(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力回路であって、
第１ゲート端子、第１ドレイン端子及び第１ソース端子を有する第１スイッチモジュールであって、
前記第１ドレイン端子は、第１ドレイン相互接続モジュールを介して第１ノードと結合され、
前記第１ソース端子は、第１ソース相互接続モジュールを介して第２ノードと結合され、及び、
前記第１ゲート端子は、第１ゲート相互接続モジュールを介して第１制御ノードと結合され、第１制御信号を受信する、第１スイッチモジュールと、
第２ゲート端子、第２ドレイン端子及び第２ソース端子を有する第２スイッチモジュールであって、
前記第２ドレイン端子は、第２ドレイン相互接続モジュールを介して前記第１ノードと結合され、
前記第２ソース端子は、第２ソース相互接続モジュールを介して前記第２ノードと結合され、及び、
前記第２ゲート端子は、第２ゲート相互接続モジュールを介して第２制御ノードと結合され、第２制御信号を受信する、第２スイッチモジュールと、を備え、
前記第１スイッチモジュールは第１ダイの上にあり、及び、前記第２スイッチモジュールは第２ダイの上にあり、前記第１ダイと前記第２ダイは対面して１つのパッケージに組み込まれることによって、前記第１ドレイン相互接続モジュール及び前記第２ゲート相互接続モジュールは、負の相互結合係数を有する寄生インダクタンスの相互結合が生じることを意図して配置されることにより、前記第１スイッチモジュール及び前記第２スイッチモジュールを介して流れる電流を平衡にするために誘導結合される、電力回路。
【請求項２】
請求項１に記載の電力回路であって、前記第２ドレイン相互接続モジュール及び前記第１ゲート相互接続モジュールは誘導結合される、電力回路。
【請求項３】
請求項１に記載の電力回路であって、前記第１ドレイン相互接続モジュール及び前記第２ゲート相互接続モジュールは、前記第１スイッチモジュール及び第２スイッチモジュールがオン／オフに切り替えられるとき、前記第１スイッチモジュール及び前記第２スイッチモジュールを介して流れる過渡電流を平衡にするために誘導結合される、電力回路。
【請求項４】
請求項１に記載の電力回路であって、前記第１スイッチモジュールは第１ＳｉＣ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを含み、及び、前記第２スイッチモジュールは第２ＳｉＣ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを含む、電力回路。
【請求項５】
電流を平衡にするための方法であって、
第１ゲート端子、第１ドレイン端子及び第１ソース端子を有する第１スイッチモジュールを第１ダイの上に配置するステップと、
第２ゲート端子、第２ドレイン端子及び第２ソース端子を有する第２スイッチモジュールを第２ダイの上に前記第１スイッチモジュールと並列に配置するステップと、
前記第１ダイ及び前記第２ダイを対面して１つのパッケージに組み込むステップと、及び、
前記第１ドレイン端子と結合された第１ドレイン相互接続モジュール及び前記第２ゲート端子と結合された第２ゲート相互接続モジュールを、負の相互結合係数を有する寄生インダクタンスの相互結合が生じることを意図して配置することにより、前記第１スイッチモジュール及び前記第２スイッチモジュールを介して流れる電流を平衡にする誘導結合を有するように配置するステップと、
を有する方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法は、
前記第２ドレイン端子と結合された第２ドレイン相互接続モジュール及び前記第１ゲート端子と結合された第１ゲート相互接続モジュールを、他の誘導結合を有するように配置するステップ、
をさらに有する方法。
【請求項７】
請求項５に記載の方法であって、前記第１ドレイン相互接続モジュール及び前記第２ゲート相互接続モジュールを、前記負の相互結合係数を有する寄生インダクタンスの前記相互結合が生じることを意図して配置することにより、前記第１スイッチモジュール及び前記第２スイッチモジュールを介して流れる前記電流を平衡にする前記誘導結合を有するように配置するステップは、
前記第１ドレイン相互接続モジュール及び前記第２ゲート相互接続モジュールを、前記第１スイッチモジュール及び前記第２スイッチモジュールがオン／オフに切り替えられるとき、前記第１スイッチモジュール及び前記第２スイッチモジュールを介して流れる過渡電流を平衡にする前記誘導結合を有するように配置するステップ、
をさらに有する方法。
【請求項８】
請求項５に記載の方法であって、第１ＳｉＣ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを含む前記第１スイッチモジュールを配置するステップと、及び、第２ＳｉＣ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを含む前記第２スイッチモジュールを配置するステップと、である方法。
【請求項９】
電力モジュールを有する装置であって、
第１ゲート端子、第１ドレイン端子及び第１ソース端子を有する第１スイッチモジュールであって、
前記第１ドレイン端子は、第１ドレイン相互接続モジュールを介して第１ノードと結合され、
前記第１ソース端子は、第１ソース相互接続モジュールを介して第２ノードと結合され、及び、
前記第１ゲート端子は、第１ゲート相互接続モジュールを介して第１制御ノードと結合され、第１制御信号を受信する、第１スイッチモジュールと、
第２ゲート端子、第２ドレイン端子及び第２ソース端子を有する第２スイッチモジュールであって、
前記第２ドレイン端子は、第２ドレイン相互接続モジュールを介して前記第１ノードと結合され、
前記第２ソース端子は、第２ソース相互接続モジュールを介して前記第２ノードと結合され、及び、
前記第２ゲート端子は、第２ゲート相互接続モジュールを介して第２制御ノードと結合され、第２制御信号を受信する、第２スイッチモジュールと、を備え、
前記第１スイッチモジュールは第１ダイの上にあり、及び、前記第２スイッチモジュールは第２ダイの上にあり、前記第１ダイと前記第２ダイは対面して１つのパッケージに組み込まれることによって、前記第１ドレイン相互接続モジュール及び前記第２ゲート相互接続モジュールは、負の相互結合係数を有する寄生インダクタンスの相互結合が生じることを意図して配置されることにより、前記第１スイッチモジュール及び前記第２スイッチモジュールを介して流れる電流を平衡にするために誘導結合される、電力モジュール、
を有する装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置であって、前記第２ドレイン相互接続モジュール及び前記第１ゲート相互接続モジュールは誘導結合される、装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の装置であって、前記第１ドレイン相互接続モジュール及び前記第２ゲート相互接続モジュールは、前記第１スイッチモジュール及び第２スイッチモジュールがオン／オフに切り替えられるとき、前記第１スイッチモジュール及び前記第２スイッチモジュールを介して流れる過渡電流を平衡にするために誘導結合される、装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の装置であって、前記第１スイッチモジュールは第１ＳｉＣ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを含み、及び、前記第２スイッチモジュールは第２ＳｉＣ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを含む、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書中で提供される背景の記載は、本開示の内容を一般的に提供する目的である。現在明記される発明者の仕事（研究）は、この仕事が本明細書の背景部分に記載される限りにおいて、出願時に先行技術として適さない開示の態様と同様に、本開示に対する先行技術として明示的にも暗示的にも認められない。
【０００２】
電力モジュールは、電力容量を増やすために並列電力素子を使用し得る。並列電力素子に対して、電力素子間の電流／電力の等化は、素子利用の改善、コストの削減、システム信頼性の改善等の様々な利益を提供する。一例では、並列電力素子間の電流／電力を等化するために、米国特許公開公報第２０１２／０２３５６６３号は、各々のゲート駆動信号を提供して並列電力素子を駆動する駆動回路を開示する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示の態様は、第１スイッチモジュール及び第２スイッチモジュールを有する電力回路を提供する。第１スイッチモジュールは、第１ゲート端子、第１ドレイン端子及び第１ソース端子を有する。第１ドレイン端子は、第１ドレイン相互接続モジュールを介して第１ノードと結合され、第１ソース端子は、第１ソース相互接続モジュールを介して第２ノードと結合され、第１ゲート端子は、第１ゲート相互接続モジュールを介して第１制御ノードと結合され、第１制御信号を受信する。第２スイッチモジュールは、第２ゲート端子、第２ドレイン端子及び第２ソース端子を有する。第２ドレイン端子は、第２ドレイン相互接続モジュールを介して第１ノードと結合され、第２ソース端子は、第２ソース相互接続モジュールを介して第２ノードと結合され、第２ゲート端子は、第２ゲート相互接続モジュールを介して第２制御ノードと結合され、第２制御信号を受信する。第１スイッチモジュール及び第２スイッチモジュールを介して流れる電流を平衡にするために、第１ドレイン相互接続モジュール及び第２ゲート相互接続モジュールは誘導結合され、第２ドレイン相互接続モジュール及び第１ゲート相互接続モジュールは誘導結合される。一例では、第１ドレイン相互接続モジュール及び第２ゲート相互接続モジュールは、負の相互結合係数を有するように配置され、第２ドレイン相互接続モジュール及び第１ゲート相互接続モジュールは、負の相互結合係数を有するように配置される。
【０００４】
本開示の一態様によれば、第１スイッチモジュール及び第２スイッチモジュールがオン／オフに切り替えられるとき、第１スイッチモジュール及び第２スイッチモジュールを介して流れる過渡電流を平衡にするために、第１ドレイン相互接続モジュール及び第２ゲート相互接続モジュールは誘導結合され、第２ドレイン相互接続モジュール及び第１ゲート相互接続モジュールは誘導結合される。
【０００５】
一実施形態では、第１スイッチモジュールは第１ＳｉＣ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを含み、第２スイッチモジュールは第２ＳｉＣ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを含む。一例では、第１スイッチモジュールは第１ダイの上にあり、第２スイッチモジュールは第２ダイの上にあり、第１ダイ及び第２ダイは対面して１つのパッケージに組み込まれる。
【０００６】
本開示の態様は、電流／電力を平衡にするための方法を提供する。この方法は、第１ゲート端子、第１ドレイン端子及び第１ソース端子を有する第１スイッチモジュールを配置するステップと、第２ゲート端子、第２ドレイン端子及び第２ソース端子を有する第２スイッチモジュールを第１スイッチモジュールと並列に配置するステップと、及び、第１ドレイン端子と結合された第１ドレイン相互接続モジュール及び第２ゲート端子と結合された第２ゲート相互接続モジュールを、第１スイッチモジュール及び第２スイッチモジュールを介して流れる電流を平衡にする誘導結合を有するように配置するステップと、を有する。さらに、この方法は、第２ドレイン端子と結合された第２ドレイン相互接続モジュール及び第１ゲート端子と結合された第１ゲート相互接続モジュールを、誘導結合を有するように配置するステップ、をさらに有する。
【０００７】
本開示の態様は、電力モジュールを有する装置を提供する。電力モジュールは、第１スイッチモジュール及び第２スイッチモジュールを有する。第１スイッチモジュールは、第１ゲート端子、第１ドレイン端子及び第１ソース端子を有する。第１ドレイン端子は、第１ドレイン相互接続モジュールを介して第１ノードと結合され、第１ソース端子は、第１ソース相互接続モジュールを介して第２ノードと結合され、第１ゲート端子は、第１ゲート相互接続モジュールを介して第１制御ノードと結合され、第１制御信号を受信する。第２スイッチモジュールは、第２ゲート端子、第２ドレイン端子及び第２ソース端子を有する。第２ドレイン端子は、第２ドレイン相互接続モジュールを介して第１ノードと結合され、第２ソース端子は、第２ソース相互接続モジュールを介して第２ノードと結合され、第２ゲート端子は、第２ゲート相互接続モジュールを介して第２制御ノードと結合され、第２制御信号を受信する。第１スイッチモジュール及び第２スイッチモジュールを介して流れる電流を平衡にするために、第１ドレイン相互接続モジュール及び第２ゲート相互接続モジュールは誘導結合され、第２ドレイン相互接続モジュール及び第１ゲート相互接続モジュールは誘導結合される。
【０００８】
例示として提示される本開示の様々な実施形態は、以下の図面において、要素等の番号表示を参照するとともに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の一実施形態によるシステム１００の図を示す。
【図２】本開示の一実施形態による電力モジュール２１０の分解図を示す。
【図３】本開示の一実施形態によるプロセスの例を説明するフローチャートを示す。
【図４】本開示の一実施形態によるシミュレーション結果のプロットを示す。
【図５】本開示の一実施形態によるシミュレーション結果のプロットを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本開示の一実施形態によるシステム１００の図を示す。システム１００は、相互インダクタンス結合を使用して複数の並列な素子における電流及び／又は電力を平衡にする電力モジュール１１０を含む。
【００１１】
システム１００は、ハイブリッド車、電気自動車、風力システム、印刷システム等、比較的大きな電力を要する任意の適切なシステムとなり得る。操作中、例えば、電力モジュール１１０は、例えばアンペア程度の比較的大きな電流を与えることを必要とする。一実施形態において、電力モジュール１１０は、複数の並列な素子を使用して比較的大きな電流負荷を共有するように構成される。
【００１２】
一実施形態において、電力モジュール１１０は、ＤＣ−ＡＣインバータ、ＡＣ−ＤＣ整流器等の電力コンバータ回路を含み、半導体スイッチング素子を使用して実装される。複数の半導体スイッチング素子は、電流負荷を共有する複数の切り替え可能な電流経路を形成する。本開示の一態様によれば、半導体スイッチング素子は、製造過程に起因する広範なパラメータ変動を有してもよく、例えば、基準電圧（Ｖｔｈ）変動、オン抵抗Ｒｄｓ（ｏｎ）変動等がある。パラメータ変動は、複数の切り替え可能な電力経路において不平衡な電流／電力を引き起こす。本開示の一態様によれば、相互インダクタンス結合は、複数の切り替え可能な電流経路間で電流／電力の平衡を改善するために使用される。
【００１３】
図１の例では、電力モジュール１１０は、１つ又は複数の制御ノードＮＯＤＥ＿Ｃ１−ＮＯＤＥ＿Ｃ２、第１電力ノードＮＯＤＥ＿Ｐ及び第２電力ノードＮＯＤＥ＿Ｐを有する。さらに、電力モジュール１１０は、第１スイッチモジュール１２０、第２スイッチモジュール１３０等の複数のスイッチモジュールを含む。スイッチモジュールは、ワイヤ、バスバー等の接続素子を使用して、制御ノード及び電力ノードと並列に接続される。スイッチモジュールは、制御ノードＮＯＤＥ＿Ｃ１−ＮＯＤＥ＿Ｃ２で受信した制御信号に基づいて、第１電力ノードＮＯＤＥ＿Ｐ及び第２電力ノードＮＯＤＥ＿Ｇの間の電流経路をオン／オフに切り替えるように構成される。一例では、複数の制御ノードＮＯＤＥ＿Ｃ１−ＮＯＤＥ＿Ｃ２は、同じ制御信号を受信するように結合される。別の例では、複数の制御ノードＮＯＤＥ＿Ｃ１−ＮＯＤＥ＿Ｃ２は、異なる制御信号を受信する個別のノードである。
【００１４】
各スイッチモジュールは、１つ又は複数のトランジスタを含むことができる。複数のトランジスタが１つのスイッチモジュール内で使用されるとき、複数のトランジスタは、スイッチとして動作するための様々なトポロジーで配置されることができる。
【００１５】
特に、図１の例では、第１スイッチモジュール１２０は第１トランジスタＱ１を有し、第２スイッチモジュール１３０は第２トランジスタＱ２を有する。第１トランジスタＱ１及び第２トランジスタＱ２は、例えば、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ等の任意の適切なトランジスタである。一例では、第１トランジスタＱ１及び第２トランジスタＱ２は、ＳｉＣ（炭化ケイ素）−ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ−Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｅｃｔ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）であり、製造過程に起因して比較的大きなパラメータ変動を有する可能性がある。
【００１６】
さらに、図１の例では、第１トランジスタＱ１は、ゲート端子Ｇ１、ソース端子Ｓ１及びドレイン端子Ｄ１を有する。ゲート端子Ｇ１は相互接続部材１２１を介して第１制御ノードＮＯＤＥ＿Ｃ１と結合され、ドレイン端子Ｄ１は相互接続部材１２３を介して第１電力ノードＮＯＤＥ＿Ｐと結合され、及び、ソース端子Ｓ１は相互接続部材１２２を介して第２電力ノードＮＯＤＥ＿Ｇと結合される。同様に、第２トランジスタＱ２は、ゲート端子Ｇ２、ソース端子Ｓ２及びドレイン端子Ｄ２を有する。ゲート端子Ｇ２は相互接続部材１３１を介して第２制御ノードＮＯＤＥ＿Ｃ２と結合され、ドレイン端子Ｄ２は相互接続部材１３３を介して第１電力ノードＮＯＤＥ＿Ｐと結合され、及び、ソース端子Ｓ２は相互接続部材１３２を介して第２電力ノードＮＯＤＥ＿Ｇと結合される。
【００１７】
本開示の一態様によれば、相互接続部材は、電力モジュール１１０の切り替え操作に影響を与える寄生インダクタンスを生ずる。例えば、相互接続部材１２１は、インダクタンスＬｇｓ１を生じ、相互接続部材１２２はインダクタンスＬｓｓ１を生じ、相互接続部材１２３はインダクタンスＬｄｓ１を生じ、相互接続部材１３１はインダクタンスＬｇｓ２を生じ、相互接続部材１３２はインダクタンスＬｓｓ２を生じ、相互接続部材１３３はインダクタンスＬｄｓ２を生ずる。
【００１８】
さらに、本開示の一態様によれば、複数の相互接続部材は、電力モジュール１１０内の複数のスイッチモジュール間で電流／電力を平衡にするために、複数の寄生インダクタンスの相互結合が生じることを意図して相互に結合される。特に、図１では、相互接続部材１２１及び相互接続部材１３３は、相互結合係数Ｍ１を有する寄生インダクタンスの相互結合が生じることを意図して相互に結合される。また、相互接続部材１２３及び相互接続部材１３１は、相互結合係数Ｍ２を有する寄生インダクタンスの相互結合が生じることを意図して相互に結合される。
【００１９】
本開示の一態様によれば、相互結合は、スイッチモジュール間の電流／電力バランスを改善する寄生インダクタンス相互結合のように、適切に設計される。図１の例では、相互結合係数Ｍ１及びＭ２が負の値となるとき、寄生インダクタンス相互結合は、電力モジュール１１０内のスイッチモジュール間の電流／電力バランスを改善することができる。一例では、第１トランジスタＱ１及び第２トランジスタＱ２をオンに切り替える時点で、第１トランジスタＱ１を介して流れる第１電流（同様に相互接続モジュール１２３を介して流れる）は、第２トランジスタＱ２を介して流れる第２電流よりも大きく、速く増加する。次に、相互接続部材１２３及び相互接続部材１３１の間の相互結合インダクタンスは、第２トランジスタＱ２のゲート端子Ｇ２で電圧の上昇を引き起こし、これにより第２トランジスタＱ２をオンにし、第２トランジスタＱ２を介して流れる第２電流を増加する。第２トランジスタＱ２を介して流れる第２電流（同様に相互接続モジュール１３３を介して流れる）が第１トランジスタＱ１を介して流れる第１電流よりも速く増加し且つ大きいときは、相互接続部材１３３及び相互接続部材１２１の間の相互結合インダクタンスは、ゲート端子Ｇ１で電圧を上昇させ、これにより第１トランジスタＱ１をオンにし、第１トランジスタＱ１を介して流れる第１電流を増加させる。
【００２０】
同様に、第１トランジスタＱ１及び第２トランジスタＱ２をオフに切り替える時点で、第１トランジスタＱ１及び第２トランジスタＱ２を介して流れる過渡電流は、相互インダクタンス結合により平衡にされる。
【００２１】
本開示の態様によれば、第１トランジスタＱ１及び第２トランジスタＱ２がＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴトランジスタであるとき、ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴトランジスタのオン抵抗Ｒｄｓ（ｏｎ）は負の温度係数を有し、これによりＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴトランジスタは本質的には負帰還を有する。オン抵抗Ｒｄｓ（ｏｎ）の変動は、定常電流において不平衡を生じることがあり、オン抵抗Ｒｄｓ（ｏｎ）の負帰還は、第１トランジスタＱ１及び第２トランジスタＱ２における定常電流に自己平衡させる。
【００２２】
さらに、閾電圧Ｖｔｈの変動は、過渡電流に不平衡を生じ得る。閾電圧Ｖｔｈは、正の温度係数を有し、これにより過渡電流において正帰還及び不平衡を生じる可能性がある。相互インダクタンス結合技術は、オン／オフの切り替え時の過渡電流を平衡にするために使用されることができる。
【００２３】
電力モジュール１１０は、様々な技術により実装されることができる。ある例では、スイッチモジュールは、第１スイッチモジュール１２０、第２スイッチモジュール１３０等のように、ベアダイとして実装され、相互接続モジュールは、ワイヤ及び／又はバスバーとして実装される。複数のスイッチモジュール、相互接続モジュール及び他の適切な構成要素は、電力モジュール１１０を形成するために１つのパッケージに組み立てられる。別の例では、複数のスイッチモジュールは個別のパッケージに組み立てられる個別の装置であり、及び、複数のスイッチモジュールは複数のワイヤ及び／又はバスバーにより相互接続される。別の例では、複数のスイッチモジュールは集積（ＩＣ）チップに一体化され、及び、複数の相互接続モジュールはＩＣ製造技術を使用してＩＣチップ上に複数のワイヤとして実装される。
【００２４】
図２は、本開示の一実施形態による電力モジュール２１０における分解図を示す。一実施形態において、図１中の電力モジュール１１０は、図２中の電力モジュール２１０として実装される。電力モジュール２１０は、第１スイッチモジュール２２０、第２スイッチモジュール２３０及びベアダイを使用して実装された同様のスイッチモジュールのように、複数のスイッチモジュールを含む。さらに、電力モジュール２１０は、相互接続モジュール２２１、２２３、２３１、２３３及びバスバーを使用して実装されたこれらと同様の複数の相互接続モジュールを含む。電力モジュール２１０は、一例では、１つのパッケージの形式で実装される。
【００２５】
例えば、第１スイッチモジュール２２０は、ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴ技術を使用して実装された第１トランジスタを有する第１ベアダイである。このように、第１トランジスタのドレイン端子Ｄ１は、例えば、第１ベアダイの基盤上に接着パッドとして形成され、及び、第１トランジスタのゲート端子Ｇ１及びソース端子Ｓ１は、例えば、第１ベアダイの表面側（基盤の反対側）に接着パッドとして形成される。
【００２６】
同様に、第２スイッチモジュール２３０は、ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴ技術を使用して実装された第２トランジスタを有する第２ベアダイである。このように、第２トランジスタのドレイン端子Ｄ２は、例えば、第２ベアダイの基盤上に接着パッドとして形成され、及び、第２トランジスタのゲート端子Ｇ２及びソース端子Ｓ２は、例えば、第２ベアダイの表面側（基盤の反対側）に接着パッドとして形成される。
【００２７】
一実施形態では、第１ベアダイ及び第２ベアダイは、対面して配置される。相互接続モジュール２２１は、第１トランジスタのゲート端子Ｇ１に接続され、相互接続モジュール２３１は、第２トランジスタのゲート端子Ｇ２に接続され、相互接続モジュール２２３は、第１トランジスタのドレイン端子Ｄ１に接続され、及び、相互接続モジュール２３１は、第２トランジスタのドレイン端子Ｄ２に接続される。
【００２８】
さらに、本実施形態では、相互接続モジュール２２１及び相互接続モジュール２３３は、相互結合係数Ｍ１を有する寄生インダクタンス相互結合を有するために配置される。例えば、相互結合モジュール２２１及び相互結合モジュール２３３は、一方の相互接続モジュールの電流変化が、他方の相互接続モジュールの電圧を誘起できるように近隣に配置される。加えて、相互接続モジュール２３１及び相互接続モジュール２２３は、相互結合係数Ｍ２を有する寄生インダクタンス相互結合を有するために配置される。例えば、相互結合モジュール２２３及び相互結合モジュール２３１は、一方の相互接続モジュールの電流変化が、他方の相互接続モジュールの電圧を誘起できるように近隣に配置される。一例では、寄生インダクタンス相互結合は、第１及び第２トランジスタをオン／オフに切り替える時点で過渡電流／電力バランスを改善するために適切に設計される。
【００２９】
なお、容易さ及び簡略のために、電力モジュール２１０は、図２中に不図示の他の適切な構成要素を含む。例えば、ソース端子Ｓ１及びＳ２は、不図示の適切な相互接続モジュール、接着ワイヤ等により接続される。なお、図２中のダイ及びバスバーの設計は、適切に改良されることができる。例えば、２つのダイは、一例では背中合わせに配置されることができ又は一例では並べて配置されることができる。
【００３０】
図３は、本開示の一実施形態によるプロセス３００を説明するフローチャートを示す。一例では、プロセス３００は、電力モジュール２１０を実装するために実行される。プロセスは、ステップＳ３０１で開始し、ステップＳ３１０に進む。
【００３１】
ステップＳ３１０では、第１トランジスタが配置される。例えば、第１トランジスタは、ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴ技術を使用して第１ベアダイ上に実装される。
【００３２】
ステップＳ３２０では、第２トランジスタが配置される。例えば、第２トランジスタは、ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴ技術を使用して第２ベアダイ上に実装される。
【００３３】
ステップＳ３３０では、相互接続は、第１トランジスタのドレイン端子を第２トランジスタのゲート端子に誘導結合するために配置される。図２の例では、相互接続モジュール２２３は第１トランジスタのドレイン端子と接続し、相互接続モジュール２３１は第２トランジスタのゲート端子と接続する。相互接続モジュール２２３及び相互接続モジュール２３１は、例えば、誘導結合となるように近隣に配置される。
【００３４】
ステップＳ３４０では、相互接続は、第２トランジスタのドレイン端子を第１トランジスタのゲート端子に誘導結合するために配置される。図２の例では、相互接続２３３モジュールは第２トランジスタのドレイン端子と接続し、相互接続モジュール２２１は第１トランジスタのゲート端子と接続する。相互接続モジュール２３３及び相互接続モジュール２２１は、例えば、誘導結合となるように近隣に配置される。次いで、プロセスは、ステップＳ３９９に進み、終了する。
【００３５】
なお、プロセス３００は、電力モジュールを実装するために他の適切なステップを含むことができる。さらに、プロセス３００中のステップは、同時に又は異なる順番で実行されることができる。
【００３６】
図４は、本開示の一実施形態によるシミュレーション結果のプロット４００を示す。例えば、プロット４００は、並列トランジスタを用いて電力モジュールをオンに切り替えるとき、寄生インダクタンス相互結合の有無における電圧及び電流の変化を示す。Ｘ軸は時間を示し、Ｙ軸は電圧及び電流の値を示す。
【００３７】
プロット４００は、５つの波形４２０〜４５０を含む。波形４１０（中程度の破線）は、寄生インダクタンス相互結合無しの第１トランジスタのドレイン電流を示し、波形４２０（長短破線）は、寄生インダクタンス相互結合無しの第２トランジスタのドレイン電流を示し、波形４３０（実線）は、寄生インダクタンス相互結合有りの第１トランジスタのドレイン電流を示し、波形４４０（短い破線）は、寄生インダクタンス相互結合有りの第２トランジスタのドレイン電流を示し、波形４５０（長い破線）は、ドレイン−ソース電圧Ｖｄｓを示す。
【００３８】
図４に示すように、第１トランジスタ及び第２トランジスタは、ｔｏｎ時点でオンに切り替えられる。寄生インダクタンス相互結合無しの第１トランジスタの過渡電流及び第２トランジスタの過渡電流は、比較的大きな差を有する。寄生インダクタンス相互結合有りの第１トランジスタ及び第２トランジスタの過渡電流の差は、低減される。
【００３９】
図５は、本開示の一実施形態によるシミュレーション結果のプロット５００を示す。例えば、プロット５００は、並列トランジスタを用いて電力モジュールをオフに切り替えるとき、寄生インダクタンス相互結合の有無における電圧及び電流の変化を示す。Ｘ軸は時間を示し、Ｙ軸は電圧及び電流の値を示す。
【００４０】
プロット５００は、５つの波形５１０〜５５０を含む。波形５１０（中程度の破線）は、寄生インダクタンス相互結合無しの第１トランジスタのドレイン電流を示し、波形５２０（長短破線）は、寄生インダクタンス相互結合無しの第２トランジスタのドレイン電流を示し、波形５３０（実線）は、寄生インダクタンス相互結合有りの第１トランジスタのドレイン電流を示し、波形５４０（短い破線）は、寄生インダクタンス相互結合有りの第２トランジスタのドレイン電流を示し、波形５５０（長い破線）は、ドレイン−ソース電圧Ｖｄｓを示す。
【００４１】
図５に示すように、第１トランジスタ及び第２トランジスタは、ｔｏｆｆ時点でオフに切り替えられる。寄生インダクタンス相互結合無しの第１トランジスタの過渡電流及び第２トランジスタの過渡電流は、波形５１０及び５２０により示されるように、比較的大きな差を有する。寄生インダクタンス相互結合有りの第１トランジスタ及び第２トランジスタの過渡電流の差は、低減される。
【００４２】
本開示の複数の態様は、複数の例として具体的な実施形態と共に説明されたが、これらの例に対して代替、変更及び変形がなされてもよい。従って、本明細書中で説明された実施形態は説明を意図するものであり、これに限定されない。以下に記載される請求の範囲から逸脱することなく、変更がなされてもよい。
本明細書に開示される発明は以下の実施形態を含む。
（１）電力回路であって、
第１ゲート端子、第１ドレイン端子及び第１ソース端子を有する第１スイッチモジュールであって、
前記第１ドレイン端子は、第１ドレイン相互接続モジュールを介して第１ノードと結合され、
前記第１ソース端子は、第１ソース相互接続モジュールを介して第２ノードと結合され、及び、
前記第１ゲート端子は、第１ゲート相互接続モジュールを介して第１制御ノードと結合され、第１制御信号を受信する、第１スイッチモジュールと、
第２ゲート端子、第２ドレイン端子及び第２ソース端子を有する第２スイッチモジュールであって、
前記第２ドレイン端子は、第２ドレイン相互接続モジュールを介して前記第１ノードと結合され、
前記第２ソース端子は、第２ソース相互接続モジュールを介して前記第２ノードと結合され、及び、
前記第２ゲート端子は、第２ゲート相互接続モジュールを介して第２制御ノードと結合され、第２制御信号を受信する、第２スイッチモジュールと、を備え、
前記第１ドレイン相互接続モジュール及び前記第２ゲート相互接続モジュールは、前記第１スイッチモジュール及び前記第２スイッチモジュールを介して流れる電流を平衡にするために誘導結合される、電力回路。
（２）請求項１に記載の電力回路であって、前記第２ドレイン相互接続モジュール及び前記第１ゲート相互接続モジュールは誘導結合される、電力回路。
（３）請求項１に記載の電力回路であって、前記第１ドレイン相互接続モジュール及び前記第２ゲート相互接続モジュールは、負の相互結合係数を有するように配置される、電力回路。
（４）請求項１に記載の電力回路であって、前記第１ドレイン相互接続モジュール及び前記第２ゲート相互接続モジュールは、前記第１スイッチモジュール及び第２スイッチモジュールがオン／オフに切り替えられるとき、前記第１スイッチモジュール及び前記第２スイッチモジュールを介して流れる過渡電流を平衡にするために誘導結合される、電力回路。
（５）請求項１に記載の電力回路であって、前記第１スイッチモジュールは第１ＳｉＣ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを含み、及び、前記第２スイッチモジュールは第２ＳｉＣ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを含む、電力回路。
（６）請求項１に記載の電力回路であって、前記第１スイッチモジュールは第１ダイの上にあり、及び、前記第２スイッチモジュールは第２ダイの上にある、電力回路。
（７）請求項６に記載の電力回路であって、前記第１ダイ及び前記第２ダイは対面して１つのパッケージに組み込まれる、電力回路。
（８）電流を平衡にするための方法であって、
第１ゲート端子、第１ドレイン端子及び第１ソース端子を有する第１スイッチモジュールを配置するステップと、
第２ゲート端子、第２ドレイン端子及び第２ソース端子を有する第２スイッチモジュールを前記第１スイッチモジュールと並列に配置するステップと、及び、
前記第１ドレイン端子と結合された第１ドレイン相互接続モジュール及び前記第２ゲート端子と結合された第２ゲート相互接続モジュールを、前記第１スイッチモジュール及び前記第２スイッチモジュールを介して流れる電流を平衡にする誘導結合を有するように配置するステップと、
を有する方法。
（９）請求項８に記載の方法は、
前記第２ドレイン端子と結合された第２ドレイン相互接続モジュール及び前記第１ゲート端子と結合された第１ゲート相互接続モジュールを、誘導結合を有するように配置するステップ、
をさらに有する方法。
（１０）請求項８に記載の方法であって、前記第１ドレイン相互接続モジュール及び前記第２ゲート相互接続モジュールを、前記第１スイッチモジュール及び前記第２スイッチモジュールを介して流れる電流を平衡にする誘導結合を有するように配置するステップは、
前記第１ドレイン相互接続モジュール及び前記第２ゲート相互接続モジュールを、負の相互結合係数を有するように配置するステップ、
をさらに有する方法。
（１１）請求項８に記載の方法であって、前記第１ドレイン相互接続モジュール及び前記第２ゲート相互接続モジュールを、前記第１スイッチモジュール及び前記第２スイッチモジュールを介して流れる電流を平衡にする誘導結合を有するように配置するステップは、
前記第１ドレイン相互接続モジュール及び前記第２ゲート相互接続モジュールを、前記第１スイッチモジュール及び前記第２スイッチモジュールがオン／オフに切り替えられるとき、前記第１スイッチモジュール及び前記第２スイッチモジュールを介して流れる過渡電流を平衡にする誘導結合を有するように配置するステップ、
をさらに有する方法。
（１２）請求項８に記載の方法であって、第１ＳｉＣ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを含む前記第１スイッチモジュールを配置するステップと、及び、第２ＳｉＣ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを含む前記第２スイッチモジュールを配置するステップと、である方法。
（１３）請求項８に記載の方法であって、第１ダイの上にある前記第１スイッチモジュールを配置するステップと、及び、第２ダイの上にある前記第２スイッチモジュールを配置するステップと、である方法。
（１４）請求項１３に記載の方法であって、前記第１ダイ及び前記第２ダイを対面して１つのパッケージに組み込む、方法。
（１５）電力モジュールを有する装置であって、
第１ゲート端子、第１ドレイン端子及び第１ソース端子を有する第１スイッチモジュールであって、
前記第１ドレイン端子は、第１ドレイン相互接続モジュールを介して第１ノードと結合され、
前記第１ソース端子は、第１ソース相互接続モジュールを介して第２ノードと結合され、及び、
前記第１ゲート端子は、第１ゲート相互接続モジュールを介して第１制御ノードと結合され、第１制御信号を受信する、第１スイッチモジュールと、
第２ゲート端子、第２ドレイン端子及び第２ソース端子を有する第２スイッチモジュールであって、
前記第２ドレイン端子は、第２ドレイン相互接続モジュールを介して前記第１ノードと結合され、
前記第２ソース端子は、第２ソース相互接続モジュールを介して前記第２ノードと結合され、及び、
前記第２ゲート端子は、第２ゲート相互接続モジュールを介して第２制御ノードと結合され、第２制御信号を受信する、第２スイッチモジュールと、を備え、
前記第１ドレイン相互接続モジュール及び前記第２ゲート相互接続モジュールは、前記第１スイッチモジュール及び前記第２スイッチモジュールを介して流れる電流を平衡にするために誘導結合される、電力モジュール、
を有する装置。
（１６）請求項１５に記載の装置であって、前記第２ドレイン相互接続モジュール及び前記第１ゲート相互接続モジュールは誘導結合される、装置。
（１７）請求項１５に記載の装置であって、前記第１ドレイン相互接続モジュール及び前記第２ゲート相互接続モジュールは、負の相互結合係数を有するように配置される、装置。
（１８）請求項１５に記載の装置であって、前記第１ドレイン相互接続モジュール及び前記第２ゲート相互接続モジュールは、前記第１スイッチモジュール及び第２スイッチモジュールがオン／オフに切り替えられるとき、前記第１スイッチモジュール及び前記第２スイッチモジュールを介して流れる過渡電流を平衡にするために誘導結合される、装置。
（１９）請求項１５に記載の装置であって、前記第１スイッチモジュールは第１ＳｉＣ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを含み、及び、前記第２スイッチモジュールは第２ＳｉＣ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを含む、装置。
（２０）請求項１５に記載の装置であって、前記第１スイッチモジュールは第１ダイの上にあり、及び、前記第２スイッチモジュールは第２ダイの上にある、装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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