[發明專利]具有分布式柵極的功率晶體管

有效

• 申請號: 201580053363.4
• 申請日: 2015-08-20
• 公開（公告）號: CN106796930B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: D·M·金澤
• 申請（專利權）人: 納維達斯半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L23/482
• 分類號: H01L23/482;H01L27/06;H01L29/417;H01L29/778;H02M1/088;H02M1/096;H02M3/158;H03K17/687;H01L27/088;H01L29/20;H01L29/861
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 金曉

1.一種電子電路，包括：

包括GaN的襯底；

形成在所述襯底上的分布式功率開關，其中所述分布式功率開關包括多個子晶體管，并且其中每個子晶體管包括柵極、源極和漏極，其中每個子晶體管的源極與其它子晶體管中的每一個子晶體管的源極在襯底上的公共源極節點處電連接，并且其中每個子晶體管的漏極與其它子晶體管中的每一個子晶體管的漏極在襯底上的公共漏極節點處電連接；

形成在所述襯底上并且連接在第一電源供應和第二電源供應之間的分布式驅動電路，其中所述分布式驅動電路包括由多個子驅動器形成的分布式輸出級，其中每個子驅動器包括輸入和輸出，其中每個子驅動器的輸入與其它子驅動器中的每一個子驅動器的輸入在單個公共輸入節點處電連接，并且其中每個子驅動器的輸出的至少一部分連接到所述分布式功率開關的子晶體管的一個或多個對應的子晶體管的柵極，以使得每個子驅動器的輸出被配置為基于所述單個公共輸入節點處的電壓值來控制所述一個或多個對應的子晶體管在公共源極節點和公共漏極節點之間是導電還是不導電，其中分布式GaN驅動電路被配置為接收在所述單個公共輸入節點處的輸入邏輯信號；以及

形成在所述襯底上并且連接在所述第一電源供應和所述第二電源供應之間的控制電路，其中所述控制電路被配置為生成所述輸入邏輯信號；

其中，分布式GaN功率開關和分布式GaN驅動電路是GaN裝置并且集成在GaN襯底上，

其中分布式GaN驅動電路被配置為控制分布式GaN功率開關的子晶體管中的每一個子晶體管的導電性，以使得在基本上相同的時間接通或關斷子晶體管。

2.根據權利要求1所述的電子電路，其中所述分布式功率開關的所述子晶體管根據第一節距間隔開，并且所述分布式驅動電路的所述子驅動器根據第二節距間隔開，并且其中所述第二節距等于所述第一節距的N倍，其中N是整數。

3.根據權利要求1所述的電子電路，其中所述分布式驅動電路的所述子驅動器的輸入通過多個導體連接到節點，并且其中所述導體具有基本上相同的阻抗。

4.根據權利要求1所述的電子電路，其中所述分布式驅動電路的所述子驅動器的輸出通過多個導體連接到所述分布式功率開關的所述子晶體管，并且其中所述導體具有基本上相同的阻抗。

5.一種電子組件，包括：

封裝基座；和

至少一個基于GaN的管芯，其固定到所述封裝基座并包括電子電路，所述電子電路包括：

形成在襯底上的分布式功率開關，其中所述分布式功率開關包括多個子晶體管，并且其中每個子晶體管包括柵極、源極和漏極，其中每個子晶體管的源極與其它子晶體管中的每一個子晶體管的源極在襯底上的公共源極節點處電連接，并且其中每個子晶體管的漏極與其它子晶體管中的每一個子晶體管的漏極在襯底上的公共漏極節點處電連接；

形成在所述襯底上并且連接在第一電源供應和第二電源供應之間的分布式驅動電路，其中所述分布式驅動電路包括由多個子驅動器形成的分布式輸出級，其中每個子驅動器包括輸入和輸出，其中每個子驅動器的輸入與其它子驅動器中的每一個子驅動器的輸入在單個公共輸入節點處電連接，并且其中每個子驅動器的輸出的至少一部分連接到所述分布式功率開關的所述子晶體管的一個或多個對應的子晶體管的柵極，以使得每個子驅動器的輸出被配置為基于所述單個公共輸入節點處的電壓值來控制所述一個或多個對應的子晶體管在公共源極節點和公共漏極節點之間是導電還是不導電，其中分布式GaN驅動電路被配置為接收在所述單個公共輸入節點處的輸入邏輯信號；以及

形成在所述襯底上并且連接在所述第一電源供應和所述第二電源供應之間的控制電路，其中所述控制電路被配置為生成所述輸入邏輯信號；

其中，分布式GaN功率開關和分布式GaN驅動電路是GaN裝置并且集成在GaN管芯上，并且

其中分布式GaN驅動電路被配置為控制分布式GaN功率開關的子晶體管中的每一個子晶體管的導電性，以使得在基本上相同的時間接通或關斷子晶體管。

6.根據權利要求5所述的電子組件，其中，所述分布式功率開關的所述子晶體管根據第一節距間隔開，并且所述分布式驅動電路的所述子驅動器根據第二節距間隔開，并且其中所述第二節距等于所述第一節距的N倍，其中N是整數。