[发明专利]半导体装置

说明书

提供一种能够降低开关损耗的半导体装置。半导体装置具有串联连接的第一半导体元件(Su)～(Sw)和第二半导体元件(Sx)～(Sz)，第一半导体元件是由具有比第二半导体元件的开关损耗小的开关损耗的低开关损耗半导体元件构成的，第二半导体元件是由具有比第一半导体元件的导通损耗小的导通损耗的低导通损耗半导体元件构成的。

技术领域

本发明涉及一种具有串联连接的第一半导体元件和第二半导体元件的应用于电力变换装置等的半导体装置。

背景技术

以往，在电动马达、吸尘器、空调、焊接机等中应用着作为电力变换装置的逆变器。在该逆变器和作为其周边电路的功率因数改善电路、制动电路等中，使用了将第一半导体元件与第二半导体元件串联连接而成的半导体装置。

在将串联连接的第一半导体元件和第二半导体元件并联连接多列而成的逆变器中，通常，作为构成上臂的第一半导体元件和构成下臂的第二半导体元件，使用MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)等的同一种类的开关半导体元件。

而且，例如在电吸尘器中使用的逆变器控制电路中，作为构成逆变器控制电路的下臂侧的开关元件，应用了与上臂侧的开关元件(例如IGBT)相比能够进行更高速的开关动作的开关元件(例如使用了氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、金刚石等的宽禁带半导体元件)(例如，参照专利文献1)。在该专利文献1中，进行如下的二相调制方式的逆变器控制：针对施加于马达的三相电压的各相电压，每隔2π/3按顺序使上臂的开关元件接通并使下臂的开关元件断开，来使各相电压周期性地固定。

专利文献1：日本特开2012-249488号公报

发明内容

发明要解决的问题

另外，在专利文献1所记载的以往例中，在下臂侧使用开关速度比上臂侧的开关元件的开关速度快的开关元件，并且进行二相调制方式的逆变器控制，由此降低上下臂的开关元件之间的开关损耗(发热)的偏差。

然而，仅如上述以往例那样使下臂的开关元件的开关速度比上臂的开关元件的开关速度快是存在以下问题的：无法充分改善下臂的开关元件导通时的开关损耗。

因此，本发明是着眼于上述以往例的问题而完成的，其目的在于提供一种能够降低开关元件导通时的开关损耗来降低上下臂的总损耗的半导体装置。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明所涉及的半导体装置的一个方式具有串联连接的第一半导体元件和第二半导体元件，第一半导体元件是由具有比第二半导体元件的开关损耗小的开关损耗的低开关损耗半导体元件构成的，第二半导体元件是由具有比第一半导体元件的导通损耗小的导通损耗的低导通损耗半导体元件构成的。

发明的效果

根据本发明的一个方式，能够降低开关元件导通时的开关损耗来降低上下臂的总损耗。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的半导体装置的第一实施方式的电路图。

图2是表示三相正弦波控制波形和下侧固定(lower-side-stuck)的二相调制控制波形的波形图。

图3是第一实施方式中的下侧固定的二相调制方式的各相的信号波形图。

图4是表示图2的(b)中的W相的电力供给路径的说明图，(a)表示通电区间T1的电力供给路径，(b)表示区间T2的电力供给路径。