[发明专利]分立器件中的负载平衡

说明书

本申请涉及分立器件中的负载平衡。在一般方面，本发明公开了一种设备，所述设备可包括温度测量电路和温度比较电路，所述温度测量电路被配置成生成指示第一半导体器件的第一操作温度的第一信号，所述温度比较电路可操作地与所述温度测量电路联接。所述温度比较电路可被配置成将所述第一信号与第二信号作比较并且生成比较信号，所述第二信号指示至少第二半导体器件的第二操作温度，所述比较信号指示所述指示的第一操作温度是否高于、低于或等于所述指示的第二操作温度。所述设备还可包括调节电路，所述调节电路被配置成基于所述比较信号调节所述第一半导体器件的操作。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年7月31日提交的名称为“Load Balancing in DiscreteDevices”(分立器件中的负载平衡)的美国临时申请No.61/860,522的优先权和权益，所述临时申请以全文引用方式并入本文。

技术领域

本说明书涉及分立器件。具体地讲，本说明书涉及根据操作温度来平衡分立半导体器件中的电流(功率)耗散的技术。

背景技术

在功率电子学应用(例如工业应用和汽车应用)中，通常以并联排列方式来连接功率半导体开关(如，垂直场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管等)，以便实现相对单个功率半导体开关所实现的较高的电流切换功能。在这类方法中，电流(或功率耗散)分布在整个并联连接的开关器件上。这种并联连接的器件可在单个半导体芯片(晶粒)上整体地具体实施。然而，这种整体具体实施可导致半导体器件具有相对较大的芯片(晶粒)尺寸，并因此可能难以制造。另外，整体具体实施可具有相对较低的制造产率(如，由于较大晶粒尺寸的结果)，并因此可能增加每个半导体开关的成本。

此外，在给定器件中，整体的具体实施只有所有并联连接开关的单个热耗散点，这可能导致难以将热能从整体器件移除。这种在移除热能中的困难可导致温度高于所需操作温度，继而可能减少这种器件的使用寿命(可靠性)。

可克服整体具体实施的一些局限性的一种方法是并联地连接单个分立器件(具体实施在单独的晶粒上)，其中单个分立器件可容纳在单独的包装中，并且例如可并联地电连接(和物理地安装)在印刷电路板上。虽然克服了整体具体实施的一些缺点(如，较大晶粒尺寸、单个热耗散点等)，但是使用并联连接的分立(单个)功率开关器件的方法也具有缺点。

例如，并联连接的分立器件不会在它们之间固有地平均分摊电流/功率耗散，这是(例如)由于它们的操作参数存在差异和/或分立开关器件(和可与分立开关器件结合具体实施的其他组件)之间的热相互作用。要改善这种并联具体实施的分立开关器件之间的电流/功率耗散的平衡，可使用一个选择过程来根据操作参数(例如阈值电压(V_t)和饱和电压(V_sat))将器件匹配。然而，该过程可能代价高昂并且难以具体实施。

发明内容

一方面，本发明提供了一种设备，包括：第一半导体开关器件；温度测量电路，其与所述第一半导体开关器件热联接，所述温度测量电路被配置成生成指示所述第一半导体开关器件的操作温度的第一信号；温度比较电路，其可操作地与所述温度测量电路联接，所述温度比较电路被配置成：比较所述第一信号与第二信号，所述第二信号指示至少第二半导体开关器件的操作温度；以及生成比较信号，所述比较信号指示所述第一半导体开关器件的所述指示的操作温度是否高于、低于或等于所述至少所述半导体开关器件的所述指示的操作温度；以及可操作地与所述温度比较电路和所述第一半导体开关器件联接的调节电路，所述调节电路被配置成响应于所述比较信号而调整所述第一半导体开关器件的操作。