【技术实现步骤摘要】
功率半导体器件中的电流测量
本说明书涉及半导体器件的实施例、电路布置的实施例和控制半导体器件的方法的实施例。特别地,本说明书涉及诸如基于MOS的功率半导体器件的功率半导体器件中的电流测量,例如涉及功率半导体器件中的电容性电流测量。
技术介绍
在机动车、消费者和工业应用中的现代设备的许多功能(诸如,转换电能和驱动电动机或电机)依赖半导体器件。例如,绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和二极管(仅举几例)已经用于各种应用,包括但不限于电源和电源转换器中的开关。半导体器件通常被设计成在额定条件下连续操作,根据该额定条件,例如,负载电流正常在大于预定时间段内不会超过额定值。偶尔,半导体器件可能仍然经受显著高于额定负载电流的过载电流。例如,这种过载电流的原因可能是电源的部件和负载中的至少一个中的短路。尽管半导体器件可以不被设计成在过载状态下连续操作,但是可能要求半导体器件能够在一段时间内承受过载电流,而不遭受任何损害。然而,为了避免由于长期过载情形而引起对半导体器件的损害,已知的是,测量实际负载电流并且响应于检测到实际负载电流超过额定值而适应半导体器件的控制。
技术实现思路
根据实施例,半导体器件包括第一负载端子、第二负载端子和耦合到第一负载端子和第二负载端子的半导体本体,其中该半导体本体被配置成沿着第一负载端子和第二负载端子之间的负载电流路径而传导负载电流。该半导体器件还包括控制电极,该控制电极与半导体本体电绝缘并且被配置成控制负载电流路径的一部分;以及电浮动传感器电极,布置成与控制电极相邻,其中传感器电极与半导体本体和控制电极中 ...
【技术保护点】
一种半导体器件(1),包括第一负载端子(11)、第二负载端子(12)和耦合到所述第一负载端子(11)和所述第二负载端子(12)的半导体本体(10),其中所述半导体本体(10)被配置成沿着所述第一负载端子(11)和所述第二负载端子(12)之间的负载电流路径传导负载电流,所述半导体器件(1)还包括:‑ 控制电极(131),与所述半导体本体(10)电绝缘并且被配置成控制所述负载电流路径的一部分;以及‑ 电浮动传感器电极(132),布置成与所述控制电极(131)相邻,其中,所述传感器电极(132)与所述半导体本体(10)和所述控制电极(131)中的每个电绝缘,并且电容性耦合到所述负载电流路径。
【技术特征摘要】
2015.12.14 DE 102015121722.81.一种半导体器件(1),包括第一负载端子(11)、第二负载端子(12)和耦合到所述第一负载端子(11)和所述第二负载端子(12)的半导体本体(10),其中所述半导体本体(10)被配置成沿着所述第一负载端子(11)和所述第二负载端子(12)之间的负载电流路径传导负载电流,所述半导体器件(1)还包括:-控制电极(131),与所述半导体本体(10)电绝缘并且被配置成控制所述负载电流路径的一部分;以及-电浮动传感器电极(132),布置成与所述控制电极(131)相邻,其中,所述传感器电极(132)与所述半导体本体(10)和所述控制电极(131)中的每个电绝缘,并且电容性耦合到所述负载电流路径。2.根据权利要求1所述的半导体器件(1),其中,所述控制电极(131)和所述传感器电极(132)均呈现平面结构并且布置在所述半导体本体(10)的表面(10-1)之上。3.根据权利要求1所述的半导体器件(1),还包括沿着竖直方向(Z)延伸到所述半导体本体(10)中的沟槽(13),所述沟槽(13)包括所述控制电极(131)。4.根据权利要求3所述的半导体器件(1),其中,所述传感器电极(132)沿着竖直方向(Z)延伸至少直到所述控制电极(131)。5.根据权利要求4所述的半导体器件(1),其中,所述沟槽(13)包括所述传感器电极(132)和所述控制电极(131)中的每个。6.根据前述权利要求之一所述的半导体器件(1),还包括绝缘结构(133),所述绝缘结构(133)被配置成使所述控制电极(131)和所述传感器电极(132)中的每个与所述第一负载端子(11)和所述半导体本体(10)中的每个电绝缘。7.根据权利要求3至5和权利要求6之一所述的半导体器件(1),其中,所述绝缘结构(133)至少部分地被包括在所述沟槽(13)中,并且形成所述沟槽(13)的侧壁(138)和底部(139)。8.根据权利要求7所述的半导体器件(1),其中,所述沟槽侧壁(138)包括上部分和下部分,并且其中,所述绝缘结构(133)在所述下部分的厚度(d2)等于或小于所述绝缘结构(133)在所述上部分的厚度(d1)。9.根据前述权利要求6至8之一所述的半导体器件(1),其中,所述绝缘结构(133)使所述控制电极(131)与所述传感器电极(132)隔离。10.根据前述权利要求之一所述的半导体器件(1),其中,所述控制电极(131)与所述传感器电极(132)之间的距离(dY、dZ)总计小于3μm。11.根据前述权利要求之一所述的半导体器件(1),其中,所述传感器电极(132)被配置成提供传感器信号,所述传感器信号指示由半导体本体(10)经由所述负载电流路径传导的负载电流的大小。12.根据前述权利要求之一所述的半导体器件(1),其中,所述传感器电极(132)与所述半导体本体(10)的被所述负载电流路径穿过的至少一区段形成电容器(19)。13.根据权利要求6至9和权利要求12之一所述的半导体器件(1),其中-所述传感器电极(132)形成所述电容器(19)的第一电极(19-1);-所述半导体本体(10)的所述区段形成所述电容器(19)的第二电极(19-2);以及-所述绝缘结构(133)使所述第一电极(19-1)和所述第二电极(19-2)彼此电隔离。14.一种电路布置(3),包括半导体器件(1)、驱动器(31)和评估单元(33),其中:-所述半导体...
【专利技术属性】
技术研发人员:J巴伦舍恩,M比纳,A毛德,
申请(专利权)人:英飞凌科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:德国,DE
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