[发明专利]电力转换装置

说明书

本发明涉及一种半导体装置及电力转换装置，半导体装置具备单极型开关元件，该单极型开关元件具有漏极端子、栅极端子、源极端子，在漏极端子与栅极端子之间连接有电容器与电阻的串联连接体，电力转换装置具备上述半导体装置，根据上述的半导体装置及电力转换装置，能够抑制电流、电压的振动，并抑制电路的大型化。

技术领域

本发明涉及半导体装置及电力转换装置。

本申请主张在2016年9月1日提出申请的日本国专利申请第2016-171286号的优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

作为电能的转换手段之一，通常使用逆变器等电力转换装置。电力转换装置是通过对应于用途或电力的大小对IGBT(绝缘栅极型双极晶体管)或MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)等开关元件、与开关元件反并联地连接的回流二极管(续流二极管)、或者单独动作的回流二极管等电力转换用的半导体装置进行组合而构成的。由于电力转换装置要求高效率且稳定的动作，因此在作为其构成要素的半导体装置中，无论是开关元件及回流二极管中的哪一个，都要求低损失且难以发生误动作等的稳定动作。

在电力转换装置中，主要通过配线、开关元件、寄生于回流二极管等的电阻分量、电感分量及电容器分量来形成LCR串联电路。已知在向LCR串联电路施加直流电压的情况下，电压、电流发生振动，指数函数性地衰减并成为恒定值。因此，在电力转换装置中的半导体装置的开关时，必然会产生电流的振动、电压的振动。

由于近年来的半导体制造技术的进步，对于由Si(硅)主体构成的半导体装置，根据其材料特性的优点，可以使用SiC(碳化硅)并通过开关元件、回流二极管构成半导体装置。使用了SiC的半导体装置已知因高速开关动作而开关时的dv/dt、di/dt变得陡峭，会助长电流的振动、电压的振动。

为了解决此种问题，例如在日本国专利第5572962号公报、日本国专利第5453848号公报中公开了如下内容：在半导体装置中，在进行单极性动作的开关元件的高压侧端子(漏极端子)与低压侧端子(源极端子)之间并联地连接电容器与电阻的串联连接体，构成CR缓冲电路。尤其是在日本国专利第5572962号公报中，提出了电容器的静电电容相对于回流二极管与开关元件的在断开状态下的静电电容的总和之比为0.1以上的方案。

在上述在先技术中，构成CR缓冲电路的电容器在开关元件的每次开关动作时进行充电、放电，因此产生式(1)所示的损失E。根据上述在先技术，需要通过CR缓冲电路的电阻来消耗该损失E，但是该损失E与电容器的电容C及频率f成比例地增大，因此电阻及散热机构的大型化不可避免。

E＝CV2f……(1)

此外，开关时的dv/dt、di/dt自身仍陡峭，因此电涌电压自身的降低效果小。

发明内容

本发明提供一种能够抑制开关动作时的电流、电压的振动并抑制电路的大型化的半导体装置及电力转换装置。

本发明的一形态涉及一种半导体装置，其中，所述半导体装置具备开关元件，该开关元件具有高压侧端子、控制端子及低压侧端子，在所述高压侧端子与所述控制端子之间连接有电容器与电阻的串联连接体。

另外，根据本发明的一形态，在上述的半导体装置中，所述串联连接体中的所述电容器的电容为寄生在所述开关元件的所述高压侧端子与所述控制端子之间的反馈电容以上，且为所述反馈电容的10倍以下。

另外，根据本发明的一形态，上述的半导体装置具备：在内部包含所述开关元件的封装体；以及在所述封装体内对所述开关元件进行支承的基板，所述串联连接体中的所述电容器及所述电阻配置在所述基板上。

另外，根据本发明的一形态，上述的半导体装置具备能够将所述开关元件的所述控制端子向所述封装体外引出而使所述控制端子与外部的电路连接的外部连接用控制端子，在所述封装体内，在所述开关元件的所述控制端子与所述外部连接用控制端子之间连接有电阻。