[發明專利]功率開關器件

有效

• 申請號: 201710840119.3
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107833885B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 格雷戈里·布寧;大衛·夏皮羅;列夫·斯特辛;伊利亞·布寧
• 申請（專利權）人: 威電科技有限公司
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;田喜慶

1.一種功率開關器件，包括串聯連接的至少兩個GaN，所述至少兩個GaN在Si襯底開關單元(110、120)上，所述串聯連接適于將工作電壓范圍擴展為超出每個開關單元的擊穿電壓，開關單元包括：

第一晶體管(111、121)，其中，來自至少兩個所述開關單元中的一個開關單元的第一晶體管的源極連接到隨后的開關單元的第一晶體管的漏極；

每個第一晶體管的源極經由具有高電阻的外部電阻器(113、123)連接到相應的第一晶體管的Si襯底；

每個第一晶體管的漏極連接到形成在所述第一晶體管的Si襯底上的GaN的內部緩沖層外延結構中的內部壓控電阻(112、122)，以與外部電阻器(113、123)一起形成適于在串聯連接的每個第一晶體管上保持基本相同的電壓降的電路。

2.根據權利要求1所述的功率開關器件，進一步包括：

內部壓控電容(114、124)，形成在所述第一晶體管的Si襯底上的GaN的內部緩沖層外延結構中、連接在所述第一晶體管的漏極與源極之間，所述內部壓控電容適于在串聯連接的每個第一晶體管上保持基本相同的交流電壓降。

3.根據權利要求1所述的功率開關器件，其中，每個第一晶體管的柵極(117、127)連接到隔離的同步驅動器。

4.根據權利要求3所述的功率開關器件，其中，每個隔離的同步驅動器由相同的脈寬調制信號控制。

5.根據權利要求1所述的功率開關器件，其中，每個開關單元進一步包括：

保護晶體管，串聯連接在相應的第一晶體管的源極與隨后的開關單元的第一晶體管的漏極之間；

使能電路，用于控制相應的第一晶體管的驅動器的操作和所述保護晶體管的操作，以防止經由相應的第一晶體管的過高電流。

6.根據權利要求1所述的功率開關器件，其中，所述內部壓控電阻的電阻在0.1MΩ至100MΩ的范圍內。

7.根據權利要求5所述的功率開關器件，其中，每個第一晶體管是D模式和E模式晶體管中的一種類型。