專利名稱：半導(dǎo)體開關(guān)及電力變換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體開關(guān)及電力變換裝置。
背景技術(shù)：
以前，期待著在主電路的開關(guān)元件上逆并聯(lián)連接了續(xù)流二極管的構(gòu)成的電力變換電路中，因續(xù)流二極管(Free-Wheeling Diode)的逆恢復(fù)電流的流動而產(chǎn)生的損耗的降低的半導(dǎo)體開關(guān)及具備該半導(dǎo)體開關(guān)的電力變換裝置。在開關(guān)元件上逆并聯(lián)連接了高速續(xù)流二極管的半導(dǎo)體開關(guān)中，在反方向上流動主電流時使半導(dǎo)體開關(guān)截止(OFF)之際(使主元件和輔助元件截止時)，在主元件的兩端之間殘留的電壓，由將主元件、輔助元件和高速續(xù)流二極管連接的電路環(huán)路的電感值與主電流的大小之積決定。若使半導(dǎo)體開關(guān)的開關(guān)速度為高速，則需要盡量小地設(shè)計電路環(huán)路的電感，因此，有時主元件中殘留的電壓為小于幾V的微小的值。在此，需要對主元件截止中的主元件的輸出靜電電容進(jìn)行考慮。例如，作為這樣的半導(dǎo)體開關(guān)元件的特性，具有當(dāng)在截止中被施加的殘留電壓低時內(nèi)置非常大的靜電電容的特性。這是因為當(dāng)輸出端子電壓低時結(jié)部分的耗盡層的厚度薄，所以具有非常大的靜電電容。這樣，大的靜電電容時，在直流主電路上串聯(lián)連接了 2個半導(dǎo)體開關(guān)的電橋電路中，若互補地動作的另一個半導(dǎo)體開關(guān)打開(turn on)，則充電電流流向該大的靜電電容。由于電路阻抗非常小，所以存在該充電電流變成短路的大電流，發(fā)生大的損耗的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施方式是鑒于上述事情而提出的，其目的在于提供一種半導(dǎo)體開關(guān)，防止主元件的輸出靜電電容的增大，抑制因結(jié)電容充電電流而引起的打開損耗。根據(jù)實施方式，提供一種半導(dǎo)體開關(guān)，具備:主元件，具有逆導(dǎo)性能，是高耐壓的電壓驅(qū)動型開關(guān)元件；防逆流元件，與上述主元件相比較，耐壓低；高速續(xù)流二極管，連接上述主元件的負(fù)極和上述防逆流元件的負(fù)極而將上述主元件的正極作為正極端子，將上述防逆流元件的正極作為負(fù)極端子，在上述正極端子和上述負(fù)極端子之間以從上述負(fù)極端子向上述正極端子的方向為正向的方式進(jìn)行連接，具有與上述主元件相同的耐壓；及預(yù)備電壓施加電路，朝著在上述主元件的正極上施加正電壓的方向進(jìn)行連接，發(fā)生至少比上述主元件的耐壓低的電壓脈沖，而且與上述主元件或上述防逆流元件截止的時期大致同步地輸出上述電壓脈沖。根據(jù)上述構(gòu)成，可以提供一種預(yù)備電壓施加電路，能防止主元件的輸出靜電電容的增大，抑制因結(jié)電容充電電流而引起的打開損耗。


圖1是示意性地示出第I實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的圖。
圖2是示意性地示出第I實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的其他構(gòu)成例的圖。圖3是示意性地示出第I實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的其他構(gòu)成例的圖。圖4是示意性地示出第2實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的圖。圖5是示意性地示出第3實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的圖。圖6是示意性地示出第4實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的圖。圖7是示意性地示出第5實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的圖。圖8是示出超級結(jié)(Super junction)型MOSFET的電容特性的一個例子的圖。圖9是示出超級結(jié)型MOSFET的輸出充電電荷特性的一個例子的圖。圖10是示出微細(xì)化超級結(jié)型MOSFET的電容特性的一個例子的圖。圖11是示意性地示出第6實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的圖。圖12是示意性地示出第7實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的圖。圖13是示意性地示出第8實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的圖。圖14是用于說明主元件和防逆流元件的導(dǎo)通/截止的定時的一個例子的圖。圖15是示意性地示出第9實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的圖。圖16是示意性地示出第10實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的圖。圖17是示意性地示出一個實施方式的電力變換裝置的一個構(gòu)成例的圖。
具體實施例方式以下，對于實施方式涉及的半導(dǎo)體開關(guān)，參照附圖進(jìn)行說明。圖1是示意性地示出第I實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的電路圖。本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)具備主元件1、作為防逆流元件的輔助元件3、高速續(xù)流二極管4和預(yù)備電壓施加電路5。主元件I是電壓驅(qū)動型開關(guān)元件，例如可以適用具有600V的耐壓的IGBT(絕緣柵雙極晶體管:Insulated Gate Bipolar Transistor)。在該IGBT上,逆并聯(lián)連接逆導(dǎo)二極管2A，使其具有逆導(dǎo)性能。主元件I的耐壓優(yōu)選100V以上，更優(yōu)選200V以上，進(jìn)一步優(yōu)選250V以上的能實現(xiàn)的電壓，通常適用具有250V以上的耐壓的元件。輔助元件3是電壓驅(qū)動型開關(guān)元件，例如可以使用具有50V的耐壓的MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)。輔助兀件3 的耐壓比主兀件 I還低。這樣，通過對輔助元件3使用足夠低的耐壓的M0SFET，而可以降低輔助元件3的導(dǎo)通電阻，并且，可以減小輔助元件3的半導(dǎo)體芯片。一般而言，已知MOSFET的導(dǎo)通電阻與元件耐壓的2.5乘方成比例，通過降低輔助元件3的元件耐壓，能夠同時滿足導(dǎo)通電阻降低(導(dǎo)通損耗降低)和芯片面積降低(成本增漲降低)。高速續(xù)流二極管4使用如下元件:具有與主元件I相同的例如600V的耐壓，相較于與主元件I逆并聯(lián)連接的逆導(dǎo)二極管2A，芯片面積小，正向的壓降高，但逆恢復(fù)特性優(yōu)良的特性。并且，高速續(xù)流二極管4具有與主元件I同等或主元件I的耐壓以上的耐壓即可，不限于同等的耐壓。而且，二極管一般而言具有耐壓越高則逆恢復(fù)特性越惡化的特性。因此，高速續(xù)流二極管4例如也可以串聯(lián)連接多個逆恢復(fù)高速但低耐壓的二極管而構(gòu)成。雖然導(dǎo)通時的壓降增加，但在高速續(xù)流二極管4中，僅在主電流從負(fù)極端子流向正極端子6時的死區(qū)時間(dead time)期間中流通，所以該流通時間比率短，增大的導(dǎo)通損耗僅一點兒。
而且，對于高速續(xù)流二極管4，也可以適用由禁帶比硅寬的半導(dǎo)體材料(例如碳化硅、氮化鎵、砷化鎵、金剛石等)形成的二極管而構(gòu)成。通過適用禁帶比硅寬的半導(dǎo)體的二極管，可以得到更高耐壓、且逆恢復(fù)高速的特性。而且，禁帶寬的半導(dǎo)體材料，雖然比硅半導(dǎo)體更貴，但高速續(xù)流二極管4僅在死區(qū)時間的短時間流通，所以用小芯片面積就成，所以能較低地抑制成本增漲。預(yù)備電壓施加電路5與輔助元件3并聯(lián)，朝著在輔助元件3的正極上施加正電壓的方向進(jìn)行連接。例如，在主元件I截止的時期比輔助元件3截止的時期遲的情況下，預(yù)備電壓施加電路5與主元件I的柵極驅(qū)動信號截止的時期同步，輸出比輔助元件3的耐壓低的電壓脈沖，例如30V的電壓脈沖。連接作為主元件I的負(fù)極的發(fā)射極和輔助元件3的源極端子，將作為主元件I的正極的集電極作為正極端子6，將輔助元件3的漏極端子作為負(fù)極端子7，從負(fù)極端子7向正極端子6，連接與主元件I及輔助元件3并聯(lián)的高速續(xù)流二極管4。主元件I和輔助元件3的柵極端子，經(jīng)由適合于各自元件的柵極電阻而與各自的柵極端子共用的柵極驅(qū)動電壓8連接。經(jīng)由與主元件I和輔助元件3的柵極端子連接的柵極電阻來施加?xùn)艠O驅(qū)動電壓8，構(gòu)成為主元件I和輔助元件3同步導(dǎo)通及截止。在這樣構(gòu)成的本實施方式中，在主電流朝反方向、即從負(fù)極端子7向正極端子6流動時，主電流通過負(fù)極端子7 —輔助元件3 —逆導(dǎo)二極管2A —正極端子6的路徑流通。此時，若主元件I及輔助元件3截止，則輔助元件3截止，從而主電流轉(zhuǎn)而流到負(fù)極端子7 —高速續(xù)流二極管4—正極端子6的路徑。因此，轉(zhuǎn)而流到正極端子6的路徑的時期，是從輔助元件3截止開始經(jīng)過規(guī)定的時間之后。在該轉(zhuǎn)流了的時刻，若從預(yù)備電壓施加電路5輸出30V的脈沖，則高速續(xù)流二極管4導(dǎo)通，所以30V的脈沖電壓被施加到主元件I的集電極一發(fā)射極間。此時，高速續(xù)流二極管4的正向壓降量(通常I 2V)，電壓下降一點兒。因此，在主元件I的輸出端子上，施加大約28 29V的電壓。而且，在輔助元件3的輸出上也施加30V的脈沖電壓。這期間，從預(yù)備電壓施加電路5輸出的電力，僅限于主元件I和輔助元件3的輸出端子電壓的充電所需要的電力，不流出到外部主電路，所以少的輸出電力就成。已知在高耐壓的主元件的情況下，表現(xiàn)出僅施加比主電路電壓足夠低的電壓，輸出結(jié)電容就急速地降低的特性。在主元件I上施加大致28 29V的電壓，所以主元件I的輸出結(jié)電容變低，可以抑制互補地動作的另一方的半導(dǎo)體開關(guān)打開時的短路的大電流。另一方面，在主電流朝正向、即從正極端子6向負(fù)極端子7流動時，若主元件I及輔助元件3截止，則主元件I進(jìn)行電流的切斷，所以在截止的瞬間，主電壓(通常200 400V的程度)被施加在主元件I的兩端間。這種情況下，即使從預(yù)備電壓施加電路5發(fā)生30V的電壓脈沖，也由于比主電壓足夠低，而高速續(xù)流二極管4發(fā)生逆阻止，不流過從預(yù)備電壓施加電路5向主元件I的充電電流。因此，來自預(yù)備電壓施加電路5的電力，主要為了充電主輔助元件3而被消費，極少。如上所述，根據(jù)本實施方式，在主電流向反方向續(xù)流時將半導(dǎo)體開關(guān)截止之際，通過將在主元件I的兩端間殘留的電壓確保為在規(guī)定值以上，可以防止主元件I的輸出靜電電容的增大，抑制因結(jié)電容充電電流而引起的打開損耗。圖2是示出上述半導(dǎo)體開關(guān)的變形例的電路圖。在該例中，對主元件I適用包含寄生二極管2B的MOSFET，作為輔助元件(防逆流元件)3而使用二極管。輔助元件3將從正極端子6向負(fù)極端子7的方向作為正向而被連接在主元件I的發(fā)射極和負(fù)極端子7之間。即，在輔助元件3是二極管的情況下，其陽極與主元件I的負(fù)極連接，陰極為負(fù)極端子7。對主元件I適用MOSFET的情況下，由于在MOSFET中產(chǎn)生寄生二極管2B，所以為了防止從負(fù)極端子7向正極端子6的逆流，作為輔助元件3而連接二極管是有效的。并且，對主元件I適用IGBT的情況下，對IGBT附加逆導(dǎo)二極管2A的情況下，也同樣為了防止逆流，作為輔助元件3而連接二極管，則可以得到同樣的效果。圖2所示的半導(dǎo)體開關(guān)，除輔助元件3的構(gòu)成以外，是與上述第I實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)相同的構(gòu)成。該變形例的半導(dǎo)體開關(guān)也有與上述第I實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)相同的效果，即，在主電流向反方向續(xù)流時將半導(dǎo)體開關(guān)截止之際，通過將在主元件I的兩端間殘留的電壓確保為在規(guī)定值以上，可以防止主元件I的輸出靜電電容的增大，抑制因結(jié)電容充電電流而引起的打開損耗。圖3是示出上述半導(dǎo)體開關(guān)的其他變形例的電路圖。在該例中，預(yù)備電壓施加電路5與主元件I并聯(lián)，朝著經(jīng)由二極管(第2 二極管)4'而在主元件I的正極上施加正電壓的方向進(jìn)行連接。二極管4'例如是與高速續(xù)流二極管4同等高耐壓的高速二極管。并且，二極管4'具有與主元件I同等或主元件I的耐壓以上的耐壓即可，不限于同等的耐壓。預(yù)備電壓施加電路5在主元件I及輔助元件3截止了的定時，發(fā)生至少比主元件I的耐壓低的電壓脈沖。圖3所示的半導(dǎo)體開關(guān)，除上述預(yù)備電壓施加電路5的構(gòu)成以外，是與上述第I實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)相同的構(gòu)成。該變形例的半導(dǎo)體開關(guān)也有與上述第I實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)相同的效果，即，在主電流向反方向續(xù)流時將半導(dǎo)體開關(guān)截止之際，通過將在主元件I的兩端間殘留的電壓確保為在規(guī)定值以上，可以防止主元件I的輸出靜電電容的增大，抑制因結(jié)電容充電電流而引起的打開損耗。接著，對第2實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，參照附圖進(jìn)行說明。并且，在以下的說明中，對具有同樣功能的構(gòu)成附加同一符號并省略詳細(xì)的說明。圖4是示意性地示出第2實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的電路圖。本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，是對第I實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，替換了主元件I和輔助元件3的串聯(lián)連接的位置關(guān)系的構(gòu)成。這種情況下，主元件I和輔助元件3的柵極，需要用其他電位進(jìn)行驅(qū)動，需要用光耦合器(未圖示)等絕緣構(gòu)件進(jìn)行絕緣。圖4所示的情況下，主元件I的柵極被柵極驅(qū)動電壓8A驅(qū)動，輔助元件3的柵極被柵極驅(qū)動電壓8B驅(qū)動。柵極驅(qū)動電壓8A、8B從連接到各自的直流電壓源上的放大器輸出。并且，在本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的高電位側(cè)具有同種的半導(dǎo)體開關(guān)的變換電路的情況下，輔助元件3的柵極驅(qū)動電源可以利用高電位側(cè)的主元件I的柵極驅(qū)動電源。上述以外的構(gòu)成與上述第I實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)相同。在本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)中，也在主電流朝反方向、即從負(fù)極端子7向正極端子6流動時，主電流通過負(fù)極端子7 —逆導(dǎo)二極管2A —輔助元件3 —正極端子6的路徑流通。此時，若主元件I及輔助元件3截止，則輔助元件3截止，從而主電流轉(zhuǎn)而流到負(fù)極端子7 —高速續(xù)流二極管4 —正極端子6的路徑。在該轉(zhuǎn)流了的時刻，若從預(yù)備電壓施加電路5輸出30V的脈沖，則高速續(xù)流二極管4導(dǎo)通，所以30V的脈沖電壓被施加在主元件I的集電極一發(fā)射極間。此時，高速續(xù)流二極管4的正向壓降量(通常I 2V)，電壓下降一點兒。因此，在主元件I的輸出端子上施加大約28 29V的電壓。而且，在輔助元件3的輸出上也施加30V的脈沖電壓。在這期間，從預(yù)備電壓施加電路5輸出的電力，僅限于主元件I和輔助元件3的輸出端子電壓的充電所需要的電力，不流出到外部主電路，所以用少的輸出電力就成。另一方面，在主電流朝正向、即從正極端子6向負(fù)極端子7流動時，若主元件I及輔助元件3截止，則主元件I進(jìn)行電流的切斷，所以在截止了的瞬間，主電壓(通常200 400V的程度)被施加在主元件I的兩端間。這種情況下，即使從預(yù)備電壓施加電路5發(fā)生30V的電壓脈沖，也由于比主電壓足夠低，所以高速續(xù)流二極管4逆阻止，不流動從預(yù)備電壓施加電路5主元件I的充電電流。因此，來自預(yù)備電壓施加電路5的電力，主要為了對輔助元件3進(jìn)行充電而被消費，極少。如上所述，根據(jù)本實施方式，在主電流向反方向續(xù)流時將半導(dǎo)體開關(guān)截止之際，通過將在主元件I的兩端間殘留的電壓確保為在規(guī)定值以上，可以防止主元件I的輸出靜電電容的增大，抑制因結(jié)電容充電電流而引起的打開損耗。接著，對第3實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，參照附圖進(jìn)行說明。圖5是示意性地示出第3實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的電路圖。在本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)中，對主元件I適用MOSFET (例如600V的耐壓)。在主元件I中，內(nèi)置具有逆導(dǎo)性能的寄生二極管2B。而且，將直流電壓源11和開關(guān)12串聯(lián)連接而構(gòu)成預(yù)備電壓施加電路5。開關(guān)12例如是作為半導(dǎo)體開關(guān)元件的小型半導(dǎo)體開關(guān)。本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的上述以外的構(gòu)成與上述第I實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)相同。在本實施方式中，雖然通過對主元件I適用低電阻的M0SFET，在主元件I的導(dǎo)通電阻上加上輔助元件3的導(dǎo)通電阻量，但通過較低地選定輔助元件3的耐壓，與第I實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)相同，輔助元件3的導(dǎo)通電阻非常小就成，所以加法運算出的導(dǎo)通電阻的增加量極少就成。而且，即使在主電流向反方向流動時，若主元件I及輔助元件3是導(dǎo)通狀態(tài)，則主電流不在高速續(xù)流二極管4中流動，在低電阻的主元件I和輔助元件3的串聯(lián)電路中流通。其結(jié)果，根據(jù)本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，與對主元件I適用了 IGBT的第I實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)相比較，可以降低在正向及反方向上通電時的導(dǎo)通損耗。如上所述，根據(jù)本實施方式，在主電流向反方向續(xù)流時將半導(dǎo)體開關(guān)截止之際，通過將在主元件I的兩端間殘留的電壓確保為在規(guī)定值以上，可以防止主元件I的輸出靜電電容的增大，抑制因結(jié)電容充電電流而引起的打開損耗。接著，對第4實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，參照附圖進(jìn)行說明。圖6是示意性地示出第4實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的電路圖。在本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)中，將直流電壓源11和開關(guān)12串聯(lián)連接而構(gòu)成預(yù)備電壓施加電路5。開關(guān)12適用作為小型半導(dǎo)體開關(guān)的P溝道型M0SFET。在以下本實施方式的說明中，將開關(guān)12作為P溝道型MOSFET12進(jìn)行說明。經(jīng)由柵極電壓電平移位器13和適當(dāng)?shù)臇艠O電阻而從共用的柵極驅(qū)動電壓8向P溝道型M0SFET12的柵極連接。由于P溝道型M0SFET12的源極電位相對于主元件I的發(fā)射極電位或輔助元件3的源極電位而高出直流電壓源11的電壓，所以為了給予該電位差來匹配柵極電位，需要柵極電壓電平移位器13。因此，柵極電壓電平移位器13的電位移位值，大致與直流電壓源11的電壓相等，是與直流電壓源11的電壓連動而確定的值。并且，柵極電壓電平移位器13能夠由電容器及向該電容器充電的充電電路的組合而構(gòu)成。本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的上述以外的構(gòu)成與上述第I實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)相同。在本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)中，P溝道型M0SFET12的柵極電位變得比該源極電位低，從而導(dǎo)通。相反，主元件I及輔助元件3的柵極因電位變低而截止。因此，P溝道型MOSFET12以當(dāng)主元件I及輔助元件3變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)時導(dǎo)通的方式動作，可以在主元件I截止的時期在主元件I上施加直流電壓源11的電壓。S卩，根據(jù)本實施方式，從唯一的共用的柵極驅(qū)動電壓8控制與上述第I實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)相同的效果，能夠使構(gòu)成簡化。如上所述，根據(jù)本實施方式，在主電流向反方向續(xù)流時將半導(dǎo)體開關(guān)截止之際，通過將在主元件I的兩端間殘留的電壓確保為在規(guī)定值以上，可以防止主元件I的輸出靜電電容的增大，抑制因結(jié)電容充電電流而引起的打開損耗。接著，對第5實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，參照附圖進(jìn)行說明。圖7是示意性地示出第5實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的電路圖。在本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)中，預(yù)備電壓施加電路5作為直流電壓源具有脈沖電壓源9、及經(jīng)由絕緣變壓器15而從脈沖電壓源9施加電壓的防逆流二極管16。在絕緣變壓器15的初級電路上連接脈沖電壓源9，次級電路經(jīng)由防逆流二極管16而與輔助元件3并聯(lián)連接。本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的上述以外的構(gòu)成與上述第3實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)相同。在本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)中，脈沖電壓源9的從不同電位的電力的供給成為可能，例如，能夠從共用的控制電源向構(gòu)成變換器的多個同類的半導(dǎo)體開關(guān)供給電力，電源的共用化成為可能。S卩，根據(jù)本實施方式，起到與上述第3實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)相同的效果，而且能夠從共用的電源供給預(yù)備電壓施加所需要的電力，不需要分別設(shè)置電源。因此，能夠使半導(dǎo)體開關(guān)的構(gòu)成簡化。而且，來自共用的控制電路的脈沖電壓發(fā)生成為可能，能夠發(fā)生定時精度更高的脈沖。因此，根據(jù)本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，可以在最佳的定時發(fā)生所需最小限度的脈沖電壓，消費電力的節(jié)約成為可能。如上所述，根據(jù)本實施方式，在主電流向反方向續(xù)流時將半導(dǎo)體開關(guān)截止之際，通過將在主元件I的兩端間殘留的電壓確保為在規(guī)定值以上，可以防止主元件I的輸出靜電電容的增大，抑制因結(jié)電容充電電流而引起的打開損耗。接著，對上述第3實施方式及第5實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的特性的一個例子進(jìn)行說明。圖8是示出超級結(jié)型MOSFET的電容特性的一個例子的圖。圖8示出能適用于主元件I的具有600V耐壓的超級結(jié)構(gòu)造的縱型MOSFET的電容特性例。在圖8中，橫軸表示主元件I的輸出端子電壓、即漏極一源極間電壓(Vds)，縱軸表示靜電電容值。當(dāng)著眼于輸出電容(Coss)的特性時示出如下特性:在輸出端子電壓非常低的OV附近表現(xiàn)出高的值，但伴隨輸出端子電壓的上升而急速地降低。例如，若輸出端子電壓上升到50V，則輸出電容降低到大致1/40。這是由在施加電壓低的情況下，耗盡層尚薄，故具有超級結(jié)構(gòu)造引起的被折疊的寬的面積，所以雖然表示出大的靜電電容值，但在施加電壓增加某種程度以上，耗盡層變厚時，不是超級結(jié)構(gòu)造引起的折疊的面，而是成為平坦化的絕緣面，所以大幅地發(fā)生面積的降低而帶來的。圖9是將這樣的輸出電容特性，表示為伴隨輸出電壓的上升而在主元件I中充電的電荷特性(Qoss)的圖。在圖9中，橫軸表示主元件I的輸出端子電壓、即漏極一源極間電壓(Vds)，是用橫軸的Vds對圖8的電容特性進(jìn)行積分而求出的特性。若輸出電容與Vds無關(guān)地表示出一定的靜電電容值的特性，則圖9的特性應(yīng)該表現(xiàn)出數(shù)值從原點開始起直線地上升的特性，但若看圖9，則表現(xiàn)出在漏極一源極間電壓(Vds)低的區(qū)域急速的上升，在50V處，上升到大致0.63 [ u C]，當(dāng)將主電路電壓推定使用280V的變換器的適用時，90%的電荷注入完成。即，主元件I是具有超級結(jié)構(gòu)造的縱型MOSFET的情況下，通過僅施加低的電壓，可以實現(xiàn)輸出靜電電容的大幅降低。因此，這種情況下，能夠大幅地降低主元件I的輸出靜電電容，能夠有效地降低因結(jié)電容充電電流引起的打開損耗。接著，對上述第3實施方式及第5實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的其他特性例進(jìn)行說明。圖10示出具有微細(xì)化的超級結(jié)構(gòu)造的縱型MOSFET的電容特性例。在圖10中，橫軸表示主元件I的輸出端子電壓、即漏極一源極間電壓(Vds)，縱軸表示靜電電容值(對數(shù)存儲器)。在圖10中可以看出如下特性:與圖8所示的一般的超級結(jié)MOSFET的輸出電容特性相比較，在漏極一源極間電壓(Vds)為更低的電壓值處，急劇降低。這樣的特性表現(xiàn)出如下特征:在超級結(jié)構(gòu)造的縱橫比(aspect ratio)高的情況下看出，僅將主元件I的耐壓600V的1/30程度的微小電壓(約20V)施加在輸出端子上，輸出電容就急劇地降低到1/100以下。S卩，在主元件I是具有微細(xì)化的超級結(jié)構(gòu)造的縱型MOSFET的情況下，通過僅施加更低的預(yù)備電壓，大幅地降低主元件I的輸出靜電電容，能夠有效地降低因結(jié)電容充電電流引起的打開損耗。雖然在上述圖8至圖10中示出了主元件I的特性的一個例子，但將具有通過將耐壓的1/20以下的微小電壓施加在輸出端子上而使輸出電容降低到1/10以下的特性的M0SFET，作為主元件I而在上述實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)中采用，從而可以更有效地防止主元件I的輸出靜電電容的增大，抑制因結(jié)電容充電電流而引起的打開損耗。接著，對第6實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，參照附圖進(jìn)行說明。圖11是示意性地示出第6實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的電路圖。在圖11中，對主元件I適用MOSFET (例如600V的耐壓)。在主元件I中內(nèi)置具有逆導(dǎo)性能的寄生二極管2B。而且，在主元件I上，逆并聯(lián)地連接高速二極管17。本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的上述構(gòu)成以外與上述第3實施方式相同。在本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)中，主電流向反方向流動時若該電流值變大則通過主元件I的導(dǎo)通電阻，不能足夠低地維持壓降。這種情況下，當(dāng)電流向寄生二極管2B分流時，在MOSFET的寄生二極管2B中蓄積載流子，逆恢復(fù)特性惡化。此時，預(yù)備電壓施加電路5為了排除MOSFET的寄生二極管2B的蓄積載流子，而產(chǎn)生注入額外的電力的需要。在本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的構(gòu)成中，由于電流也分流道與主元件I逆并聯(lián)連接的高速二極管17，所以可以減輕向MOSFET的寄生二極管2B的分流電流，減少逆恢復(fù)特性的降低成為可能，其結(jié)果，較低地抑制預(yù)備電壓施加電路5的消費電力也成為可能。S卩，根據(jù)本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，即使反方向主電流變大，也可以減少主元件I即MOSFET的寄生二極管2B的逆恢復(fù)所需要的額外的電力的注入。根據(jù)本實施方式，在主電流向反方向續(xù)流時將半導(dǎo)體開關(guān)截止之際，通過將在主元件I的兩端間殘留的電壓確保為在規(guī)定值以上，可以防止主元件I的輸出靜電電容的增大，抑制因結(jié)電容充電電流而引起的打開損耗。接著，對第7實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，參照附圖進(jìn)行說明。圖12是示意性地示出第7實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的電路圖。在圖12中，對主元件I適用MOSFET (例如600V的耐壓)。在主元件I中內(nèi)置具有逆導(dǎo)性能的寄生二極管2B。柵極驅(qū)動放大器18接收柵極控制信號20，電流放大而輸出柵極驅(qū)動電壓8。這些電力從柵極驅(qū)動電源19提供。柵極驅(qū)動電源19也承擔(dān)預(yù)備電壓施加電路5的向直流電壓源11的電力供給。在本實施方式中，作為預(yù)備電壓施加電路5的直流電壓源11而適用電容器。在柵極驅(qū)動電源19和預(yù)備電壓施加電路5之間插入電阻器，抑制柵極驅(qū)動電源19的變動，而且防止來自柵極驅(qū)動電源19的電流流動。本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的上述構(gòu)成以外與上述第4實施方式相同。在本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)中，主元件I及輔助元件3的柵極驅(qū)動電力、小型半導(dǎo)體開關(guān)即P溝道型M0SFET12的柵極驅(qū)動電力、預(yù)備電壓施加電路5的直流電壓源11的電力供給，都通過柵極驅(qū)動電源19而統(tǒng)一化，得到電源的單一化。即，根據(jù)本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，謀求柵極驅(qū)動電源19和預(yù)備電壓施加電源5的共用化，可以使電路簡化。根據(jù)本實施方式，在主電流向反方向續(xù)流時將半導(dǎo)體開關(guān)截止之際，通過將在主元件I的兩端間殘留的電壓確保為在規(guī)定值以上，可以防止主元件I的輸出靜電電容的增大，抑制因結(jié)電容充電電流而引起的打開損耗。接著，對第8實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，參照附圖進(jìn)行說明。圖13是示意性地示出第8實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的電路圖。在圖13中，在從柵極驅(qū)動電源19向預(yù)備電壓施加電路5的直流電壓源11供給的電力供給的路徑中，經(jīng)由包含2個二極管和I個電容器的升壓電路21。2個二極管被串聯(lián)排列地插入電力供給路徑中，在2個二極管的連接線和柵極驅(qū)動放大器18的輸出線之間連接著電容器。升壓電路21將從柵極驅(qū)動電源19輸出的電壓升壓而向直流電壓源11輸出。本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的上述構(gòu)成以外與上述第4實施方式相同。并且，在升壓電路21的電容器和柵極驅(qū)動放大器的輸出線之間，為了充電電流的抑制及放大器保護(hù)而插入電阻。在這樣構(gòu)成的在本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)中，例如在柵極驅(qū)動電源19是IOV 15V的情況下，通過升壓電路21的電容器及柵極驅(qū)動電壓源19進(jìn)行充電，所以直流電壓源11為約2倍的20V 25V。即，根據(jù)本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，由于可以使預(yù)備電壓施加電路5的直流電壓源11的電壓較高，所以降低輸出電容故而可以確保足夠的電壓。
S卩，根據(jù)本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，當(dāng)主電流向反方向續(xù)流時將半導(dǎo)體開關(guān)元件截止之際，通過將在主元件I的兩端間殘留的電壓確保為在規(guī)定值以上，可以防止主元件I的輸出靜電電容的增大，抑制因結(jié)電容充電電流而引起的打開損耗。根據(jù)本實施方式，在主電流向反方向續(xù)流時將半導(dǎo)體開關(guān)截止之際，通過將在主元件I的兩端間殘留的電壓確保為在規(guī)定值以上，可以防止主元件I的輸出靜電電容的增大，抑制因結(jié)電容充電電流而引起的打開損耗。接著，對上述實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的主元件I及輔助元件3的驅(qū)動方法，使用波形圖進(jìn)行說明。圖14是示出柵極驅(qū)動放大器18的輸出電壓波形和主元件I及輔助元件3的柵極電壓波形的一個例子的圖。并且，在圖14中，示出了有關(guān)主元件I及輔助元件3是MOSFET的情況。在本實施方式中，主元件I的柵極驅(qū)動電壓和輔助元件3的柵極驅(qū)動電壓，從同一柵極驅(qū)動放大器18輸出，插入作為以主元件I的關(guān)斷的瞬間變得比輔助元件3的關(guān)斷的瞬間遲的方式進(jìn)行控制的控制構(gòu)件的柵極電阻。具體而言，調(diào)節(jié)兩者的柵極電阻以使得主元件I的關(guān)斷的瞬間比輔助元件3的關(guān)斷的瞬間還遲。即，輔助元件3的柵極電阻變得比主元件I的柵極電阻還小。并且，以主元件I的關(guān)斷的瞬間比輔助元件3的關(guān)斷的瞬間還遲的方式進(jìn)行控制的控制構(gòu)件，不僅限于柵極電阻，也可以在主元件I的柵極和源極之間插入電容器。通過調(diào)節(jié)作為控制構(gòu)件而插入的電容器的電容，可以調(diào)節(jié)主元件I關(guān)斷的定時。其結(jié)果，如圖14的波形圖所示，柵極驅(qū)動放大器18的輸出電壓波形的截止指令時間開始的遲延時間，主元件I變得比輔助元件3還遲。因此，主元件I在輔助元件3關(guān)斷之后關(guān)斷，可以抑制在切斷反向電流時主元件I的向寄生二極管2B的電流分流。因此，由于從本實施方式的預(yù)備電壓施加電路5排出MOSFET的寄生二極管2B的蓄積載流子，所以抑制注入的額外的電力成為可能。S卩，根據(jù)本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，可以抑制主元件I即MOSFET的寄生二極管2B的逆恢復(fù)所需要的額外的電力的注入。接著，對第9實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，參照附圖進(jìn)行說明。圖15是示意性地示出第9實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的電路圖。本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)還具有在輔助元件3的漏極端子和源極端子間并聯(lián)地連接的電容器22。電容器22是高頻特性好的電容器，優(yōu)選電感(L)及電阻(R)小的電容器。本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的上述構(gòu)成以外與上述第8實施方式相同。在本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)中，在主電流朝反方向、即從負(fù)極端子7向正極端子6流動時，到轉(zhuǎn)流結(jié)束為止的瞬間，在輔助元件3的漏極和源極間暫時施加浪涌電壓。隨著包圍主元件1、輔助元件3和高速續(xù)流二極管的布線電感變大，該浪涌電壓也增大。而且，伴隨主電流的增大，浪涌電壓也增大。進(jìn)而，即使輔助元件3的輸出結(jié)電容變小，浪涌電壓也變大。而且，因高速續(xù)流二極管4的正向?qū)ㄐ阅芑謴?fù)為止的延遲時間，該浪涌電壓也增大。而且，即使減小輔助元件3的柵極電阻，柵極電壓的降低速度變?yōu)楦咚?，該浪涌電壓也增大。如上所述，在主電流向反方向流動時轉(zhuǎn)變?yōu)闁艠O截止的瞬間，在輔助元件3的兩端間發(fā)生的浪涌電壓，由于各種原因而增大。于是，在本實施方式中，在輔助元件3的兩端附加電容器22，通過浪涌電壓而對電容器22進(jìn)行充電，吸收浪涌電壓。而且，此時，在電容器22中充電的電壓，在高速續(xù)流二極管4中流通而轉(zhuǎn)流結(jié)束時，成為對主元件I施加反方向的電壓，對一瞬間想要導(dǎo)通的主元件I中內(nèi)置的寄生二極管2B，賦予用于使其完全地逆恢復(fù)的電壓，在互補地動作的另一方的半導(dǎo)體開關(guān)導(dǎo)通之前，可以確實使內(nèi)置在主元件I中的寄生二極管2B的逆恢復(fù)完成。S卩，根據(jù)本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，可以抑制輔助元件3中發(fā)生的浪涌電壓，可以減小輔助元件3的芯片面積，能夠更便宜地構(gòu)成。而且，根據(jù)本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，即使布線電感某種程度的變高也良好，所以不需要施以減小布線電感的策略(例如布線條數(shù)的增多等)。這樣也能便宜地構(gòu)成半導(dǎo)體開關(guān)。而且，根據(jù)本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，不在意因輔助元件3而產(chǎn)生的浪涌電壓的發(fā)生就成，所以減小輔助元件3的柵極電阻就能高速地進(jìn)行柵極截止，可以縮短死區(qū)時間，所以能降低開關(guān)損耗。其結(jié)果，可以提供能夠高速開關(guān)的半導(dǎo)體開關(guān)。而且，可以抑制主元件I即MOSFET的寄生二極管2B的逆恢復(fù)所需要的額外的電力的注入。根據(jù)本實施方式，在主電流向反方向續(xù)流時將半導(dǎo)體開關(guān)截止之際，通過將在主元件I的兩端間殘留的電壓確保為在規(guī)定值以上，可以防止主元件I的輸出靜電電容的增大，抑制因結(jié)電容充電電流而引起的打開損耗。接著，對第10實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，參照附圖進(jìn)行說明。圖16是示意性地示出第10實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的一個構(gòu)成例的電路圖。在圖16中，從輔助元件3的源極端子向漏極端子并聯(lián)連接輔助二極管23。輔助二極管23適用硅半導(dǎo)體材料構(gòu)成的肖特基勢壘二極管。本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)的上述構(gòu)成以外與上述第9實施方式相同。在本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)中，在主電流向正向流動時，主電流變大的情況下，僅通過輔助元件的導(dǎo)通電阻，即使壓降不變?yōu)樽銐虻?，也由于主電流分流到并?lián)地連接的輔助二極管23，所以能夠較低地抑制壓降。根據(jù)本實施方式的半導(dǎo)體開關(guān)，即使在主電流變大的情況下也可以降低壓降，可以減少損耗。由此，能使能作為主電流流動的允許最大電流較高。根據(jù)本實施方式，在主電流向反方向續(xù)流時將半導(dǎo)體開關(guān)截止之際，通過將在主元件I的兩端間殘留的電壓確保為在規(guī)定值以上，可以防止主元件I的輸出靜電電容的增大，抑制因結(jié)電容充電電流而引起的打開損耗。圖17是示出適用一個實施方式涉及的半導(dǎo)體開關(guān)而構(gòu)成的電力變換裝置的一個例子、即第I電力變換裝置的電路構(gòu)成的電路圖。第I電力變換裝置如圖17所示，是在從直流主電源100延伸的正側(cè)直流母線200及負(fù)側(cè)直流母線300之間，配置了 2組將串聯(lián)連接了 2個半導(dǎo)體開關(guān)而構(gòu)成的電橋而成的單相電橋電路。在各電橋的正側(cè)的半導(dǎo)體開關(guān)和負(fù)側(cè)的半導(dǎo)體開關(guān)之間的連接點是輸出端子 a、b0并且，能對半導(dǎo)體開關(guān)，采用上述第I實施方式至第10實施方式的任一個的半導(dǎo)體開關(guān)，而且能夠采用對各實施方式的構(gòu)成進(jìn)行了各種省略、置換、變更的半導(dǎo)體開關(guān)。在圖17所示的例子中，對主元件I及輔助元件3采用了 MOSFET，也可以與第9實施方式相同，具有在輔助元件3的漏極端子和源極端子間并聯(lián)地連接的電容器22。預(yù)備電壓施加電路5與第3實施方式相同，將直流電壓源11和開關(guān)12串聯(lián)連接而構(gòu)成。在這樣構(gòu)成的第I電力變換裝置中，導(dǎo)通電壓非常低，而且配置能高速開關(guān)的半導(dǎo)體開關(guān)，從而可以實現(xiàn)高效率(低損耗)、便宜、能高速開關(guān)的電力變換裝置。雖然說明了本發(fā)明的幾個實施方式，但這些實施方式僅作為例子提示，無意限定發(fā)明的范圍。這些新的實施方式，能以其他各種形態(tài)實現(xiàn)，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實施方式及其變形，包含在發(fā)明的范圍和主旨內(nèi)，而且也包含在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明及其等同的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體開關(guān)，其特征在于，具備: 主元件，具有逆導(dǎo)性能，是高耐壓的電壓驅(qū)動型開關(guān)元件； 防逆流元件，與上述主元件相比較，耐壓低； 高速續(xù)流二極管，連接上述主元件的負(fù)極和上述防逆流元件的負(fù)極而將上述主元件的正極作為正極端子，將上述防逆流元件的正極作為負(fù)極端子，在上述正極端子和上述負(fù)極端子之間以從上述負(fù)極端子向上述正極端子的方向為正向的方式進(jìn)行連接，具有與上述主元件相同的耐壓 '及 預(yù)備電壓施加電路，朝著在上述主元件的正極上施加正電壓的方向進(jìn)行連接，發(fā)生至少比上述主元件的耐壓還低的電壓脈沖，而且與上述主元件截止時期大致同步地輸出上述電壓脈沖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體開關(guān),其中， 上述防逆流元件是與上述主元件大致同步來進(jìn)行導(dǎo)通及截止的電壓驅(qū)動型開關(guān)元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體開關(guān),其中， 上述防逆流元件是二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體開關(guān),其中， 上述預(yù)備電壓施加電路與上述防逆流元件并聯(lián)，朝著經(jīng)由上述防逆流元件的正極及上述高速續(xù)流二極管而在上述主元件的正極上施加正電壓的方向進(jìn)行連接，發(fā)生比上述防逆流元件的耐壓低的電壓脈 沖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體開關(guān),其中， 上述預(yù)備電壓施加電路與上述主元件并聯(lián)地連接， 還具備第2 二極管，該第2 二極管以從上述預(yù)備電壓施加電路向上述主元件的正極的方向為正向的方式進(jìn)行連接，且具有與上述主元件相同的耐壓。
6.一種半導(dǎo)體開關(guān)，其中， 主元件，具有逆導(dǎo)性能，是高耐壓的電壓驅(qū)動型開關(guān)元件； 防逆流元件，是耐壓比上述主元件低的電壓驅(qū)動型開關(guān)元件，與上述主元件在大致同一時期進(jìn)行導(dǎo)通及截止； 高速續(xù)流二極管，連接上述主元件的正極和上述防逆流元件的正極而將上述防逆流元件的負(fù)極作為正極端子，將上述主元件的負(fù)極作為負(fù)極端子，在上述正極端子和上述負(fù)極端子之間以從上述負(fù)極端子向上述正極端子的方向為正向的方式進(jìn)行連接，具有與上述主元件相同的耐壓 '及 預(yù)備電壓施加電路，與上述防逆流元件并聯(lián)，朝著在上述防逆流元件的正極上施加正電壓的的方向進(jìn)行連接，發(fā)生比上述防逆流元件的耐壓低的電壓脈沖，而且與上述主元件或上述防逆流元件的柵極驅(qū)動信號截止的時期大致同步地輸出上述電壓脈沖。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6記載的半導(dǎo)體開關(guān)，其中， 上述主元件是MOSFET。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6記載的半導(dǎo)體開關(guān)，其中， 上述預(yù)備電壓施加電路具備直流電壓源和與上述直流電壓源串聯(lián)連接的半導(dǎo)體開關(guān)元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8記載的半導(dǎo)體開關(guān)，其中，上述半導(dǎo)體開關(guān)元件是P溝道型MOSFET。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或6記載的半導(dǎo)體開關(guān)，其中， 上述預(yù)備電壓施加電路具備直流電壓源、在初級電路上連接了上述直流電壓源的絕緣變壓器、及與上述絕緣變壓器的次級電路連接的防逆流二極管。
11.根據(jù)權(quán)利要求7記載的半導(dǎo)體開關(guān)，其中， 上述主元件是具有超級結(jié)構(gòu)造的縱型M0SFET。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或6記載的半導(dǎo)體開關(guān)，其中， 上述主元件具有如下特性:與未在輸出端子上施加電壓時相比較，通過將上述主元件的耐壓的1/20以下的電壓施加在輸出端子上，輸出電容下降到1/10以下。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或6記載的半導(dǎo)體開關(guān)，其中， 在上述主元件的正極及負(fù)極的兩端，并聯(lián)連接將從上述主元件的負(fù)極向正極的方向作為正向的高速二極管而構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求8記載的半導(dǎo)體開關(guān)，其中， 上述防逆流元件是電壓驅(qū)動型開關(guān)元件， 上述預(yù)備電壓施加電路的上述直流電壓源，從上述主元件或上述防逆流元件的柵極驅(qū)動用電源供給。
15.根據(jù)權(quán)利要求14記載的半導(dǎo)體開關(guān)，其中， 還具備升壓電路，該升壓電路配置在從上述主元件或上述防逆流元件的柵極驅(qū)動用電源向上述預(yù)備電壓施加電路的上述直流電壓源進(jìn)行電力供給的路徑。
16.根據(jù)權(quán)利要求1或6記載的半導(dǎo)體開關(guān)，其中， 上述主元件的柵極驅(qū)動電壓和上述防逆流元件的柵極驅(qū)動電壓，從同一驅(qū)動電路輸出， 在上述主元件的柵極和上述防逆流元件的柵極還具備控制構(gòu)件，該控制構(gòu)件進(jìn)行控制以使得上述主元件關(guān)斷的瞬間比上述防逆流元件關(guān)斷的瞬間還遲。
17.根據(jù)權(quán)利要求1或6記載的半導(dǎo)體開關(guān)，其中， 還具備并聯(lián)連接在上述防逆流元件的正極及負(fù)極的兩端之間的電容器。
18.根據(jù)權(quán)利要求1或6記載的半導(dǎo)體開關(guān)，其中， 在上述防逆流元件的正極及負(fù)極的兩端，還具備以將從上述防逆流元件的負(fù)極向正極的方向作為正向的方式進(jìn)行并聯(lián)連接的二極管。
19.一種電力變換裝置，其特征在于， 是具有I組或多組電橋電路的電力變換電路，上述電橋電路是在直流主電源上串聯(lián)連接2個開關(guān)元件而構(gòu)成的， 適用于上述電力變換電路中的上述開關(guān)元件之中的至少I個，是權(quán)利要求1或6記載的半導(dǎo)體開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明提供半導(dǎo)體開關(guān)及電力變換裝置。提供防止主元件的輸出靜電電容的增大、抑制由結(jié)電容充電電流而引起的打開損耗的半導(dǎo)體開關(guān)。所提供的半導(dǎo)體開關(guān)具備主元件，具有逆導(dǎo)性能，是高耐壓的電壓驅(qū)動型開關(guān)元件；防逆流元件，耐壓比主元件低；高速續(xù)流二極管，連接主元件的負(fù)極和防逆流元件的負(fù)極而將主元件的正極作為正極端子，將防逆流元件的正極作為負(fù)極端子，在正極端子和負(fù)極端子之間以從負(fù)極端子向正極端子的方向為正向的方式進(jìn)行連接，具有與主元件相同的耐壓；及預(yù)備電壓施加電路，朝著在主元件的正極上施加正電壓的方向進(jìn)行連接，發(fā)生至少比主元件的耐壓低的電壓脈沖，而且與主元件或防逆流元件截止的時期大致同步地輸出電壓脈沖。
文檔編號H02M3/10GK103138572SQ20121049976
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者餅川宏, 葛卷淳彥, 津田純一, 兒山裕史 申請人:株式會社東芝