の絶縁パルストランスを使用し
てもよい。
第４図に示す外部制御ターミナル16、17、18は、上側
のデバイス制御用の外部制御ターミナル16がIGBT40に対
応し、下側のデバイス制御用の外部制御ターミナル17が
IGBT41に対応し、さらに、外部制御ターミナル18はグラ
ンド・ターミナルである。上記外部制御ターミナル16及
び17はそれぞれ光結合素子回路46、47のLED（発光ダイ
オード）と接続している。上記外部制御ターミナル16、
17及び18は、それぞれユーザーの制御ロジック、マイク
ロプロフェッサ等と接続するようになっている。
上記したように、高い定格を得るために多数のIGBTを
並列に接続することができる。例えば、それぞれ1/4×1
/4インチの面積を有する６個のIGBTを並列に接続する
と、５キロヘルツで、600ボルト、150から200アンペア
の電力を供給するように作動する。
駆動チップ44、45の制御電力は降下抵抗50及びツェナ
ダイオード51を備えた局部電力供給要素を構成する回路
から得られる。上記降下抵抗50は、並列に配列したそれ
ぞれのIGBT40、41に対して約１ワットの定格を備えてい
る。上記ツェナダイオード50は、上記一つのIGBT40、41
の代わりに並列に接続した６つのIGBT40を使用した場
合、実際の散逸が0.03ワットとすると定格のツェナ電圧
が18ボルトである。また、好適な電流制御機能を有する
ように実質的に改良された1989年５月15日に出願された
同時継続出願シリアルNo.07/366,689の「電力ロスを低
減する直列BUCKコンバータ回路（“CASCADED BUCK CONV
ERTER CIRCUIT WITH REDUCED POWER LOSS"）」（IR95
5）に開示されたような局部電力供給要素から得るよう
にしてもよい。
さらに、ブーツ・ストラップ回路を構成するコンデン
サ60及びダイオード61を備え、該コンデンサ60は30ボル
トにおいて、１から10マイクロファラデーの静電容量を
有している。下側のIGBT41は同じく30ボルトで10マイク
ロファラデーの静電容量を有するコンデンサ62を備えて
いる。
上記ブーツ・ストラップ回路は下記のように作動す
る。
IGBT41がオンとなると、ブーツ・ストラップ回路のコ
ンデンサ60は、ツェナダイオード51が生み出すバイアス
電圧によりブーツ・ストラップ回路のダイオード61を介
して充電される。IGBT41がオフとなりIGBT41がオンとな
り始めると、IGBT40の電圧源が立ち上がり、コンデンサ
60の電圧がそれにつれて上昇し、逆電圧がブーツ・スト
ラップのダイオード61をバイアスし、IGBTダイ40の電圧
源に対してフローティング・バイアス電源を供給する。
駆動チップ44内の低電圧バッファ（図示せず）がIGBT40
に対して使用されている。コンデンサ60はGBT41の切換
により定期的に再充電される。
上記IGBT40、41の接続方向は、それぞれセンサ抵抗7
0、71に直列であり、６つの並列に接続したIGBTを備え
る場合には、センサ抵抗70、71は、約0.2ワットの定格
を備える。
上記センサ抵抗70、71を通る際の電圧の増大はそえぞ
れIGBT40、41を通る総パワー電流に関数的に関係し、該
電流に比例する信号がが駆動チップ45、45の電流反応制
御回路にフイードバックされる。典型的には、上記駆動
チップ44、45は２アンペアの出力の30ボルトの駆動チッ
プである。上記駆動チップ44、45はそれぞれタイミング
・コンデンサ80、81を備え、該タイミング・コンデンサ
80、81は30ボルトで0.001マイクロファラデーの静電容
量を有するデバイスである。上記駆動チップ44、45はそ
れぞれIGBT40、41のゲートＧと接続する出力ターミナル
を備え、該IGBT40、41のオン、オフを制御する構成とし
ている。また、駆動チップ44、45は、センサ抵抗70、71
を通じて調整された信号に応答し電流反応制御回路を構
成する短絡電流制限回路及び電流トリップ回路を備えて
いる。上記短絡電流制限回路及び電流トリップ回路は、
回路設計者にとって公知の方法により、通常の使用電流
のピークの２倍を越えないように、センサ電流がこの値
を越えようとした時にゲート信号を調整している。ま
た、上記短絡電流制限回路及び電流トリップは、電流が
長時間公称電流を越えた場合に、10から15マイクロセカ
ンド後に（この時間は、上記タイミング・コンデンサ8
0、81によりセットする。）作動するようにセットした
内部電流トリップを備えている。
第５図に示す本発明の他の実施例は、電力モジュール
内の第４図の回路を収容するためのものであり、特に、
該電力モジュールの内部を示している。電力モジュール
の構成要素は、２つの隔たった平面上に配置され、電力
デバイス面110は高電力部品を備える一方、制御回路平
面111は低電力制御部品を備えている。一つの矩形箱体1
12は底部が開口しており、絶縁ハウジングの本体を構成
している。上記絶縁ハウジングの底部の両側には、一又
は一以上の取付孔113、114を設けている。
種々の制御構成要素を支持するプリント制御基板115
は、上記制御回路平面111に配置され、駆動チップ44、4
5及び光結合素子回路46、47等の制御構成要素を支持
し、個々の部品は、下方の電力制御回路と協働する。第
４図のデバイス制御用の外部制御ターミナル16、17及び
グランド用の外部制御ターミナル18は、第５図に示すよ
うにプリント制御基板115上の構成要素から延在し、例
えば、第５図のデバイス制御用の外部制御ターミナル16
のように絶縁ハウジング112を貫通して、プラグを差し
込むタイプのタイプのターミナルを構成する。
上記絶縁ハウジング112の底部の開口部は、銅製のヒ
ート・シンク120を備え、該ヒート・シンク120は、上記
開口部を完全に閉鎖するように固定している。上記ヒー
ト・シンク120は、２つの薄い銅製シート121、122と該
銅製シート122に直接固着した絶縁材料からなる層123を
備えている。層124に直接取けられた銅は、上記したよ
うに、種々の電力デバイス用の絶縁電極を設けるために
パターンを設けることができる。例えば、IGBT40、41、
フリーホイーリング・ダイオード42、43、ツェナダイオ
ード51、ダイオード61は、全部ダイ形状であり、後側面
を上記した層124の絶縁伝導セグメントにはんだ付けし
ている。上記のように電力デバイスの制御ターミナルは
相互に接続している。図示していない複数のデバイスを
図面に示した一つのデバイス毎に並行に接続して使用す
ることもできる。
絶縁ハウジング112内への電力の伝導体（図示せず）
は該ハウジング112を介して外部ターミナル・ナットか
らなる外部電力接続ターミナルを構成する交流ターミナ
ル13、正のターミナル14及び負のターミナル15と接続し
ている。ターミナル130、131及び132及びそれぞれの押
さえ棒133、134、135に上記伝導体を接続することがで
きる。
上記特定の実施例を基に本発明を詳細に説明したが、
本発明は種々の変形及び変更が可能であり当業者にとっ
て明らかな他の用途がある。例えば、上記電力半導体ダ
イは、上記IGBTに限定されるものではなく、MOSFET、サ
イリスタ、ダーリントン接続サイリスタ、電力トランジ
スタ等を選択してもよい。即ち、本発明の技術的範囲は
上記実施例により限定されるものではなく、特許請求の
範囲により定まる。
【図面の簡単な説明】
第１図はIGBTとアイソレータや駆動装置を内蔵する本発
明に係る電力モジュールのパッケージの外形を示す正面
図、第２図は第１図の電力モジュールの平面図、第３図
は電流センサ機能を有するIGBT本体のセルから絶縁した
数個のセルを示す概略断面図、第４図は電流センサ装置
を組込んだ本発明に係る電力モジュールの概略回路図、
第５図は第４図の回路用の電力モジュールの他の実施例
を示す部分断面図である。 12……絶縁ハウジング、13……交流ターミナル、14……
正のターミナル（直流ターミナル）、15……負のターミ
ナル（直流ターミナル）、16,17,18……外部制御ターミ
ナル、40,41……IGBT（電力半導体ダイ）、42,43……フ
リーホイーリング・ダイオード（電力ダイオード）、4
4,45……駆動チップ（制御回路半導体デバイス）、46,4
7……光結合素子回路（絶縁カップラ・デバイス）、51
……ツェナダイオード（局部電力供給要素）、120……
ヒート・シンク、Ｓ……電流センサ・ターミナル。
フロントページの続き (72)発明者 ペーター・リチャード・イヤー イギリス国 アール・エッチ８ ９ディ・ ディ、サリー、オクステッド、ハースト・ グリーン、ミル・レーン 122番

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】伝導性のヒートシンクと、 それぞれオン、オフの切換を可能とする一対の主電力タ
    ーミナルと一つの制御ターミナルを備え、上記伝導性の
    ヒート・シンクと熱的に伝導するように取付けたIGBTか
    らなる複数の電力半導体ダイと、 入力ターミナルと、少なくともそれぞれの電力半導体ダ
    イの主電力ターミナルの一つと制御ターミナルの間に接
    続される出力ターミナルとを備える上記電力半導体ダイ
    用の制御回路半導体デバイスと、 絶縁入力ターミナルと、上記それぞれの制御回路半導体
    デバイスの入力ターミナルと接続する絶縁出力ターミナ
    ルを備えた上記それぞれの制御回路半導体デバイス用の
    絶縁カップラ・デバイスと、 ツェナダイオードを備え、上記電力半導体ダイの選択し
    た主電力ターミナル間に接続すると共に該主電力ターミ
    ナルにエネルギを供給される上記それぞれの制御回路半
    導体デバイス用の局部電力供給要素と、 上記伝導性ヒート・シンクに接続して、電力半導体ダ
    イ、制御回路半導体デバイス、絶縁カップラ・デバイ
    ス、局部電力供給要素及びそれらの相互接続を閉鎖する
    絶縁ハウジングと、 該絶縁ハウジングの外部表面に固定されると共に、少な
    くとも、第１及び第２の電力半導体ダイと接続する第１
    及び第２の直流ターミナルと、それぞれ該第１及び第２
    の電力半導体ダイと接続する交流ターミナルを備え、上
    記電力半導体ダイの主電力ターミナルへ電気的に接続さ
    れ、少なくとも半波ブリッジ構造を構成する外部電力接
    続ターミナルと、 絶縁ハウジングの外部表面に固定する共に、上記絶縁カ
    ップラ・デバイスの絶縁入力ターミナルへ電気的に接続
    した外部制御ターミナルと、 それぞれ上記ヒート・シンクに熱的に結合すると共に、
    それぞれ上記電力半導体ダイの一つと並列に接続して電
    力半導体ダイのフリーホイーリング・ダイオードとして
    作動するダイ形状の複数の電力ダイオードとからなる半
    導体デバイスの電力モジュール。
  2. 【請求項２】上記電力半導体ダイはそれぞれ上記一対の
    主電力ターミナル間の電流とほぼ比例する出力電流を有
    する電流センサ・ターミナルを備え、 上記制御回路半導体デバイスはそれぞれ電流反応制御回
    路及び電流反応制御ターミナルを備え、 上記電力半導体デバイスの電流センサ・ターミナルをそ
    れぞれの制御回路半導体ダイの電流反応制御回路へ結合
    している請求項１に記載の電力モジュール。
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