[发明专利]半导体装置

说明书

根据本发明的半导体装置，即使IGBT芯片特性有偏差，也抑制在作为并联的IGBT芯片的基准电位侧的布线的辅助发射极布线产生的电位差。将串联的IGBT芯片T1‑T4和钳位二极管D9、D10的开关电路与串联的IGBT芯片T5‑T8和钳位二极管D11、D12的开关电路并联连接时，用电流容量大且电阻比辅助发射极布线1低的布线5连接IGBT芯片T1的发射极端子与IGBT芯片T5的发射极端子，用电流容量大且电阻比辅助发射极布线3低的布线6连接IGBT芯片T3的发射极端子与IGBT芯片T7的发射极端子。由此，开关动作时的IGBT芯片T1、T5或T3、T7的发射极端子间电位差变小，能够进行稳定的栅极驱动。

技术领域

本发明涉及半导体装置，特别涉及在一个封装中收纳了串联连接的多个开关元件的电力变换用模块中，为了增加电流容量，将串联连接的多个开关元件并联连接而构成的半导体装置。

背景技术

在电力变换用的半导体装置中，大多使用作为在高电压、大电流、高速切换动作方面性能优异的电源切换元件的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)。另外，针对小型化、高性能化的要求，已知有组合多个IGBT并构成能够输出多级电压的多电平逆变电路的半导体装置(例如，参照专利文献1)。

图7是表示使用IGBT作为开关元件的通常的一个相的三电平逆变电路的电路图，图8是表示增加了电流容量的三电平逆变电路的第一例的电路图，图9是表示增加了电流容量的三电平逆变电路的第二例的电路图。

图7的三电平逆变电路具备四个IGBT101、102、103、104、四个回流二极管105、106、107、108以及两个钳位二极管109、110。IGBT101、102、103、104分别由反向并联连接有回流二极管105、106、107、108的单独的模块构成。

IGBT101、102、103、104串联连接，其中间的连接部与输出端子111连接。在构成逆变电路的上臂的IGBT101与IGBT102之间的连接部连接有钳位二极管109，在构成逆变电路的下臂的IGBT103与IGBT104之间的连接部连接有钳位二极管110。钳位二极管109、110均使用模块化而成的钳位二极管。

电源的负极电位N与IGBT104的发射极端子连接，电源的正极电位P与IGBT101的集电极端子连接，电源的中间电位M与钳位二极管109、110连接部连接。

在此，通过导通-截止控制IGBT101、102、103、104，从而在输出端子111输出在正侧和负侧分别具有三级电位的电压。另外，IGBT101、102、103、104使用与逆变电路的额定输出对应的电流容量的模块。

但是，在一个IGBT101、102、103、104中发生电流容量不足的情况下，采用并联连接多个IGBT的方法。在图8的例子中，逆变电路的上臂通过将分别并联连接了IGBT101a和IGBT101b的各模块以及并联连接了IGBT102a和IGBT102b的各模块而得的模块串联连接而构成。另外，逆变电路的下臂通过将分别并联连接了IGBT103a和IGBT103b的各模块以及并联连接了IGBT104a和IGBT104b的各模块而得的模块串联连接而构成。

此时，为了构成逆变电路，而分别准备模块来组装，因此布线变得复杂，此外，驱动电路必须按照每个模块来单独准备。

另外，图9示出了逆变电路的另一例。在该逆变电路中，不是组合多个模块而构成，而是组合多个芯片而一体地形成一个模块。即，该逆变电路像图7所示的逆变电路那样，通过准备两组串联连接的芯片，并将这两组芯片并联连接而构成。