[发明专利]电力电子装置

权利要求书

1.一种电力电子装置（1），被配置用于在所述电力电子装置（1）的正向模式下传导正向电流（I1）并且用于在所述电力电子装置（1）的反向模式下传导反向电流（I2），所述电力电子装置（1）包括：

- 半导体开关结构（2），其被配置用于承担正向导通状态，其中在正向导通状态下所述半导体开关结构（2）的稳态电流承载能力被表征为标称电流（Inom），并且其中在正向导通状态下所述半导体开关结构（2）被配置用于在所述电力电子装置（1）的正向电流模式下传导正向电流（I1）的至少一部分；

- 二极管结构（3），其被反并联地电连接于所述半导体开关结构（2）并且被配置用于在所述电力电子装置（1）的反向模式下传导反向电流（I2）的至少一部分；以及

- 反向导通结构（4），其与所述半导体开关结构（2）单片地集成；

其中，在所述电力电子装置（1）的反向模式下，如果反向电流（I2）的量小于或者等于第一临界反向电流值（IRC1），则所述反向导通结构（4）传导少于10%的反向电流（I2），所述第一临界反向电流值（IRC1）至少接近于标称电流（Inom），以及

其中如果反向电流（I2）的量大于或者等于第二临界反向电流值（IRC2），则所述反向导通结构（4）传导至少20%的反向电流（I2），所述第二临界反向电流值（IRC2）接近于至多十倍的标称电流（Inom）。

2.如权利要求1所述的电力电子装置（1），其中第一临界反向电流值（IRC1）接近于至少两倍的标称电流（Inom）。

3.如前述权利要求中的一个所述的电力电子装置（1），其中反向导通结构（4）包括被反并联地电连接于半导体开关结构（2）的晶闸管结构（40）。

4.如权利要求3所述的电力电子设备（1），其中晶闸管结构（40）的正向转折电压（Vfwbr）低于二极管结构（3）在临界二极管电流值（Id0）下的二极管导通状态电压（Vd0），其中所述临界二极管电流值（Id0）接近于至多五倍的标称电流（Inom）。

5.如前述权利要求中的一个所述的电力电子装置（1），其中半导体开关结构（2）是IGBT（20）或者包括IGBT（20）。

6.如权利要求5以及权利要求3和权利要求4中的一个所述的电力电子装置（1），其中半导体开关结构（2）以及晶闸管结构（40）被单片地集成在功率半导体器件（5）中，所述功率半导体器件（5）包括：

- 半导体本体（10），其具有耦合到第一负载端子结构（11）的前侧（10-1）和耦合到第二负载端子结构（12）的背侧（10-2）并且被配置用于传导在第一负载端子结构（11）和第二负载端子结构（12）之间的正向电流（I1）的至少一部分，以及

- 多个IGBT控制单元（14），其被布置在所述前侧（10-1），与所述第一负载端子结构（11）相接触并且被至少部分地包括在所述半导体本体（10）中；

其中所述半导体本体（10）包括：

- 第一导电类型的漂移区（100），其被布置成与所述IGBT控制单元（14）相接触；

- 与第一导电类型互补的第二导电类型的背侧发射极区（102），所述背侧发射极区（102）被布置在所述背侧（10-2）处，与所述第二负载端子结构（12）相接触；以及

- 第一导电类型的至少一个晶闸管发射极区（106），被布置在所述背侧（10-2）处，与所述第二负载端子结构（12）相接触并且通过第二导电类型的半导体区与漂移区（100）隔离。

7.如权利要求6所述的电力电子装置，其中晶闸管发射极区（106）的横向延伸（Lx）限定半导体器件（5）的晶闸管区，并且其中IGBT控制单元（14）中的一个或多个被布置在所述晶闸管区内部。

8.如权利要求6或者权利要求7所述的电力电子装置（1），其中晶闸管发射极区（106）的横向延伸（Lx）等于或者小于半导体本体（10）的竖向延伸（Lz）的两倍。