(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーモジュールのダイの相互接続部の修復を可能にするシステムであって、前記相互接続部の第１の端子は前記ダイに固定され、前記相互接続部の第２の端子は電気回路に接続され、前記システムは、
前記相互接続部の前記第１の端子に近接して配置された少なくとも１種の材料であって、所定溶融温度を有する、材料と、
所定期間中、前記所定溶融温度で前記ダイの温度を制御する手段と、
を備え、
前記ダイは、直接銅接合基板の銅層の上にはんだにより固定され、前記ダイ、前記はんだ、前記直接銅接合基板、及び前記第１の端子に近接して配置された前記少なくとも１種の材料とは、固体材料によって覆われていることを特徴とする、システム。
【請求項２】
前記第１の端子に近接して配置された前記材料は、錫及び鉛−ビスマス合金であることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記所定溶融温度は１５０℃に等しく、前記所定期間は３０分間であることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ダイの温度を制御する前記手段は、熱電対から前記ダイの温度を取得することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記ダイの温度を制御する前記手段は、前記ダイの温度感受性電気パラメータから前記ダイの温度を取得することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記ダイの前記温度感受性電気パラメータは前記ダイのゲート−エミッタ電圧値であることを特徴とする、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
パワーモジュールのダイの相互接続部の修復を可能にする方法であって、前記相互接続部の第１の端子は前記ダイに固定され、前記相互接続部の第２の端子は電気回路に接続され、少なくとも１種の材料が前記相互接続部の前記第１の端子に近接して配置され、前記材料は所定溶融温度を有し、前記方法は、所定期間中に前記所定溶融温度で前記ダイの温度を制御するステップを含み、前記ダイは、直接銅接合基板の銅層の上にはんだにより固定され、前記ダイ、前記はんだ、前記直接銅接合基板、及び前記第１の端子に近接して配置された前記少なくとも１種の材料は、固体材料によって覆われていることを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、パワーモジュールのダイの相互接続部の修復を可能にする方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
アプリケーションに組み込まれたパワーモジュールには、各々が異なる特性を有する種々の層状材料から構成されているという事実に起因して損耗がある。
【０００３】
パワーモジュールは、動作中、大きい温度逸脱をサポートしなければならない。動作に固有の損耗は、はんだ層又はワイヤボンド等の様々な界面層における亀裂の増大として現れる。
【０００４】
損耗を抑制しようとするために、パワーモジュールは、より整合する材料を用いて設計されるが、この解決法では、多くの場合、電気的性能が不十分になり製造コストが高くなる。さらに、これらの追加の製造コストに起因して、最も過酷な使用シナリオに適応するようにパワーモジュールを設計することは実際的ではなく、より短いパワーモジュール寿命を有するよりストレスの多いアプリケーションとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、パワーモジュールのダイの少なくとも１つの相互接続部の修復を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このために、本発明は、パワーモジュールのダイの相互接続部の修復を可能にするシステムであって、相互接続部の第１の端子はダイに固定され、相互接続部の第２の端子は電気回路に接続され、本システムは、
相互接続部の第１の端子に近接して配置された少なくとも１種の材料であって、所定溶融温度を有する、材料と、
所定期間中、所定溶融温度でダイの温度を制御する手段と、
を備え、ダイは、直接銅接合基板の銅層の上にはんだにより固定され、ダイ、はんだ、直接銅接合基板、及び第１の端子に近接して配置された少なくとも１種の材料とは、固体材料によって覆われていることを特徴とする、システムに関する。
【０００７】
本発明はまた、パワーモジュールのダイの相互接続部の修復を可能にする方法であって、相互接続部の第１の端子はダイに固定され、相互接続部の第２の端子は電気回路に接続され、少なくとも１種の材料が相互接続部の第１の端子に近接して配置され、材料は所定溶融温度を有し、本方法は、所定期間中に所定溶融温度でダイの温度を制御するステップを含み、ダイは、直接銅接合基板の銅層の上にはんだにより固定され、ダイ、はんだ、直接銅接合基板、及び第１の端子に近接して配置された少なくとも１種の材料は、固体材料によって覆われていることを特徴とする、方法に関する。
【０００８】
したがって、パワーモジュールのダイの相互接続部は、例えばゲートへの制御信号のようなダイの制御信号によって修復することができ、それにより、解決法のコストが下がる。修復状態は、現場で引き起こすことができ、それにより、保守に対して失われる時間が短縮され、パワーモジュールに修復プロセスを確実に引き起こすことができ、それにより、パワーモジュールは相当により長い時間、その任務を果たすことができる。
【０００９】
特定の特徴によれば、ダイと第１の端子に近接して配置された少なくとも１種の材料とは、固体材料によって覆われている。
【００１０】
したがって、第１の端子に近接して配置された材料は、パワーモジュールの通常動作中に相互作用しない。
【００１１】
特定の特徴によれば、第１の端子に近接して配置された材料は、錫及び鉛−ビスマス合金である。
【００１２】
したがって、ダイの通常動作中、錫及び鉛−ビスマス合金は固体であり、液相を引き起こす温度は、ダイの最大安全動作接合温度より低い。したがって、ダイに損傷を与えることなく、かつ外部熱源なしに、ダイ自体によってのみ熱を発生させることができる。
【００１３】
特定の特徴によれば、溶融温度は１５０℃に等しく、所定期間は３０分間である。
【００１４】
したがって、融解温度は、ダイの安全動作範囲にあり、保守間隔の間に外部熱源なしにダイ自体のみによって発生する熱を使用して達成することができる。
【００１５】
特定の特徴によれば、ダイの温度を制御してダイの温度を取得する手段は、熱電対からである。
【００１６】
したがって、温度は、低コストかつ広く入手可能なセンサを使用して制御することができる。
【００１７】
特定の特徴によれば、ダイの温度を制御する手段は、ダイの温度感受性電気パラメータからダイの温度を取得する。
【００１８】
したがって、ダイの温度及びそのため相互接続部の温度は、いかなる外部熱センサもなしに制御することができ、提案される実施態様に対して必要な構成要素の数が減少する。
【００１９】
特定の特徴によれば、ダイの温度感受性電気パラメータはダイのゲート−エミッタ電圧値である。
【００２０】
したがって、ダイの相互接続部における又はゲート制御及びゲート−エミッタ電圧値におけるいかなる変更も、温度を制御する手段から直接導出されない。
【００２１】
本発明の特徴は、例示の実施形態の以下の説明を読むことによってより明らかになる。この説明は、添付図面に関して作成されたものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明が実施されるパワーモジュールの一例を表す図である。
【図２ａ】本発明に従って補修することができる亀裂を含む相互接続部の領域の拡大図である。
【図２ｂ】本発明に従って補修することができる亀裂を含む相互接続部の領域の拡大図である。
【図３】本発明による、パワーモジュール及びドライバーを備えるシステムを表す図である。
【図４】本発明を実施するために使用されるゲート電圧コントローラのアーキテクチャの一例を表す図である。
【図５】本発明に従って使用される電圧調整器を表す図である。
【図６】本発明によるコントローラのアーキテクチャの一例を表す図である。
【図７】本発明による、回復プロセスを実現するためにはんだ層の加熱状態を制御するアルゴリズムを表す図である。
【図８】温度熱電対フィードバックを使用する制御ループの一例の図である。
【図９】温度感受性電気パラメータフィードバックを使用する制御ループの一例の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明が実施されるパワーモジュールの一例を表す。
【００２４】
パワーモジュールは、ダイＤｉを外部構成要素に接続する、例えば銅層のような相互接続部１１０ａ及び１１０ｂを備える。
【００２５】
ダイＤｉは、はんだ１３０を使用して直接銅接合（ＤＣＢ：direct copper bonding）基板１４０、１５０、１６０のうちの銅層１４０の上に固定され、セラミック１５０は、冷却板の上に固定される銅ベースプレート１６０の上に固定される。
【００２６】
本発明によれば、パワーモジュールは、少なくとも１つの相互接続部のために、所与の温度で液体になる低溶融温度を有する、例えば錫及び鉛−ビスマス合金のような回復剤１００ａ及び１００ｂを更に備える。
【００２７】
回復剤は、相互接続部を包囲し、図１に示すように相互接続部１１０ａに存在する亀裂Ｃｒに浸透することができる。
【００２８】
例えばエポキシ又はシリコン系封止ゲルのような固体材料１７０が、ダイ、回復剤１００及びＤＣＢを覆っている。
【００２９】
図２ａ及び図２ｂは、本発明に従って補修することができる亀裂を含む相互接続部の領域の拡大図を表す。
【００３０】
図２ａは、亀裂Ｃｒ及び回復剤１００ａを含む、パワーモジュールの図１において１２０と記す領域を表し、回復剤１００ａは、図２ｂに示すように、相互接続部１１０ａにおける毛細管運動により亀裂Ｃｒ内に浸透する。浸透は、熱応力を周期的に加え、その結果として変形が起こることにより、更に促進される。一変形は、Ａｌ−４Ｃｕ等、特にそのエレクトロマイグレーション特性に対して選択される合金でなければならず、それにより、亀裂の縁は、通常の整流中の高電流と本発明において維持される高温とによって促進される金属輸送によって補修される。
【００３１】
さらに、パワーモジュール自体内の相互接続部が、例えば形状記憶合金のような自己回復材料から作製されることも可能であり、そこでは、回復プロセスをアクティベートするために高温のみが必要とされる。
【００３２】
図３は、本発明によるパワーモジュール及びドライバーを備えるシステムを表す。
【００３３】
本発明によれば、ダイのゲートに電圧を印加することにより、パワーモジュールの少なくとも１つのダイＤｉ内に高損失状態が発生する。
【００３４】
電圧駆動半導体ダイ、すなわちＩＧＢＴ又はＭＯＳＦＥＴの場合、ダイの漏れ電流は、電圧を遮断している間、ダイを不完全な絶縁体にする。ダイが電圧を遮断している場合、ダイ内で損失される電力は、漏れ電流及び遮断電圧に関連する。こうした場合、ダイは、高損失状態にある。
【００３５】
高損失状態は、制御されたゲート電圧及び電流フィードバック制御ループに起因し、この制御ループにより、電圧駆動ダイにおける漏れ電流を制御することができ、それにより、ダイにおけるアクティブな熱が同様に制御される。
【００３６】
本発明は、パワーモジュールにおける修復状態をアクティベートするために、パワーモジュールが動作している間に加熱状態を制御する。
【００３７】
ハーフブリッジ構成では、１つのダイがオン状態にあるとき、第２のダイはオフ状態にあり、電圧を遮断する。このため、オフ状態では、ダイが電圧を遮断しているとき、損失される電力は、漏れ電流、又はＩＧＢＴの場合はコレクタからエミッタまで流れる電流によって、直接影響を受ける。ゲート電圧は、チャネルにわずかな電流を引き起こすように閾値電圧をわずかに超えるように調整され、それにより、以下のように、ダイは線形モードで制御され、
【数１】
0006890712.tif 000002
式中、ｋはダイの相互コンダクタンスに関連し、Ｖｇｓは印加されるゲート電圧であり、Ｉｃはコレクタ電流であり、ＶＴｈはダイの閾値電圧である。
【００３８】
閾値電圧に近いＤＣゲート電圧Ｖｇｓのまわりで、対応するコレクタ電流で上記式を線形化することにより、以下が得られる。
【数２】
0006890712.tif 000003
これは、小信号ゲート電圧∂Ｖｇｓからコレクタ電流における対応する変化∂ＩＣまでの小信号伝達関数を表す。
【００３９】
このため、パワーモジュールが温度依存修復状態を有すると想定すると、ＤＣ動作点Ｖｇｓのまわりでゲート電圧を制御することにより、パワーモジュールにおいて発生する熱が制御され、パワーモジュールは所望の温度に達することができる。パワーモジュールにおいて発生する所与の量の電力により、電力が除去されるまで、ケース温度は上昇する。このため、パワーモジュールが、修復プロセスをアクティベートするために、最低限の時間を超えて特定の温度、例えば、３０分間に対して１５０℃を必要とするため、ダイのオフ状態の間でのパワーモジュールにおけるコレクタ電流の制御により、熱機械疲労によって引き起こされる亀裂の回復を可能にすることができる。
【００４０】
図３の例では、パワーモジュールは、ゲート電圧コントローラ３０１及び３０２によってそれぞれ駆動される２つのダイＤ１及びＤ２から構成されている。
【００４１】
ゲート電圧コントローラ３０１は、信号ＰＷＭ１を受け取り、それをダイＤ１に提供する。ＰＷＭ１信号は、通常動作中にダイＤ１に印加されるべき信号である。ゲート電圧コントローラ３０１は、修復プロセスをイネーブルにする修復イネーブル信号ＥＮＲ１を受け取る。例えば、修復イネーブル信号ＥＮＲ１は、周期的に、例えば毎年、所与の時間、例えば３０分間、修復プロセスをイネーブルにする。
【００４２】
ゲート電圧コントローラ３０１は、制御信号ＣＴＲＬ１を受け取る。
【００４３】
ゲート電圧コントローラ３０２は、信号ＰＷＭ２を受け取り、それをダイＤ２に提供する。ＰＷＭ２信号は、通常動作中にダイＤ２に印加されるべき信号である。ゲート電圧コントローラ３０２は、修復プロセスをイネーブルにする修復イネーブル信号ＥＮＲ２を受け取る。例えば、修復イネーブル信号ＥＮＲ２は、周期的に、例えば毎年、所与の時間、例えば３０分間、修復プロセスをイネーブルにする。
【００４４】
ゲート電圧コントローラ３０２は、制御信号ＣＴＲＬ２を受け取る。
【００４５】
コレクタ電流をモニタリングするために、シャント抵抗器Ｒｓが使用される。
【００４６】
図４は、本発明を実施するために使用されるゲート電圧コントローラのアーキテクチャの一例を表す。
【００４７】
ゲート電圧コントローラは、信号ＰＷＭｉを増幅する増幅器Ａｍｐｉを備える。ただし、ｉ＝１又は２である。
【００４８】
増幅器Ａｍｐｉには、負電源ＶＳＳと、調整器Ｒｅｇｉを介する正電源ＶＣＣとによって電力が供給される。
【００４９】
信号ＣＴＲＬｉは、修復イネーブル信号ＥＮＲｉがアクティブであるとき、調整器Ｒｅｇｉに印加される。
【００５０】
図５は、本発明に従って使用される電圧調整器を表す。
【００５１】
印加されるゲート電圧を調整するために、制御可能なＤＣ調整器が使用される。
【００５２】
フィードバック情報を処理し、制御可能な電圧調整器に対する基準を提供するために、図６に示すように、コントローラが使用される。例えばシャント抵抗器Ｒｓによって測定されるコレクタ電流は、回復状態を引き起こすためにパワーモジュールにおける電力損失を特定のレベルに制御するため等、印加されるゲート電圧を変調するための基準として使用される。パワーモジュールにおける修復材料の特性に応じて、温度は一定に保持される必要がある可能性があり、その場合、調整の目的で、パワーモジュール上に組み込まれる熱電対を採用することができ、又は、熱感受性電気パラメータ（例えば、一定の電流Ｉｃに対するＶｇ）を採用することができる。
【００５３】
電圧調整器Ｒｅｇｉは、１つの増幅器Ａｍｐ５０ｉ、２つの抵抗器Ｒ５０及びＲ５１、並びに２つのトランジスタＴ５０及びＴ５１から構成されている。増幅器Ａｍｐ５０ｉの負入力は、抵抗器Ｒ５０の第１の端子に、かつ抵抗器Ｒ５１の第１の端子に接続されている。抵抗器Ｒ５０の第２の端子は、トランジスタＴ５０のエミッタに、かつ図４の増幅器Ａｍｐｉに接続されている。抵抗器Ｒ５１の第２の端子は、トランジスタＴ５１のエミッタに、かつ電源ＶＣＣの基準に接続されている。
【００５４】
電源ＶＣＣの正端子は、トランジスタＴ５０のコレクタに接続されている。
【００５５】
増幅器Ａｍｐ５０ｉの出力は、トランジスタＴ５１のベースに接続され、トランジスタＴ５１のコレクタは、トランジスタＴ５０のベースに接続されている。
【００５６】
図６は、本発明によるコントローラのアーキテクチャの一例を表す。
【００５７】
コントローラ１０は、例えば、バス６０１によって相互に接続されたコンポーネントに基づくアーキテクチャと、図７に開示するようなプログラムによって制御されるプロセッサ６００とを有する。
【００５８】
バス６０１は、プロセッサ６００を、リードオンリーメモリＲＯＭ６０２、ランダムアクセスメモリＲＡＭ６０３及び入出力インターフェースであるＩ／Ｏ  ＩＦ６０５に連結する。
【００５９】
メモリ６０３は、変数と、図７に開示するようなアルゴリズムに関するプログラムの命令とを受け取るように意図されたレジスタを含む。
【００６０】
プロセッサ６００は、入出力インターフェースＩ／Ｏ  ＩＦ６０５を通して、コレクタ電流Ｉｃ、温度センサによって検知される温度、又はゲート−エミッタ電圧値Ｖｇｅのような熱感受性パラメータフィードバックを受け取り、信号ＰＷＭ１、ＰＭＷ２、ＥＮＲ１、ＥＮＲ２、ＣＴＲＬ１及びＣＴＲＬ２を提供する。
【００６１】
例えばシャント抵抗器Ｒｓによって測定されるコレクタ電流は、回復状態を引き起こすためにパワーモジュールにおける電力損失を特定のレベルに制御するため等、印加されるゲート電圧を変調するための基準として使用される。パワーモジュールにおける修復材料の特性に応じて、温度は一定に保持される必要がある可能性があり、その場合、調整の目的で、パワーモジュール上に組み込まれる熱電対を採用することができ、又は、熱感受性電気パラメータに基づく方法（例えば、一定の電流Ｉｃに対するＶｇ）を採用することができる。
【００６２】
リードオンリーメモリ又は場合によりフラッシュメモリ６０２は、図７に開示するようなアルゴリズムに関するプログラムの命令を収容し、そうした命令は、コントローラ１０に電源が投入されると、ランダムアクセスメモリ６０３に転送される。
【００６３】
コントローラ１０は、ＰＣ（パーソナルコンピューター）、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）若しくはマイクロコントローラ等のプログラマブルコンピューティングマシンによる、命令若しくはプログラムのセットの実行により、ソフトウェアで実装するか、又は、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）若しくはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）等、マシン若しくは専用コンポーネントにより、ハードウェアで実装することができる。
【００６４】
言い換えれば、コントローラ１０は、コントローラ１０が、図７に開示するようなアルゴリズムに関するプログラムを実行することができるようにする、回路、又は回路を備える装置を備える。
【００６５】
図７は、本発明による回復プロセスを実現するためにはんだ層の加熱状態を制御するアルゴリズムを表す。
【００６６】
本アルゴリズムは、コントローラ１０のプロセッサ６００によって実行される一例で開示する。
【００６７】
ステップＳ７００において、ロー論理レベルにある修復イネーブル信号ＥＮＲ１及びＥＮＲ２、すなわち修復プロセスがディスエーブルにされている。
【００６８】
次のステップＳ７０１において、プロセッサ６００は、信号ＰＷＭ１をローレベルに設定し、信号ＰＷＭ２をハイレベルで設定する。
【００６９】
次のステップＳ７０２において、プロセッサ６００は、修復イネーブル信号ＥＮＲ１をハイレベルに設定し、すなわち、ダイＤ１に対して修復プロセスが開始する。
【００７０】
ステップＳ７０３において、プロセッサ６００は、図８又は図９に関連して開示する加熱状態制御ループを制御する。
【００７１】
温度フィードバックパラメータの使用を考慮して、コレクタ電流の調整のための制御ループの２つの実施態様が可能である。第１の手法では、ケース温度を提供するために熱電対が使用され、図８にその制御を示す。第２の手法では、温度を測定するために熱感受性電気パラメータとしてゲート−エミッタ電圧が使用され、図９にその制御を示す。
【００７２】
温度は、所与の時間、例えば３０分間１５０℃に調整される。
【００７３】
ステップＳ７０４において、プロセッサ６００は、所与の時間が完了したか否か判断する。所与の時間が完了した場合、プロセッサ６００はステップＳ７０５に進む。完了していない場合、プロセッサ６００はステップＳ７０３に戻る。
【００７４】
ステップＳ７０５において、プロセッサ６００は、修復イネーブル信号ＥＮＲ１をローレベルに設定し、すなわち、ダイＤ１に対して修復プロセスが中断される。
【００７５】
その後、プロセッサ６００は、ダイＤ２に対して本アルゴリズムを実行する。
【００７６】
図８は、熱電対温度フィードバックを使用する制御ループの一例である。
【００７７】
モジュール８００は、回復剤１００の溶融温度に対応する基準温度Ｔｃｒｅｆに対して、温度センサによって検知される温度を減じる。
【００７８】
モジュール８０１は、モジュール８００によって提供される温度誤差∂Ｔを基準電流Ｉｃ，ｒｅｆに変換し、以下のように、サンプリング周波数と所望の誤差補償の大きさとに基づき、積分値が何らかの利得Ｃであると想定して、比例（Ｋｐ１）及び積分（Ｋｉ１）関係によって定義することができる比例積分器である。
【数３】
0006890712.tif 000004
式中、Ｖｃｅはコレクタ−エミッタ電圧であり、Ｉｃはコレクタ電流であり、Ｒｔｈはパワーモジュールの熱抵抗であり、Ｐは損失電力である。
【００７９】
測定されたコレクタ電流Ｉｃは、電流差∂Ｉｃを得るために、減算器８０２によって基準電流Ｉｃ，ｒｅｆを減じられる。モジュール８０３は、ここではデータシート閾値電圧よりわずかに高いＤＣゲートバイアス電圧Ｖｂｉａｓで動作していると想定して、モジュール８０２によって提供される電流差∂Ｉｃを、比例（Ｋｐ２）及び積分（Ｋｉ２）関係によって定義することができるゲートバイアス電圧ＣＲＴＬｉに変換する比例積分器である。この場合もまた、サンプリング周波数に基づいて何らかの利得Ｃ’が存在すると想定する必要があり、Ｋ’は、半導体タイプの物理特性と所望の誤差補償の大きさとによって定義される何らかの定数である。
【数４】
0006890712.tif 000005
【００８０】
信号ＣＴＲＬｉは、ゲート−エミッタ電圧Ｖｇｅをダイに提供する電圧調整器Ｒｅｇｉに提供される。
【００８１】
図９は、温度感受性電気パラメータを使用する制御ループの一例である。
【００８２】
熱感受性電気パラメータベースの方法は、ゲート−エミッタ電圧値Ｖｇｅを使用し、次の式に示すように、Ｖｇｅは、一定の電流に対してかつ一定の温度に対して間接的に温度測定値として定義される。
【数５】
0006890712.tif 000006
式中、∂Ｖｇｅは、温度によるＶｇｅ変動であり、Ｖｇｅ０は、所与のコレクタ−エミッタ電流に対する０℃での電圧Ｖｇｅである。
【００８３】
温度感受性電気パラメータベースの方法は、デバイス製造の直後に実施される較正段階を必要とする。
【００８４】
この較正段階では、パワーダイはＴｃｒｅｆまで加熱され、外部電流源は、ゲート−コレクタ端子が短絡した状態でコレクタ−エミッタを通して、較正電流Ｉｃ，ｃａｌ値、例えば、０．５Ａを注入する。そして、ゲート−エミッタの電圧値は測定され、Ｖｇｃａｌとして定義される。この電圧は、上述した式に示すように、ダイの温度を間接的に測定するための設定点として更に使用される。
【００８５】
修復プロセスの動作中、測定されたコレクタ電流Ｉｃは、電流差∂Ｉｃを得るために、減算器９０１によって、基準電流Ｉｒｅｆに対して減じられる。モジュール９０２は、ここではデータシート閾値電圧よりわずかに高いＤＣゲートバイアス電圧Ｖｂｉａｓで動作していると想定して、モジュール９０１によって提供される電流差∂Ｉｃを、比例（Ｋｐ２）及び積分（Ｋｉ２）関係によって定義することができるゲートバイアス電圧ＣＲＴＬｉに変換する比例積分器である。
【００８６】
電圧ＣＲＴＬｉは、電圧調整器Ｒｅｇｉ及びゲート電圧コントローラ３０１または３０２に提供される。電圧調整器Ｒｅｇｉは、ゲート−エミッタ電圧ＶｇｅをダイＤｉに提供する。
【００８７】
第１の瞬間、信号「Ｔｒｉｇｇｅｒ」はハイであり、基準電流Ｉｒｅｆは、ブロック９００によって、事前定義された電流Ｉｃ，ｃａｌに等しく設定される。定常電圧Ｖｇｒｅｆは、時定数ｔｅ、電気時定数によって与えられる数１００μｓでサンプリングされる。
【００８８】
Ｔｒｉｇｇｅｒの立下りエッジの間、ゲート電圧Ｖｇｒｅｆは、サンプルホールド回路９０５によってサンプリングされて保持される。Ｖｇｃａｌ値は、減算器９０６によって、サンプルホールド回路９０５の出力値から減じられ、減算器９０６の結果は、比例積分器９０７に提供され、比例積分器９０７は信号Ｉｃ，ｐｗｒを生成する。比例積分器９０７は、減算器９０６によって提供される電圧差∂Ｖｇを、比例（Ｋｐ３）及び積分（Ｋｉ３）関係によって定義することができる電流Ｉｃ，ｐｗｒに変換する。この場合もまた、サンプリング周波数に基づいて何らかの利得Ｃ’’が存在すると想定する必要があり、１／（ｔｅ＋ｔｔ）は、半導体タイプの物理特性と所望の誤差補償の大きさとによって定義される何らかの定数である。
【数６】
0006890712.tif 000007
【００８９】
信号「Ｔｒｉｇｇｅｒ」がローであるとき、基準電流Ｉｒｅｆは、ブロック９００により、先行する計算された電流Ｉｃ，ｐｗｒに等しく設定され、事前定義された修復時間に従って、時間ｔｔ、例えば数分間維持される。
【図１】
0006890712.tif 000008
【図２ａ】
0006890712.tif 000009
【図２ｂ】
0006890712.tif 000010
【図３】
0006890712.tif 000011
【図４】
0006890712.tif 000012
【図５】
0006890712.tif 000013
【図６】
0006890712.tif 000014
【図７】
0006890712.tif 000015
【図８】
0006890712.tif 000016
【図９】
0006890712.tif 000017