[實用新型]半導體組件和驅動器

有效

• 申請號: 201220663867.1
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN203165898U
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 伯恩哈特·卡爾克曼;哈拉爾德·科波拉;岡特·柯尼希曼;約翰內斯·克拉普
• 申請（專利權）人: 賽米控電子股份有限公司
• 主分類號: H01L27/144
• 分類號: H01L27/144;G08C23/04;H01L31/0232;H01L31/167;G02B6/42
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 楊靖;車文

技術領域

本實用新型涉及一種觸發功率半導體開關的驅動器的半導體組件、一種相應的驅動器以及一種用于制造驅動器的方法。?

背景技術

功率半導體開關，例如IGBT(絕緣柵雙極型晶體管：insulated?gate?bipolar?transistor)，例如使用在功率電路中，如發動機控制機構的換流器中。它們通常通過電位分離的驅動器聯接在給出切換信號的控制邏輯上。在這種驅動器中實現了多種切換功能、觸發功能、故障控制功能、邏輯功能等。為此通常使用半導體組件尤其是ASIC(專用集成電路：application?specific?integrated?circuit)。功率半導體的待由驅動器觸發的控制輸入端通常處于不同于控制邏輯的電位，該控制邏輯預先給出相應的切換指令。?

公知的尤其是用于IGBT的驅動器不但能在帶有電傳輸的觸發信號的變型方案中使用，也能在帶有光學傳輸的觸發信號的變型方案中使用。后者所提到的光學觸發用光線實現，該光線攜載控制信號，作為邏輯信息。光線對功率半導體而言在很多方面是一種理想的觸發方式。光線不會由于在功率電子系統內的高電壓偏移而受到影響并且因此至少在理論上是理想抗電干擾的數據傳輸介質。此外，光線可以在光波導中在很遠的距離上導引，而不怕干擾耦入。光學傳輸控制信號的優點是在很長路段上的高EMV耐受度。這例如賦予想要使用驅動器的換流器制造者在其系統設計上的自由度。?

如下是公知的，即，為了光學觸發的目的而通過光電模塊向當前的驅動器提供光學觸發信號。這種模塊例如由DE10151113B4公知，?其包括帶有集成的光電二極管以及必要時放大器電路的插孔并且也被稱為插孔。插孔按功能性包含光學的輸入端和電的輸出端或反之亦然并且在光信號和電信號之間進行轉化。這些發射器插孔或接收器插孔具有兩個缺陷：第一個缺陷是在電路板上的額外的構件；第二個缺陷是簡單的插孔的糟糕的EMV適應性。在公知的插孔設計中，相對插孔電氣部分內的電磁場有較大的敏感度。插孔的電連接銷尤其形成了一個面，磁場能夠很容易地將不期望的電流耦入到這個面。這種電敏感性毀掉了對EMV不敏感的光學觸發的本身的優點。?

實用新型內容

本實用新型的任務是提供一種改良后的驅動器。?

本實用新型基于這樣的認知，即，在驅動器內部由此替代迄今為止的插孔，即，將光敏的接收器直接集成在使用在驅動器內的半導體組件中以及隨后將攜載控制信號的光線直接射入半導體組件。在驅動器中在半導體組件內部發生信號的光電轉換。此外，本實用新型還基于這樣的認知，即，半導體組件的每一部分，無論是晶體管、MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管：metal?oxide?semiconductor?field?effect?transistor)或二極管，當其沒有被不透光地遮蓋時，都在物理上有條件地光敏。?

因此，本實用新型的任務通過一種用于驅動器的半導體組件、帶有該半導體組件的驅動器以及用于制造驅動器的方法來解決。這種觸發功率半導體開關的驅動器的半導體組件帶有：?

-多個集成的電路模塊；?

-通信接口，該通信接口包含能由攜載控制信號的光線照射的、產生電輸出信號的光電接收器；?

-其中，所述接收器具有光敏的接收面并且?

-作為所述電路模塊中的一個、如下地集成在所述半導體組件中，即，使得照射所述接收面的光線能從所述半導體組件的外部空間光學?地到達該接收面。?

依據本實用新型的用于觸發功率半導體開關的驅動器的半導體組件具有多個集成的電路模塊。此外，半導體組件還具有通信接口，該通信接口包含光電接收器，也就是說帶有光輸入端和電輸出端的接收器。后者能由攜載控制信號的光線照射并且從中產生電輸出信號。所述控制信號例如是用于功率半導體的觸發信號。接收器具有光敏的接收區域。該接收區域如下程度地處在接收器的光線可到達的表面上，即，入射光在那里能被探測且能轉化成電信號。接收區域的表面接下來稱為接收面并且也代表整個接收區域。接收器作為其中一個電路模塊集成在半導體組件中。在此如下地實現集成，即，使得照射接收面的光線能從半導體組件的外部空間光學地到達該接收面。?