[发明专利]大功率开关

权利要求书

1、大功率开关包括：

(a)一个经过栅极可截断的半导体元件，

(b)一个为了截断产生所需栅流的控制单元(AS)；

其特征是：

(c)控制单元(AS)分成几个并行的子单元(AS1，……，ASn)，它产生截断所需的部分栅流。

2、根据权利要求1的大功率开关，其特征是：

（a）可截断的半导体元件有一个空间分布的栅极（14），以及

（b）子单元接到空间分布栅极（14）的不同位置。

3、根据权利要求2的大功率开关，其特征是：可截断半导体元件有一个GTO型、FCTh型或SITh型的截断可控硅（1）和一个阳极（A）、一个阴极（K）和一个栅极（G）。

4、根据权利要求3的大功率开关，其特征是：

（a）每个子单元（AS1，……，ASn）包括一个电容器（C1，……Cn）和一个半导体开关;

（b）在每个子单元（AS1，……，ASn）中电容器（C1……Cn）其一侧与截断可控制（1）的阴极（K）连接，而另一侧一个公共控制电压（Vs）并且经过半导体开关的断口与截断可控硅（1）的栅极（14）连接;以及

（c）半导体开关的控制电极一起接到一个公共控制输入端（5）。

5、根据权利要求4的大功率开关，其特征是，在子单元（AS1，……ASn）中的电容器（C1，……，Cn）是由多层覆金属板-陶瓷电容器构成的。

6、根据权利要求5的大功率开关，其特征是：

（a）截断可控硅（1）包括一个大面积半导体衬底（6）;

（b）半导体衬底（6）装在一个阳极板（7）和一个阴极板（8）之间;

（c）阴极板（8）包括一个园柱形中央部份（8a），一个与中央部份（8a）相连的沿着径向向外延伸的扩展部份（8b）以及一个与扩展部份连接的外环（8c）;

（d）阴极板（8）的园柱形中央部份（8a）被一个绝缘的栅环（9）包围住，它与外环（8c）同心，接触截断可控硅（1）的栅极并且与较大的外环（8c）一起构成一个环形槽，以及

（e）在园周上的环型槽中装有子单元（AS1，……ASn）的元件并且直接接到二个园环（8c，9）上。

7、根据权利要求6的大功率开关，其特征是：

（a）子单元的元件可以由SMD元件组成（面装设备），

（b）元件装在一个环形安装板（12）上;以及

（c）安装板（12）装在环形槽中并且经过接触弹簧（13）与园环（8c，9）连接。

8、根据权利要求4至7之一的大功率开关，其特征是：半导体开关可由MOSFET型控制晶体管构成。

9、根据权利要求4至7之一的大功率开关，其特征是：半导体开关可由FCTh型控制可控硅构成。