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一種功率器件的制作方法

文檔序號(hào):39728290發(fā)布日期:2024-10-22 13:31閱讀:1來(lái)源:國(guó)知局
一種功率器件的制作方法

本發(fā)明涉及電力電子領(lǐng)域,特別涉及一種功率器件。


背景技術(shù):

1、在電力電子應(yīng)用中,需要功率器件具有快速反向恢復(fù)和高雪崩耐量的特性,以應(yīng)對(duì)功率器件在實(shí)際工作中的各種復(fù)雜工況。

2、si?mosfet功率器件的體內(nèi)具備天然的體二極管,當(dāng)漏極電壓升高時(shí),si?mosfet可通過(guò)其體二極管發(fā)生雪崩效應(yīng)從而泄放電壓應(yīng)力,保護(hù)系統(tǒng)安全可靠,但是,si?mosfet器件的體二極管是雙極性器件,存在反向恢復(fù)時(shí)間,大大增加了功率器件在實(shí)際應(yīng)用中的功耗;gan?hemt功率器件本身是具有零反向恢復(fù)的特性,但是gan?hemt功率器件是單極性器件,本身并不具有體二極管,無(wú)法實(shí)現(xiàn)雪崩耐量。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)功率器件快速反向恢復(fù)和高雪崩耐量的目的,提供一種功率器件。

2、為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的,本發(fā)明提供一種功率器件,包括:

3、gan?hemt器件、第一結(jié)構(gòu)、第一二極管結(jié)構(gòu);

4、所述第一結(jié)構(gòu)與所述第一二極管結(jié)構(gòu)串連,所述第一結(jié)構(gòu)與所述第一二極管結(jié)構(gòu)串聯(lián)后的一端與所述gan?hemt器件的漏極相連,作為所述功率器件的第一端;所述第一結(jié)構(gòu)與所述第一二極管結(jié)構(gòu)串聯(lián)后的另一端與所述gan?hemt器件的源極相連,作為所述功率器件的第二端;所述gan?hemt器件的柵極作為所述功率器件的第三端;

5、當(dāng)所述功率器件處于正向工作狀態(tài),所述gan?hemt器件的漏極為高電位,所述ganhemt器件的源極為低電位,使得所述第一結(jié)構(gòu)截止,所述gan?hemt器件的柵極被施加開(kāi)啟電壓,所述gan?hemt器件正常工作;所述gan?hemt器件的柵極被施加關(guān)斷電壓時(shí),所述功率器件的第一端電壓瞬間過(guò)沖,所述第一結(jié)構(gòu)被擊穿,第一二極管結(jié)構(gòu)導(dǎo)通,利用所述第一結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雪崩耐量;

6、當(dāng)所述功率器件處于反向恢復(fù)狀態(tài),所述gan?hemt器件的源極為高電位,所述ganhemt器件的漏極為低電位,所述第一二極管結(jié)構(gòu)截止,利用所述gan?hemt器件實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)。

7、可選的,所述第一二極管結(jié)構(gòu)為二極管、二極管串、等效二極管其中的一種。

8、可選的,所述第一結(jié)構(gòu)為瞬態(tài)電壓抑制二極管。

9、可選的,所述gan?hemt器件的漏極與所述瞬態(tài)電壓抑制二極管的負(fù)極相連,所述瞬態(tài)電壓抑制二極管的正極與所述第一二極管結(jié)構(gòu)的正極相連,所述第一二極管結(jié)構(gòu)的負(fù)極與所述gan?hemt器件的源極相連。

10、可選的,還包括:電阻;所述電阻的一端與所述第一二極管結(jié)構(gòu)的正極相連,所述電阻的另一端與所述第一二極管結(jié)構(gòu)的負(fù)極相連。

11、可選的,所述gan?hemt器件的漏極與所述第一二極管結(jié)構(gòu)的正極相連,所述第一二極管結(jié)構(gòu)的負(fù)極與所述瞬態(tài)電壓抑制二極管的負(fù)極相連,所述瞬態(tài)電壓抑制二極管的正極與所述gan?hemt器件的源極相連。

12、本發(fā)明還提供一種功率器件,包括:

13、第一si?mosfet器件、第二結(jié)構(gòu)、第二二極管結(jié)構(gòu);

14、所述第一si?mosfet器件的柵極與所述第二結(jié)構(gòu)的第一端相連,作為所述功率器件的第三端;所述第一si?mosfet器件的源極與所述第二結(jié)構(gòu)的第二端相連;所述第一simosfet器件的漏極與所述第二二極管結(jié)構(gòu)的負(fù)極相連,作為所述功率器件的第一端;所述第二結(jié)構(gòu)的第三端與所述第二二極管結(jié)構(gòu)的正極相連,作為所述功率器件的第二端;

15、當(dāng)所述功率器件處于正向工作狀態(tài),所述功率器件的第一端為高電位,功率器件的第二端為低電位,所述功率器件的第三端被施加開(kāi)啟電壓,所述第一si?mosfet器件、所述第二結(jié)構(gòu)正常工作,第二二極管結(jié)構(gòu)截止;所述功率器件的第三端被施加關(guān)斷電壓時(shí),所述功率器件的第一端電壓瞬間過(guò)沖,所述第一si?mosfet器件被擊穿、所述第二結(jié)構(gòu)導(dǎo)通,所述第二二極管結(jié)構(gòu)截止,利用所述第一si?mosfet器件實(shí)現(xiàn)雪崩耐量;

16、當(dāng)所述功率器件處于反向恢復(fù)狀態(tài)時(shí),所述功率器件的第二端為高電位,所述功率器件的第一端為低電位,所述第二結(jié)構(gòu)截止,所述第二二極管結(jié)構(gòu)導(dǎo)通,利用所述第二二極管結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)。

17、可選的,所述第二二極管結(jié)構(gòu)包括:快速恢復(fù)二極管、超快速恢復(fù)二極管其中的一種。

18、可選的,所述第二結(jié)構(gòu)為第二si?mosfet器件,所述第二si?mosfet器件具有體二極管,且所述第二si?mosfet器件的源極和所述第一si?mosfet器件的源極相連,所述第二si?mosfet器件的柵極和所述第一si?mosfet器件的柵極相連,所述第二si?mosfet器件的漏極與所述第二二極管結(jié)構(gòu)的正極相連。

19、可選的,所述第一si?mosfet器件和所述第二si?mosfet器件于同一工藝平臺(tái)集成制備封裝。

20、綜上所述,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果為:

21、本發(fā)明提供一種功率器件,當(dāng)所述功率器件為氮化鎵功率器件時(shí),將所述第一結(jié)構(gòu)和所述第一二極管結(jié)構(gòu)串聯(lián)后,并聯(lián)于所述gan?hemt器件的兩端,通過(guò)具有瞬態(tài)電壓抑制功能的所述第一結(jié)構(gòu),使得所述功率器件處于正向工作狀態(tài)時(shí),具有雪崩耐量的特性,因此即可獲得既具有雪崩耐量又具有快速的反向恢復(fù)性能的功率器件;當(dāng)所述功率器件為硅功率器件時(shí),通過(guò)將所述第二結(jié)構(gòu)與所述第一si?mosfet器件串聯(lián)后,再與具有快速反向恢復(fù)性能的所述第二二極管結(jié)構(gòu)并聯(lián),使得所述功率器件處于反向?qū)顟B(tài)時(shí),具有快速的反向恢復(fù)的性能,因此即可獲得既具有快速反向恢復(fù)又具有雪崩耐量性能的功率器件。



技術(shù)特征:

1.如權(quán)利要求1所述的一種功率器件,其特征在于,包括:

2.如權(quán)利要求1所述的一種功率器件,其特征在于,所述第一二極管結(jié)構(gòu)為二極管、二極管串、等效二極管其中的一種。

3.如權(quán)利要求1所述的一種功率器件,其特征在于,所述第一結(jié)構(gòu)為瞬態(tài)電壓抑制二極管。

4.如權(quán)利要求3所述的一種功率器件,其特征在于,所述gan?hemt器件的漏極與所述瞬態(tài)電壓抑制二極管的負(fù)極相連,所述瞬態(tài)電壓抑制二極管的正極與所述第一二極管結(jié)構(gòu)的正極相連,所述第一二極管結(jié)構(gòu)的負(fù)極與所述gan?hemt器件的源極相連。

5.如權(quán)利要求4所述的一種功率器件,其特征在于,還包括:電阻;所述電阻的一端與所述第一二極管結(jié)構(gòu)的正極相連,所述電阻的另一端與所述第一二極管結(jié)構(gòu)的負(fù)極相連。

6.如權(quán)利要求3所述的一種功率器件,其特征在于,所述gan?hemt器件的漏極與所述第一二極管結(jié)構(gòu)的正極相連,所述第一二極管結(jié)構(gòu)的負(fù)極與所述瞬態(tài)電壓抑制二極管的負(fù)極相連,所述瞬態(tài)電壓抑制二極管的正極與所述gan?hemt器件的源極相連。

7.一種功率器件,其特征在于,包括:

8.如權(quán)利要求7所述的一種功率器件,其特征在于,所述第二二極管結(jié)構(gòu)包括:快速恢復(fù)二極管、超快速恢復(fù)二極管其中的一種。

9.如權(quán)利要求7所述的一種功率器件,其特征在于,所述第二結(jié)構(gòu)為第二si?mosfet器件,所述第二si?mosfet器件具有體二極管,且所述第二si?mosfet器件的源極和所述第一si?mosfet器件的源極相連,所述第二si?mosfet器件的柵極和所述第一si?mosfet器件的柵極相連,所述第二si?mosfet器件的漏極與所述第二二極管結(jié)構(gòu)的正極相連。

10.如權(quán)利要求9所述的一種功率器件,其特征在于,所述第一simosfet器件和所述第二simosfet器件于同一工藝平臺(tái)集成制備封裝。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電力電子領(lǐng)域,特別涉及一種功率器件,本發(fā)明提供一種功率器件,當(dāng)所述功率器件為氮化鎵功率器件時(shí),將所述第一結(jié)構(gòu)和所述第一二極管結(jié)構(gòu)串聯(lián)后,并聯(lián)于所述GaN?HEMT器件的兩端,通過(guò)具有瞬態(tài)電壓抑制功能的所述第一結(jié)構(gòu),使得所述功率器件處于正向工作狀態(tài)時(shí),具有雪崩耐量的特性,因此即可獲得既具有雪崩耐量又具有快速反向恢復(fù)性能的功率器件;當(dāng)所述功率器件為硅功率器件時(shí),通過(guò)將所述第二結(jié)構(gòu)與所述第一Si?MOSFET器件串聯(lián)后,再與具有快速反向恢復(fù)性能的所述第二二極管結(jié)構(gòu)并聯(lián),使得所述功率器件處于反向?qū)顟B(tài)時(shí),具有快速的反向恢復(fù)的性能,因此即可獲得既具有快速反向恢復(fù)又具有雪崩耐量性能的功率器件。

技術(shù)研發(fā)人員:董志文,李茂林,施雯,唐高飛,蔣其夢(mèng),銀發(fā)友
受保護(hù)的技術(shù)使用者:杭州云鎵半導(dǎo)體科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2024/10/21
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