[发明专利]功率半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及功率半导体装置，尤其涉及作为开关器件使IGBT和MOSFET并行动作而使用的功率半导体装置。

背景技术

一直以来，在IGBT（insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极性晶体管）等开关装置中，以降低开关损耗为目的研究了将MOSFET（MOS field effect transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管）与IGBT并联连接的结构。

例如在专利文献1的图5中，公开了并联连接的IGBT和MOSFET的各自的栅极共同地连接，用共同的栅极驱动电路驱动两者的结构。

由于采用这样的结构，所以利用IGBT和MOSFET的阈值电压之差，能够反映断开时的过渡特性MOSFET的断开特性，吸收断开损耗较大的IGBT的断开特性而降低开关损耗。

专利文献1：日本特开平4－354156号公报。

发明内容

在上述专利文献1的结构中，由于将IGBT的导通阈值电压设定得比MOSFET得导通阈值电压高，所以在开关时的过渡状态中，全部电流必然流入MOSFET，所以为了对付此情况必须增大MOSFET的电流额定值，存在着难以减小MOSFET的芯片尺寸、难以进行装置整体的小型化这一课题。

本发明是为了消除如上所述的问题点而作出的，其目的在于，在作为开关器件使IGBT和MOSFET并行动作而使用的功率半导体装置中，将装置整体小型化。

本发明所涉及的功率半导体装置的第一方式是一种功率半导体装置，具备：由串联地插入于供给第一电压的第一电源线与供给第二电压的第二电源线之间并互补地动作的第一及第二开关部构成的反相器；以及控制所述第一及第二开关部的各自的开关动作的第一及第二控制电路，将这些模块化，其中，所述第一开关部具有第一IGBT及第一MOSFET，各自的一个主电极与所述第一电源线连接，各自的另一个主电极与所述反相器的输出节点连接，所述第二开关部具有第二IGBT及第二MOSFET，各自的一个主电极与所述第二电源线连接，各自的另一个主电极与所述反相器的所述输出节点连接，在所述功率半导体装置的平面布局中，所述第一控制电路配置于与所述第一开关部对置的位置，所述第一IGBT及所述第一MOSFET中的一个配置于所述第一控制电路的附近，另一个配置于相比之下距离所述第一控制电路较远的位置，所述第二控制电路配置于与所述第二开关部对置的位置，所述第二IGBT及所述第二MOSFET中的一个配置于所述第二控制电路的附近，另一个配置于相比之下距离所述第二控制电路较远的位置，在所述第一IGBT及所述第一MOSFET之中，配置于所述第一控制电路的附近的晶体管，将从所述第一控制电路供给的栅极控制信号经由其栅极供给至配置于距离所述第一控制电路较远的位置的晶体管的栅极，在所述第二IGBT及所述第二MOSFET之中，配置于所述第二控制电路的附近的晶体管，将从所述第二控制电路供给的栅极控制信号经由其栅极供给至配置于距离所述第二控制电路较远的位置的晶体管。

本发明所涉及的功率半导体装置的第二方式是一种功率半导体装置，具备：由串联地插入于供给第一电压的第一电源线与供给第二电压的第二电源线之间并互补地动作的第一及第二开关部构成的反相器；以及控制所述第一及第二开关部的各自的开关动作的第一及第二控制电路，将这些模块化，其中，所述第一开关部具有第一IGBT及第一MOSFET，各自的一个主电极与所述第一电源线连接，各自的另一个主电极与所述反相器的输出节点连接，所述第二开关部具有第二IGBT及第二MOSFET，各自的一个主电极与所述第二电源线连接，各自的另一个主电极与所述反相器的所述输出节点连接，来自所述第一控制电路的栅极控制信号经由第一电阻元件供给至所述第一IGBT的栅极，来自所述第一控制电路的所述栅极控制信号经由第二电阻元件供给至所述第一MOSFET，所述第二电阻元件的电阻值比所述第一电阻元件高，二极管与所述第二电阻元件反向并联连接，来自所述第二控制电路的栅极控制信号经由第一电阻元件供给至所述第二IGBT的栅极，来自所述第二控制电路的所述栅极控制信号经由第二电阻元件供给至所述第二MOSFET，所述第二电阻元件的电阻值比所述第一电阻元件高，二极管与所述第二电阻元件反向并联连接。