[發明專利]一種功率分立器件及其控制方法

在審

• 申請號: 202110217081.0
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN113037256A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 陳鵬
• 申請（專利權）人: 陽光電源股份有限公司
• 主分類號: H03K17/16
• 分類號: H03K17/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張柳

本申請提供了一種功率分立器件及其控制方法，該功率分立器件充分利用了分立器件有限的引腳和面積，通過兩個不同類型的可控半導體芯片之間存在至少一個連接點，將兩種不同類型的可控半導體芯片合封在該功率分立器件中，可以省去硅基半導體器件的二極管。其封裝后得到的控制端口用于實現對于相應可控半導體芯片的通斷驅動，以使功率分立器件的主功率電流流經相應功率流端口，以及相應的可控半導體芯片；而不同類型的可控半導體芯片的性能不同，可以依據當前實際應用場景，選擇合適的可控半導體芯片承擔相應的損耗，進而降低功率分立器件的總損耗；也即，通過控制兩類芯片的導通和關斷，進而降低整體工作損耗，提高利用率，降低成本。

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，更具體的說，尤其涉及一種功率分立器件及其控制方法。

背景技術

IGBT(nsulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)與MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半場效晶體管)都屬于可控半導體高速開關，其響應速度高于繼電器等，因此廣泛應用于各種電路結構中。

其中，IGBT由于是雙極型器件，不能實現雙向電流導通，反向承受電壓時，需要在外部并聯一個反向二極管；這樣在需要雙向導通的場景時，電流可以流過二極管。但是這樣就需要IGBT和二極管兩個器件同時使用才能實現上述功能。而MOSFET由于內部有寄生的PN結，構成體二極管，因此一個器件就可以實現電流雙向流動的功能，并且其開關損耗明顯低于IGBT。

但是MOSFET不適用于大功率場景，使得無論使用反并二極管的IGBT還是MOSFET，該反并二極管的IGBT還是MOSFET的總損耗較大。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種功率分立器件及其控制方法，用于在各種電流場景下，實現降低導通損耗，進而降低功率分立器件的應用成本。

本發明第一方面公開了一種功率分立器件，包括：封裝外殼及封裝于所述封裝外殼內部的兩個不同類型的可控半導體芯片；

兩個不同類型的所述可控半導體芯片之間存在至少一個連接點，以使所述功率分立器件封裝后具備至少兩個功率流端口以及至少一個控制端口；

所述控制端口用于實現對于相應的所述可控半導體芯片的通斷驅動，以使所述功率分立器件的主功率電流流經相應的所述功率流端口，以及相應的可控半導體芯片。

可選的，兩個所述可控半導體芯片中，第二可控半導體芯片的第一性能優于第一可控半導體芯片；

所述第一性能包括：開通時開關損耗或兩端電壓下降速度，以及，關斷時開關損耗或兩端電壓上升速度。

可選的，所述第一可控半導體芯片為硅基半導體器件。

可選的，所述第一可控半導體芯片為：至少1顆半導體晶圓并聯組成。

可選的，所述硅基半導體器件為：硅基的絕緣柵雙極型晶體管IGBT、晶體三極管BJT和硅基的金屬-氧化物半導體場效應晶體管MOSFET中的一種。

可選的，所述第二可控半導體芯片為寬禁帶半導體器件；

或者，第一可控半導體芯片為IGBT時，所述第二可控半導體芯片為硅基的金氧半場效晶體管MOSFET。

可選的，所述寬禁帶半導體器件為：氮化鎵場效應晶體管GaN-FET和碳化硅基的場效應晶體管SIC-MOSFET中的一種。

可選的，所述第二可控半導體芯片為：至少1顆半導體晶圓并聯組成。

可選的，兩個不同類型的所述可控半導體芯片并聯連接后的兩端分別作為一個所述功率流端口。