20 ms或长于30 ms。
[0084]在所述过载状态期间，栅极信号发生器21可以确保栅极信号2-1的电压V保持在所述过载电压范围R2内。例如，在过载状态期间，不能确保半导体器件I呈现换向鲁棒性。相反，半导体器件I当处于过载状态时不呈现换向鲁棒性。
[0085]例如，标称电压范围办包含在+15 V和-15 V之间的电压值，并且过载电压范围R2包含在-15 V到-40 V之间的电压值。应当理解的是，这些示范性的范围可以通过相应改变半导体器件I的结构、掺杂浓度、掺杂材料和/或半导体材料来修改。然而，过载电压范围R2通常不包含是标称电压范围R1的部分的电压值。
[0086]根据前述内容，半导体辅助区域112和半导体阳极区域113可以被视为可控电荷载流子注入器，其配置用于注入电荷载流子到半导体区域11中并且响应于控制信号，其中该控制信号可以借助于例如由栅极驱动器2的栅极信号发生器21产生的所述栅极信号2-1生成，如以上已经解释的那样。换言之，由(一个或多个)半导体辅助区域112和(一个或多个)半导体阳极区域113组成的区域的有效阳极效率可能借助于所述栅极信号2-1可控。进一步，如果所述第一电极131和所述栅极电极121呈现大致相同的电势，例如如果所述第一电极131和所述栅极电极121两者都处于栅极电势，则包括(一个或多个)半导体辅助区域112和(一个或多个)半导体阳极区域113的区域可以被操作为所述可控电荷载流子注入器，其中栅极电势可以是半导体器件I的栅极端子(参见以下解释的栅极端子33)的电势。而且，应当理解的是，根据一个或多个实施例，半导体阳极区域113和半导体辅助区域112两者可以不仅配置用于用作电荷载流子源，而且配置用于用作半导体器件I的相应的反向负载电流承载元件。
[0087]为了控制这样的电荷载流子注入器，半导体辅助区域112可以电容性耦合到栅极电极121。栅极信号2-1可以被提供给栅极电极121。此外，通过将过载电压范围心内的电压提供给栅极信号2-1，被包含在半导体区域11内的电荷载流子密度可以被显著增加，例如增加到第一电荷载流子密度的1E2倍。应当注意的是，电荷载流子的增加可以进一步取决于反向过载电流的幅值。由于增加的电荷载流子密度，半导体器件I可能不再呈现换向鲁棒性；然而，半导体器件I可能然后能够承载反向过载电流ROLC而不经受任何损坏。
[0088]关于根据图2的实施例，如果半导体器件I处于反向电流模式的标称状态，诸如相邻于半导体沟道区域111的半导体辅助区域112不被使用，例如不注入任何电荷载流子到半导体区域11中，则反向负载电流的部分也可以由晶体管单元1-1传导。附加的二极管单元1-2被定位成在到晶体管单元1-1的更大距离处，使得附加的二极管单元1-2可以确保在半导体器件I的标称操作期间足够注入诸如空穴的电荷载流子到半导体区域11中。
[0089]现在更详细地考虑图6中示意性图示的电路布置3，栅极驱动器2操作地耦合到要控制的半导体器件I，例如RC-1GBT。在图6中，借助于电路符号来图示要控制的半导体器件
I。以简化方式，半导体器件I包括晶体管区段1_A(在下面被称为晶体管1-A)和反并联连接到晶体管1-A的二极管区段1-B(在下面被称为续流二极管1-B)。晶体管1-A和续流二极管1-B两者可以被实施在共同的芯片上。替代地，如以上图示的，晶体管1-A和续流二极管1-B可以被实施在彼此分离的芯片上，从而形成例如IGBT和与其分离的MCD。
[0090]晶体管1-A可以包括用于承载正向负载电流的一个或多个所述晶体管单元1-1，并且续流二极管1-B可以包括用于承载反向负载电流的一个或多个所述二极管单元1-2，如以上解释的那样。仍以简化方式来说，续流二极管1-B的阳极可以被视为包括所述半导体阳极区域113和所述半导体辅助区域112两者，所述半导体辅助区域112优选地仅用在过载状态期间。续流二极管1-B的阴极可以至少部分由所述半导体区域11组成。
[0091]操作地耦合到要控制的半导体器件I的栅极驱动器2包括所述栅极信号发生器21和所述过载电流检测器22。过载电流检测器22操作地耦合到栅极信号发生器21，以便向栅极信号发生器21指示反向方向上的当前负载电流是否超过阈值。为了控制半导体器件1，栅极信号发生器21可以借助于栅极端子33电连接到所述栅极电极121。
[0092]进一步，在技术电流方向的方面，正向负载电流(FC)可以借助于集电极端子32被馈送到半导体器件I中并且借助于发射极端子31耦合出半导体器件I。相应地，仍在技术电流方向的方面说起，反向电流(RC或R0LC)借助于所述发射极端子31被馈送到半导体器件I中并且借助于所述集电极端子32耦合出半导体器件I。如以上解释的，半导体器件I可以配置用于，如果半导体器件I的发射极端子31和集电极端子32之间的电压大于O V(VCE > OV)，则传导正向方向上的负载电流(FC)。进一步，半导体器件I可以配置用于，如果集电极端子32和发射极端子31之间的电压小于O V(VCE < O V)，则传导反向方向上的负载电流(RC)。所述发射极端子31可以电连接到所述半导体源极区域114。所述集电极端子32可以电连接到半导体集电极区域，该半导体集电极区域可以如以上解释的那样与半导体区域11接触以及被定位成在所述半导体区域11之下。
[0093]应当理解的是，在半导体器件I是MCD的情况下，所述集电极端子32更好地被称为“阴极端子”并且所述发射极端子31更好地被称为“阳极端子”，如以上已经解释的那样。然而，在下文中，所述端子31和32仅被称为“集电极端子31”和“发射极端子32”。
[0094]为了检测过载电流，过载电流检测器22接收所述测量信号2-2。该测量信号2-2可以例如借助于下游或上游连接到半导体器件I的分流器来产生。替代地或另外，测量信号2-2可以由Rogowski线圈和/或适合于产生测量信号2-2的任何其他装置提供，使得测量信号2-2指示由半导体器件I传导的当前负载电流的幅值。用于生成测量信号2-2的所述装置可以是过载电流检测器22的部分。
[0095]关于图7中示意性图示的方法4，应当注意的是，该方法4可能适合于操作根据图1到图6中示意性和示范性图示的实施例的半导体器件I。为简单起见，在下文中参考这些示范性实施例。
[0096]因此，要操作的半导体器件1(未示出在图7中)可能可操作在正向电流模式和反向电流模式的至少一个下，并且可能包括半导体区域11和可控电荷载流子注入器，其中可控电荷载流子注入器配置用于将电荷载流子注入到半导体区域11中。如以上解释的，如果半导体器件I是RC-1GBT，则可以在正向电流模式和反向电流模式两者下操作半导体器件I。替代地，如果半导体器件I是MCD，则例如仅在反向电流模式下操作半导体器件I。
[0097]半导体器件I可以进一步包括栅极电极121，该栅极电极121电耦合到可控电荷载流子注入器并且配置用于接收栅极信号2-1。在第一步骤41中，检测在半导体器件I的反向电流模式下由半导体区域11传导的反向方向上的负载电流是否超过阈值。如果反向方向上的当前负载电流不超过阈值，则通过将标称电压范围R1内的电压提供给栅极信号2-1使得栅极电极引起电荷载流子注入器诱发半导体区域11内的第一电荷载流子密度而在标称状态下操作半导体器件1(参见步骤42)，以便允许半导体区域11传导反向方向上的标称负载电流。如果反向方向上的负载电流超过阈值，则通过将过载电压范围R2内的电压提供给栅极信号使得栅极电极引起电荷载流子注入器诱发半导体区域内的第二电荷载流子密度而在过载状态下操作半导体器件1(参见步骤43)，以便允许半导体区域11传导反向方向上的过载电流，其中第二电荷载流子密度高于第一电荷载流子密度。
[0098]例如，当被操作在正向电流模式下时，正向负载电流可以遵循半导体器件I内的所述第一负载电流路径，其中这样的第一负载电流路径例如在基本上垂直于所述第一 pn结
11-1的结区的方向上穿过所述第一 pn结11-1。进一步，第一负载电流路径可以穿过半导体沟道区域111，即，半导体沟道区域111可以配置用于用作半导体器件I的正向负载电流承载元件。为此，半导体沟道区域111可以电连接到半导体器件I的发射极端子，诸如图6中图示的端子31。
[0099]如果在反向电流模式的过载状态下操作半导体器件I，则反向过载电流可以遵循所述第二负载电流路径，其例如在基本上垂直于所述第二 pn结11-2的结区的方向上穿过第二pn结11-2。进一步，第二负载电流路径可以穿过半导体辅助区域112，即，半导体辅助区域112可以配置用于用作半导体器件I的反向过载电流承载元件。为此，半导体辅助区域112可以电连接到半导体器件I的阳极端子，诸如如图6中图示的端子31。
[0100]如果在反向电流模式的标称状态下操作半导体器件I，则标称反向负载电流可以遵循第三负载电流路径，其例如在基本上垂直于所述第三pn结11-3的结区的方向上穿过第三pn结11-3。进一步，第三负载电流路径可以穿过半导体阳极区域113，即半导体阳极113可以配置用于用作半导体器件I的反向负载电流承载元件。为此，半导体阳极区域113可以电连接到半导体器件I的所述阳极端子，诸如如图6中图示的端子31。
[0101]例如，可以根据方法4操作栅极驱动器2;换言之，为了实施方法4，可以使用栅极驱动器2。
[0102]在下文中，也参考图10，图10示意性和示范性图示根据一个或多个实施例的进一步电路布置3的电路图，并且参考图9A到图9D，其示意性和示范性说明根据一个或多个实施例操作图1O的电路布置3的方法。
[0103]与以上已经讨论过的图11中图示的电源转换器5相比，图10中图示的电路布置3呈现类似布置。电路布置3也可以是电源转换器或其一部分，并且可以例如针对HVDC应用来使用，诸如用于HVDC应用。因此，电路布置3包括一侧上的用于接收和/或输出AC电压的AC端子35-1和35-2，以及另一侧上的用于接收和/或输出DC电压的DC端子36-1和36-2。
[0104]电路布置3也包含例如诸如参考图6讨论的半导体器件I和进一步半导体器件I，。与半导体器件I相比，进一步半导体器件I’可以呈现类似结构。根据图10中示意性图示的实施例，通过示例的方式，半导体器件I是RC-1GBT和进一步半导体器件I’是进一步RC-1GBT
1
[0105]应当注意的是，进一步的RC-1GBTI’必须不一定包括半导体辅助区域，或者相应地必须不一定包括可控电荷载流子注入器，或者相应地必须不一定配置用于被操作在过载状态下。
[0106]进一步关于电路布置3的电路配置，RC-1GBT I的集电极端子32可以连接到AC端子35-1，并且所述RC-1GBT I的发射极端子31可以连接到AC端子35_2和DC端子36_2两者。因为RC-1GBT I配置用于传导所述反向过载电流(ROLC)，所以耦合在所述AC端子35-1和35-2之间并且并联连接到RC-1GBT I的续流二极管1-B的附加晶闸管可以被省略。如以上详细阐述的，ROLC情况可能例如由于DC端子36-1和36-2之间的短路(也被称为“DC极到极故障”)等而出现。
[0107]RC-1GBTl的集电极端子32进一步连接到进一步RC-1GBT I’的发射极端子31’。进一步RC-1GBT I’包括晶体管Γ-A和续流二极管Γ-Β，其中进一步RC-1GBT I’的集电极端子32 ’连接到DC端子36-1。
[0108]参考图9A到图9D，操作电路布置3的示范性方法现在将更详细地描述。
[0109]一般来说，可以通过提供所述栅极信号2-1到RC-1GBT I的所述栅极端子33和提供进一步栅极信号2-1’到进一步RC-1GBT I’操作电路布置3。例如，栅极信号2-1可以由栅极驱动器2提供，在图6中示意性图示该栅极驱动器2。进一步栅极信号2-1’可以由类似的栅极驱动器提供。在图1O中，未图示栅极驱动器。
[0110]图9A到9D中的每个图指示对于时间t的栅极信号2-1和2-1’的电压V。相应的上图指示提供给进一步RC-1GBT I，的栅极端子33，的进一步栅极信号2_1，的电压的过程，并且相应的下图指示提供给RC-1GBT I的栅极端子33的栅极信号2-1的电压的过程。
[0111]应当理解的是，图9A到图9D提出下述情况:在该情况下RC-1GBT I’在正向电流模式下被操作时传导负载电流，以及RC-1GBT I在反向电流模式下被操作时传导负载电流。当然，也可以在正向电流模式下操作RC-1GBT I，以及也可以在反向电流模式下操作RC-1GBTI’。然而，在下文中，不更详细地考虑后者的情况。
[0112]图9A和图9C图示在电路布置3的正常操作期间即在其中没有过载电流的情况下的示范性操作方法。在正常操作期间可以以标称操作频率来操作RC IGBT I和I’，该标称操作频率基本上与由t3与to之间的差定义的切换周期T的倒数值相同。例如，标称操作频率达到数百Hz。
[0113]进一步RC-1GBTI’的晶体管l’_B可以通过将进一步栅极信号2_1’的电压V从乂工改变到V2而在t = to处关断。化至…两者可以都被包含在图8中指示的标称电压范围仏中，其中Vi可以视为接通电压和V2视为关断电压。例如,V1达到15 V并且V2达到-15 V。在例如大约ys的短暂延迟之后，提供给RC-1GBT I的栅极端子33的栅极信号2-1的电压可以在t = t处从V2改变到V1。替