[发明专利]具有抑制电位变化的开关元件的半导体装置

说明书

半导体装置设置有彼此并联连接的多个开关元件和并联连接到多个上述开关元件的多个回流元件。用作多个上述开关元件的基准电位的发射电极和用作多个上述回流元件的基准电位的阳极电极通过由导电材料制成的同一板状构件电连接。上述开关元件和与在最低电位一侧并联连接的上述回流元件构成为使得从连接至上述发射电极的发射极端子到上述回流元件的距离变成不大于从上述发射极端子到上述开关元件的距离。

技术领域

本公开涉及一种多个开关元件并联连接的半导体装置。

背景技术

已知有具有并联连接的多个开关元件的半导体装置。

在例如JP-A2003-110064中公开有半导体装置的实例。该半导体装置设置有包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)的开关元件。

近来，为了响应对高输出半导体装置的要求，已使用如下结构，其中，多个开关元件彼此并联连接，并且作为回流元件的二极管被反向地并联连接到上述开关元件。在上述结构中，在回流元件的恢复期间，恢复电流从集电极端子流向发射极端子。此时，电流流向开关元件的发射极线，由此产生电位差、即发射极电位差。发射极电位差由发射极线的电感L与切换期间的电流的变化率di/dt的乘积表示。

当例如上述JP-A2003-110064中公开的多个开关元件彼此并联连接时，已使用诸如汇流条之类的外部配线来形成发射极线。当使用外部配线时，发射极电位差可能变高。其原因包括如下几点：外部配线自身变长且电感L大；通电量根据多个开关元件的个体不同而不同；以及电流的时间变化率di/dt大。

另外，若发射极电位差变大，且发射极线的电位即栅极电位的基准电位大幅波动，则开关元件的栅极电位不稳定，这可能导致开关元件的故障等的发生。

发明内容

本公开鉴于这些问题，提供了一种有效的技术，以在多个开关元件并联连接的半导体装置中将开关元件的发射极线的电位波动保持得较低。

本公开的实施方式是一种半导体装置，包括：多个开关元件，多个上述开关元件彼此并联连接；以及多个回流元件，多个上述回流元件与多个上述开关元件并联连接，其特征是，用作多个上述开关元件的基准电位的发射电极与用作多个上述回流元件的基准电位的阳极电极通过由导电材料制成的相同的板状构件电连接，

最低电位一侧的并联连接的上述开关元件和上述回流元件构成为使得从连接至上述发射电极的发射极端子到上述回流元件的距离变成不大于上述发射极端子到上述开关元件的距离。

在上述实施方式的半导体装置中，对开关元件的发射电极与回流元件的阳极电极进行连接的发射极线包括由导电材料制成的板状构件。与诸如汇流条之类的外部配线相比，由于板状构件能缩短路径长度，因而电感低。因此，即使在回流元件的恢复期间，恢复电流从集电极端子流向发射极端子，在发射极线中产生的发射极电位差也能被保持得较低。因而，通过抑制发射极线的电位的大幅波动，能稳定开关元件的栅极电位，从而能防止开关元件的故障等的发生。在这种情况下，通过将发射极线的电感保持得较低，能增大电流的时间变化率di/dt，即，使切换速率更快，从而确保开关元件的损耗降低和芯片尺寸的减小。

另外，若构成为使得从发射极端子到回流元件的距离变成不大于从发射极端子到开关元件的距离，则回流元件能布置成比开关元件更靠近发射极端子，或者回流元件能以与开关元件相同的方式设置与发射极端子的分开距离。在这种情况下，开关元件能布置在与恢复电流的路径分开的位置，其中，在回流元件的恢复期间，上述恢复电流经由回流元件而流向发射极端子。因而，恢复电流的作用能控制开关元件的发射极线的电位免受波动。

如上所述，根据上述实施方式，在多个开关元件并联连接的半导体装置中，能将开关元件的发射极线的电位波动保持得较低。

应当注意，权利要求书中记载的括号中的附图标记和用于解决问题的手段表示与以下实施方式中记载的具体手段之间的对应关系，而不对本发明的技术范围加以限制。

附图说明