[發(fā)明專利]具有非負(fù)溫度系數(shù)的寬帶隙雙極可關(guān)斷閘流管和相關(guān)控制電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080031837.2
• 申請日: 2010-02-23
• 公開（公告）號: CN102460708A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張清純;J·T·里奇蒙德;R·J·卡拉南
• 申請（專利權(quán)）人: 克里公司
• 主分類號: H01L29/74
• 分類號: H01L29/74;H01L29/744;H01L25/07;H03K17/73
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 杜娟娟;王忠忠

1.一種電子器件，包括：

具有陽極、陰極和柵極端子的寬帶隙閘流管；和

具有基極、集電極和發(fā)射極端子的寬帶隙雙極晶體管，所述雙極晶體管的發(fā)射極端子耦合到所述閘流管的陽極端子，

其中，所述雙極晶體管和所述閘流管限定寬帶隙雙極功率開關(guān)器件，所述寬帶隙雙極功率開關(guān)器件構(gòu)造為在非導(dǎo)通狀態(tài)和導(dǎo)通狀態(tài)之間切換，使得電流在所述雙極晶體管的集電極端子和所述閘流管的陰極端子之間流動，以響應(yīng)于施加到所述雙極晶體管基極端子的第一控制信號及響應(yīng)于施加到所述閘流管柵極端子的第二控制信號。

2.如權(quán)利要求1所述的電子器件，進(jìn)一步包括：

控制電路，其構(gòu)造為產(chǎn)生所述第一及第二控制信號，將所述第一控制信號提供給所述閘流管的柵極端子，及將所述第二控制信號提供給所述雙極晶體管的基極端子，以便將所述雙極功率開關(guān)器件切換到導(dǎo)通狀態(tài)使得負(fù)載電流在所述雙極晶體管的集電極端子和所述閘流管的陰極端子之間流動，

其中，還將所述控制電路構(gòu)造成將所述閘流管的柵極端子耦接到所述雙極晶體管的集電極端子，使得所述負(fù)載電流被換向到所述閘流管的柵極端子，以將所述雙極功率開關(guān)器件切換到非導(dǎo)通狀態(tài)。

3.如權(quán)利要求2所述的電子器件，其特征在于，所述控制電路包括：

第一電壓源，其構(gòu)造為產(chǎn)生將所述雙極晶體管切換到導(dǎo)通狀態(tài)的所述第一控制信號；

第二電壓源，其構(gòu)造為產(chǎn)生將所述閘流管切換到導(dǎo)通狀態(tài)的所述第二控制信號；

第一開關(guān)元件，其構(gòu)造為將所述第一電壓源耦接到所述雙極晶體管的基極端子以向其提供所述第一控制信號；

第二開關(guān)元件，其構(gòu)造為將所述第二電壓源耦接到所述閘流管的柵極端子以向其提供所述第二控制信號；和

第三開關(guān)元件，其構(gòu)造為將所述閘流管的柵極端子耦接到所述雙極晶體管的集電極端子。

4.如權(quán)利要求2所述的電子器件，其特征在于，所述控制電路包括：

耦接到所述閘流管的柵極端子上的第一開關(guān)元件；

反相驅(qū)動器器件，其構(gòu)造為將所述第一控制信號提供給所述雙極晶體管的基極端子，且構(gòu)造為切換所述第一開關(guān)元件以將所述第二控制信號提供給所述閘流管的柵極端子；

耦接在所述閘流管的柵極端子和所述雙極晶體管的集電極端子之間的第二開關(guān)元件；和

非反相驅(qū)動器器件，其構(gòu)造為切換所述第二開關(guān)元件以將所述閘流管的柵極端子耦接到所述雙極晶體管的集電極端子。

5.如權(quán)利要求4所述的電子器件，其特征在于：

所述第一開關(guān)元件包括寬帶隙金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管，其具有耦接到所述閘流管的柵極端子的源/漏極端子和耦接到所述反相驅(qū)動器器件的輸出的柵極端子；和

所述第二開關(guān)元件包括寬帶隙換向雙極晶體管，其具有耦接到所述雙極晶體管的集電極端子的集電極端子、耦接到所述閘流管的柵極端子的發(fā)射極端子，和耦接到所述非反相驅(qū)動器器件的輸出的基極端子。

6.如權(quán)利要求5所述的電子器件，其特征在于，所述控制電路進(jìn)一步包括：

光觸發(fā)驅(qū)動器器件，其構(gòu)造為響應(yīng)于施加到其的光而提供輸出信號，

其中，所述反相驅(qū)動器器件和非反相驅(qū)動器器件耦接到所述光觸發(fā)驅(qū)動器器件的輸出，

其中，所述反相驅(qū)動器器件構(gòu)造為在光施加到所述光觸發(fā)驅(qū)動器器件時，為所述雙極晶體管的基極端子提供所述第一控制信號，并且將所述MOS晶體管切換到導(dǎo)通狀態(tài)以將所述第二控制信號提供給所述閘流管的柵極端子，

以及其中，非反相驅(qū)動器器件構(gòu)造為在光未施加到所述光觸發(fā)驅(qū)動器器件上時，將所述換向雙極晶體管切換到導(dǎo)通狀態(tài)以將第一雙極晶體管的集電極端子耦接到所述閘流管的柵極端子。

7.如權(quán)利要求2所述的電子器件，其特征在于，所述控制電路進(jìn)一步包括：

耦接在所述閘流管的柵極端子和所述雙極晶體管的集電極端子之間的旁路級，所述旁路級構(gòu)造為當(dāng)所述雙極晶體管的集電極端子和所述閘流管的陰極端子之間的電流超過預(yù)定水平時在其間傳導(dǎo)電流，以便將所述雙極功率開關(guān)器件切換到非導(dǎo)通狀態(tài)。

8.如權(quán)利要求7所述的電子器件，其特征在于，所述旁路極包括齊納二極管，其被構(gòu)造為在所述雙極晶體管的集電極和所述閘流管的柵極之間的電壓降超過所述齊納二極管的擊穿電壓時導(dǎo)通。