[发明专利]包括用于补偿寄生电感的电路的半导体装置

说明书

背景技术

功率电子模块是用在功率电子电路中的半导体封装。功率电子模块典型地用在车辆和工业应用中，诸如用在逆变器和整流器中。功率电子模块内包括的半导体部件典型地是绝缘栅双极型晶体管（IGBT）半导体芯片、金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）半导体芯片、结栅场效应晶体管（JFET）半导体芯片或者其他适当的受控装置。IGBT和MOSFET半导体芯片具有变化的电压和电流额定值。一些功率电子模块还包括用于电感负载的续流电流或者用于过压保护的半导体封装中的另外的半导体二极管（即，续流二极管）。

在具有并联装置（即，逆变器或转换器内的模块、以及模块内的半导体芯片）的功率电子模块中，如果负载或供电电流在放置装置所沿的方向上流动，则出现从模块到模块的或者从半导体芯片到半导体芯片的电感压降。该压降由并联装置之间的杂散或寄生电感中的di/dt引起。最具干扰性的压降位于发射极（或源极）之间，因为这些在驱动（辅助）发射极中反射。该压降引起作为针对所有并联装置的一个公共栅极电压施加的栅极驱动电压的劣化。

出于这些和其他原因，需要本发明。

发明内容

一个实施例提供了一种半导体装置。该半导体装置包括第一晶体管、与第一晶体管并联耦合的第二晶体管、以及第一晶体管的发射极和第二晶体管的发射极之间的第一寄生电感。该半导体装置包括：第一电路，被配置为基于公共驱动器信号向第一晶体管提供第一栅极驱动器信号；和第二电路，被配置为基于公共驱动器信号向第二晶体管提供第二栅极驱动器信号。第一电路和第二电路被配置为补偿跨越第一寄生电感的压降，使得第一栅极驱动器信号和第二栅极驱动器信号与公共驱动器信号同相并且具有与公共驱动器信号相同的幅值（参考至每个驱动发射极）。

附图说明

附图被包括以提供对实施例的进一步理解并且被并入本说明书并构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且连同描述一起用于说明实施例的原理。其他实施例以及实施例的许多预期优点将容易被认识到，因为它们通过参照下面的详细描述而变得更好理解。图中的元件不一定相对彼此按比例绘制。相同的附图标记表示对应的相似部分。

图1是图示包括三个并联装置的单个开关的等效电路的一个实施例的示意图。

图2是图示包括负载或供电电流的不对称连接的图1的等效电路的一个实施例的示意图。

图3是图示具有如图2中所示的负载或供电电流的不对称连接的等效电路的栅极-发射极电压对电流的一个实施例的图表。

图4是图示包括到所有三个电源线（DC+、DC-和AC）的不对称连接的等效电路的一个实施例的示意图。

图5是图示包括到DC+和DC-电源线的对称连接以及到AC电源线的不对称连接的等效电路的一个实施例的示意图。

图6是图示用于补偿并联装置之间的电感压降的等效电路的一个实施例的示意图。

图7是图示用于补偿并联装置之间的电感压降的等效电路的另一实施例的示意图。

图8是图示用于补偿并联装置之间的电感压降的等效电路的另一实施例的示意图。

图9是图示用于补偿并联装置之间的电感压降的等效电路的另一实施例的示意图。

图10是图示用于补偿并联装置之间的电感压降的等效电路的另一实施例的示意图。

图11是图示用于补偿并联装置之间的电感压降的等效电路的另一实施例的示意图。

图12是图示功率模块的一个实施例的分解视图的示图。

图13图示了功率模块的一个实施例的横截面视图。

图14A图示了用于替换图10和11中所示的发射极跟随器使用的推挽放大器的一个实施例。

图14B图示了用于替换图10和11中所示的发射极跟随器使用的电压控制电流源的一个实施例。

具体实施方式

在下面的详细描述中，参照附图，附图形成详细描述的一部分并且在附图中通过图示的方式示出了其中可以实践本公开的具体实施例。在这一点上，方向性术语，诸如“顶”、“底”、“前”、“后”、“头”、“尾”等，是参照所描述的（一幅或多幅）附图的取向而使用的。由于实施例的部件可以位于许多不同的取向上，因此方向性术语用于说明的目的而决非限制。要理解，可以利用其他实施例并且可以进行结构或逻辑的改变而不偏离本公开的范围。因此，下面的详细描述不要被视为限制性意义，并且本公开的范围由所附权利要求限定。

要理解，除非另外具体指出，否则这里描述的各种示例性实施例的特征可以彼此组合。