[发明专利]具有开关元件和两个二极管的半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置，特别涉及具有电流型反相器(current sourceinverter)的开关元件和以防止该开关元件破坏为目的而设置的两个二极管的半导体。

背景技术

反相器具有将直流电变换为交流电的功能、或者变换交流电的振幅、频率或相位的功能，应用于电动机控制、电源装置、放电灯稳定器等极其广泛的用途。反相器中具有作为电压源进行工作的电压型反相器和作为电流源进行工作的电流型反相器。

参照图14，电流型反相器100具有：交流电源AC；开关元件SW1～SW4；负载L。开关元件SW1以及开关元件SW2串联连接，开关元件SW3以及开关元件SW4串联连接。并且，开关元件SW1以及SW2的组与开关元件SW3以及SW4的组相对交流电源并联连接。负载L以连接开关元件SW1以及SW2之间的点和开关元件SW3以及SW4之间的点的方式进行配置。在电流型反相器100中，通过控制各个开关元件SW1～SW4的接通、断开来适当地变换来自交流电源AC的交流电，并施加给负载L。

作为电流型反相器100的开关元件SW1～SW4，存在使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)、双极型晶体管、或者场效应晶体管等的晶体管的情况。若向晶体管施加反向电压(集电极电位高于发射极电位的电压)，则有可能破坏晶体管。因此，为防止向开关元件SW1～SW4施加反向电压，相对开关元件串联连接反向阻塞二极管(reverse blocking diode)。反向阻塞二极管的阴极与开关元件的集电极连接、或者阳极与开关元件的发射极连接。

此外，在利用反向阻塞二极管截断反向电压时，开关元件中瞬间流过反向电流(恢复电流)，由于因该恢复电流而产生的反向电压，也可能破坏开关元件。因此，为了不使开关元件SW1～SW4中流过恢复电流，相对开关元件并联连接恢复电流保护二极管。恢复电流保护二极管的阴极与开关元件的集电极连接，并且，阳极与开关元件的发射极连接。由此，恢复电流不流过开关元件而流向恢复电流保护二极管。

而且，A中公开了对反向阻塞二极管与回流二极管(circulationdiode)的对进行封装的技术。此外，在B以及C中公开了现有的反相器的电路结构。

A：特开昭62-210858号公报

B：佐野曙见等、“IGBTを用いた誘導加熱用電流形インバ一ダ”、電興技報、No.28、1994、第54页～59页

C：K.Nishida，et al.，“NOVEL CURRENT CONTROL SCHEME WITHDEADBEAT ALGORITHM AND ADAPTIVE LINE ENHANCER FORTHREE-PHASE CURRENT-SOURCE ACTIVE POWER FILTER”，IEEEIndustry Applications Conference 36th Annual Meeting，2001

在电流型反相器100中，如上所述，反向阻塞二极管以及恢复电流保护二极管连接在各开关元件SW1～SW4上。因此，在电流型反相器100的模块中，需要分别设置形成有反向阻塞二极管的半导体芯片和形成有恢复电流保护二极管的半导体芯片的空间，存在电流型反相器100的模块变大的问题。此外，制造电流型反相器100的模块时，需要制造反向阻塞二极管的步骤和制造恢复电流保护二极管的步骤，存在制造步骤增多的问题。

这些问题不限于电流型反相器100的模块，是具有使反向元件二极管以及恢复电流保护二极管与开关元件连接的结构的半导体装置中普遍产生的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可谋取小型化以及减少制造步骤的半导体装置。

本发明的半导体装置具有开关元件、第1二极管、第2二极管。开关元件的集电极与第1二极管的阴极电连接，或者开关元件的发射极与第1二极管的阳极电连接。开关元件的集电极与第2二极管的阴极电连接，并且，开关元件的发射极与第2二极管的阳极电连接。第1二极管与第2二极管形成在同一衬底上。

根据本发明的半导体装置，因为第1二极管与第2二极管形成在同一衬底上，所以，与第1二极管和第2二极管形成在不同的衬底上的情况相比，可减少衬底的枚数。其结果是，可降低衬底的占有面积，可谋求半导体装置的小型化。此外，能够一次制造两个二极管，能够谋求减少半导体装置的制造步骤。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的半导体装置的电路图。