半导体开关以及半导体电路

技术领域

本发明涉及一种半导体开关以及半导体电路。

背景技术

专利文献1公开了具备超级结结构的双极晶体管(SJBJT：超级结双极晶体管)。SJBJT具有低导通电阻、陡峭的关断特性、高耐压特性，有望应用于例如音频、继电器以及逆变器电路等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2021/090944号

发明内容

(发明要解决的课题)

由于专利文献1的SJBJT是双极晶体管，因此需要通过电流的控制，存在用于半导体电路时难以处理的问题。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，目的在于提供一种提高便利性的半导体开关以及半导体电路。

(用于解决课题的技术方案)

根据本发明，提供一种半导体开关，其具备第1以及第2晶体管，第1晶体管为场效应晶体管，第2晶体管为超级结双极晶体管，第1以及第2晶体管以使前级为第1晶体管的方式达林顿连接。

根据本发明的半导体开关，作为超级结双极晶体管的第2晶体管与作为场效应晶体管的第1晶体管达林顿连接。并且，于该达林顿连接，在前级配置有作为场效应晶体管的第1晶体管。因此，本发明的半导体开关通过可进行电压控制的第1晶体管来控制第2晶体管(超级结双极晶体管)，提高便利性。

以下，例示本发明的各种实施方式。以下示出的实施方式可以互相组合。

优选，提供一种半导体开关，其还具备第1～第4端子，第1端子连接于第1晶体管的栅极，第2端子连接于第2晶体管的基极，第3端子连接于第1晶体管的漏极以及第2晶体管的集电极，第4端子连接于第2晶体管的发射极。

优选，提供一种半导体，还具备支路部，所述支路部连接第2晶体管的基极与第2晶体管的发射极，且具有分流电阻。

优选，提供一种半导体，所述支路部还具有二极管，所述二极管的阳极连接于第2晶体管的基极侧，所述二极管的阴极连接于第2晶体管的发射极侧。

根据本发明的实施方式的别的观点，提供一种半导体电路，其具备半导体开关以及驱动电路，所述半导体开关具有第1以及第2晶体管，第1晶体管为场效应晶体管，第2晶体管为超级结双极晶体管，第1以及所述第2晶体管以使前级为第1晶体管的方式达林顿连接，所述驱动电路具有输入输入信号的信号输入部以及电荷诱导部，所述电荷诱导部构成为，根据所述输入信号关闭所述半导体开关时，第2晶体管的基极的电位低于所述第2晶体管的发射极的电位。

优选，提供一种半导体电路，所述驱动电路具有直流电压源以及第1开关部，所述信号输入部连接于第1开关部，使得所述输入信号输入到第1开关部，所述直流电压源连接于第1开关部，第1开关部连接于第1晶体管的栅极，且构成为根据所述输入信号是第1电压还是第2电压来反转从所述直流电压源供给至所述半导体开关的电压的极性，所述电荷诱导部连接于第2晶体管的基极，当所述输入信号为第1电压时，所述直流电压源的预定电压被施加至第1晶体管的栅极使所述半导体开关开启，当所述输入信号从第1电压变为第2电压时，第1晶体管的栅极的电荷通过第1开关部被诱导至所述直流电压源而使所述半导体开关关闭，且第2晶体管的基极的电荷被诱导至所述直流电压源的负极。

优选，提供一种半导体电路，所述驱动电路还具有第1电阻，第1电阻连接于所述直流电压源以及第1开关部，所述电荷诱导部具有第2电阻以及第2开关部，第2电阻连接于第2晶体管的基极以及第2开关部，第2开关部连接于所述直流电压源，所述信号输入部连接于第2开关部，使所述输入信号输入到第2开关部，当所述输入信号从第1电压变为第2电压时，第1晶体管的栅极的电荷通过第1开关部以及第1电阻被诱导至所述直流电压源，开启第2开关部，第2晶体管的基极的电荷通过第2电阻以及第2开关部被诱导至所述直流电压源。

优选，提供一种半导体电路，所述驱动电路还具有第1电阻，第1电阻连接于所述直流电压源以及第1开关部，所述电荷诱导部具有诱导二极管，所述诱导二极管的阳极连接于第2晶体管的基极，所述诱导二极管的阴极连接于第1晶体管的栅极，当所述输入信号从第1电压变为第2电压时，第1晶体管的栅极的电荷通过第1开关部以及第1电阻被诱导至所述直流电压源，第2晶体管的基极的电荷通过所述诱导二极管以及第1开关部被诱导至所述直流电压源。

附图说明

图1是第1实施方式的具备半导体开关10的半导体电路100的电路结构图。

图2表示通过开启第1晶体管1，使第2晶体管2开启(开启半导体开关10)的情况，图2中，以粗线示意性地表示直流电压源V1与第1晶体管1的栅极1G导通的部分。

图3是半导体开关10的关断动作时的说明图，第1晶体管的栅极1G的电荷以及第2晶体管的基极2B的电荷被诱导到直流电压源V2的负极的情况，图3中，以粗线示意性地表示直流电压源V2的负极与第1晶体管的栅极1G以及第2晶体管的基极2B导通的部分。

图4是图1所示的半导体开关10的第2晶体管2的结构说明图。

图5是测定图1所示的半导体开关10的特性时使用的测定电路的结构图，图5中，省略了驱动电路20的具体电路结构。

图6是用于说明图1所示的半导体开关10的第3端子C的集电极电流I

图7是半导体开关10的关断动作时以及接通动作时的半导体开关10的各部的特性(集电极电流I

图8中，图8A～图8D是表示第1实施方式的半导体开关10的关断动作时的各种特性对于第2电阻R2的依赖关系的图，图8A中，曲线L1表示延迟时间t

图9中，图9A～图9D是表示第1实施方式的半导体开关10的关断动作时的各种特性对于直流电压源V2的依赖关系的图，图9A～图9D的各种特性与图8A～图8D的各种特性相同。

图10中，图10A～图10D是表示第1实施方式的半导体开关10的关断动作时的各种特性对于第1电阻R1的依赖关系的图，图10A～图10D的各种特性与图8A～图8D的各种特性相同。

图11是具备第2实施方式的半导体开关10的半导体电路100的电路结构图。

图12中，图12A～图12D是表示第2实施方式的半导体开关10的关断动作时的各种特性对于第1电阻R1的依赖关系的图，图12C中，曲线L2表示关断时I

图13中，图13A～图13D是第2实施方式的半导体开关10的关断动作时的各种特性对于直流电压源V2的依赖关系的图，图13A～图13D的各种特性与图12A～图12D的各种特性相同。

图14是表示第2实施方式的半导体开关10的关断动作时的特性(集电极电流I

具体实施方式

1.第1实施方式

1-1.结构说明

如图1所示，半导体电路100具备半导体开关10(半导体开关电路)以及驱动电路20。第1实施方式的半导体开关10电连接于用于驱动半导体开关10(开启/关闭)的驱动电路20。应予说明，半导体电路100例如可适用于音频、继电器以及逆变器电路等。

1-1-1.半导体开关10

半导体开关10具备第1晶体管1、第2晶体管2、支路部4。

＜第1以及第2晶体管1、2＞

第1晶体管1由MOSFET(金属-氧化膜-硅场效应晶体管)构成。第1实施方式中，第1晶体管1是n-沟道型MOSFET，具有栅极1G(栅极电极)、漏极1D(漏极电极)以及源极1S(源极电极)。

第2晶体管2由SJBJT(超级结双极晶体管)构成。第1实施方式中，第2晶体管2是SJBJT，具有基极2B(基极电极)、集电极2C(集电极电极)以及发射极2E。

第1以及第2晶体管1、2以使前级为第1晶体管1的方式达林顿连接。即，第1晶体管1的漏极1D与第2晶体管2的集电极2C连接构成半导体开关10的第3端子C，且第1晶体管1的源极1S连接于第2晶体管2的基极2B。

＜支路部4＞

于支路部4，一端连接于基极2B，另一端连接于发射极2E，换言之，构成为基极2B与发射极2E连接。支路部4具有分流电阻R以及二极管D1。

为提高半导体开关10的开关性能和耐压而设置分流电阻R。分流电阻R与二极管D1串联。

二极管D1设置为阻止从发射极2E侧流向基极2B侧的电流。换言之，二极管D1的阳极连接于基极2B侧，且二极管D1的阴极连接于发射极2E侧。二极管D1以及分流电阻R的位置关系也可以相反。

＜半导体开关10的4端子结构＞

半导体开关10为具备4端子的电路结构，具体而言，具有第1端子G1、第2端子G2、第3端子C、以及第4端子E。第3端子C对应于半导体开关10的集电极，第1以及第2端子G1、G2对应于半导体开关10的栅极，第4端子E对应于半导体开关10的发射极。

第1端子G1连接于第1晶体管1的栅极1G。另外，第2端子G2连接于第1晶体管1的源极1S以及第2晶体管2的基极2B。第3端子C连接于第1晶体管1的漏极1D以及第2晶体管2的集电极2C。第4端子E连接于第2晶体管2的发射极2E。

＜第2晶体管2的剖面结构＞

接着，简单说明第2晶体管2的单元剖面结构。第2晶体管2具有如图4所示的剖面结构。具体而言，第2晶体管2具有绝缘层50、基极电极层51、集电极电极层52、发射极电极层53、n型接触区域54n、p型接触区域54p、n型半导体层55、p型基极层56、超级结层57、以及n型半导体层58。

基极电极层51形成于p型接触区域54p的表面，与基极2B连接。集电极电极层52形成于n型半导体层58的表面，与集电极2C连接。发射极电极层53形成于n型接触区域54n的表面，与发射极2E连接。

p型基极层56形成于超级结层57上。p型基极层56具有沉降部56p(sinker)，沉降部56p配置在p型接触区域54p下。为了确保与p型接触区域54p的电连接而形成沉降部56p。

p型接触区域54p未到达p型基极层56(沉降部56p)，n型半导体层55介于p型接触区域54p与p型基极层56之间。然而，p型接触区域54p与p型基极层56电连接，空穴可以从p型接触区域54p注入p型基极层56。即、通过调整p型接触区域54p、n型半导体层55以及p型基极层56的pnp结结构中的杂质浓度的梯度，即使p型接触区域54p与p型基极层56分离，也能够注入空穴。

超级结层57具有n型区域57n以及p型区域57p，这些可以彼此相邻交互配置。如此，将n型区域57n以及p型区域57p彼此相邻交互配置的结构称为超级结结构。超级结结构通过增加各区域的相对于柱宽度的柱长度的比率来改善晶体管的导通电阻和耐压的权衡特性。超级结层57形成于p型基极层56与n型半导体层58之间。由于第2晶体管2具有该超级结结构，因此具有提高耐压、降低开启时的集电极电极与发射极电极之间的电阻值、以及增大电流增益的效果。此外，还可以抑制以往的IGBT和以往的双极晶体管中出现的尾电流，可以抑制关断时的损耗。应予说明，第2晶体管2的结构可采用国际公开第2021/090944号所公开的结构。

1-1-2.驱动电路20

驱动电路20具备驱动部21以及电荷诱导部22。并且，驱动电路20具备端子n2、端子N2、端子N3、以及端子N5。

端子n2是接收输入信号Vin的端子。端子n2是信号输入部的一个例子。

并且，端子N2连接于半导体开关10的第1端子G1，端子N3连接于半导体开关10的第2端子G2，端子N5连接于半导体开关10的第4端子E。

＜驱动部21＞

驱动部21具备直流电压源V1、直流电压源V2、第1开关部3、电阻R0、以及第1电阻R1。并且，驱动部21具备端子n1、端子N1、以及端子N4。

端子n1连接于端子n2、第1开关部3以及电荷诱导部22(第2开关部Tr)。

并且，端子N1连接于端子N2以及节点nd4。应予说明，节点nd4是连接第1开关部3的晶体管3n，3p的部分，换言之，节点nd4连接晶体管3n的源极以及晶体管3p的源极。

并且，端子N4连接于端子N5以及节点nd2。应予说明，节点nd2连接于节点nd1以及接地点Gd。节点nd1是连接直流电压源V1的负极与直流电压源V2的正极的部分，通过节点nd2连接于接地点Gd。

直流电压源V1以及直流电压源V2构成为供给用于切换半导体开关10(第1晶体管1)的开启/关闭的电压。直流电压源V1可通过电阻R0以及第1开关部3与第1晶体管1的栅极1G导通。直流电压源V1与直流电压源V2串联。

直流电压源V2构成为通过电荷诱导部22从第2晶体管2诱导电荷(正电荷)。并且，直流电压源V2构成为通过第1开关部3以及第1电阻R1从第1晶体管1诱导电荷(正电荷)。

直流电压源V2的电压的绝对值(V)具体而言例如为5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，也可以在这里例示的任意2个数值之间的范围内。应予说明，直流电压源V1同样如此。也可以将连接于电荷诱导部22的第2开关部Tr的电源与直流电压源V2分开设置的新电源连接，且独立地控制直流电压源V2和电源。

第1开关部3具有晶体管3n，3p。晶体管3n是n-沟道型MOSFET，晶体管3p是p-沟道型MOSFET。晶体管3n，3p的栅极(栅极电极)连接于节点nd3，晶体管3n，3p的源极(源极电极)彼此连接，晶体管3n的漏极(漏极电极)连接于电阻R0，晶体管3p的漏极(漏极电极)连接于第1电阻R1。应予说明，节点nd3是连接端子n1、晶体管3n，3p的栅极、以及电荷诱导部22(第2开关部Tr的栅极)的部分。

＜电荷诱导部22＞

电荷诱导部22构成为，根据输入信号使半导体开关10关闭(关断)时，第2晶体管2的基极2B的电位低于第2晶体管2的发射极2E的电位。换言之，电荷诱导部22构成为，将第2晶体管2的电荷诱导(引导)至直流电压源V2的负极。应予说明，第2晶体管2的电荷是指，第2晶体管2处于开启状态时蓄积的电荷。

电荷诱导部22具备第2电阻R2、第2开关部Tr。

第2电阻R2的一方连接于第2开关部Tr，另一方通过端子N3以及第2端子G2连接于第2晶体管2的基极2B。

第2电阻R2的电阻值(Ω)具体而言例如为1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27，28，29，30，也可以在这里例示的任意2个数值之间的范围内。

第2开关部Tr由FET(场效应晶体管)构成。第1实施方式中，第2开关部Tr是p-沟道型MOSFET，具有栅极(栅极电极)、漏极(漏极电极)以及源极(源极电极)。第2开关部Tr的栅极连接于节点nd3，第2开关部Tr的源极连接于第2电阻R2，第2开关部Tr的漏极连接于直流电压源V2的负极。驱动电路20中也可以包含用于提高半导体开关10的开关性能的附加电路(例如放大电路)。并且，也可以包含使生成输入端子n2的信号的电路与驱动电路20电绝缘的电路(例如光耦合器)。另外，也可以在节点nd4与端子N1之间设置用于接通和关断的共用的1个电阻，来取代电阻R0以及第1电阻R1。

1-2.动作说明

1-2-1.半导体开关10的开启动作

如图2所示，高电平的输入信号被输入至端子n2。由此，该输入信号被输入至第1开关部3以及第2开关部Tr，只有第1开关部3的晶体管3n开启。此外，如图2的粗线所示，直流电压源V1、电阻R0、晶体管3n、节点nd4、端子N1、端子N2、第1端子G1、以及栅极1G导通，直流电压源V1的电压被施加至第1端子G1。由此，第1晶体管1开启，电流被供给到第2晶体管2的基极2B使第2晶体管2也开启，结果使半导体开关10开启。

应予说明，高电平是第1电压的一个例子，第1实施方式中，例如也可以为与直流电压源V1的正电压相同的电压。

1-2-2.半导体开关10的关闭动作(电荷诱导动作)

如图3所示，低电平的输入信号被输入至端子n2。由此，该输入信号被输入至第1开关部3以及第2开关部Tr，开启第1开关部3的晶体管3p以及第2开关部Tr。

应予说明，低电平是第2电压的一个例子，第1实施方式中，例如也可以为与直流电压源V2的负电压相同的电压。

由于第1开关部3的晶体管3n关闭，无法从直流电压源V1向第1晶体管1的栅极1G供给电压，第1晶体管1从开启状态转为关闭状态。这里，电荷蓄积在第1晶体管1，并起到防止该电荷迅速转为关闭状态的作用。然而，如图3的粗线所示，栅极1G、第1端子G1、端子N2、端子N1、节点nd4、晶体管3p、第1电阻R1以及直流电压源V2的负极导通。由此，蓄积在作为MOSFET的第1晶体管1的栅极·漏极容量以及栅极·源极容量的电荷(正电荷)被迅速从第1晶体管1抽出，被诱导至直流电压源V2的负极。

若第1晶体管1为关闭状态，则不会有电流供给至第2晶体管2的基极2B，因此第2晶体管2从开启状态转变为关闭状态。这里，第2晶体管2中蓄积有电荷，该电荷阻止第2晶体管2迅速转变为关闭状态。然而，如图3的粗线所示，基极2B、第2端子G2、端子N3、第2电阻R2、第2开关部Tr、以及直流电压源V2的负极导通。由此，蓄积在作为双极晶体管的第2晶体管2的电荷(正电荷)被迅速从该第2晶体管2中抽出，被诱导至直流电压源V2的负极。

如此，通过电荷被迅速从第1以及第2晶体管1、2抽出，第1以及第2晶体管1、2迅速从开启状态转换为关闭状态，能够提高半导体开关10的关断动作，能够有效地抑制半导体开关10的关断延迟时间和损耗。

应予说明，第1实施方式中，支路部4具备二极管D1。因此，在电荷诱导动作时(关闭动作时)的整个期间中，直流电流流过连接支路部4、第2端子G2、端子N3、第2电阻R2、第2开关部Tr、直流电压源V2、节点nd1，nd2以及第4端子E的电路，可避免第2电阻R2中发生的电力损耗。换言之，二极管D1具有抑制关断动作时的第2电阻R2的电力损耗的效果。

1-3.第1实施方式的半导体电路100的特性评价

1-3-1.各种特性的评价电路

参照图5说明用于半导体电路100的性能评价的测定电路30。图5所示的测定电路30具备彼此并联的电感器L和二极管FWD、以及彼此并联的电容器Cn以及电源Vcc。

测定电路30是利用双脉冲法测定开关性能的电路。应予说明，双脉冲法是一种常见的功率器件的开关性能的测定方法。第1实施方式中，电感器L为1(mH)，电源Vcc的电压为300(V)，负载电流为6(A)。

1-3-2.各种特性的说明

说明图6和图7所示的特性。

(1)电压V

(2)集电极电流I

(3)电压V

(4)电流I

(5)关断的延迟时间t

(6)下降时间tf是从集电极电流I

(7)关断时的损耗E

(8)关断时的电流I

(9)最大值I

(10)电荷Q

以下的(11)(12)的特性未图示于图6以及图7，但在后面的说明书使用。

(11)损耗E

(12)di/dt是集电极电流I

1-3-3.各种特性的第2电阻R2依赖关系

参照图5以及图8A～图8D说明各种特性在第2电阻R2可变时如何变化。

应予说明，条件如下。

·电阻R0以及第1电阻R1皆为75(Ω)，分流电阻R为10(Ω)。

·直流电压源V1以及直流电压源V2皆为15(V)。即，在直流电压源V1的正极侧为+15(V)，在直流电压源V2的负极侧为-15(V)。

如图8A所示，通过第2电阻R2的减少，半导体开关10的关断时的延迟时间t

图8D表示电流I

并且，通过与此相同的效果，如图8C所示，关断时的损耗E

图8B表示di/dt以及dV/dt的测定結果。从图8B示出的结果可知，通过调整第2电阻R2的值，可控制di/dt以及dV/dt。这在将半导体开关10使用于电力转换电路时，调整辐射噪声量和自毁抵抗力(self-destruction resistance)与开关损耗之间的权衡时是有用的。

1-3-4.各种特性的直流电压源V2依赖关系

图9A～图9D表示各种特性在使直流电压源V2为可变时如何变化。从图9A～图9D示出的结果可知，通过增加直流电压源V2的绝对值，与图8A～图8D示出的减少第2电阻R2同样地具有改善关断性能的效果。

应予说明，条件如下。

·电阻R0为75(Ω)，第1电阻R1为20(Ω)，第2电阻R2为10(Ω)，分流电阻R为10(Ω)。

·直流电压源V1为15(V)。

1-3-5.各种特性的第1电阻R1依赖关系

图10A～图10D表示各种特性在使第1电阻R1为可变时如何变化。

从图10A～图10D示出的结果可知，第1电阻R1的减少会使半导体开关10的延迟时间t

鉴于图10A～图10示出的结果和图6的结果，第1实施方式的半导体电路100中，通过减少第1电阻R1，能够固定di/dt以及dV/dt的同时减少延迟时间t

应予说明，条件如下。

·电阻R0为75(Ω)，第2电阻R2为10(Ω)，分流电阻R为10(Ω)。

·直流电压源V1以及直流电压源V2皆为共15(V)。即，在直流电压源V1的正极侧为+15(V)，在直流电压源V2的负极侧为-15(V)。

1-4.第1实施方式的作用·效果

第1实施方式的半导体开关10的作为超级结双极晶体管的第2晶体管2与作为场效应晶体管的第1晶体管1达林顿连接。另外，于该达林顿连接，第1晶体管1配置在前级。因此，半导体开关10可通过能够进行电压控制的第1晶体管来控制第2晶体管(超级结双极晶体管)，从而提高便利性。

第1实施方式的半导体开关10具备达林顿连接的第1晶体管1，因此与单独使用超级结双极晶体管的开关相比，有可能损害低导通电阻性能。即便如此，与后述的具有IGBT或超级结结构的诸如MOSFET等能成为竞争关系的开关相比，半导体开关10通过超级结结构的效果，可实现低导通电阻。

半导体开关10可进行电压控制，但另一方面，具备作为超级结双极晶体管的第2晶体管2。超级结双极晶体管由于开启时的内部的蓄积电荷量较大，因此开启时的蓄积电荷会影响关断动作，容易导致遅延时间的增加和关断损耗的增加。例如，只具备超级结双极晶体管的半导体开关中，该晶体管的开启时的蓄积电荷的影响较大，关断时的遅延时间例如可能为1微秒以上。

然而，由于半导体电路100具备电荷诱导部22，因此即使半导体开关10具备双极晶体管，也能够抑制延迟时间，也能够抑制损耗。即，开启时蓄积在第2晶体管2的电荷在关断时从电荷诱导部22被迅速抽出而被诱导到直流电压源V2的负极，结果，能够抑制半导体开关10的遅延时间，也能够抑制损耗。

应予说明，如图6所示，通过减少第2电阻R2，能够迅速引出由电荷诱导部22抽出的第2晶体管2的基极2B的蓄积电荷，从而能够达到减少延迟时间以及关断时的损耗的效果。

利用功率半导体的电力转换电路应用于家电、HEV/EV、电气化铁路以及各种电源等各种领域。并且，未来，由于生活方式的进一步提高和节能的推广，对这些产品的需求预计将增加。与此同时，对电力的需求预计也将增加，因此迫切需要实现用于例如电力转换器等装置内的功率半导体的高速开关、低损耗性能。

近年来，利用SiC、GaN等宽带隙半导体材料的低损耗功率半导体开关装置的研发和实用化取得了进展，而使用传统硅的低成本、低损耗功率开关器件的研发也取得了进展。其中一个是上述的具有超级结结构的晶体管。

第1实施方式具备具有该超级结结构的双极晶体管，从而具有高耐压/低导通电阻/关断特性陡峭等优点，同时通过具备达林顿连接的第1晶体管1，能够实现电压控制。

此外，由于半导体电路100能够抑制半导体开关10的遅延时间以及损耗，例如当电力转换器等装置上搭载有半导体电路100时，由于能够改善电力转换器的效率的同时抑制发热，因此可以抑制散热器的尺寸，从而有望实现设备的小型化。并且，于电力转换电路，能够使半导体开关可以以高频率工作，能够使电力转换电路中的滤波器小型化。

例如，IGBT在关断时，集电极电流I

2.第2实施方式

2-1.结构说明

第2实施方式中，只说明与第1实施方式不同的部分，而省略共同部分的说明。第2实施方式中，电荷诱导部22的结构与第1实施方式不同。如图11所示，第2实施方式中，电荷诱导部22具备诱导二极管D2。诱导二极管D2的阳极连接于第2晶体管2的基极2B。并且，诱导二极管D2的阴极连接于第1晶体管1的栅极1G。其他结构与第1实施方式相同。

2-2.动作说明

从第1晶体管1诱导至直流电压源V2的路径与第1实施方式相同。应予说明，晶体管3n处于开启的状态下，由于诱导二极管D2为反向偏置，因此第二晶体管2不会直接被直流电压源V1从关闭状态转变为开启状态。即，第1晶体管1开启的结果使电流通过第3端子C以及第1晶体管1供给到基极2B，使第2晶体管2开启。如此，诱导二极管D2为反向偏置，因此可以抑制向第2晶体管2供给过多的电荷，从而能够避免半导体开关10的过度驱动。

从第2晶体管2诱导至直流电压源V2的路径与第1实施方式不同。第2晶体管2的蓄积电荷通过基极2B、第2端子G2、端子N3、诱导二极管D2、端子N1、节点nd4、晶体管3p以及第1电阻R1被诱导至直流电压源V2的负极。由此，蓄积在作为双极晶体管的第2晶体管2的电荷(正电荷)与第1实施方式同样地被迅速从第2晶体管2抽出，被诱导至直流电压源V2的负极。

2-3.第2实施方式的半导体电路100的性能评价

所使用的测定电路30与第1实施方式中说明的图5相同。并且，条件(电感器L、电源Vcc、负载电流的值)也同样如此。

2-3-1.各种特性的第1电阻R1依赖关系

参照图12A～图12D，说明各种特性在使第1电阻R1为可变时如何变化。

由图12A的结果可知，通过第1电阻R1的减少，使延迟时间t

应予说明，条件如下。

·电阻R0为75(Ω)，分流电阻R为10(Ω)。

·直流电压源V1以及直流电压源V2皆为15(V)。

鉴于图12A～图12D的结果，第1电阻R1的电阻值具体而言例如为1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27，28，29，30，也可以定义在这里例示的任意2个数值之间的范围内。

2-3-2.各种特性的直流电压源V2依赖关系

参照图13A～图13D，说明各种特性在直流电压源V2为可变时如何变化。

从图13A～图13D结果可知，通过使直流电压源V2的绝对值增大，能够改善诸如延迟时间t

这是因为，与减少第1电阻R1同样地，通过使直流电压源V2的绝对值增加，能够增加抽出第2晶体管2的蓄积电荷的电流。并且，对于此时发生的第1电阻R1的损耗E

应予说明，上述的损耗E

应予说明，条件如下。

·电阻R0为390(Ω)，第1电阻R1为10(Ω)，分流电阻R为10(Ω)。

·直流电压源V1为15(V)。

鉴于图13A～图13D的结果，直流电压源V2的绝对值(V)具体而言例如为5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，也可以定义为在这里例示的任意2个数值之间的范围内。应予说明，直流电压源V1同样如此。

2-3-2.与Si-IGBT的比较

参照图14，比较在第2实施方式的半导体电路100的第2晶体管2中，使用超级结双极晶体管的情况(第2实施方式的结构的情况)与使用Si-IGBT的情况。

如图14所示，Si-IGBT中，有集电极电流I

应予说明，利用Si-IGBT时的条件如下。

·电阻R0为30(Ω)，第1电阻R1为30(Ω)。

·直流电压源V1以及直流电压源V2皆为15(V)。

并且，利用超级结双极晶体管时的条件如下。

·电阻R0为100(Ω)，第1电阻R1为10(Ω)，分流电阻R为10(Ω)。

·直流电压源V1以及直流电压源V2皆为10(V)。

2-4.第2实施方式的作用·效果

第2实施方式的半导体开关10以及半导体电路100具有与第1实施方式同样的效果。

3.其他实施方式

实施方式中，说明了二极管D1的阳极连接于分流电阻R的情况，但不限于此。二极管D1与分流电阻R的位置关系也可以相反。即，二极管D1的阴极也可以连接于分流电阻R，分流电阻R也可以连接于第2晶体管2的发射极2E。

第1以及第2实施方式中，说明了第1晶体管1是n-沟道型MOSFET，第2晶体管是超级结双极晶体管的情况，但不限于此。

第1晶体管1也可以是超级结MOSFET、JFET(Junction Field EffectTransistor)、MESFET(Metal-Semiconductor Field Effect Transistor)、或HEMT(HighElectron Mobility Transistor)，第2晶体管2也可以是结型npn晶体管或异质结双极晶体管。

(符号说明)

1：第1晶体管、1D：漏极、1G：栅极、1S：源极、2：第2晶体管、2B：基极、2C：集电极、2E：发射极、3：第1开关部、3n：晶体管、3p：晶体管、4：支路部、D1：二极管、R：分流电阻、10：半导体开关、20：驱动电路、21：驱动部、22：电荷诱导部、R2：第2电阻、Tr：第2开关部、：D2：诱导二极管、30：测定电路、50：绝缘层、51：基极电极层、52：集电极电极层、53：发射极电极层、54n：n型接触区域、54p：p型接触区域、55：n型半导体层、56：p型基极层、56p：p型沉降部、57：超级结层、57n：n型区域、57p：p型区域、58：n型半导体层、100：半导体电路、G1：第1端子、G2：第2端子、C：第3端子、E：第4端子、Gd：接地点、N1：端子、N2：端子、N3：端子、N4：端子、N5：端子、R0：电阻、R1：第1电阻、V1：直流电压源、V2：直流电压源、n1：端子、n2：端子、nd1：节点、nd2：节点、nd3：节点、md4：节点。