自動車に電圧供給するための発電機装置に関する。 背景技術
自動車用三相交流発電機または交流発電機（オルタネータ）においては、整流のために交流ブリッジ（整流器）が使用される。整流素子として主にシリコンから成りｐｎ接合を備えた半導体ダイオードが使用される。例えば三相交流発電機では６個の半導体ダイオードが１つのＢ６ブリッジへ相互接続される。時にはダイオードも並列に接続され、例えば６個のダイオードの代わりに１２個のダイオードが使用される。異なる相数の交流発電機ではそれに応じて適合されたダイオードブリッジが使用される。ダイオードは電流密度が５００Ａ／ｃｍ²超までの大きい電流および最大障壁接合温度Ｔｊが約２２５℃の高い温度で動作するよう設計されている。典型的には、順方向での電圧降下、すなわち順方向電圧ＵＦは、使用する電流が大きい場合には、約１Ｖに達する。一般的に逆方向の動作では、降伏電圧ＵＺまでは非常に小さな逆方向電流ＩＲしか流れない。この電圧を超えると、逆方向電流が非常に強く増大する。それ故に、さらなる電圧の上昇が防止される。これに関して、ツェナーダイオード（Ｚダイオード）は、車両の車載電源の電圧に応じて逆方向電圧が約２０Ｖ〜４０Ｖのものが主に使用されている。Ｚダイオードは降伏時に非常に大きな電流を短時間に加えることさえ可能である。したがってＺダイオードは、負荷変化時に発電機の過電圧を制限する（ロードダンプ）ために使用される。このようなダイオードは例えばＤＥ１９５４９２０２Ｂ４に記述されているように通常、堅牢なダイオード圧入筐体に包入されている。 このような装置の欠点はｐｎダイオードの順方向電圧が伝導損を、ひいては発電機の効率悪化をもたらすことにある。発電機の電流出力の際に平均して常に２個のダイオードが直列に接続されているため、平均伝導損は１００Ａ発電機で約２００Ｗである。それに伴うダイオードと整流器の温度上昇は、費用のかかる冷却手段によって、例えば放熱器またはブロワを使用して、抑制する必要がある。 伝導損を低減するために、ＤＥ１０２００４０５６６６３Ａ１は、いわゆる高効率ダイオード（ＨＥＤ）をｐｎダイオードの代わりに使用することを提示している。高効率ダイオード（ＨＥＤ）としてショットキーダイオードが挙げられており、これは従来のショットキーダイオードとは対照的に逆方向電圧によって引き起こされる障壁低下効果（ＢＬ）を有しておらず、それ故に逆方向電流は低い。高効率ショットキーダイオード（ＨＥＤ）は、モノリシックに半導体チップに一体化された、従来型ショットキーダイオード（ＳＢＤ）とフィールドプレート、ｐｎ接合またはさまざまな障壁金属のようなほかのエレメントとの組み合わせから構成される。これにはしばしばトレンチ技術が使用される。 高効率ショットキーダイオード（ＨＥＤ）によって、その範囲が０．５Ｖ〜０．６Ｖにある、格段に低い順方向電圧ＵＦが実現できる。ダイオードの伝導損が小さいことにより、各発電機の効率と電力出力が高まる。ショットキーダイオードは多数キャリアコンポーネントとして非常にスイッチングが高速で、さらには特定周波数域における発電機のＲＦ干渉が最大１０ｄＢに改善される。 逆方向電力損失が低い結果、加えてダイオード冷却の費用はｐｎダイオードを使用する場合と比べて低減される。 しかし、高効率ショットキーダイオード（ＨＥＤ）の製造は費用がかかり、技術的要求度も非常に高い。メサ幅が５００ｎｍ以下の範囲の非常に細かい溝構造をシリコンにエッチングしなければならないことのほかに、特に適切で頑丈なショットキー接点を低費用で製造するという課題がある。ショットキー接点として好ましくはニッケルシリサイドまたは他の適切なシリサイドが使用される。パワーＭＯＳＦＥＴを製造している現代の半導体工場では、このシリサイドプロセスはほとんど使用できない。 発明の開示
本発明によれば、自動車発電機用整流器内に専用に作られたｎチャネルＭＯＳＦＥＴが使用され、このｎチャネルＭＯＳＦＥＴではゲート、ボディエリアおよびソースエリアが固定的に電気的に相互に結合され、ドレインエリアがカソードとして用いられる。この特別な、疑似ショットキーダイオード（ＰＳＤ）とも呼ばれる整流素子により、ＨＥＤと同じように、ｐｎダイオードの順方向電圧よりも低い順方向電圧を得ることができる。好ましくはこのような整流素子は、５００Ａ／ｃｍ²の電流が流れる場合、０．７Ｖより小さいオン状態電圧ないしは導通電圧を有する。好ましくはこのオン状態電圧は０．５Ｖ〜０．７Ｖの間にある。このような整流素子はショットキー接触を含んでおらず、したがって特別なシリサイドプロセスも不要である。これは、ＭＯＳＦＥＴ用標準プロセスを軽度に変更して、プレーナー技術でもトレンチ技術でも製造することができる。これは多数キャリアコンポーネントとして、やはり非常に高速にスイッチングする。

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