硬激励栅极可关断可控硅的栅极单元制造技术

在硬激励的栅极可关断可控硅（ＧＴＯ）（１０）的栅极单元（４７）中，至少某些激励所需的电子组件（３７，…４２）安排在印刷电路板（３４）上。为了达到低电感接触，印刷电路板（３４）包围ＧＴＯ（１０），处在ＧＴＯ（１０）的阳极侧和阴极侧之间的与ＧＴＯ（１０）的半导体衬底（１７）平行的平面上，并与ＧＴＯ（１０）的阴极触点（１４）和栅极连接片（２２）直接连接。在这样的栅极单元中，把组件（３７，…４２）安排在围绕ＧＴＯ（１０）的印刷电路板（３４）上，紧紧邻接ＧＴＯ（１０）的地方，从而实现结构紧凑、而同时改善机械稳定性。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功率电子装置领域。它涉及硬激励栅极可关断可控硅(GTO)的栅极单元，在所述栅极单元中至少激励所需的某些电子组件安排在一块印刷电路板上并用屏蔽层围起来，为了达到低电感接触，所述印刷电路板包围GTO，处于阳极侧和阴极侧之间的平面上，平行于GTO半导体衬底并直接连接到GTO的阴极触点和栅极连接片。这样的栅极单元在例如Publication ABB Technik(ABB公司技术出版物)，5/96期，14-20页(尤其是参见其中的图5)已经公开。近年来，当以GTO的形式使用在高功率半导体组件时所谓硬激励引起了越来越大的兴趣。特别是，例如，诸如主电路等上用的高功率变换器所需要的，在由若干个GTO组成的串联电路的情况下，硬激励保证串联电路上的各个GTO可以非常精确地同时截止，因而在各个GTO两端不出现有害的过电压。在硬激励的方式下，GTO是由梯度非常高的栅极电流(例如，3kA/μs栅极电流Ig，而不是传统激励中的30A/μs)来激励的。为能产生这样的梯度，必须把GTO的栅极电路设计成具有极低的电感(＜5nH)，这要求有特殊的设计措施及预防措施，不仅对于激励用的栅极单元(GU)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬激励栅极可关断可控硅（ＧＴＯ）（１０）的栅极单元（４７），其特征在于：在所述栅极单元（４７）中，至少激励所需的某些电子组件（３７，…，４２）安排在印刷电路板（３４）上，并被屏蔽板（３５）包围，为了实现低电感接触，所述印刷电路板（３４）包围ＧＴＯ（１０），处于ＧＴＯ（１０）的阳极侧与阴极侧之间的与ＧＴＯ（１０）的半导体衬底（１７）平行的平面上，并与ＧＴＯ（１０）的阴极触点（１４）和栅极连接片（２２）直接连接，其中组件（３７，…，４２）安排在印刷电路板（３４）上紧靠ＧＴＯ（１０）的地方。

【技术特征摘要】
DE 1997-3-5 19708873.21.一种硬激励栅极可关断可控硅(GTO)(10)的栅极单元(47)，其特征在于在所述栅极单元(47)中，至少激励所需的某些电子组件(37，...，42)安排在印刷电路板(34)上，并被屏蔽板(35)包围，为了实现低电感接触，所述印刷电路板(34)包围GTO(10)，处于GTO(10)的阳极侧与阴极侧之间的与GTO(10)的半导体衬底(17)平行的平面上，并与GTO(10)的阴极触点(14)和栅极连接片(22)直接连接，其中组件(37，...，42)安排在印刷电路板(34)上紧靠GTO(10)的地方。2.权利要求1的栅极单元，其特征在于GTO(10)邻接处于阴极侧的冷却器(48)；印刷电路板(34)横向伸到处于阴极侧的冷却器(48)以外；安排在印刷电路板(34)上的电子组件包括多个电容，特别是，在栅极单元(47)内部形成电流源并提供GTO(10)脉冲栅极电流用的电解电容(37，38)；电容(37，38)安排在印刷电路板(34)紧紧邻接冷却器(48)并伸到冷却器(48)以外的部分。3.权利要求2的栅极单元，其特征在于冷却器(48)具有矩形截面，而其中电容或电解电容(37，38)安排在冷却器(48)的至少两侧。4.权利要求2的栅极单元，其特征在于冷却器(48)具有园形截面，而其中电容或电解电容(37，38)安排在冷却器(48)的周围成一园环。5.权利要求1至4中的一个的栅极单元，其特征在于组件(37，...，42)绝大部分安排在印刷电路板(34)面向冷却器(48)或GTO(10)阴极侧的一面。6.权利要求5的栅极单元，其特征在于印刷电路板(34)与处于阴极侧的冷却器(48)隔开一段距离，而其中某些组件(37，...，42)安排在印刷电路板(34)与冷却器(48)之间。7.权利要求5或6的栅极单元，其特征在于在印刷电路板(34)背向处于GTO(10)的阴极侧的冷却器(48)的一面上形成金属化层，而其中金属化层用作所述栅极单元(47)的屏...

【专利技术属性】
技术研发人员：H格吕宁，E皮乔尼，
申请(专利权)人：ABB瑞士控股有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]