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Rückstromfester VJFET

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017434D
Original Publication Date: 2001-Jan-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-22
Document File: 2 page(s) / 24K

Publishing Venue

Siemens

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Heinz Mitlehner: AUTHOR [+2]

Abstract

Für elektronische Schaltbauelemente in Wechselstromkreisen, besonders auch für getaktete Systeme wie Umrichter ist der sogenannte Rückwärtsbetrieb von hoher Bedeutung, d. h. das Schaltbauelement sollte zumindest einen dem Vorwärtsstrom entsprechenden Rückwärtsstrom unter minimalen Verlusten erlauben. Wünschenswert wäre ein höherer Rückwärtsstrom bzw. ein geringerer Widerstand in Rückwärtsrichtung. Beispielsweise kann die in dem Patent DE 198 33 214 C1 vorgestellte SiC-VJFET Struktur im ungünstigen Betriebsfall in Rückwärtsrichtung ein wie im Vorwärtsfall beobachtetes Abschnürverhalten aufweisen, d. h. extremer Spannungsanstieg bei hohen Strömen bzw. Strombegrenzung, was die Rückstromfestigkeit einschränkt. In klassischen Schaltbauelementen wie Power-MOSFET‘s wird der Strom im Rückwärtsbetrieb durch eine interne PN-Diode zwischen Drain und Source übernommen. Vorraussetzung ist dafür, dass der p-Emitter im Verhältnis zur vertikalen Dimension eine bestimmte laterale Ausdehnung hat. Für das klassische Bauelement ist dies innerhalb des Zellenfelds nur eingeschränkt möglich, da die Potentialverhältnisse an den internen Dioden nur eine unzureichende Injektion von Ladungsträgern zulassen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, externe Dioden einzufügen, die im Rückwärtsfall den Stromfluss vollständig oder teilweise übernehmen.

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Bauelemente

Rückstromfester VJFET

Idee: Heinz Mitlehner,Uttenreuth; Peter Friedrichs, Nürnberg

Für elektronische Schaltbauelemente in Wechselstromkreisen, besonders auch für getakteteSysteme wie Umrichter ist der sogenannte Rückwärtsbetrieb von hoher Bedeutung, d. h. dasSchaltbauelement sollte zumindest einen dem Vorwärtsstrom entsprechenden Rückwärtsstromunter minimalen Verlusten erlauben. Wünschenswert wäre ein höherer Rückwärtsstrom bzw. eingeringerer Widerstand in Rückwärtsrichtung. Beispielsweise kann die in dem Patent DE 198 33214 C1 vorgestellte SiC-VJFET Struktur im ungünstigen Betriebsfall in Rückwärtsrichtung einwie im Vorwärtsfall beobachtetes Abschnürverhalten aufweisen, d. h. extremer Spannungsanstiegbei hohen Strömen bzw. Strombegrenzung, was die Rückstromfestigkeit einschränkt.

In klassischen Schaltbauelementen wie Power-MOSFET‘s wird der Strom im Rückwärtsbetriebdurch eine interne PN-Diode zwischen Drain und Source übernommen. Vorraussetzung ist dafür,dass der p-Emitter im Verhältnis zur vertikalen Dimension eine bestimmte laterale Ausdehnunghat. Für das klassische Bauelement ist dies innerhalb des Zellenfelds nur eingeschränkt möglich,da die Potentialverhältnisse an den internen Dioden nur eine unzureichende Injektion vonLadungsträgern zulassen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, externe Dioden einzufügen, dieim Rückwärtsfall den Stromfluss vollständig oder teilweise übernehmen.

In der hier vorgeschla...