针对使IGBT和MOSFET并联动作而作为开关设备进行使用的功率用半导体装置，将装置整体小型化。IGBT及MOSFET中的配置在栅极控制电路的附近的晶体管，将从栅极控制电路发送来的栅极控制信号，发送至配置在远离栅极控制电路的位置处的晶体管的栅极。而且，经由电阻元件，将栅极控制信号发送至配置在栅极控制电路的附近的晶体管。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】针对使IGBT和MOSFET并联动作而作为开关设备进行使用的功率用半导体装置，将装置整体小型化。IGBT及MOSFET中的配置在栅极控制电路的附近的晶体管，将从栅极控制电路发送来的栅极控制信号，发送至配置在远离栅极控制电路的位置处的晶体管的栅极。而且，经由电阻元件，将栅极控制信号发送至配置在栅极控制电路的附近的晶体管。【专利说明】功率用半导体装置
本专利技术涉及一种功率用半导体装置，特别地涉及一种使IGBT和MOSFET并联动作而作为开关设备进行使用的功率用半导体装置。
技术介绍
在现有技术中，在IGBT (insulated gate bipolar transistor)等开关装置中，以降低开关损耗为目的，研究出将IGBT与MOSFET (MOS field effect transistor)并联连接的结构。例如，在专利文献I的图5中公开了下述结构:并联连接的IGBT和MOSFET的各自的栅极共同连接，利用共同的栅极驱动电路，对两者进行驱动。通过采用这种结构，从而能够利用IGBT和MOSFET的阈值电压的差，使断开时的瞬间特性反映出MOSFET的断开特性，将断开损耗较大的IGBT的断开特性吸收，降低开关损耗。专利文献1:日本特开平4-354156号公报在上述专利文献I的结构中，将IGBT的接通阈值电压设定为比MOSFET的接通阈值电压高，因此，在开关时的瞬间状态下，必然是全部电流流过M0SFET，因此，为了与此相应对，不得不将MOSFET的额定电流设为较大，存在难以减小MOSFET的芯片尺寸，难以将装置整体小型化的课题。【专利技术内容】本专利技术就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，针对使IGBT和MOSFET并联动作而作为开关设备进行使用的功率用半导体装置，将装置整体小型化。本专利技术涉及的功率用半导体装置的第I方式具有:逆变器，其串联地插入在施加第一电压的第一电源线和施加第二电压的第二电源线之间，由互补地动作的第一及第二开关部构成；以及第一及第二控制电路，它们分别对所述第一及第二开关部的各自的开关动作进行控制，所述逆变器和所述第一及第二控制电路进行了模块化，在该功率用半导体装置中，所述第一开关部具有第一 IGBT及第一 M0SFET，它们各自的一个主电极与所述第一电源线连接，各自的另一个主电极与所述逆变器的输出节点连接，所述第二开关部具有第二IGBT及第二 M0SFET，它们各自的一个主电极与所述第二电源线连接，各自的另一个主电极与所述逆变器的所述输出节点连接，在所述功率用半导体装置的平面布局中，所述第一控制电路配置在与所述第一开关部相对的位置处，所述第一 IGBT及所述第一 MOSFET中的一者配置在所述第一控制电路的附近，另一者配置在与所述第一 IGBT及所述第一 MOSFET中的所述一者相比远离所述第一控制电路的位置处，所述第二控制电路配置在与所述第二开关部相对的位置处，所述第二 IGBT及所述第二 MOSFET中的一者配置在所述第二控制电路的附近，另一者配置在与所述第二 IGBT及所述第二 MOSFET中的所述一者相比远离所述第二控制电路的位置处，所述第一 IGBT及所述第一 MOSFET中的配置在所述第一控制电路的附近的晶体管，将从所述第一控制电路发送来的栅极控制信号，发送至配置在远离所述第一控制电路的位置处的晶体管的栅极，所述第二 IGBT及所述第二 MOSFET中的配置在所述第二控制电路的附近的晶体管，将从所述第二控制电路发送来的栅极控制信号，发送至配置在远离所述第二控制电路的位置处的晶体管的栅极，从所述第一控制电路，经由电阻元件将栅极控制信号发送至所述第一 IGBT及所述第一 MOSFET中的一个晶体管的栅极，从所述第二控制电路，经由电阻元件将栅极控制信号发送至所述第二 IGBT及所述第二 MOSFET中的一个晶体管的栅极。专利技术的效果根据本专利技术所涉及的功率用半导体装置的第I方式，无需相对于控制电路并联地配置IGBT和MOSFET，能够在作为开关设备而并联使用IGBT和MOSFET的结构中，将装置整体小型化。另外，从第一控制电路，经由电阻元件将栅极控制信号发送至第一 IGBT及第一MOSFET中的一个晶体管的栅极，从第二控制电路，经由电阻元件将栅极控制信号发送至第二IGBT及第二 MOSFET中的一个晶体管的栅极，因此，能够对并联驱动IGBT及MOSFET时的振荡进行抑制。【专利附图】【附图说明】图1是表示本专利技术所涉及的实施方式的3相逆变器模块的电路结构的图。图2是表示本专利技术所涉及的实施方式的3相逆变器模块的内部结构的图。图3是本专利技术所涉及的实施方式的3相逆变器模块的内部结构的局部图。图4是说明IGBT及MOSFET并联驱动时的振荡的图。图5是表示将电阻元件连接在IGBT的栅极上的结构的图。图6是本专利技术所涉及的实施方式的3相逆变器模块的内部结构的局部图。图7是说明IGBT及MOSFET并联驱动时的振荡的图。图8是表示将电阻元件连接在MOSFET的栅极上的结构的图。图9是表示在IGBT的栅极焊盘下内置有电阻元件的结构的一个例子的图。图10是表示将电阻元件连接在MOSFET的栅极上的结构的图。图11是本专利技术所涉及的实施方式的3相逆变器模块的内部结构的局部图。图12是表示将电阻元件连接在IGBT的栅极上的结构的图。图13是本专利技术所涉及的实施方式的3相逆变器模块的内部结构的局部图。图14是说明栅极-发射极间电压的下降机制的图。图15是说明栅极-发射极间电压的下降机制的图。图16是说明接通时的损耗减少的图。图17是说明反馈电容得到了充电的情况下的开关动作的图。图18是说明反馈电容得到了充电的情况下的开关动作的图。图19是表示MOSFET接通时的电流、电压特性和栅极电压特性的图。图20是表示本专利技术所涉及的实施方式的变形例的结构的图。图21是表示本专利技术所涉及的实施方式的变形例的结构的图。图22是表示本专利技术所涉及的实施方式的变形例的结构的图。图23是表示本专利技术所涉及的实施方式的变形例的结构的图。【具体实施方式】<实施方式>在图1中示出本专利技术所涉及的功率用半导体装置的实施方式的3相逆变器模块100的电路结构。图1所示的3相逆变器模块100由3个逆变器IVl?IV3构成。逆变器IVl 具有:M0SFET(M0S field effect transistor)7 及 10，它们在电源线P和电源线N之间串联连接，其中，该电源线P连接在被施加电源电压的端子Tl上，该电源线N连接在被施加基准电压的端子T5上；以及IGBT (insulated gate bipolar transistor)I及4，它们分别与M0SFET7及10并联连接。而且，M0SFET7及10的各自的源极以及漏极共同连接在端子T2上。在这里，IGBTl和M0SFET7是高电位侧的开关设备，两者构成高电位侧的开关部，IGBT4和M0SFET10是低电位侧的开关设备，两者构成低电位侧的开关部。在这里，“M0S”这个术语，以前用于金属/氧化物/半导体的层叠构造中，是取Metal-Oxide-Semiconductor中的第一个字母而构成的。然而，特别地，在具有MOS构造的场效应晶体管(以下简称为“M0本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种功率用半导体装置，其具有：逆变器，其串联地插入在施加第一电压的第一电源线和施加第二电压的第二电源线之间，由互补地动作的第一及第二开关部构成；以及第一及第二控制电路，它们分别对所述第一及第二开关部的各自的开关动作进行控制，所述逆变器和所述第一及第二控制电路进行了模块化，在该功率用半导体装置中，所述第一开关部具有第一IGBT及第一MOSFET，它们各自的一个主电极与所述第一电源线连接，各自的另一个主电极与所述逆变器的输出节点连接，所述第二开关部具有第二IGBT及第二MOSFET，它们各自的一个主电极与所述第二电源线连接，各自的另一个主电极与所述逆变器的所述输出节点连接，在所述功率用半导体装置的平面布局中，所述第一控制电路配置在与所述第一开关部相对的位置处，所述第一IGBT及所述第一MOSFET中的一者配置在所述第一控制电路的附近，另一者配置在与所述第一IGBT及所述第一MOSFET中的所述一者相比远离所述第一控制电路的位置处，所述第二控制电路配置在与所述第二开关部相对的位置处，所述第二IGBT及所述第二MOSFET中的一者配置在所述第二控制电路的附近，另一者配置在与所述第二IGBT及所述第二MOSFET中的所述一者相比远离所述第二控制电路的位置处，所述第一IGBT及所述第一MOSFET中的配置在所述第一控制电路的附近的晶体管，将从所述第一控制电路发送来的栅极控制信号，发送至配置在远离所述第一控制电路的位置处的晶体管的栅极，所述第二IGBT及所述第二MOSFET中的配置在所述第二控制电路的附近的晶体管，将从所述第二控制电路发送来的栅极控制信号，发送至配置在远离所述第二控制电路的位置处的晶体管的栅极，从所述第一控制电路，经由电阻元件将栅极控制信号发送至所述第一IGBT及所述第一MOSFET中的一个晶体管的栅极，从所述第二控制电路，经由电阻元件将栅极控制信号发送至所述第二IGBT及所述第二MOSFET中的一个晶体管的栅极。...
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：长谷川真纪，白水政孝，酒井伸次，白石卓也，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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