半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于在半导体装置中抑制传导噪声。半导体装置(101)具有续流部(12)和全桥逆变器即逆变器部(11)，该续流部(12)将逆变器部(11)的输出端子(U‑V)之间短路，在上桥臂的各续流二极管(31、32)与输出端子(U、V)之间、以及下桥臂的各续流二极管(33、34)与逆变器部(11)的输入端子(N)之间具有阻抗(51‑54)，阻抗(51‑54)比假设仅通过配线将IGBT(21‑24)与输出端子(U、V)或者输入端子(N)连接的情况下的配线的寄生阻抗大。

Semiconductor device

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本专利技术涉及半导体装置。
技术介绍
在以往的半导体装置的领域中，为了抑制在半导体进行动作时产生的温度上升，进行了半导体元件的薄层化等。但是，在半导体装置的小型化推进时，不得不进行半导体元件的面积缩小化，随着半导体元件的特性改善接近极限，半导体模块等的热设计处于更严峻的形势。近年来，就逆变器等电力变换装置而言，以改良散热性为目的，使用将全桥逆变器与进行短路的开关元件组合后的HERIC(Highlyefficientandreliableinverterconcept)电路(例如专利文献1)。专利文献1的逆变器电路通过在HERIC电路的续流部使用钳位元件，从而抑制浪涌电压等过大电压。在专利文献1的逆变器电路中，由于通断时所需的电压为电源电压Vcc的1/2即可，因此期待通断损耗的减小效果。但是，由于在续流时流入逆变器部的电流的影响，在逆变器部的输出端子产生电位变动，在该电位变动大的情况下，传导噪声有可能恶化。专利文献1：日本特开2017-17842号公报
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于在半导体装置中抑制传导噪声。本专利技术的半导体装置具有：逆变器部，其是全桥逆变器；以及续流部，其将逆变器部的输出端子之间短路，逆变器部的各相具有：第1开关元件；以及续流二极管，其与第1开关元件反向并联连接，续流部具有2个由第2开关元件与二极管构成的串联连接体，2个串联连接体以导通方向彼此相反的方式在输出端子之间并联连接，在上桥臂的各续流二极管与输出端子之间、以及下桥臂的各续流二极管与逆变器部的输入端子之间具有阻抗，阻抗比假设仅通过配线将第1开关元件与输出端子或者输入端子连接的情况下的配线的寄生阻抗大。专利技术的效果本专利技术的半导体装置在上桥臂的各续流二极管与输出端子之间、以及下桥臂的各续流二极管与逆变器部的输入端子之间具有阻抗。因此，在第1开关元件的通断的定时产生了偏差时，抑制了流入逆变器部、流过续流二极管的电流。因此，抑制了输出端子的电位变动，传导噪声减小。附图说明图1是表示前提技术的HERIC电路的图。图2是表示前提技术的HERIC电路中的图6的期间t1的电流路径的图。图3是表示前提技术的HERIC电路中的图6的期间t2的电流路径的图。图4是表示前提技术的HERIC电路中的图6的期间t3的电流路径的图。图5是表示前提技术的HERIC电路中的图6的期间t4的电流路径的图。图6是表示前提技术的HERIC电路中的第1、4、6相的通断状态与输出端子的电流以及电压之间的关系的图。图7是实施方式1的半导体装置的电路图。图8是表示实施方式1的半导体装置中的图9的期间t3的电流路径的图。图9是表示实施方式1的半导体装置中的第1、4、6相的通断状态与输出端子的电流以及电压之间的关系的图。图10是实施方式2、3的半导体装置的电路图。图11是表示实施方式2的半导体装置的内部构造的图。图12是表示实施方式3的半导体装置的内部构造的图。图13是实施方式5的半导体装置的电路图。标号的说明11逆变器部，12续流部，13负载，21-26IGBT，31-34续流二极管，35、36二极管，41-46栅极驱动电路，51-54阻抗，61电路图案，62阻抗图案，63电极图案，64二极管芯片，65IGBT芯片，66阻抗，67-69外部配线，100HERIC电路，101-105半导体装置。具体实施方式＜A.前提技术＞图1示出前提技术的HERIC电路100。HERIC电路100构成为具有续流部12和全桥逆变器即逆变器部11，该续流部12将逆变器部11的输出端子U-V之间短路。逆变器部11具有：4相的开关元件即IGBT21-24；续流二极管31-34，它们与IGBT21-24各自反向并联连接；以及栅极驱动电路41-44，它们向IGBT21-24各自供给栅极电压。将IGBT21设为第1相，将IGBT22设为第2相，将IGBT23设为第3相，将IGBT24设为第4相。将IGBT21-24也称为第1开关元件。在逆变器部11的输入端子P-N之间施加电源电压Vcc，在输出端子U-V之间连接负载13。续流部12具有：IGBT25、26；二极管35、36，它们与IGBT25、26各自串联连接；以及栅极驱动电路45、46，它们向IGBT25、26供给栅极电压。即，续流部12具有IGBT25以及二极管35的串联连接体和IGBT26以及二极管36的串联连接体。该2个串联连接体以导通方向彼此为相反方向的方式在输出端子U-V之间并联连接。将IGBT25设为第5相，将IGBT26设为第6相。将IGBT25、26也称为第2开关元件。对在HERIC电路100中传导噪声恶化的机制进行说明。HERIC电路100的逆变器动作被分为：(1)由第1相的IGBT21和第4相的IGBT24实现的通断动作；以及(2)由第2相的IGBT22和第3相的IGBT23实现的通断动作。以下，以(1)的通断动作为例进行说明。图6示出HERIC电路100中的第1、4、6相的通断状态与输出端子U、V的电流以及电压之间的关系。Vge示出各相的IGBT的栅极电压，Vcin示出各相的IGBT的集电极电压。Iu、Iv各自示出输出端子U、V的电流。Vu、Vv各自示出输出端子U、V的电位。在图6的期间t0，第1相的IGBT21和第4相的IGBT24均为断开。然后，在图6的期间t1，第1相的IGBT21和第4相的IGBT24导通。此时，电流路径如在图2中由箭头示出的那样，成为依次经过第1相的IGBT21、负载13、第4相的IGBT24、电源、第1相的IGBT21的路径。接下来，在图6的期间t2，在第1相的IGBT21和第4相的IGBT24即将截止之前，第6相的IGBT26导通。此时，电流路径如在图3中由箭头示出的那样，与第6相的IGBT26导通之前相比没有变化。接下来，第1相的IGBT21和第4相的IGBT24进行截止动作。理想的情况是第1相的IGBT21和第4相的IGBT24同时截止，但实际上由于IGBT的量产波动或者输入信号的波动等，两者的截止的定时产生偏差。例如，如果如图6的期间t3所示的那样，第4相的IGBT24与第1相的IGBT21相比较早地截止，则电流路径如在图4中由粗箭头所示的那样，成为依次经过第1相的IGBT21、负载13、第2相的续流二极管32、第1相的IGBT21的路径。除了该流入逆变器部11的电流以外，还如在图4中由细箭头所示的那样，产生流过第6相的IGBT26和二极管36的续流电流。但是，与流入逆变器部11的电流相比，该续流电流小。此时，输出端子V的电位Vv从0上升至Vcc。此外，在图4中，两电流的大小关系由表示路径的箭头的粗细来表现。接下来，如图6的期间t4所示的那样，第1相的IGBT21截止。此时，在逆变器部11中所有相的IGBT断开，电流不流入逆变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其具有：/n逆变器部，其是全桥逆变器；以及/n续流部，其将所述逆变器部的输出端子之间短路，/n所述逆变器部的各相具有：/n第1开关元件；以及/n续流二极管，其与所述第1开关元件反向并联连接，/n所述续流部具有2个由第2开关元件与二极管构成的串联连接体，/n2个所述串联连接体以导通方向彼此相反的方式在所述输出端子之间并联连接，/n在上桥臂的各所述续流二极管与所述输出端子之间、以及下桥臂的各所述续流二极管与所述逆变器部的输入端子之间具有阻抗，/n所述阻抗比假设仅通过配线将所述第1开关元件与所述输出端子或者所述输入端子连接的情况下的所述配线的寄生阻抗大。/n

【技术特征摘要】
20200109 JP 2020-0019841.一种半导体装置，其具有：
逆变器部，其是全桥逆变器；以及
续流部，其将所述逆变器部的输出端子之间短路，
所述逆变器部的各相具有：
第1开关元件；以及
续流二极管，其与所述第1开关元件反向并联连接，
所述续流部具有2个由第2开关元件与二极管构成的串联连接体，
2个所述串联连接体以导通方向彼此相反的方式在所述输出端子之间并联连接，
在上桥臂的各所述续流二极管与所述输出端子之间、以及下桥臂的各所述续流二极管与所述逆变器部的输入端子之间具有阻抗，
所述阻抗比假设仅通过配线将所述第1开关元件与所述输出端子或者所述输入端子连接的情况下的所述配线的寄生阻抗大。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
各所述第1开关元件在所述上桥臂中，通过与和各所述第1开关元件反向并联连接的所述续流二极管被连接于所述输出端子的路径不同的路径而与所述输出端子连接，在所述下桥臂中，通过与和各所述第1开关元件反向并联连接的所述续流二极管被连接于所述输入端子的路径不同的路径而与所述输入端子连接。
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【专利技术属性】
技术研发人员：江口佳佑，
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