[發明專利]具有過壓避雷器的功率器件

有效

• 申請號: 201610917599.4
• 申請日: 2016-10-20
• 公開（公告）號: CN106711108B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: T·巴斯勒;E·富爾古特;S·福斯
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/48;H01L23/62;H01L21/50
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱

1.一種功率器件，包括：

多個端子腿；

半導體芯片，所述半導體芯片連接到所述多個端子腿中的至少兩個端子腿；以及

避雷器元件，所述避雷器元件可配置成響應于跨所述避雷器元件的電壓大于閾值電壓而在隔離層周圍產生電流路徑，所述隔離層被配置成將所述半導體芯片與熱沉電隔離，所述熱沉被配置成消散由所述半導體芯片生成的熱，其中所述閾值電壓小于所述隔離層的擊穿電壓，并且其中，為了在所述隔離層周圍產生所述電流路徑，所述避雷器元件被配置成產生從所述半導體芯片到所述多個端子腿中不同于所述至少兩個端子腿的附加的端子腿的電流路徑。

2.根據權利要求1的所述功率器件，其中為了產生從所述半導體芯片到所述附加的端子腿的所述電流路徑，所述避雷器元件被配置成產生從所述半導體芯片的底電勢到所述附加的端子腿的電流路徑。

3.根據權利要求1所述的功率器件，其中所述避雷器元件被布置在所述功率器件的殼體內。

4.根據權利要求1所述的功率器件，其中所述避雷器元件被布置在所述功率器件的殼體上。

5.根據權利要求1所述的功率器件，其中所述半導體芯片包括一個或多個絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、一個或多個金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)和/或一個或多個二極管。

6.根據權利要求1所述的功率器件，其中所述半導體芯片包括多個半導體芯片。

7.根據權利要求1所述的功率器件，其中所述避雷器元件包括一個或多個變阻器、一個或多個瞬態電壓抑制(TVS)二極管、一個或多個晶閘管和/或一個或多個火花隙。

8.一種用于防止電壓過載的系統，包括：

功率器件，包括多個端子腿和半導體芯片，所述半導體芯片連接到所述多個端子腿中的至少兩個端子腿；

熱沉，被配置成消散由所述半導體芯片生成的熱；以及

隔離層，被配置成將所述半導體芯片與所述熱沉電隔離，其中所述功率器件還包括：

避雷器元件，所述避雷器元件可配置成響應于跨所述避雷器元件的電壓大于閾值電壓而在所述隔離層周圍產生電流路徑，其中所述閾值電壓小于所述隔離層的擊穿電壓，并且其中，為了在所述隔離層周圍產生所述電流路徑，所述避雷器元件被配置成產生從所述半導體芯片到所述多個端子腿中不同于所述至少兩個端子腿的附加的端子腿的電流路徑。

9.根據權利要求8所述的系統，還包括：

電流測量器件，被配置成測量流經所產生的電流路徑的電流。

10.根據權利要求8所述的系統，其中所述半導體芯片包括多個半導體芯片。

11.一種用于防止電壓過載的方法，包括：

由功率器件的避雷器元件響應于跨所述避雷器元件的電壓大于閾值電壓而在隔離層周圍產生電流路徑，所述隔離層被配置成將所述功率器件的半導體芯片與熱沉電隔離，所述熱沉被配置成消散由所述半導體芯片生成的熱，其中所述功率器件包括多個端子腿，其中所述半導體芯片連接到所述多個端子腿中的至少兩個端子腿，其中所述閾值電壓小于所述隔離層的擊穿電壓，并且其中在所述隔離層周圍產生所述電流路徑包括：

產生從所述半導體芯片到所述多個端子腿中不同于所述至少兩個端子腿的附加的端子腿的電流路徑。

12.根據權利要求11所述的方法，還包括：

基于流經產生的電流路徑的電流而確定所述功率器件正在經受電壓過載；以及

響應于確定所述功率器件正在經受電壓過載，去激活包括所述功率器件的系統的一個或多個部件。

13.根據權利要求11所述的方法，其中產生從所述半導體芯片到所述附加的端子腿的所述電流路徑包括：

通過所述避雷器元件產生從所述半導體芯片的底電勢到所述附加的端子腿的電流路徑。