專利名稱：具有肖特基二極管的整流器裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種整流器裝置，其具有二極管、尤其是壓入式二極管。這種整流器裝置尤其用在機動車發(fā)電機系統(tǒng)中。
背景技術：
在機動車發(fā)電機系統(tǒng)中，為了交流電流或者三相電流的整流通常使用由硅制成的二極管。例如，將6個二極管互連成B6整流器電橋。這些二極管通常實施為所謂的壓入式二極管。壓入式二極管在一側(cè)壓入到整流器的冷卻體中并且由此與整流器的冷卻體在電方面和在熱方面牢固地且持久地連接。在整流器運行期間，在二極管上降落電損耗功率Pel，其由正向損耗或?qū)〒p耗PF和反向損耗PR組成并且被轉(zhuǎn)換成熱。所述熱通過整流器導出至發(fā)電機的冷卻空氣或抽吸空氣。因為在發(fā)電機轉(zhuǎn)速較低時機動車發(fā)電機的冷卻功率還相對較低，另一方面電功率輸出隨著發(fā)電機轉(zhuǎn)速增加而快速升高，所以存在一個轉(zhuǎn)速，在所述轉(zhuǎn)速時二極管溫度最高(所述轉(zhuǎn)速通常在2500-3500轉(zhuǎn)/分鐘的范圍內(nèi))。所述工作點稱作熱點。二極管的最大允許阻擋層溫度必須至少針對熱點中的運行設計。對于對稱的整流器裝置而言，例如在B6電橋中，得到平均電正向損耗功率PF，其由導通電流或正向電流IFAV的算術平均與二極管的取決于溫度的導通電壓UF(T)的積構(gòu)成PF=IFAV · UF(T) (I)對于機動車二極管，導通電壓UF(T)隨著溫度而減小。在相關的電流范圍中，溫度系數(shù)TKUF例如是大約-lmV/K。當替代常規(guī)的pn 二極管而使用具有低導通電壓UF的肖特基二極管時，可以減小正向損耗PF。由于肖特基二極管的導通損耗更小，發(fā)動機的效率和輸出功率提高。特別有利地，使用所謂的高效二極管(HED)，其具有取決于反向電壓的反向電流。HED例如是溝道MOS勢壘肖特基二極管(TMBS)或溝道結(jié)勢壘肖特基二極管(TJBS)。例如在DE69428996T2和DE102004053761A1中描述這種二極管。在傳統(tǒng)的pn 二極管中反向損耗通常是可忽略的，而在肖特基二極管或HED中由于導通電壓較低而在高溫度下出現(xiàn)顯著的反向損耗。在大致相應于發(fā)電機電壓的反向電壓UR下，平均反向損耗PR適用PR=O. 5 · IR(T) · UR (2)在給定的反向電壓UR下反向電流IR(T)同樣取決于溫度。所述反向電流隨著溫度快速升高。反向電流可以在相關的溫度范圍中借助于兩個常數(shù)Ioo和Ea來表達。在此，Ioo描述在無窮高的溫度下的電流(單位為安培)而EA描述激活能量(單位為開爾文)。適用
權利要求
1.整流器裝置，其具有二極管、尤其是壓入式二極管，所述二極管包含肖特基二極管作為半導體元件，其特征在于，所述肖特基二極管(D1-D6)在二極管損耗隨溫度增加而升高的工作區(qū)域中運行。
2.根據(jù)權利要求1所述的整流器裝置，其特征在于，在發(fā)電機的熱點中運行時，所述半導體元件的半導體的阻擋層與周圍空氣之間的熱阻不超過一個預給定的值。
3.根據(jù)權利要求2所述的整流器裝置，其特征在于，在所述發(fā)電機的熱點中運行時，所述半導體的阻擋層與周圍空氣之間的熱阻小于7K/W。
4.根據(jù)權利要求2所述的整流器裝置，其特征在于，在所述發(fā)電機的熱點中運行時，所述半導體的阻擋層與周圍空氣之間的熱阻小于5K/W。
5.根據(jù)權利要求2所述的整流器裝置，其特征在于，在所述發(fā)電機的熱點中運行時，所述半導體的阻擋層與周圍空氣之間的熱阻小于3K/W。
6.根據(jù)以上權利要求中任一項所述的整流器裝置，其特征在于，二極管的最大允許的阻擋層溫度根據(jù)如下公式來確定:
7.根據(jù)以上權利要求中任一項所述的發(fā)電機，其特征在于，溝道MOS勢壘肖特基二極管(TMBS )用作肖特基二極管。
8.根據(jù)權利要求7所述的整流器裝置，其特征在于，溝道MOS勢壘肖特基二極管(TMBS)用作肖特基二極管，其中，溝槽深度是1-3 μ m并且溝槽與溝槽的距離是0.5-1 μ m。
9.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的整流器裝置，其特征在于，溝槽結(jié)勢壘肖特基二極管(TJBS )用作肖特基二極管。
10.根據(jù)權利要求9所述的整流器裝置，其特征在于，溝道結(jié)勢壘肖特基二極管(TJBS)用作肖特基二極管，其中，溝槽深度是1-3 μ m并且溝槽與溝槽的距離是0.5-1 μ m。
11.根據(jù)以上權利要求中任一項所述的整流器裝置，其特征在于，所述肖特基二極管是具有0.65eV至0.75eV的肖特基勢壘的二極管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種整流器裝置，其具有壓入式二極管，所述壓入式二極管包含肖特基二極管作為半導體元件。肖特基二極管在二極管損耗隨溫度增加而升高的工作區(qū)域中運行。
文檔編號H02M7/06GK103081327SQ201180038451
公開日2013年5月1日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權日2010年8月4日
發(fā)明者A·格拉赫 申請人:羅伯特·博世有限公司