JPS5866575A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS5866575A
JPS5866575A JP56163661A JP16366181A JPS5866575A JP S5866575 A JPS5866575 A JP S5866575A JP 56163661 A JP56163661 A JP 56163661A JP 16366181 A JP16366181 A JP 16366181A JP S5866575 A JPS5866575 A JP S5866575A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はサイリスタ、トランジスタ、GTOサイリス
タ等の半導体で構成される半導体装置、六 特に半導体と並列に接続されるスナバ−回路を改善した
半導体装置に関するものである。
回路電圧に対して半導体の最大定格電圧が同等もしくは
小さい場合は半導体を複数個直列に接続して用いること
は周知の如くである。半導体素子を複数個直列に接続す
る場合は、電圧分担を許容範囲内に平衡させるため半導
体に並列にスナバ−回路を接続する。
また、半導体が高速スイッチング動作を行うものでは電
流オフ時に半導体の両端に異常なサージ電圧が発生し半
導体の最大定格電圧を越えると半導体が破壊するので、
このサージ電圧を許容電圧以下に制御するためにも半導
体に並列にスナバ−回路が設けられる。
第1図には従来の半導体装置が示されている。
図において、コ個の半導体すなわちダイオード/および
コが直列に接続されており、抵抗器、?、lI。
Sおよび乙とコンデンサ7およびにから成るスナバ−回
路がダイオードlおよびコに並列接続されて示されてい
る。抵抗器3およびグは定常時の電圧分担を目的として
また抵抗器夕および乙とコンデンサ7およびgとは過渡
時の電圧分担とサージ電圧抑制を目的として設けられる
特にダイオード/(または2)のアノードおよびカソー
ドの両電極に接続するコンデンサ7(またはg)と抵抗
器り(または乙)の直列回路はサージ電圧を抑制する目
的からインダクタンスを極力小さくすることが必要とな
り、通常抵抗器やコンデンサの部品は無誘導構造のもの
を用いると共に半導体の近傍に前記抵抗器やコンデンサ
の部品を配設し配線を短かくすることによってインダク
タンスを小さくするよう考慮している。
さらに配線インダクタンスを小さくするため第二図に示
すように各部品の両端に配線する電線をお互により合わ
せて配線インダクタンスを小さくすることも行なわれる
しかしながら上述の抵抗器やコンデンサから成るスナバ
−回路部品を半導体の近傍に設置するにしても限度があ
り又第2図に示すように配線をお互により合わすにして
も全配線長さに対してより合わせている部品の割合が小
さく配線インダクタンスを所定の値以下にできない場合
が多々生じていた。
第3図および第9図は以上の欠点をより具体的に説明す
るためのもので、半導体とスナバ一部品とを7枚の絶縁
板10の上に組立てて構成1−た半導体ユニットが示さ
れている。絶縁板IOの片面には半導体/およびコと、
冷却フィン/2を積重ねて締付装置(図示せず)で組立
てたスタック//と、抵抗器3.A、3およびグとが数
句けられており、また絶縁板10の他の面にはコンデン
サ7およびgが取付けられて示されている。抵抗器Sお
よび乙の各々は並列接続された一本の抵抗器で構成され
ている。
スナバ−回路の配線は、半導体/のアノード側フィンに
設けた端子/2aから絶縁板10を貫通(3) してコンデンサ7の一方の端子に配線される導線/、?
a、コンデンサ7の他方の端子から絶縁板10を貫通し
て抵抗器5の一方の端子に配線される導線/3b、2本
の抵抗器Sを並列接続するための導線/3cおよび/3
d1抵抗器Sの他方の端子と半導体/のカソード側フィ
ンに設けた端子/2bとを接続する導線/3eによって
構成される。半導体コのスナバ−回路も同様に接続され
ている。
抵抗器3およびダの配線は図示を省略している。
第3図および第7図から解るようにこのような半導体ユ
ニットの構成では、半導体lまたはコと、スナバ−回路
用の抵抗器Sまたはtと、コンデンサ7またはgとの配
線を第2図に示すようにツイストもしくはより合わすこ
とが難しい。第3図および第9図では配線/3eと/、
?aとをツイストしているが全配線長に比べてツイスト
している範囲が少なく配線インダクタンスの低減効果は
極めて小さい。電気車のチョッパ装置に用いるフリーホ
イリングダイオードのスナバ−回路ではコンデンサ7お
よびgの容量を/μFとした時抵抗器Sま(グ ) たは乙は定格電力3θOWの抵抗器を一本並列に用いて
いる。この抵抗器1本の大きさは直径ダθIIN長さq
so冨奮となり抵抗器の両端子に接続する導体をツイス
トしようとすればかえって配線が長くなり配線インダク
タンスを増大せしめる結果となる。
第3図および第1図の半導体ユニットでは半導体とスナ
バ−用抵抗器とコンデンサを極力近接して設置した場合
を示しているが、半導体装置の構成や冷却方式によって
種々の形態があり、特に半導体を沸騰冷却方式で冷却す
る場合で、冷却タンク内に半導体を収納し抵抗器やコン
デンサは冷却タンクの外部に設置するものでは、半導体
と抵抗器やコンデンサを近接して配設することができな
いためスナバ−回路が長くなり配線インダクタンスが増
大しサージ吸収効果が低減する。このためにコンデンサ
の静電容量を増大しサージ吸収効果を改善しているがコ
ンデンサの静電容量を増大すると抵抗器の発熱量も静電
容量に比例して大きくなり半導体装置の効率低下と共に
半導体装置が大形化する傾向にあった。
この発明は上記従来装置の欠点を改善するためになされ
たものでスナバ−回路の配線インダクタンスを効果的に
抑制しサージ吸収効果を増大せしめるようにした半導体
装置を提供するものである。
第S図はこの発明のスナバ−回路の配線方法を示す一実
施例である。第S図において、抵抗器3およびグで構成
される定常時用のスナバ−回路は(または乙)とも直列
接続した過渡時用のスナバ−回路に関して配線インダク
タンスを低減するのに効果的な新規な接続が示されてい
る。
半導体/のスナバ−回路を構成するコンデンサ7と半導
体コのスナバ−回路を構成するコンデンサgとが近接し
て並べて配設されており、同様に抵抗器左と抵抗器6も
並べて近接して配置されて示されている。コンデンサ7
およびコンデンサgの一方の同じ側の端子と、抵抗器左
および抵抗器乙の一方の同じ側の端子とがそれぞれ導線
/4’aおよび/Qbで配線される。コンデンサ7およ
びざの他方の端子も、半導体/のアノード端子および半
導体コのカソード端子にそれぞれ導線/llcおよび/
’ldで配線する。抵抗器左および乙の他端は半導体l
と半導体コの接続点へそれぞれ導線/+eおよび/If
で配線される。コンデンサ7とgおよび抵抗器Sと6と
は各々近接して配設されているから、上記導線//%a
と/41b、/’Icと/ Q d、および/4(eと
/+fは各々近接して配線することが可能で第3図に示
すようにツイストすなわちより合わすことも容易にでき
る。従って全配線長に対してツイスト範囲の割合を高く
することができる。
今、サージ電圧が発生した半導体−のカソード側電位が
半導体/のアノード側電位に比べて高(なった場合半導
体/のスナバ−回路の電流は半導体lのカソード−抵抗
器S−コンデンサクー半導体lのアノードの方向に流れ
る。一方半導体コの・スナバ−回路の電流は半導体コの
カソード−コンデンサg−抵抗器乙−半導体コのアノー
ドの方向(7) に流れる。このようにして配置/Qdと/’Ic、/&
aと/ 4’ b、およびlダeと/4’fにお互に逆
方向の電流が流れるのでこれらの電線をツイストするこ
とによって通電電流による導線のまわりに生ずる磁束を
打ち消し、配線の自己インダクタンスを減少させること
ができる。
半導体lと半導体−の直列回路に異常電圧が発生した場
合半導体/と半導体−の特性によって必ずしも半導体/
と半導体コとが異常電圧を等しく分担するものではなく
各スナバ−回路に流れる電流も同電流値でまたある程度
のアンバランスを生ずる。しかしこのスナバ−回路の電
流アンバランスは約10%程度であるから異ったスナバ
−回路θ)配線をツイストするだけでインダクタンスの
低減効果が充分得られる。
第6図は抵抗器Sおよび乙と半導体lと半導体コとの接
続線との配線を7本にした場合で第S図と同様の効果が
得られしかも配線が少なくなることから製作費の低減も
図れる。
第7図は第S図および第6図に示すこの発明の(g) 配線方法を回路図で表わしたもので、第7図に示す従来
の回路と比べ抵抗器6とコンデンサgが入れ替わってい
るだけで性能的には全く同じ回路を示している。
第S図はこの発明による他の実施例を示す図で半導体を
コ個並列に接続して用いる場合を示す。
この図に示すように半導体コOと半導体2/とは電流分
担をできるだけ等しくするためにリアクトル22および
23を介して並列に接続されている。
半導体、20用のスナバ−回路はコンデンサコグと抵抗
器コロとから構成され、半導体2/のスナバ−回路はコ
ンデンサユSと抵抗器a7とから構成されている。コン
デンサ、2fとSSおよび抵抗器2乙と27は近接して
配置し各々スナバ−回路の配線も近接もしくはツイスト
して配線しである。
第S図に示すように半導体jl17のスナバ−回路の配
線と半導体21のスナバ−回路の配線はお互に電流方向
が逆になるように半導体20および21に接続されてい
る。従って半導体が並列に接続される場合も第S図およ
び第6図に示す直列接続の場合と同様の効果を得ること
ができる。
以上のようにこの発明によれば、半導体が並列もしくは
直列に接続され、その各々のスナバ−回路の配線をお互
にツイストまたは近接させると共に各々のスナバ−回路
の配線に流れる電流方向がお互に逆方向になるようにす
ることにより、スナバ−回路の配線インダクタンスを減
少すると共に半導体にかかるサージ電圧の抑制を効果的
にしている。従ってサージ電圧が同程度の場合には、ス
ナバ−回路の部品定格を低減することが可能となり小形
かつ軽量で効率の高い半導体装置が得られる。
特に、この発明は簡単な構成でもって多大の効果を得極
めて実用性の高いものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体とスナバ−回路との構成を示す接
続図、第一図は従来のスナバ−回路の配線インダクタン
スを抑制するだめの配線方法を示す図、第3図は従来の
半導体装置を示す図、第9図は第3図の左側面図、第s
図、第6図、および第7図はこの発明の一実施例による
スナバ−回路配線を示す接続図、第g図はこの発明の他
の実施例によるスナバ−回路配線を示す接続図である。 図において/およびコはダイオード(半導体)、左およ
び乙は抵抗器、7およびgはコンデンサ、/4’il〜
/%fは配線1.20および、2/は半導体1.22お
よびλ3はリアクトル、2ケおよび、2左はコンデンサ
、λ乙および27は抵抗器である。 代理人  葛  野  信  − 手続補正書(自発) 特許庁長官殿 1、事件の表示    特願昭j&−/A3&A/号2
、発明の名称 半導体装置 3、補正をする者 5、補正の対象 (1)  明細書の発明の詳細な説明の欄(2)   
図  面 6、補正の内容 (1)  明細書筒9頁ii行の1同電流値で才た」を
「同電流値でなく」と補正する。 (2)  図面の第3図を添付の図面写しの通シ符号を
補正する。 (コ) 弛4図 焔3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)並列または直列に接続される複数個の半導体の各
    々にスナバ−回路を並列接続して構成される半導体装置
    において、前記スナバ−回路の各々を互いに近接配置し
    、各スナバ−回路の通電電流によって生ずる磁束を互い
    に打消すように、前記半導体への配線接続を行ったこと
    を特徴とする半導体装置。 (コ)前記スナバ−回路の各々はコンデンサおよび抵抗
    器の直列接続体で構成される特許請求の範囲第1項記載
    の半導体装置。 (3)前記スナバ−回路の配線を近接もしくはより合わ
    すようにした特許請求の範囲第1項または第2項記載の
    半導体装置。 (l/−)前記半導体が2個である場合に、前記スナバ
    −回路に流れる電流方向を互いに逆向きになるよう配線
    接続した特許請求の範囲第1項乃至第3項いずれか記載
    の半導体装置。
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JPS6336205B2 JPS6336205B2 (ja) 1988-07-19

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