KR20100005085A - 반도체 장치 - Google Patents

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Abstract

광 게이트 신호(L1~Ln)에 의해 점호되는 광 직접 점호 사이리스터(11~1n)와, 상기 광 직접 점호 사이리스터(11~1n)에 접속되고, 상기 광 게이트 신호(L1~Ln)를 전송하기 위한 제 1 광 파이버(21a~2na)와, 상기 제 1 광 파이버(21a~2na)를 연장하기 위한 제 2 광 파이버(21b~2nb)와, 상기 제 1 광 파이버(21a~2na)와 상기 제 2 광 파이버(21b~2nb)를 접속하고, 상기 제 2 광 파이버(21b~2nb)로부터 출력되는 상기 광 게이트 신호(L1~Ln)를 상기 제 1 광 파이버(21a~2na)에 입력하는 광 파이버간 중계 수단(51~5n)을 구비한 반도체 장치.

Description

반도체 장치{SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 광 직접 점호 사이리스터(optical direct fire thyristor)를 구비한 반도체 장치에 관한 것이다.
최근, 광 직접 점호 사이리스터를 이용하여 반도체 장치를 구성하는 것이 알려져 있다. 예컨대, 냉각용 핀(fin)과 광 직접 점호 사이리스터를 교대로 접합시킨 구조체를 구비한 반도체 장치가 있다.
그러나 상술한 바와 같은 반도체 장치는, 광 파이버의 광 직접 점호 사이리스터와의 접속측이 구조적으로 매립되는 일이 많다. 따라서, 반도체 장치는, 광 직접 점호 사이리스터로부터 광 파이버가 인출된 상태로 된다. 광 파이버는, 그 재질의 성질상, 취급에 충분히 주의를 해야 한다. 그 때문에, 이러한 반도체 장치는, 제조, 조립, 또는 해체 등의 작업을 행하는 데에 있어서, 인출된 상태의 광 파이버에 의해 취급에 불편이 생긴다. 특히, 반도체 장치는, 고전압부에 설치될수록 광 파이버의 길이는 길어진다. 광 파이버의 길이가 길어지면, 반도체 장치는 보다 취급하기 어렵게 된다.
또한, 광 파이버가 손상된 경우, 광 파이버를 교환해야 한다. 그러나, 광 파이버의 일단이 반도체 장치에 구조적으로 매립되어 있는 경우, 광 파이버를 교환하기 위해서는, 반도체 장치를 분해해야 한다.
이와 같이, 광 직접 점호 사이리스터를 구비한 반도체 장치는, 광 직접 점호 사이리스터에 접속하는 광 파이버에 의해, 취급에 불편이 생기는 경우가 많다.
본 발명의 목적은, 광 직접 점호 사이리스터를 구비한 반도체 장치에 있어서, 광 파이버에 의한 취급의 불편함을 경감할 수 있는 반도체 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 1 국면은, 광 게이트 신호에 의해 점호되는 광 직접 점호 사이리스터와, 상기 광 직접 점호 사이리스터에 접속되고, 상기 광 게이트 신호를 전송하기 위한 제 1 광 파이버와, 상기 제 1 광 파이버를 연장하기 위한 제 2 광 파이버와, 상기 제 1 광 파이버와 상기 제 2 광 파이버를 접속하고, 상기 제 2 광 파이버로부터 출력되는 상기 광 게이트 신호를 상기 제 1 광 파이버에 입력하는 광 파이버 중계 수단을 구비한 반도체 장치이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 반도체 장치의 구성을 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 반도체 장치의 구성을 나타내는 외관도,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 반도체 장치의 광 파이버의 접속 상태를 나타내는 구성도,
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 반도체 장치의 구성을 나타내는 구성도,
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 반도체 장치의 광 파이버의 접속 상태를 나타내는 구성도이다.
이하 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 반도체 장치(1)의 구성을 나타내는 구성도이다. 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 반도체 장치(1)의 구성을 나타내는 외관도이다. 또, 도면 중에서, 동일 부분에는 동일 부호를 붙여 그 자세한 설명을 생략하고, 다른 부분에 대하여 주로 설명한다. 이후의 실시예도 마찬가지로 하여 중복한 설명을 생략한다.
반도체 장치(1)는, 직렬로 접속된 n개의 광 직접 점호 사이리스터(11~1n)와, 각 광 직접 점호 사이리스터(11~1n)에 각각 광 게이트 신호 L1~Ln을 입력하기 위한 광 파이버(21a~2na)와, 각 광 파이버(21a~2na)를 각각 연장하기 위한 광 파이버(21b~2nb)와, 광 파이버(21b~2nb)의 입력측에 접속된 게이트 발생기(4)와, 각 광 파이버(21a~2na)에 각각 광 파이버(21b~2nb)를 접속하기 위한 중계부(51~5n)와, 각 광 직접 점호 사이리스터(11~1n)와 각각 접합된 냉각핀(61~6n)을 구비하고 있다. 여기서, n은, 1 이상의 정수를 나타내고 있지만, 도면중에 있어서는, 각 구성요소의 도시를 적절히 생략하고 있다.
각 광 직접 점호 사이리스터(11~1n)와 각 냉각핀(61~6n)을 교대로 접합함으로써 구조체를 구성하고 있다. 구조체에는, 광 파이버(21a~2na)가 각각 광 직접 점호 사이리스터(11~1n)에 접속되어 있다. 이것 때문에, 광 파이버(21a~2na)의 광 직접 점호 사이리스터(11~1n)와의 접속 부분은 구조체에 묻혀 있다. 광 파이버(21a~2na)는, 광 파이버(21b~2nb)와의 접속을 하기 쉽게 하기 위해, 구조체로부터 일단이 인출되어 있다.
광 직접 점호 사이리스터(11~1n)는 광 신호에 의해 직접 점호되는 사이리스터이다. 광 직접 점호 사이리스터(11~1n)는 광 게이트 신호 L1~Ln에 따라 스위칭(구동)한다.
광 파이버(21a~2na) 및 광 파이버(21b~2nb)는 광 게이트 신호의 통신을 하기 위한 케이블이다. 광 파이버(21a~2na)는 광 직접 점호 사이리스터(11~1n)의 게이트에 접속되어 있다. 광 파이버(21b~2nb)는 각각 게이트 발생기(4)에 접속되어 있다. 광 파이버(21a)와 광 파이버(21b)는 동일한 직경의 케이블이다. 광 파이버(21a~2na)의 길이는, 광 파이버(21b~2nb)와의 접속을 하는 부분이 구조체로부터 나와 있으면, 되도록이면 짧은 것이 좋다.
게이트 발생기(4)는 광 직접 점호 사이리스터(11~1n)를 각각 스위칭(점호)하기 위한 광 게이트 신호 L1~Ln을 발생시키는 기기이다.
중계부(51~5n)는 광 파이버(21a~2na와 21b~2nb)를 각각 접속하는 부품이다. 중계부(51~5n)는 광 파이버(21a~2na) 및 광 파이버(21a~2na)와 용이하게 착탈 가능한 구조로 되어 있다.
냉각핀(61~6n)은 광 직접 점호 사이리스터(11~1n)에 의해 발생한 열을 방열하기 위한 히트싱크이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 반도체 장치(1)의 광 파이버(21a, 21b)의 접속 상태를 나타내는 구성도이다. 여기서는, 광 파이버(21a, 21b)와의 접속 상태를 나타내고 있지만, 다른 광 파이버의 접속 상태도 마찬가지다.
광 파이버(21a) 및 광 파이버(21b)는 중계부(51)에 의해 접속되어 있다. 반도체 장치(1)의 제조, 조립 또는 해체 등의 작업을 행하는 경우는, 중계부(51)로부터 광 파이버(21a) 또는 광 파이버(21b)를 뺀다. 이것에 의해, 구조체에 접속되어 있는 광 파이버의 길이를 짧게 할 수 있기 때문에, 구조체를 취급하기 쉬워진다.
본 실시예에 의하면, 중계부(51~5n)를 마련하는 것에 의해, 광 직접 점호 사이리스터(11~1n)에 접속되는 광 파이버(21a~2na)의 길이를 짧게 할 수 있다. 이것에 의해, 구조체로부터 인출된 광 파이버(21a~2na)의 취급이 용이하게 되고, 반도체 장치(1)의 제조, 조립 또는 해체 등의 작업을 용이하게 할 수 있다. 특히, 광 직접 점호 사이리스터(11~1n)와 냉각핀(61~6n)과의 접합 작업 등에 있어서, 구조체의 취급이 쉬워진다. 또한, 광 파이버(21a~2na)의 길이를 짧게 함으로써 되도록이면 광 파이버(21a~2na)로의 손상의 가능성을 저감할 수 있다. 광 파이버(21b~2nb)의 손상이면, 반도체 장치(1)를 분해하지 않고, 용이하게 교환할 수 있다.
(실시예 2)
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 반도체 장치(1A)의 구성을 나타내는 구성도이다.
반도체 장치(1A)는, 실시예 1에 따른 반도체 장치(1)의 변형 형태이며, 중계부(51~5n)를 중계부(51A~5nA)로 대체하고, 광 파이버(21a~2na)를 광 파이버(21a1~2na1)로 대체한 점 이외는 같은 구성이다.
광 파이버(21a1~2na1)는 광 파이버(21b~2nb)보다 직경이 굵게 되어 있다.
중계부(51A~5nA)는, 한쪽을, 광 파이버(21a1~2na1)를 접속하기 위한 형상으로 하고, 또 한쪽을, 광 파이버(21b~2nb)를 접속하기 위한 형상으로 하고 있다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 반도체 장치(1A)의 광 파이버(21a1, 21b)의 접속 상태를 나타내는 구성도이다. 여기서는, 광 파이버(21a1)와 광 파이버(21b)와의 접속 상태를 나타내고 있지만, 다른 광 파이버의 접속 상태도 마찬가지다.
광 파이버(21a1) 및 광 파이버(21b)는 중계부(51A)에 의해 접속되어 있다. 반도체 장치(1)의 제조, 조립 또는 해체 등의 작업을 행하는 경우는, 중계부(51A)로부터 광 파이버(21a1) 또는 광 파이버(21b)를 뺀다. 이것에 의해, 구조체에 접속되어 있는 광 파이버의 길이를 짧게 할 수 있기 때문에, 구조체를 취급하기 쉬워진다.
본 실시예에 의하면, 실시예 1의 작용 효과에 부가하여, 이하의 작용 효과를 얻을 수 있다.
광 직접 점호 사이리스터(11)를 구동하기 위해서는, 단순히 「0」, 「1」의 신호를 전달하는 것뿐 아니라, 구동하기 위한 광파워의 전달도 필요하게 된다. 따라서, 광 파이버(21a1)와 광 파이버(21b)의 접합면에서의 광 게이트 신호 L1의 광 파워의 감쇠를 억제하는 것이 중요해진다. 그래서, 광 파이버(21a1~21n1)의 직경의 굵기를 광 파이버(21b~2nb)보다 굵게 하고 있다. 이것 때문에, 광 파이버(21a1)의 접합면은 광 파이버(21b)의 접합면보다 넓게 된다. 따라서, 광 파이버(21b)로부터 출력되는 광 게이트 신호 L1이 중계부(51A)에서 넓어지더라도, 광 파이버(21a1)에 전달되는 광 게이트 신호 L1(광 파워)의 감쇠를 억제할 수 있다. 마찬가지의 구성에 의해, 광 게이트 신호 L1~Ln의 감쇠를 억제할 수 있다.
또, 각 실시예에서서는, 1상분의 회로를 구성하는 반도체 장치에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 3상분의 회로를 구성하는 반도체 장치(전력 변환 장치)로 해도 좋고, 전력 변환 장치 이외의 반도체 장치라도 좋다. 이들의 구성에 대해서도 각 실시예와 마찬가지의 구성으로 함으로써 각 실시예와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
또, 본 발명은 상기 실시예 그 자체에 한정되는 것이 아니라, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 또한, 상기 실시예에 개시되어 있는 복수의 구성요소의 적당한 조합에 의해, 여러가지의 발명을 형성할 수 있다. 예컨대, 실시예에 나타내어지는 전체 구성요소로부터 몇 개 구성요소를 삭제할 수도 있다. 또한, 다른 실시예의 구성요소를 적절히 조합하더라도 좋다.
본 발명에 의하면, 광 직접 점호 사이리스터를 구비한 반도체 장치에 있어서, 광 파이버에 의한 취급의 불편함을 경감할 수 있는 반도체 장치를 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 광 게이트 신호에 의해 점호되는 광 직접 점호 사이리스터(optical direct fire thyristor)와,
    상기 광 직접 점호 사이리스터에 접속되고, 상기 광 게이트 신호를 전송하기 위한 제 1 광 파이버와,
    상기 제 1 광 파이버를 연장하기 위한 제 2 광 파이버와,
    상기 제 1 광 파이버와 상기 제 2 광 파이버를 접속하고, 상기 제 2 광 파이버로부터 출력되는 상기 광 게이트 신호를 상기 제 1 광 파이버에 입력하는 광 파이버간 중계 수단
    을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 직접 점호 사이리스터로부터 발생하는 열을 방열시키는 방열 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광 파이버는 상기 제 2 광 파이버보다 직경을 굵게 한 것을 특징 으로 하는 반도체 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 광 파이버와 접속되고, 상기 광 게이트 신호를 발생하는 광 게이트 신호 발생 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  5. 직렬로 접속되고, 광 게이트 신호에 의해 점호되는 복수의 광 직접 점호 사이리스터와,
    상기 각 광 직접 점호 사이리스터에 접속되고, 상기 각 광 게이트 신호를 전송하기 위한 복수의 제 1 광 파이버와,
    상기 각 제 1 광 파이버를 연장하기 위한 복수의 제 2 광 파이버와,
    상기 각 제 1 광 파이버와 상기 각 제 2 광 파이버를 접속하고, 상기 각 제 2 광 파이버로부터 출력되는 상기 각 광 게이트 신호를 상기 각 제 1 광 파이버에 입력하는 복수의 광 파이버간 중계 수단
    을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 각 광 직접 점호 사이리스터로부터 발생하는 열을 방열시키는 복수의 방열 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 각 제 1 광 파이버는 상기 각 제 2 광 파이버보다 직경을 굵게 한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 각 제 2 광 파이버와 접속되고, 상기 각 광 게이트 신호를 발생하는 광 게이트 신호 발생 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
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