JPS599953A - パワ−トランジスタの並列接続体 - Google Patents

パワ−トランジスタの並列接続体

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JPS599953A
JPS599953A JP57118143A JP11814382A JPS599953A JP S599953 A JPS599953 A JP S599953A JP 57118143 A JP57118143 A JP 57118143A JP 11814382 A JP11814382 A JP 11814382A JP S599953 A JPS599953 A JP S599953A
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JP
Japan
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current
heat sink
emitter
bus
power transistors
Prior art date
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Application number
JP57118143A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Jofu
上符 敏昭
Hideaki Shizu
秀明 志津
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Meidensha Corp, Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Corp
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Publication of JPS599953A publication Critical patent/JPS599953A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/10Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
    • H01L25/11Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/115Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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】 本発明はインバータ或いは無停電電源装置等に用いられ
るパワートランジスタの並列接続体に係シ、特にターン
オフ時の過渡時の電流不平衡をなくし過渡特性を改善す
るようにした、トランジスタの並列接続体を提供しよう
とするものである。
インバータ或いは無停電電源装置のスイッチング素子t
してパワートランジスタを適用する場合、一般には第1
図に示すようにT、〜T?Lのパワートランジスタを任
意数並列接続して特定アームの主素子を構成し、各素子
のエミッタ側にはR1〜Rsで示す抵抗を接続し1定常
時に於ける分担電流の平衡化を図っている。なお第1図
でCB−Cs ld各素子のコレクタを同様にE1〜E
nはエミッタを、B1〜Enはベースをそれぞれ示し、
又、各コレクタは正極母線Pにそれぞれ接続され、各バ
ランス抵抗E1− Rnの他端はそれぞれ負極母線Nに
接続されてrる。このように構成してなるパワートラン
ジスタの並列接続体を実装化した場合の具体例を示した
ものが第2図で、同図で1は素子群の冷却を司どる冷却
フィンで、この冷却フィン上に図示しない取付板を介し
て各素子T1〜Tnを取付け、各素子のコレクタ端子C
1〜C3け図示するように正極母線となるブスバーPを
介して接続し、同様に各エミッタ端子E1〜E3け負極
母線となるブスバーNを介して接続し、ベース端子B1
〜B3 も共通のブスバーOを介して接続しである。以
上のような特定アームのパワートランジスタの並列接続
体をベースドライブする場合、図示しないトンイブ用プ
リント板よシ所望のベース信号(一定幅の連続した信号
)を供給することによってターンオンし、ベース信号と
は逆方向のベース電流を供給することによってターンオ
フさせるものであるが、かかる0N−OFF制御時に問
題となるのは、特にターンオン時の過渡期に、第3図の
電流過渡特性で示すように各素子の分担電流(エミッタ
電流を示す)がそれぞれ異なり、最も大きい分担電流を
担う素子T1 には定格電流の略1.5倍以上の電流が
流れ、阻止能力を失なうとか永久破壊を生ずるなど動作
面では全く信頼性のおけないものとなっている。かかる
異常現象を具体的に述べるに、所望のベース信号の印加
時点よシコレクタ電流が定格wi流に達するまでの期間
は、略2〜3μ81cという極く短時間に急峻に上昇す
るものであるから、このような急峻な電流が流れたよう
な場合、例えば第2図の集電点Aより最も離れて実装さ
れる素子を注目してみるに、当該素子T3までのブスバ
ーNの線路インダクタンスによって発生ずる電圧が素子
T3 に負帰還作用を与える結果、素子T3のベース電
流が流れにくくなってコレクタ電ff、I cも第3図
の13特性で示す如く減少してしまう。これに対して線
路インダクタンスが最も小さい素子7’l I″i、電
圧の負帰還作用による影響が最も小さく、しかも素子T
3のコレクタ電流の減少分に見合う電流を負担するので
、第3図の11特性で示すように電流分担度合は最も犬
きく電流集中による熱破壊など最も影響が太きい。
かかる線路インダクタンスによって発生する電圧の負帰
還作用に起因する分担電流のアンバランスを解決する具
体的方法として、例えば第4図(4)の破線部で示すよ
うにエミッタ側のブスバーNf折り返しだ構造とし、こ
の構造をイ方向よυみた場合の千面図が第4図(J3)
であって、この第4図(Z?)より明らかなように、エ
ミッタ側のブスバーは各素子のエミッタ端子と直接接続
される集電用ブスバーN1と、このバーの一端と導体3
を介して接続されるブスバーN2とに分割した構造とし
、又ブスバー N、の他端は絶縁バイブ2で支持されて
いる。なお図ではバーNlとN2とを隔てた構造としで
あるが、実際には各バー同士は数臨を隔てて配置される
密着した構造となっている。かがる構成のものを等価回
路で示したものが第5図で、この等価回路より明らかな
ようにバーNl とN2とに流れる電流はそれぞれ逆方
向であるので、結果としてNl  、 #20両ブスバ
ーは無銹導性に近いものとな゛つてインダクタンスによ
る発生重圧のレベルも低くなり、電圧の負帰還作用によ
る影響も緩和され分担電流のアンバランスも充分に改善
することができる。しかしながら第4図に示す従来装置
は、バーN1 とN2との密着状態によって各素子の分
担電流のアンバランスが変ってしまうなど、製作が難し
くコスト高となって余り実用的ではない。
本発明はこの点に鑑みて発明されたものであって、特に
本願は素子群を実装する導体(冷却フィンを含む)その
ものをエミッタ側母線として利用した点に一太特徴を有
し、以下第6図に示す実施例に基づき詳述する。
同実施例で第1図と同一のものは同一符号を付しておシ
、本実施例でも各素子11〜T3のコレクタ端子C1〜
C3はブスバーPを介して接続することは第2図、第4
図の従来装置と全く同様で、従来装置と異にする点は、
各素子のエミッタ端子EI”’−E3と冷却フィンたる
ヒートシンク1とを接続する図示形状の取付金具41〜
43をそれぞれ用意して、これら取付金具41〜43を
介して各エミッタ端子とヒートシンク1とは直接電気的
に接続するようにした点である。なお取付金具はヒート
シンク1と溶接又はろう付は等で固着するか、さらには
ボルト等で螺合すればよく、さらに各素子は任意形状の
取付板51〜53を介して図示する如くヒートシンク1
に取付けられて必り、エミッタ電流Is、即ち負荷電流
を一括して取出すべく取付金具41〜43の反対側には
図示する    ゛ような端子NlがヒーI・シンク1
上に設けである。
なお6は各素子をベースドライブする為のドライブ用ブ
リ/1・板で、このドライブ用プリント板と各ベース端
子B1〜B3とは同一長さの信号線rlを介して接続す
ると共に、他方の信号線β2を端子N1 と接続して、
これら信号線A、、u2を通して所望のベース信号を各
素子T、 −T3に供給するようにバワートラノジスタ
の並列接続体は構成されている。なお各取付金具41〜
43も同一長さにしてあって、各素子のエミッタ端子よ
シ端子N!までの長さを略相等しくして線路インダクタ
ンスをそれぞれ等しくしであることは申す迄もない。
このように構成してなる本実施例によれば、ドライブ用
プリント板6よ多並列接続体の各素子11〜13に所望
のベース信号を、信号線1工→各素子のベース端子B、
−B3→各素子のエミッタ端子E、 −E3→各取付金
具41〜43→ヒートシック1のN1端子の経路で供給
すると、各素子11〜T3はそれぞれ略同時にターンオ
ンして、図示しない;III il 電源→ブスバーP
→各素子のコレクタ端子Cl−Cs→谷エミッタ端子E
、 −E3→各取付金具41〜43→ヒーi・シンク1
→外部回路(負荷などを示す)の経路でコレクタ電流が
流れ始める。かかるターンオン過程での時間経緯に対す
るコレクタ電流Icの立上り特性を示したものが第7図
で、この電流特性図よシ明らかなように、各素子の立上
シ特性が全く同一でコレクタ電流がバランスしているこ
とが理解できる。このように各素子のコレクタ電流がタ
ーンオン時点の過渡期にバランスする理由は、各素子T
、−T3のエミッタ端子E1〜E3よシエミッタ電流の
取出し端子N1までの電流経路が、取付金具41〜43
及びヒートシンク1とでイ乍り出されるものであるから
、全て等距離の関係にあル線路インダクタンスはそれぞ
れ相等しい。従って線路インダクタンスによって発生す
る電圧の負帰還作用による影響は、各素子それぞれに同
一であり、これにより分担電流、即ちエミッタ電流の値
も同一レベルとなりバランスする事になる。このように
本発明によれば、ターンオン時点の過渡特性が素子それ
ぞれに相等しくなるので、特定の素子のみが分担電流が
増え熱破壊に陥入るようなことは決して力<、動作面で
の安定性が向上するばかりでなく、ヒートシンクそのも
のをブスバーとして利用するものであるかう、ヒートシ
ンクそのもののインダクタンス値I−Jニ一般に用いら
れるブスバーのインダクタンス値に比し小さいので、タ
ーンオン時点での素子に与える影響を緩和する事ができ
同−秤量の素子であね2ば、より多くの負荷電流を取出
すことができる。
さらに従来装置にみられるようなエミッタ側のブスバー
を削除したので、容易に並列接続体を製造することがで
き非常に経済的なインバータ装置等を実現することがで
きると同時に、並列接続体そのものの固有面積を小さく
できインノ(−夕装置等を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の並列接続体を電気回路で表現した場合の
具体的な回路図、@2図はそれを実装化した場合の構成
図、第3図は従来の並列接続体をターンオンした場合の
過渡特性を示す電流特性図、第4図(濁は第2Mの従来
装置を改良した従来の並列接続体を示す具体的万構成図
、第4図(It)はそれをイ方向より見た場合の構造断
面図、第5図は第4図(4)の従来の並列接続体を電気
的な等価回路を示す回路図、第6図は本発明による一実
施例を示す並列接続体の具体的な構造図、第7図はその
ターンオン時の過渡特性を示す電流特性図。 特許出願人 第3図 第 4 図(8) 第5図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)導体Aに任意数並列接続したパワートランジスタ
    を塔載し、これらパワートランジスタの各エミッタ端子
    を、導体Bを介して前記導体Aに接続するようにしたパ
    ワートランジスタの並列接続体。
  2. (2)導体Aを冷却フィンとした、特許請求の範囲第1
    項記載のパワートランジスタの並列接続体。
  3. (3)  パワートランジスタを絶縁形の素子とした、
    特許請求の範囲第1項記載のパワートランジスタの並列
    接続体。
JP57118143A 1982-07-07 1982-07-07 パワ−トランジスタの並列接続体 Pending JPS599953A (ja)

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