一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件制造技术

本发明专利技术公开了一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件，包括串联的若干个IGBT，IGBT的串联电路上并联有第一电容组成IGBT半桥单元，IGBT半桥单元的一侧并联有晶闸管半桥单元，IGBT半桥单元的另一侧并联有并联设置的第二电容器和第三电容器。通过晶闸管的导通压降低和IGBT开关特性好的特点，通过驱动电路分别控制IGBT与晶闸管，改善了传统关断晶闸管类器件开关频率低、开关特性差、需要较大的缓冲回路和拓扑复杂的缺点，可广泛应用于电力系统的换流阀之中；也能解决IGBT通态压降较高的问题，适合应用于轨道交通等低频应用场合。

【技术实现步骤摘要】
一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件
本专利技术涉及半导体
，具体来说，涉及一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件。
技术介绍
电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在工业中的应用越来越广泛。随着需求的增加，电力电子装置趋于大容量和高功率密度，开关器件的电压和电流等级也随之增大。新型功率器件及其相关新型半导体材料的研究，一直是电力电子行业极为活跃的领域。一种理想的功率半导体器件，应当具有理想的静态和动态特性：在阻断状态，能承受高电压；在导通状态，具有高的电流密度和低的导通压降；在开关状态和转换时，开关时间短，能承受高的di/dt和dv/dt，具有低的开关损耗，并具有全控功能；绝缘门极双极性晶体管(insulatedgatebipolartransistor，IGBT)凭借其开关频率高、驱动简单、容量大等优势，成为电力电子领域应用最广泛的功率半导体器件，电压容量等级涵盖650～6500V，50～3600A。虽然IGBT是目前开关特性比较理想的可关断器件，但是相比于基于晶闸管结构的可关断器件（如GTO、IGCT、MCT和SGTO），IGBT器件仍存在通态压降高的问题，在柔性直流换流阀等低频应用场合会造成较大的损耗。针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对相关技术中的上述技术问题，本专利技术提出一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件，能够改善传统关断晶闸管类器件开关频率低，开关特性不好，需要较大的缓冲回路，拓扑复杂的缺点，能够克服现有技术的上述不足。为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件，包括串联的若干个IGBT，所述IGBT的串联电路上并联有第一电容组成IGBT半桥单元，所述IGBT半桥单元的一侧并联有晶闸管半桥单元，所述IGBT半桥单元的另一侧并联有并联设置的第二电容器和第三电容器。进一步地，所述IGBT半桥单元内的设置有两个IGBT，两个所述IGBT分别并联有二极管，所述晶闸管半桥单元由两个可关断的晶闸管串联组成。进一步地，所述IGBT半桥单元内的设置有四个IGBT。进一步地，所述IGBT半桥单元内的设置有四个IGBT，所述晶闸管半桥单元由两个可关断的晶闸管串联组成，且每个所述晶闸管并联有二极管。进一步地，所述IGBT半桥单元设有一个IGBT，所述晶闸管半桥单元设有一个晶闸管，所述IGBT的集电极C与所述晶闸管的阳极A相连接，所述IGBT的发射极E与所述晶闸管的阴极K相连。进一步地，所述IGBT设有栅极G1，所述晶闸管设有门极G2。进一步地，所述IGBT半桥单元内的设置有四个IGBT，四个所述IGBT分别并联有二极管，其中，中间相邻的两个所述IGBT并联有第四电容。进一步地，所述第二电容器为有源电容器，所述第三电容器为直流电容器。本专利技术的有益效果：通过晶闸管的导通压降低和IGBT开关特性好的特点，通过驱动电路分别控制IGBT与晶闸管，改善了传统关断晶闸管类器件开关频率低、开关特性差、需要较大的缓冲回路和拓扑复杂的缺点，可广泛应用于电力系统的换流阀之中；也能解决IGBT通态压降较高的问题，适合应用于轨道交通等低频应用场合。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例所述的一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件的电路示意图；图2是根据本专利技术实施例所述的IGBT和晶闸管内电流的示意图；图3是根据本专利技术实施例所述的集成IGBT与晶闸管的芯片结构示意图；图4是根据本专利技术实施例所述的集成IGBT与晶闸管芯片结构示意图；图5是根据本专利技术实施例所述的集成IGBT与晶闸管器件内结构示意图一；图6是根据本专利技术实施例所述的集成IGBT与晶闸管器件内结构示意图二；图7是根据本专利技术实施例所述的集成IGBT与晶闸管组件的原理示意图；图8是根据本专利技术实施例所述的集成IGBT与晶闸管组件的结构示意图；图9是根据本专利技术实施例所述的集成IGBT与晶闸管组件串联的原理示意图一；图10是根据本专利技术实施例所述的集成IGBT与晶闸管组件串联的原理示意图二；图11是根据本专利技术实施例所述的集成IGBT与晶闸管组件串联的原理示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据本专利技术实施例所述的为实现上述技术目的，提供了一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件，包括串联的若干个IGBT，所述IGBT的串联电路上并联有第一电容组成IGBT半桥单元，所述IGBT半桥单元的一侧并联有晶闸管半桥单元，所述IGBT半桥单元的另一侧并联有并联设置的第二电容器和第三电容器。在本专利技术的一个具体实施例中，所述IGBT半桥单元内的设置有两个IGBT，两个所述IGBT分别并联有二极管，所述晶闸管半桥单元由两个可关断的晶闸管串联组成。在本专利技术的一个具体实施例中，所述IGBT半桥单元内的设置有四个IGBT。在本专利技术的一个具体实施例中，所述IGBT半桥单元内的设置有四个IGBT，所述晶闸管半桥单元由两个可关断的晶闸管串联组成，且每个所述晶闸管并联有二极管。在本专利技术的一个具体实施例中，所述IGBT半桥单元设有一个IGBT，所述晶闸管半桥单元设有一个晶闸管，所述IGBT的集电极C与所述晶闸管的阳极A相连接，所述IGBT的发射极E与所述晶闸管的阴极K相连。在本专利技术的一个具体实施例中，所述IGBT设有栅极G1，所述晶闸管设有门极G2。在本专利技术的一个具体实施例中，所述IGBT半桥单元内的设置有四个IGBT，四个所述IGBT分别并联有二极管，其中，中间相邻的两个所述IGBT并联有第四电容。在本专利技术的一个具体实施例中，所述第二电容器为有源电容器，所述第三电容器为直流电容器。为了方便理解本专利技术的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本专利技术的上述技术方案进行详细说明。在具体使用时，根据本专利技术所述的一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件，采用三种方式组成半导体组件。如图3-4所示，采用集成IGBT与晶闸管芯片；晶闸管元胞区布置在芯片中心，其外围一圈为IGBT元胞区，最外一圈为芯片终端区；或IGBT元胞区布置在芯片中心，其外围一圈为晶闸管元胞区，最外一圈为芯片终端区。如图5-6所示，采用集成IGBT与晶闸管器件并联使用，并封装在一个器件内部；晶闸管采用为整晶圆或芯片并联时，晶闸管芯片至于器件中间，IGBT芯片环形放置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件，包括串联的若干个IGBT，其特征在于，所述IGBT的串联电路上并联有第一电容组成IGBT半桥单元，所述IGBT半桥单元的一侧并联有晶闸管半桥单元，所述IGBT半桥单元的另一侧并联有并联设置的第二电容器和第三电容器。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件，包括串联的若干个IGBT，其特征在于，所述IGBT的串联电路上并联有第一电容组成IGBT半桥单元，所述IGBT半桥单元的一侧并联有晶闸管半桥单元，所述IGBT半桥单元的另一侧并联有并联设置的第二电容器和第三电容器。


2.根据权利要求1所述的一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件，其特征在于，所述IGBT半桥单元内的设置有两个IGBT，两个所述IGBT分别并联有二极管，所述晶闸管半桥单元由两个可关断的晶闸管串联组成。


3.根据权利要求2所述的一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件，其特征在于，所述IGBT半桥单元内的设置有四个IGBT。


4.根据权利要求1所述的一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件，其特征在于，所述IGBT半桥单元内的设置有四个IGBT，所述晶闸管半桥单元由两个可关断的晶闸管串联组成，且每个所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海军，谢广峰，
申请(专利权)人：北京帕斯特电力集成技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11