[發明專利]一種多晶體管并聯的共源共柵功率器件結電容補償計算方法

有效

• 申請號: 202011188228.X
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112332822B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 宋瑞杰;朱田華;王豐;檀三強;朱忠偉;姚平;姚建明
• 申請（專利權）人: 江蘇銀佳電子設備有限公司
• 主分類號: H03K17/16
• 分類號: H03K17/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

1.一種多晶體管并聯的共源共柵功率器件結電容補償計算方法，其特征在于：所述結電容補償計算方法具體包括如下步驟：

S1：獲取共源共柵功率器件的低壓側電容的容值總和、共源共柵功率器件的高壓側電容的容值總和；

S2：將低壓側電容的容值總和、高壓側電容的容值總和進行比較；

S3：當比較結果相等時，直接進行電容匹配，當比較結果為不相等時，根據并聯補償電容，進行電容匹配；

S4：根據低壓側電容的容值總和、高壓側電容的容值總和以及電容匹配，獲取并聯補償電容；

在步驟?S1?中，低壓側電容的容值總和計算公式、高壓側電容的容值總和計算公式，具體為：

；

其中：C_low?為低壓側電容的容值總和，C_high?為高壓側電容的容值總和，C_{oss_Si}?為低壓硅MOSFET?輸出電容，N?為高壓耗盡型氮化鎵晶體管并聯個數，C_{GS_GaN}為高壓耗盡型氮化鎵晶體管柵源極結電容，C_{DS_Si}為低壓硅MOSFET漏源極結電容，C_{GD_Si}為低壓硅?MOSFET?柵漏極結電容，C_{DS_GaN}為單個高壓耗盡型氮化鎵晶體管漏源極結電容。

2.根據權利要求?1?所述的一種多晶體管并聯的共源共柵功率器件結電容補償計算方法，其特征在于：在所述步驟?S3?中，所述并聯補償電容與低壓側總電容相并聯，同時低壓硅?MOSFET?發生雪崩擊穿時，所述共源共柵功率器件的外部電源對低壓側總電容和高壓側總電容組成的串聯回路完成充電。

3.根據權利要求?2?所述的一種多晶體管并聯的共源共柵功率器件結電容補償計算方法，其特征在于：所述比較結果為不相等時對應的低壓側電容的容值總和與高壓側電容的容值總和之間的總電荷不大于充電過程中所述并聯補償電容所能承受的電荷量，所述比較結果為不相等時，進行電容匹配對應的計算公式，具體為：

；

其中：C_low為低壓側電容的容值總和，C_comp為并聯補償電容的容值，V_ava為低壓硅MOSFET的雪崩電壓值，V_{th_GaN}為高壓耗盡型氮化鎵晶體管的閾值電壓，C_high為高壓側電容的容值總和，V_in為外部電壓源幅值，Q_mismatch為比較結果為不相等時對應的低壓側電容的容值總和與高壓側電容的容值總和之間的總電荷。

4.根據權利要求?3?所述的一種多晶體管并聯的共源共柵功率器件結電容補償計算方法，其特征在于：在步驟?S3?中，比較結果相等時，直接進行電容匹配，具體如下：

SA3.1：關斷所述低壓硅?MOSFET，外部電源對低壓側總電容進行充電，直至單個高壓耗盡型氮化鎵晶體管漏源極結電容低于高壓耗盡型氮化鎵晶體管的閾值電壓；

SA3.2：關斷所述高壓耗盡型氮化鎵晶體管的溝道，外部電源對低壓側總電容和高壓側總電容組成的串聯回路進行充電，直至低壓側總電容和高壓側總電容組成的串聯回路的電壓與外部電壓源幅值相同。

5.根據權利要求4所述的一種多晶體管并聯的共源共柵功率器件結電容補償計算方法，其特征在于：在步驟?S3?中，比較結果為不相等時，根據并聯補償電容，進行電容匹配，具體為：

所述外部電源通過二極管對單個高壓耗盡型氮化鎵晶體管漏源極結電容充電，充電電荷為比較結果為不相等時對應的低壓側電容的容值總和與高壓側電容的容值總和之間的總電荷，直至所述低壓側總電容和高壓側總電容組成的串聯回路的電壓與外部電壓源幅值相同。