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Im Power Bauelement integrierter T-Sensor

IP.com Disclosure Number: IPCOM000020532D
Original Publication Date: 2003-Dec-25
Included in the Prior Art Database: 2003-Dec-25

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Die Ueberwachung der Temperatur eines Leistungsbauelements (LB, z.B. MOSFET oder IGBT-Transistor) und die entsprechende Bauelementsteuerung spielen eine entscheidende Rolle in Situationen, in denen die erzeugte Verlustleistung zu einer fuer das Bauelement kritischen Temperatur fuehren kann. Bisherige Temperatursensoren (T-Sensoren) verwenden zwei Bipolar-Transistoren zur Bestimmung der Temperatur. Zur korrekten Funktionsweise muessen (idealerweise) beide Transistoren gleiche Temperatur aufweisen. Dies fuehrt zu einer unerwuenschten hohen Empfindlichkeit gegenueber Temperaturgradienten. Deshalb werden die T-Sensoren weit entfernt von den Hitzequellen angeordnet, was die Temperaturbestimmung ungenauer werden laesst. Es wird vorgeschlagen den Temperatur-Sensor in das Leistungsbauelement zu integrieren. Dabei ist der Sensor galvanisch vom Substrat und Leistungsbauelement getrennt. Der Sensor wird in der Naehe des heissesten Punktes angebracht, oberhalb des nicht-geschalteten (nicht-funktionalen) Bereichs. Weiterhin hat der T-Sensor keine gemeinsame Flaeche mit dem Gate. Der Temperatur-Sensor wird in eine Isolationsschicht (z.B. in ein Oxid) platziert (Abb. 1 bis 4). Er hat eine gute thermische Kopplung mit dem LB. Dies kann durch den Einbau einer Metallplatte zum heissesten Punkt unterstuetzt werden.