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DE10230716A1 - Leistungsmodul - Google Patents

Leistungsmodul

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Publication number
DE10230716A1
DE10230716A1 DE10230716A DE10230716A DE10230716A1 DE 10230716 A1 DE10230716 A1 DE 10230716A1 DE 10230716 A DE10230716 A DE 10230716A DE 10230716 A DE10230716 A DE 10230716A DE 10230716 A1 DE10230716 A1 DE 10230716A1
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DE
Germany
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emitter
electrode structure
power
power module
emitter electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10230716A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Oumaru
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE10230716A1 publication Critical patent/DE10230716A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Leistungsmodul (100) mit mehreren Leistungsvorrichtungen (3, 4), die zueinander parallel angeordnet sind und durch Gatesignale mit im Wesentlichen gleichem elektrischem Potential geschaltet werden. Das Leistungsmodul (100) umfasst: eine Kollektorelektrodenstruktur (1); eine ersten und zweite Leistungsvorrichtung (3, 4), die auf der Kollektorelektrodenstruktur (1) vorgesehen sind, wovon jede eine Kollektorelektrode aufweist, die an die Kollektorelektrodenstruktur (1) angeschlossen ist; eine Emitterelektrodenstruktur (2), die entlang der Kollektorelektrodenstruktur (1) vorgesehen ist und eine Emitterzuleitung (10) aufweist; und eine erste und zweite Verbindungseinrichtung (5, 6), um Emitterelektroden auf der ersten und zweiten Leistungsvorrichtung (3, 4) bzw. der Emitterelektrodenstruktur zu verbinden. Das Leistungsmodul ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Induktivitätskomponente der ersten und/oder zweiten Verbindungseinrichtung (5, 6) so eingestellt ist, dass die Induktivitätskomponente zwischen der Emitterelektrode auf der ersten Leistungsvorrichtung (3) und der Emitterzuleitung (10) im Wesentlichen gleich derjenigen zwischen der Emitterelektrode auf der zweiten Leistungsvorrichtung (4) und der Emitterzuleitung (10) ist.

Description

    QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Eine verwandte Patentanmeldung ist eine gemeinsam erteilte, am 8. August 2001 eingereichte japanische Patentanmeldung Nr. 2001-240738, die bezugsweise in die vorliegende Patentanmeldung mit aufgenommen ist.
    • HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Leistungsmodul, und insbesondere auf ein Leistungsmodul mit mehreren IGSTs (Insulated Gate Bipolar Transistors - Isolierschicht-Bipolartransistoren), die parallel zueinander angeordnet sind.
  • 2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
  • Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Leistungsmoduls, das insgesamt mit 500 bezeichnet ist. Das Leistungsmodul 500 umfasst ein Keramiksubstrat 501. Auf dem Keramiksubstrat 501 sind, im wesentlich parallel zueinander, eine Emitterelektrodenstruktur 502, eine Kollektorelektrodenstruktur 503 und eine Gateelektrodenstruktur 504 vorgesehen. Jeweils an einem Ende der Elektrodenstruktur 502, 503 und 504 ist eine Emitterzuleitung 512, eine Kollektorzuleitung 513 bzw. eine Gatezuleitung 514 vorgesehen.
  • An der Kollektorelektrodenstruktur 503 sind zwei Isolierschicht-Bipolartransistoren (IGBTs) 521 und 522 befestigt. Jede Rückseite der IGBTs 521 und 522 ist eine Kollektorelektrode. Jede der Kollektorelektroden ist elektrisch an die Kollektorelektrodenstruktur 503 angeschlossen. Emitterelektroden auf den Vorderseiten der IGBTs 521 und 522 sind über Kontaktierungsdrähte 523 bzw. 524 an die Emitterelektrodenstruktur 502 angeschlossen. Die Gatelektroden auf den IGBTs 521 und 522 sind über die Kontaktierungsdrähte 525 bzw. 526 an die Gateelektrodenstruktur 504 angeschlossen. Darüber hinaus ist eine Emitterelektrode auf dem IGBT 521 über einen Kontaktierungsdraht 527 an eine Erdungselektrode 528 angeschlossen. Normalerweise ist eine Abdeckung über dem Keramiksubstrat 501 abgebracht, um den IGBT 521 und andere Komponenten abzudichten. Diese Abdeckung wurde jedoch in dieser Zeichnung weggelassen.
  • Fig. 5 zeigt einen Grundriss der Emitterelektrodenstruktur 502 und der Kollektorelektrodenstruktur 503 des Leistungsmoduls von Fig. 4. In der Fig. 5 beziehen sich gleiche Bezugszahlen auf ähnliche oder entsprechende, in Fig. 4 gezeigte Teile.
  • In solch einem Leistungsmodul 500 sind die beiden IGBTs 521 und 522 parallel zueinander angeordnet. Das Einleiten von Signalen in die Gateelektrodenstruktur 504 erlaubt gleichzeitiges Schalten der beiden IGBTs 521 und 522, wodurch ein starker Strom zwischen der Emitterelektrodenstruktur 502 und der Kollektorelektrodenstruktur 503 bereitsteht.
  • Werden die IGBTs 521 und 522 jedoch geschaltet, erzeugen die Induktivitätskomponenten in den Kontaktierungsdrähten 525 und 526 und der Emitlerelektrodenstruktur 502 eine elektromotorische Gegenkraft.
  • Zunächst sei angenommen, dass das elektrische Potential an jedem in Fig. 5 gezeigten Punkt von P, Q, R und S ein Null-Potential (Erdungspotential) im Ausgangszustand ist.
  • Dann werden als nächstes die IGBTs 521 und 522 unter Verwendung des Kontaktierungsdrahtes 525 bzw. 526 geschaltet und in den EIN-Zustand versetzt. Sofort nach dem Schalten fließt Strom vom Punkt P zum Punkt Q, vom Punkt Q zum Punkt R und vom Punkt S zum Punkt R. Dann fließt Strom durch die Emitterelektrodenstruktur 502 in der durch einen Pfeil 530 gezeigten Richtung. Zur gleichen Zeit bewirken die Induktivitätskomponenten einen Spannungsabfall zwischen den Punkten P und Q und den anderen Punkten. Als ein Ergebnis davon treten Asymmetriebedingungen in den Gate-Emitter-Spannungen auf den IGBTs 521 und 522 auf. Diese Asymmetriebedingungen verursachen eine Zeitverzögerung beim Schalten der IGBTs 521 und 522.
  • Beispielsweise sei angenommen, das elektrische Potential am Punkt P ist 0 V. Dann ist das elektrische Potential aufgrund des Spannungsabfalls am Punkt Q -3 V and dasjenige am Punkt R -5 V. Andererseits steigt die Spannung in Richtung vom Punkt R zum Punkt S an, und somit beträgt das elektrische Potential am Punkt S -2 V. Deshalb haben die Gate-Emitter-Spannungen an den IGBTs 521 und 522, unmittelbar nachdem das elektrische Potential an beiden Gates auf 15 V eingestellt wird, unterschiedliche Werte von 15 V bzw. 17 V. Dieses Phänomen verursacht eine Zeitverzögerung beim Schalten der beiden IGBTs 521 und 522. Solch eine Zeitverzögerung führt zu einer übermäßigen Last, mit der einer der beiden IGBTs beaufschlagt wird, was einer der Gründe für Ausfall und kurze Lebensdauer der IGBTs war.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Leistungsmodul mit mehreren zueinander parallel angeordneten und mit derselben Zeiteinstellung geschalteten IGBTs bereitzustellen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Leistungsmodul mit mehreren Leistungsvorrichtungen bereit, die parallel zueinander angeordnet sind und durch Gatesignale mit im wesentlichem gleichem elektrischem Potential geschaltet werden. Das Leistungsmodul umfasst: eine Kollektorelektrodenstruktur, eine erste und zweite Leistungsvorrichtung, die auf der Kollektorelektrodenstruktur vorgesehen ist, wovon jede eine Kollektorelektrode aufweist, die an die Kollektorelektrodenstruktur angeschlossen ist; eine Emitterelektrodenstruktur, die entlang der Kollektorelektrodenstruktur vorgesehen ist und eine Emitterzuleitung aufweist, und eine erste und zweite Verbindungseinrichtung, um Emitterelektroden auf der ersten und zweiten Leistungsvorrichtung und die Emitterelektrodenstruktur zu verbinden. Das Leistungsmodul ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Induktivitätskomponente der ersten und/oder zweiten Verbindungseinrichtung so eingestellt ist, dass die Induktivitätskomponente zwischen der Emitterelektrode auf der ersten Leistungsvorrichtung und der Emitterzuleitung im wesentlichen gleich derjenigen zwischen der Emitterelektrode auf der zweiten Leistungsvorrichtung und der Emitterzuleitung ist.
  • Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Leistungsmodul bereit, das darüber hinaus umfasst: eine dritte Leistungsvorrichtung, die auf der Kollektorelektrodenstruktur in symmetrischem Verhältnis mit der ersten Leistungsvorrichtung vorgesehen ist, um zusammen mit der ersten Leistungsvorrichtung die zweite Leistungsvorrichtung sandwichartig einzuschließen, und die eine Kollektorelektrode aufweist, die an die Kollektorelektrodenstruktur angeschlossen ist, und eine dritte Verbindungseinrichtung, um eine Emitterelektrode auf der dritten Leistungsvorrichtung und die Emitterelektrodenstruktur zu verbinden. Die Emitterzuleitung ist im wesentlichen in der Mitte der Emitterelektrodenstruktur vorgesehen, so dass die Induktivitätskomponente zwischen der Emitterelektrode auf der ersten Leistungsvorrichtung und der Emitterzuleitung im wesentlichen gleich derjenigen zwischen der Emitterelektrode auf der dritten Leistungsvorrichtung und der Emitterzuleitung ist. Die Induktivitätskomponente der zweiten Verbindungseinrichtung ist so eingestellt, dass die Induktivitätskomponente zwischen der Emitterelektrode auf der zweiten Leistungsvorrichtung und der Emitterzuleitung im wesentlichen gleich derjenigen zwischen der Emitterelektrode auf der ersten Leistungsvorrichtung und der Emitterzuleitung ist.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 zeigt einen Teil eines Leistungsmoduls gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 2 zeigt einen Teil eines Leistungsmoduls gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 3 zeigt einen Teil eines Leistungsmoduls mit einem herkömmlichen Aufbau;
  • Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines Leistungsmoduls mit einem herkömmlichen Aufbau; und
  • Fig. 5 zeigt einen Teil des Leistungsmoduls mit einem herkömmlichen Aufbau.
    • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN Erste bevorzugte Ausführungsform
  • Fig. 1 zeigt eine Teildraufsicht auf ein Leistungsmodul dieser Ausführungsform, das insgesamt mit 100 bezeichnet ist. Andere Teile diese Leitungsmoduls sind wie beim in Fig. 5 gezeigten Leistungsmodul 500 aufgebaut.
  • Das Leistungsmodul 100 umfasst eine Kollektorelektrodenstruktur 1 und eine Emitterelektrodenstruktur 2, die beide auf einem Keramiksubstrat (nicht gezeigt) vorgesehen sind. An einem Ende der Emitterelektrodenstruktur ist eine Emitterzuleitung 10 vorgesehen, um Strom abzuleiten.
  • Auf der Kollektorelektrodenstruktur 1 sind zwei IGBTs 3 und 4 befestigt. Jede Rückseite der IGBTs 3 und 4 ist eine Kollektorelektrode. Jede der Kollektorelektroden ist elektrisch an die Kollektorelektrodenstruktur 1 angeschlossen. Emitterelektroden auf den Vorderseiten der IGBTs 3 und 4 sind über Kontaktierungsdrähte 5 bzw. 6 an die Emitterelektrodenstruktur 2 angeschlossen. Gateelektroden auf den IGBTs 3 und 4 sind über Kontaktierungsdrähte 7 bzw. 8 an eine (nicht gezeigte) Gateelektrodenstruktur angeschlossen. Darüber hinaus ist eine Emitterelektrode auf dem IGBT 3 über einen Kontaktierungsdraht 9 an eine (nicht gezeigte) Erdungselektrode angeschlossen.
  • Bei dem Leistungsmodul 100 sind die Kontaktierungsdrähte 6 länger, um die Induktivitätskomponente der Kontaktierungsdrähte 6 zu erhöhen. Dieser Aufbau macht die Induktivitätskomponente zwischen den Emitterelektroden auf dem IGBT 3 und der Emitterzuleitung 10 im wesentlichen gleich derjenigen zwischen den Emitterelektroden auf dem IGBT 4 und der Emitterzuleitung 10.
  • Wenn die IGBTs 3 und 4 somit geschaltet werden, indem Gatesignale mit im wesentlichen gleichem elektrischem Potential über die Kontaktierungsdrähte 7 und 8 in die Gateelektroden auf den IGBTs 3 bzw. 4 eingespeist werden, sind die zwischen den jeweiligen Gates und Emittern auf den IGBTs 3 und 4 angelegten Spannungen im wesentlichen gleich.
  • Als ein Ergebnis werden die IGBTs 3 und 4 im wesentlichen mit derselben Zeiteinstellung geschaltet. Dieser Aufbau kann verhindern, dass einer der IGBTs mit übermäßiger Last beaufschlagt wird, was beim herkömmlichen IGBT 500 der Fall war. Mit Bezug auf Fig. 1 wird diese Ausführungsform speziell beschrieben. Zunächst beträgt jedes elektrische Potential im Ausgangszustand an den Punkten A, B, C und D 0 V (Erdungspotential).
  • Dann werden die IGBTs 3 und 4 mittels der Kontaktierungsdrähte 7 bzw. 8 geschaltet und in den EIN-Zustand versetzt. Sofort nach dem Schalten fließt Strom vom Punkt A zum Punkt B, vom Punkt B zum Punkt C, und vom Punkt D zum Punkt C. Dann fließt Strom durch die Emitterelektrodenstruktur 2 zur Emitterzuleitung 10 (durch einen Pfeil 11 dargestellt). Gleichzeitig bewirken die Induktivitätskomponenten einen Spannungsabfall zwischen den Punkten A und B und den anderen Punkten.
  • Beim Leistungsmodul 100 sind die Kontaktierungsdrähte 6 jedoch länger als die Kontaktierungsdrähte 5, und weisen somit größere Induktivitätskomponenten auf. Dieser Aufbau ermöglicht eine derartige Einstellung, dass die Summe des Spannungsabfalls zwischen den Punkten A und B und den Punkten B und C gleich dem Spannungsabfall zwischen den Punkten D und C ist.
  • Als ein Ergebnis sind die Gate-Emitter-Spannungen an den beiden IGBTs 3 und 4 im wesentlichen gleich, und die beiden IGBTs werden ohne Zeitverzögerung geschaltet.
  • Beispielsweise sei angenommen, dass das elektrische Potential am Punkt A 0 V beträgt. Dann beträgt das elektrische Potential aufgrund der Auswirkung des Spannungsabfalls am Punkt B -3 V und dasjenige am Punkt C -5 V. Andererseits ist die Spannung in der Richtung vom Punkt C zu Punkt D so eingestellt, dass sie um 5 V ansteigt, und somit das elektrische Potential am Punkt D 0 V beträgt. Deshalb betragen die Gate-Emitter-Spannungen an beiden IGBTs 3 und 4, unmittelbar nachdem sich das elektrische Potential an beiden Gates von 0 V auf 15 V ändert, 15 V. Als ein Ergebnis findet keine Zeitverzögerung statt, wenn die beiden IGBTs 3 und 4 geschaltet werden. Somit wird keiner der IGBTs beim Schalten mit einer übermäßigen Last beaufschlagt und Ausfälle und verkürzte Lebenszeiten der IGBTs können verhindert werden.
  • Da die Kontaktierungsdrähte 5, 6, 7, 8 und 9 typischerweise aus Aluminium bestehen, kann ihre Auslegung sehr frei verändert werden. Deshalb kann eine Änderung von r (Radius) des Kontaktierungsstichs der Kontaktierungsdrähte 6 seine Induktivitätskomponente auf einfache Weise verändern.
  • Bei dieser Ausführungsform wird die Induktivitätskomponente eingestellt, indem die Länge der Kontaktierungsdrähte 6 verändert wird. Jedoch kann die Induktivitätskomponente auch eingestellt werden, indem die Querschnittsfläche der Kontaktierungsdrähte verändert wird. Darüber hinaus kann die Induktivitätskomponente auch eingestellt werden, indem die Länge oder die Querschnittsfläche des Kontaktierungsdrähte 5 verändert wird.
    • Zweite bevorzugte Ausführungsform
  • Fig. 2 zeigt eine Teildraufsicht eines Leistungsmoduls dieser Ausführungsform, das insgesamt mit 200 bezeichnet ist. Andere Teile dieses Leistungsmoduls sind wie bei dem in Fig. 5 gezeigten Leistungsmodul 500 aufgebaut. Die Bezugszahlen 34, 35 und 36 stellen die Stromrichtung dar.
  • Das Leistungsmodul 200 umfasst eine Kollektorelektrodenstruktur 21 und eine Emitterelektrodenstruktur 22, die beide auf einem Keramiksubstrat (nicht gezeigt) vorgesehen sind. Im wesentlichen in der Mitte der Emitterelektrodenstruktur ist eine im wesentlichen dazu senkrechte Emitterzuleitung 33 vorgesehen, um Strom abzuleiten.
  • Auf der Kollektorelektrodenstruktur 21 sind drei IGBTs 23, 24 und 25 befestigt. Der IGBT 24 ist an einer der Mitte der Emitterelektrodenstruktur 22 gegenüberliegenden Stelle befestigt. Die IGBTs 23 und 25 sind in einem symmetrischen Verhältnis zueinander befestigt, um den IGBT 24 sandwichartig zwischen sich einzuschließen. Jede Rückseite der IGBTs 23, 24 und 25 ist eine Kollektorelektrode und elektrisch an die Kollektorelektrodenstruktur 21 angeschlossen.
  • Jeweilige Emitterelektroden auf den Vorderseiten der IGBTs 23, 24 und 25 sind über Kontaktierungsdrähte 26, 27, bzw. 28 an die Emitterelektrodenstruktur 22 angeschlossen.
  • Gateelektroden auf den IGBTs 23, 24 und 25 sind über Kontaktierungsdrähte 29, 30 bzw. 31 an eine (nicht gezeigte) Gateelektrodenstruktur angeschlossen. Darüber hinaus ist die Emitterelektrode auf dem IGBT 23 über einen Kontaktierungsdraht 32 an eine (nicht gezeigte) Erdungselektrode angeschlossen.
  • Bei dem Leistungsmodul 200 sind die IGBTs 23 und 25 in einem im wesentlichen symmetrischen Verhältnis in Bezug auf eine Symmetrieachse 40 angeordnet. Dieser Aufbau macht eine Induktivitätskomponente zwischen den Emitterelektroden auf dem IGBT 23 und einer Emitterzuleitung 33 im wesentlich gleich derjenigen zwischen den Emitterelektroden auf dem IGBT 25 und der Emitterzuleitung 33.
  • Andererseits sind die Kontaktierungsdrähte 29 des IGBTs 24 ausreichend länger, um seine Induktivitätskomponente zu erhöhen. Dieser Aufbau lässt eine Einstellung zu, derart dass die Induktivitätskomponenten zwischen den jeweiligen Emitterelektroden auf den IGBTs 23 und 25 und der Emitterzuleitung 33 im wesentlichen gleich denjenigen zwischen den Emitterelektroden auf dem IGBT 24 und der Emitterzuleitung 33 sind.
  • Da das Leistungsmodul 200 einen solchen Aufbau hat, sind, wenn die IGBTs 23, 24 und 25 geschaltet werden, indem Gatesignale mit einem im wesentlichen gleichen elektrischen Potential über die Kontaktierungsdrähte 29, 30 und 31 in die Gateelektroden auf den IGBTs 23, 24 bzw. 25 eingespeist werden, die Spannungen, die zwischen den jeweiligen Gates und Emittern auf den IGBTs 23, 24 und 25 anliegen, untereinander im wesentlichen gleich. Als ein Ergebnis werden alle IGBTs 23, 24 und 25 im wesentlichen mit der gleichen Zeiteinstellung geschaltet. Dieser Aufbau kann verhindern, dass einer der IGBTs mit übermäßiger Last beaufschlagt wird, was bei der herkömmlichen Leistungsvorrichtung 500 der Fall war.
  • Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf ein Leistungsmodul, das in der JP 61-139051 A offenbart ist und insgesamt mit 300 bezeichnet wird. In der Fig. 3 beziehen sich gleiche Bezugszahlen auf ähnliche oder entsprechende in Fig. 2 gezeigte Elemente. Bei dem Leistungsmodul 300 sind die IGBTs 23 und 25 in einem im wesentliche symmetrischen Verhältnis im Hinblick auf die Symmetrieachse 40 angeordnet. Dieser Aufbau verhindert eine Zeitverzögerung beim Schalten der IGBTs 23 und 25. Auf diese Weise ist dieser Aufbau nur dann anwendbar, wenn zwei IGBTs verwendet werden.
  • Im Gegensatz dazu ist das Leistungsmodul 200 dieser Ausführungsform dann anwendbar, wenn drei oder mehr IGBTs angebracht sind, da die IGBTs in einem symmetrischen Verhältnis zueinander angeordnet sind und die Länge oder dergleichen der Kontaktierungsdrähte eingestellt ist.
  • Bei der ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsformen sind die Fälle beschrieben, bei denen IGBTs als Leistungsvorrichtungen verwendet werden. Andere Vorrichtungen wie Leistungsfeldeffekttransistoren (FETs) können statt dessen auch verwendet werden.
  • Bei den vorstehenden Ausführungsformen sind die Fälle beschrieben, bei denen die IGBTs und die Emitterelektrodenstruktur durch Kontaktierungsdrähte verbunden sind. Statt dessen können auch andere Verbindungseinrichtungen wie eine Bond-Schicht aus einem schichtartigen Metall und andere Materialien verwendet werden.
  • Wie vorstehend erwähnt wurde, können bei dem Leistungsmodul dieser Erfindung mehrere zueinander parallel angeordnete Leistungsvorrichtungen mit im wesentlichen derselben Zeiteinstellung geschaltet werden. Dieser Vorgang kann Ausfälle und kürzere Lebenszeiten der Leistungsvorrichtungen verhindern. Das Leistungsmodul dieser Erfindung ist insbesondere dann anwendbar, wenn drei oder mehr Leistungsvorrichtungen vorhanden sind. Bezugszeichenliste 1 Kollektorelektrodenstruktur
    2 Emitterelektrodenstruktur
    3 Isolierschicht-Bipolartransistor IGBT
    4 Isolierschicht-Bipolartransistor IGBT
    6 Kontaktierungsdraht
    7 Kontaktierungsdraht
    8 Kontaktierungsdraht
    9 Kontaktierungsdraht
    10 Emitterzuleitung
    11 Pfeil
    21 Kollektorelektrodenstruktur
    22 Emitterelektrodenstruktur
    23 Isolierschicht-Bipolartransistor IGBT
    24 Isolierschicht-Bipolartransistor IGBT
    25 Isolierschicht-Bipolartransistor IGBT
    26 Kontaktierungsdraht
    27 Kontaktierungsdraht
    28 Kontaktierungsdraht
    29 Kontaktierungsdraht
    30 Kontaktierungsdraht 7
    31 Kontaktierungsdraht
    32 Kontaktierungsdraht
    33 Emitterzuleitung
    34, 35, 36 Stromrichtung
    40 Symmetrieachse
    100, 200, 300 Leistungsmodul
    500 Leistungsmodul
    501 Keramiksubstrat
    502 Emitterelektrodenstruktur
    503 Kollektorelektrodenstruktur
    504 Gateelektrodenstruktur
    512 Emitterzuleitung
    513 Kollektorzuleitung
    514 Gatezuleitung
    521 Isolierschicht-Bipolartransistor IGBT
    522 Isolierschicht-Bipolartransistor IGBT
    523 Kontaktierungsdraht
    524 Kontaktierungsdraht
    525 Kontaktierungsdraht
    526 Kontaktierungsdraht
    527 Kontaktierungsdraht
    528 Erdungselektrode

Claims (8)

1. Leistungsmodul (100) mit mehreren Leistungsvorrichtungen (3, 4), die zueinander parallel angeordnet sind und durch Gatesignale mit im wesentlichen gleichem elektrischem Potential geschaltet werden, das folgendes umfasst:
eine Kollektorelektrodenstruktur (1);
eine erste und zweite Leistungsvorrichtung (3, 4), die auf der Kollektorelektrodenstruktur (1) vorgesehen sind, wovon jede eine Kollektorelektrode aufweist, die an die Kollektorelektrodenstruktur (1) angeschlossen ist;
eine Emitterelektrodenstruktur (2), die entlang der Kollektorelektrodenstruktur (1) vorgesehen ist und eine Emitterzuleitung (10) aufweist; und
eine erste und zweite Verbindungseinrichtung (5, 6), um Emitterelektroden auf der ersten und zweiten Leistungsvorrichtung (3, 4) und die Emitterelektrodenstruktur (2) zu verbinden;
bei dem eine Induktivitätskomponente der ersten und/oder zweiten Verbindungseinrichtung (5, 6) so eingestellt ist, dass eine Induktivitätskomponente zwischen der Emitterelektrode auf der ersten Leistungsvorrichtung (3) und der Emitterzuleitung (10) im wesentlichen gleich derjenigen zwischen der Emitterelektrode auf der zweiten Leistungsvorrichtung (4) und der Emitterzuleitung (10) ist.
2. Leistungsmodul (100) nach Anspruch 1, bei dem die Emitterelektrodenstruktur (2) im wesentlichen rechteckig ist, und die Emitterzuleitung (10) an einem Ende der Emitterelektrodenstruktur angeordnet ist.
3. Leistungsmodul (200) nach Anspruch 1, das darüber hinaus umfasst:
eine dritte Leistungsvorrichtung (25), die auf der Kollektorelektrodenstruktur (21) in symmetrischem Verhältnis mit der ersten Leistungsvorrichtung (23) vorgesehen ist, um zusammen mit der ersten Leistungsvorrichtung (23) die zweite Leistungsvorrichtung (24) sandwichartig zwischen sich einzuschließen, und die eine Kollektorelektrode aufweist, die an die Kollektorelektrodenstruktur (21) angeschlossen ist; und
eine dritte Verbindungseinrichtung (28), um eine Emitterelektrode auf der dritten Leistungsvorrichtung (25) und die Emitterelektrodenstruktur (22) zu verbinden;
bei der die Emitterzuleitung (33) im wesentlichen in einer Mitte der Emitterelektrodenstruktur (22) vorgesehen ist, so dass eine Induktivitätskomponente zwischen der Emitterelektrode auf der ersten Leistungsvorrichtung (23) und der Emitterzuleitung (33) im wesentlichen gleich einer Induktivitätskomponente zwischen der Emitterelektrode auf der dritten Leistungsvorrichtung (25) und der Emitterzuleitung (33) ist; und
bei dem eine Induktivitätskomponente der zweiten Verbindungseinrichtung (27) so eingestellt ist, dass die Induktivitätskomponente zwischen der Emitterelektrode auf der zweiten Vorrichtung (24) und der Emitterzuleitung (33) im wesentlichen gleich derjenigen zwischen der Emitterelektrode auf der ersten Leistungsvorrichtung (23) und der Emitterzuleitung (33) ist.
4. Leistungsmodul (200) nach Anspruch 3, bei dem die Emitterelektrodenstruktur (22) im wesentlichen rechteckig ist, und die Emitterzuleitung (33) im wesentlichen in einer Mitte der Emitterelektrodenstruktur (22) und im wesentlichen senkrecht dazu angeordnet ist.
5. Leistungsmodul (100, 200) nach Anspruch 1 oder 3, bei dem die Verbindungseinrichtung (5, 26) ein Kontaktierungsdraht ist, und eine Länge des Kontaktierungsdrahtes eingestellt ist.
6. Leistungsmodul (100, 200) nach Anspruch 1 oder 3, bei dem die Verbindungseinrichtung (5, 26) ein Kontaktierungsdraht ist, und eine Querschnittsfläche des Kontaktierungsdraht eingestellt ist.
7. Leistungsmodul (100, 200) nach Anspruch 1 oder 3, bei dem die Emitterelektrode auf der ersten Leistungsvorrichtung (3, 23) mit einem elektrischen Referenzpotential verbunden ist.
8. Leistungsmodul (100, 200) nach Anspruch 1 oder 3, bei dem die Leistungsvorrichtungen (3, 4, 23, 24, 25) Isolierschicht-Bipolartransistoren sind.
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