[实用新型]功率半导体模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及包括IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor：绝缘栅双极晶体管)、FWD(Freewheelingdiode：续流二极管)等功率半导体元件的功率半导体模块，尤其涉及内置有门极电容器(又称栅极电容器：Cge)的功率半导体模块。

背景技术

包括IGBT或IPM(IntelligentPowerModule：智能功率模块)和二极管等功率半导体元件的功率半导体模块已为公众所知。在这样的功率半导体模块中，功率半导体元件在进行开关动作时，会产生损耗，例如开通损耗、反向恢复损耗等。

对此，在专利文献1公开了如下的低损耗、高效率的功率半导体模块的驱动电路(参照专利文献1)。根据专利文献1的功率半导体模块的驱动电路，驱动以升压为目的的第一半导体开关的栅极驱动电路的内部电路常数与驱动串联连接于第一半导体开关且以电源再生为目的的第二半导体开关的栅极驱动电路的内部电路常数相比，前者的开关切换时间更短，从而浪涌电压升高，但能降低开关损失，由此实现高效率和低成本化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2007-104739

实用新型内容

实用新型所要解决的技术问题

在功率半导体模块的电路的各参数中，受到较多关注的参数包括开通损耗Eon、反向恢复损耗Err、反向恢复速度dv/dt等。栅极开通电阻Rg(on)的增加或者栅极电容器Cge的电容增大，都会导致IGBT的开通损耗增加，另一方面，会减小FWD的反向恢复损耗。但栅极开通电阻Rg(on)的增加和栅极电容器Cge的电容增大，其效果在程度上略有不同。例如，增加栅极开通电阻Rg(on)，会大大增加开通损耗，但反向恢复损耗的降低量较小，造成总损耗增加。栅极电容器Cge的电容增大，会使得开通损耗增加量较小、反向恢复损耗降低量较大，总损耗大致不变或略微增加。因此，若增加栅极电容器Cge，可在不增加或略微增加总损耗即开通损耗和反向恢复损耗之和的前提下，减小FWD反向恢复的dv/dt，减小Err。

为了增加栅极电容Cge，可在IGBT的栅极端子和发射极端子之间追加电容器。通过追加电容器，在不增加或略微增加Eon+Err的前提下，实现减小FWD反向恢复dv/dt的功能。

然而，现有技术中，功率半导体模块中不具备上述的栅极电容器Cge。而且，由于功率半导体模块的结构是预先设计并决定的，无法在功率半导体模块内部追加栅极电容器。因此，通常，在功率半导体模块的外部电路中设置电容器，达到增加栅极电容的目的。

众所周知，若在外部电路中配置电容器，无法避免配线电感影响，因为外部电路与功率半导体模块之间的配线上的杂散电感不能忽略。简言之，现有技术没有提供不易受到配线上的杂散电感影响且能有效增加栅极电容的方法。

本实用新型是基于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够抑制配线上的杂散电感影响且能有效增加栅极电容的功率半导体模块。该功率半导体模块可在不增加或略微增加总损耗即开通损耗和反向恢复损耗之和的前提下，减小FWD反向恢复的dv/dt。

解决技术问题所采用的技术手段

为了实现上述目的，本实用新型的一方面所涉及的功率半导体模块包括：基板，在该基板上安装一个或多个功率半导体装置；壳体，该壳体将安装有功率半导体装置的基板收纳在内；盖板，该盖板覆盖在壳体上方以构成封闭的空间，所述功率半导体装置由IGBT、以及与所述IGBT反并联连接的二极管构成，所述IGBT的栅极和发射极分别与外部栅极端子和外部发射极端子相连接，在所述外部栅极端子和所述外部发射极端子之间、且在所述壳体的内表面，设置电容器。

根据本实用新型的第二方面所涉及的功率半导体模块，在第一方面的基础上，所述电容器以下沉式方法来设置。

根据本实用新型的第三方面所涉及的功率半导体模块，在第一或第二方面的基础上，所述电容器是贴片电容器。

根据本实用新型的第四方面所涉及的功率半导体模块，在第一方面的基础上，将2个功率半导体装置进行串联连接，并将通过串联连接得到的半导体装置的3个串联电路进行并列连接，从而构成1个IGBT模块。

实用新型效果