[發(fā)明專利]基于碳化硅MOSFET和JFET的混合高壓器件有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201611029350.6 | 申請日： | 2016-11-14 |
| 公開（公告）號： | CN106712749B | 公開（公告）日： | 2021-09-21 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 韓煥菊;李先允;倪喜軍 | 申請（專利權(quán)）人： | 南京工程學(xué)院 |
| 主分類號： | H03K17/10 | 分類號： | H03K17/10;H03K17/567 |
| 代理公司： | 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224 | 代理人： | 董建林 |
| 地址： | 211167 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 碳化硅 mosfet jfet 混合 高壓 器件 | ||
本發(fā)明公開了一種基于碳化硅MOSFET和JFET的混合高壓器件，包括MOSFET、N個JFET、N個JFET驅(qū)動電路、混合高壓器件的源極、混合高壓器件的柵極以及混合高壓器件的漏極。本發(fā)明電路功率部分通過碳化硅器件串聯(lián)，并通過穩(wěn)壓管、二極管、電阻、電容等元件實現(xiàn)JFET驅(qū)動，最終的混合型高壓器件可實現(xiàn)至少6kV的高耐壓，相對其他高壓器件，本高壓器件成本低，可實現(xiàn)高頻率、高效率和高功率密度，適用中高壓電力電子變換器應(yīng)用領(lǐng)域。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種基于碳化硅MOSFET和JFET的混合高壓器件，屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
碳化硅(Silicon Carbide,SiC)作為第三代半導(dǎo)體材料,具有高耐壓、高耐溫等一系列優(yōu)點，得到了功率器件領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。SiC器件歷經(jīng)了20多年的發(fā)展，到目前為止，只有1200V和1700V SiC MOSFET和SiC JFET已經(jīng)有一些商業(yè)化產(chǎn)品，更高電壓SiC器件還處于實驗室研究階段，由于技術(shù)和成本原因，目前還未得到大規(guī)模使用。其中SiC MOSFET具有開關(guān)頻率高、導(dǎo)通電阻小、輸入阻抗高、熱穩(wěn)定性能好、無二次擊穿問題等優(yōu)點,但電流反向流動時，其自身寄生二極管的導(dǎo)通壓降大。SiC JFET管具有高溫特性好、放大性能好、噪聲低、結(jié)構(gòu)簡單、制備工藝成熟，可靠性高、價格低廉等優(yōu)點，但其門極閥值常為負(fù)電壓，在未加驅(qū)動負(fù)壓時為常開器件，因此不能被工業(yè)界廣泛接受。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于碳化硅MOSFET和JFET的混合高壓器件。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
基于碳化硅MOSFET和JFET的混合高壓器件，包括MOSFET、N個JFET、N個JFET驅(qū)動電路、混合高壓器件的源極、混合高壓器件的柵極以及混合高壓器件的漏極；
MOSFET的源極與混合高壓器件的源極連接，MOSFET的柵極與混合高壓器件的柵極連接，N個JFET依次串聯(lián)，第i個JFET的漏極與其相鄰的第i+1個JFET的源極連接，i為整數(shù)，0iN，第1個JFET的源極與MOSFET的漏極連接，第N個JFET的漏極與混合高壓器件的漏極連接；
N個JFET驅(qū)動電路依次串聯(lián)，第i個JFET驅(qū)動電路的輸出端與其相鄰的第i+1個JFET驅(qū)動電路的輸入端連接，第1個JFET驅(qū)動電路的輸入端與混合高壓器件的柵極連接，N個JFET驅(qū)動電路的輸出端分別與N個JFET的柵極連接。
還包括MOSFET驅(qū)動電阻和N個JFET驅(qū)動電阻；MOSFET驅(qū)動電阻的一端與MOSFET的柵極連接，另一端與混合高壓器件的柵極連接，JFET驅(qū)動電阻兩端分別與JFET驅(qū)動電路的輸出端以及該JFET驅(qū)動電路驅(qū)動的JFET柵極連接。
JFET驅(qū)動電路包括并聯(lián)的穩(wěn)壓管串、二極管以及電阻電容串聯(lián)回路，穩(wěn)壓管串的陽極、二極管的陽極以及電阻電容串聯(lián)回路的一端連接成第一節(jié)點，第一節(jié)點為JFET驅(qū)動電路的輸入端，穩(wěn)壓管串的陰極、二極管的陰極以及電阻電容串聯(lián)回路的另一端連接成第二節(jié)點，第二節(jié)點為JFET驅(qū)動電路的輸出端。
穩(wěn)壓管串包括若干個串聯(lián)的穩(wěn)壓管，第一個穩(wěn)壓管的陽極作為穩(wěn)壓管串的陽極，最后一個穩(wěn)壓管的陰極作為穩(wěn)壓管串的陰極，兩個相鄰穩(wěn)壓管的陽極與陰極連接。
N＝5。
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