[发明专利]一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件

说明书

本发明公开了一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件，包括串联的若干个IGBT，IGBT的串联电路上并联有第一电容组成IGBT半桥单元，IGBT半桥单元的一侧并联有晶闸管半桥单元，IGBT半桥单元的另一侧并联有并联设置的第二电容器和第三电容器。通过晶闸管的导通压降低和IGBT开关特性好的特点，通过驱动电路分别控制IGBT与晶闸管，改善了传统关断晶闸管类器件开关频率低、开关特性差、需要较大的缓冲回路和拓扑复杂的缺点，可广泛应用于电力系统的换流阀之中；也能解决IGBT通态压降较高的问题，适合应用于轨道交通等低频应用场合。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体来说，涉及一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件。

背景技术

电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在工业中的应用越来越广泛。随着需求的增加，电力电子装置趋于大容量和高功率密度，开关器件的电压和电流等级也随之增大。

新型功率器件及其相关新型半导体材料的研究，一直是电力电子行业极为活跃的领域。一种理想的功率半导体器件，应当具有理想的静态和动态特性：在阻断状态，能承受高电压；在导通状态，具有高的电流密度和低的导通压降；在开关状态和转换时，开关时间短，能承受高的di/dt和dv/dt，具有低的开关损耗，并具有全控功能；绝缘门极双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)凭借其开关频率高、驱动简单、容量大等优势，成为电力电子领域应用最广泛的功率半导体器件，电压容量等级涵盖650～6500V，50～3600A。

虽然IGBT是目前开关特性比较理想的可关断器件，但是相比于基于晶闸管结构的可关断器件（如GTO、IGCT、MCT和SGTO），IGBT器件仍存在通态压降高的问题，在柔性直流换流阀等低频应用场合会造成较大的损耗。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件，能够改善传统关断晶闸管类器件开关频率低，开关特性不好，需要较大的缓冲回路，拓扑复杂的缺点，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种集成晶闸管和IGBT的半导体组件，包括串联的若干个IGBT，所述IGBT的串联电路上并联有第一电容组成IGBT半桥单元，所述IGBT半桥单元的一侧并联有晶闸管半桥单元，所述IGBT半桥单元的另一侧并联有并联设置的第二电容器和第三电容器。

进一步地，所述IGBT半桥单元内的设置有两个IGBT，两个所述IGBT分别并联有二极管，所述晶闸管半桥单元由两个可关断的晶闸管串联组成。

进一步地，所述IGBT半桥单元内的设置有四个IGBT。

进一步地，所述IGBT半桥单元内的设置有四个IGBT，所述晶闸管半桥单元由两个可关断的晶闸管串联组成，且每个所述晶闸管并联有二极管。

进一步地，所述IGBT半桥单元设有一个IGBT，所述晶闸管半桥单元设有一个晶闸管，所述IGBT的集电极C与所述晶闸管的阳极A相连接，所述IGBT的发射极E与所述晶闸管的阴极K相连。

进一步地，所述IGBT设有栅极G1，所述晶闸管设有门极G2。

进一步地，所述IGBT半桥单元内的设置有四个IGBT，四个所述IGBT分别并联有二极管，其中，中间相邻的两个所述IGBT并联有第四电容。

进一步地，所述第二电容器为有源电容器，所述第三电容器为直流电容器。