特許6040656IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

半導体チップとゲート抵抗とを有する半導体回路を並列配置したパワーデバイス、高周波用途のスイッチングICなどの半導体装置

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、前記特許文献1〜3に記載された従来例にあっては、個々のパワー半導体素子やIGBT素子の温度特性を調整するようにしているが、パワー半導体素子やIGBT素子等の電圧制御型半導体素子を実装した半導体回路を複数配列した半導体モジュールを冷却流に沿って並列配置した場合の温度管理については何ら考慮されていないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、冷却流に沿って複数の半導体モジュールを並列配置した場合に半導体モジュール同士の温度を平均化することができる半導体装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置の第1の態様は、ゲート端子を有する一つ以上の半導体チップと前記ゲート端子に接続されるゲート抵抗とが少なくとも実装された半導体回路を複数並列に配置した半導体モジュールを複数個冷却体上に当該半導体モジュールの配列方向が冷媒流に沿う方向となるように配置するとともに、前記各半導体モジュールに正の温度抵抗特性を有する少なくとも1つの温度検出用抵抗を配置・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、冷却体に複数の半導体回路を並列配置した少なくとも2つの半導体モジュールを冷媒流に沿う方向に配置し、各半導体モジュールに正の温度抵抗特性を有する温度検出用抵抗を配置し、それぞれの半導体モジュールについて、冷媒流の上流側半導体モジュールのゲート信号入力端子にゲート信号を前記冷媒流の上流側に対応する冷媒流の下流側半導体モジュールの温度検出用抵抗を介して供給するようにしている。逆に、前記冷媒流の下流側半導体モジュールのゲート信号入力端子にゲート信号を前記冷媒流の上流側半導体モジュールの温度検出用抵抗を介して供給するようにしている。このため、冷媒流の上流側となる半導体モジュールのゲート信号入力端子には、冷媒流の下流側となる冷却効果の低い半導体モジュールの温度検出用抵抗がゲート抵抗と直列に接続されることになるので、ゲート抵抗値が大きくなってスイッチング損失を大きくして発熱量を増加し、逆に下流側の半導体モジュールではゲート抵抗が小さくなってスイッチング損失を小さくして発熱量を減少させる。したがって、半導体モジュール間での温度差を少なくできる。このため、各半導体モジュールの到達温度によるレイアウトと冷却フィンの設計の面で、設計自由度を向上させることができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の外観斜視図である。

【図2】図1の半導体装置の回路構成を示す概略構成図及び温度分布を示す特性線図である。

【図3】ゲート抵抗の温度特性を示す特性線図である。

【図4】パワー半導体モジュールの等価回路を示す回路図である。

【図5】温度検出用抵抗を省略した半導体装置の回路構成を示す概略構成図及び温度分布を示す特性線図である。

【図6】ハーフブリッジ回路のターンオン時のゲート抵抗とスイッチング損失との関係を示す特性線図である。

【図7】第1実施形態の変形例を示す概略構成図である。

【図8】本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の回路構成を示す概略構成図及び温度分布を示す特性線図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

1…半導体装置、2…ケース体、3A,3B…パワー半導体モジュール、CS1〜CS8…半導体回路、4…絶縁基板、5A,5B…半導体チップ、Rg1〜Rg8…ゲート抵抗、Rt1,Rt2…温度検出用抵抗、3C,3D…パワー半導体モジュール、10…冷却フィン、11…冷却ファン、15a,15b…ゲート信号入力部

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