【技术实现步骤摘要】
具有高雪崩健壮性的晶体管装置
本公开一般地涉及一种晶体管装置,具体地讲,涉及一种超结晶体管装置。
技术介绍
超结晶体管装置(也经常被称为补偿晶体管装置)包括装置区域,装置区域具有第一掺杂类型(导电型)的至少一个区域和与第一掺杂类型互补的第二掺杂类型(导电型)的至少一个区域。第一掺杂类型的所述至少一个区域经常被称为漂移区,并且第二掺杂类型的所述至少一个区域经常被称为补偿区(但也存在这样的出版物:在所述出版物中具有第一掺杂类型的所述至少一个区域和第二掺杂类型的所述至少一个区域的总体区域被称为漂移区)。漂移区被耦合到漏极节点,并且补偿区被耦合到晶体管装置的源极节点。超结晶体管装置还包括控制结构,控制结构具有:源极区域和主体区域,均耦合到源极节点;和栅电极,通过栅极电介质与主体区域介电绝缘。这个控制结构定义晶体管装置的操作状态。在接通状态下,在主体区域中沿着源极区域和漂移区之间的栅极电介质存在导电沟道。在断开状态下,导电沟道被中断。如果在断开状态下在源极节点和漏极节点之间施加使主体区域和漂移区之间的pn结以及补偿区和漂移区之间的pn结反向偏置的外部电压,则空间电荷区(耗尽区)在漂移区和补偿区中的每个区域中扩展。在断开状态下,晶体管装置阻止漏极节点和源极节点之间的电流,除非源极节点和漏极节点之间的电压达到通常称为击穿电压电平(或简称为击穿电压)的电压电平。当所述电压达到击穿电压时,发生雪崩击穿,所述雪崩击穿使雪崩电流流动。雪崩击穿与漂移区中的电荷载流子的加速关联,从而它们通过碰撞电离来创建电子空穴对。通过碰撞电 ...
【技术保护点】
1.一种功率转换器电路,包括:/n电感器和整流器电路,被配置为接收输入电压和输入电流并且基于输入电压和输入电流提供输出电压和输出电流,所述电感器和整流器电路包括与电子开关串联连接的电感器,和整流器电路;以及/n控制器,被配置为生成用于驱动所述电感器和整流器电路的电子开关的驱动信号,/n其中,电子开关包括:/n漏极节点,源极节点和栅极节点;/n多个漂移和补偿基元,每个漂移和补偿基元包括第一掺杂类型的漂移区和与第一掺杂类型互补的第二掺杂类型的补偿区;和/n控制结构,连接在漂移和补偿基元中的每个的漂移区与源极节点之间,/n其中,多个漂移和补偿基元中的每个的漂移区耦合到漏极节点,并且多个漂移和补偿基元中的每个的补偿区耦合到源极节点,/n其中漂移区的第一类型掺杂浓度N
【技术特征摘要】
20160825 DE 102016115805.41.一种功率转换器电路,包括:
电感器和整流器电路,被配置为接收输入电压和输入电流并且基于输入电压和输入电流提供输出电压和输出电流,所述电感器和整流器电路包括与电子开关串联连接的电感器,和整流器电路;以及
控制器,被配置为生成用于驱动所述电感器和整流器电路的电子开关的驱动信号,
其中,电子开关包括:
漏极节点,源极节点和栅极节点;
多个漂移和补偿基元,每个漂移和补偿基元包括第一掺杂类型的漂移区和与第一掺杂类型互补的第二掺杂类型的补偿区;和
控制结构,连接在漂移和补偿基元中的每个的漂移区与源极节点之间,
其中,多个漂移和补偿基元中的每个的漂移区耦合到漏极节点,并且多个漂移和补偿基元中的每个的补偿区耦合到源极节点,
其中漂移区的第一类型掺杂浓度N1高于第一掺杂水平L1,并且补偿区的第二类型掺杂浓度N2高于第二掺杂水平L2,
其中,
其中,
其中εS是漂移区和补偿区的半导体材料的介电常数,EC是半导体材料的雪崩击穿的临界电场,q是基本电荷,w1是沿与电流流动方向垂直的方向的漂移区的宽度,并且w2是沿与电流流动方向垂直的方向的补偿区的宽度。
2.根据权利要求1所述的功率转换器电路,其中,所述控制器被配置为基于电感器电流信号和由反馈电路生成的反馈信号来生成所述驱动信号,并且其中,所述电感器电流信号表示通过所述电感器和整流器电路的电感器的电流。
3.根据权利要求2所述的功率转换器电路,其中,所述电感器电流信号与所述电感器电流成比例。
4.根据权利要求2所述的功率转换器电路,其中,所述反馈电路被配置为基于控制信号来生成所述反馈信号。
5.根据权利要求4所述的功率转换器电路,其中,所述控制信号表示要被调节的功率转换器电路的至少一个参数。
6.根据权利要求5所述的功率转换器电路,其中,所述控制信号与要被调节的功率转换器电路的所述至少一个参数成比例。
7.根据权利要求4所述的功率转换器电路,其中,所述功率转换器电路被配置为调节所述输出电压,并且其中,所述控制信号表示所述输出电压。
8.根据权利要求1所述的功率转换器电路,其中,所述驱动信号是脉宽调制(PWM)信号,并且其中,所述控制器被配置为改变PWM驱动信号的占空比,从而控制所述输入电流以便调节要被控制的功率转换器电路的至少一个参数。
9.根据权利要求8所述的功率转换器电路,其中,要被控制的功率转换器电路的所述至少一个参数是输出电压。
10.根据权利要求1所述的功率转换器电路,其中,所述电感器和整流器电路具有反激式转换器拓扑,其中,所述电感器是具有初级绕组和次级绕组的变压器,其中,所述初级绕组与所述电子开关串联连接,其中,具有次级绕组和整流器电路的串联电路与电容器并联连接,并且其中所述输出电压横跨电容器可获得。
11.根据权利要求1所述的功率转换器电路,其中,电子开关的所述栅极节点被配置为经由电阻器接收驱动信号。
12.根据权利要求11所述的功率转换器电路,还包括具有整流器元件和与所述电阻器并联连接的另一个电阻器的串联电路,其中,所述整流器元件的极性使得所述电子开关的内部栅极源极电容能够经由另一个电阻器被放电但是不被充电。
13.根据权利要求12所述的功率转换器电路,还包括与所述电阻器串联连接的另一整流器元件,其中,所述另一整流器元件的极性使得所述电子开关的所述内部栅极源极电容能够经由所述电阻器被充电但是不被放电。
14.一种功率转换器电路,包括:
电感器和整流器电路,被配置为接收输入电压和输入电流并且基于输入电压和输入电流提供输出电压和输出电流,所述电感器和整流器电路包括与电子开关串联连接的电感器,和整流器电路;以及
控制器,被配置为生成用于驱动所述电感器和整流器电路的电子开关的驱动信号,
其中,电子开关包括:
漏极节点,源极节点和栅极节点;
多个漂移和补偿基元,每个漂移和补偿基元包括第一掺杂类型的漂移区和与第一掺杂类型互补的第二掺杂类型的补偿区;和
控制结构,连接在漂移和补偿基元中的每个的漂移区与源极节点之间,
其中,多个漂移和补偿基元中的每个的漂移区耦合到漏极节点,并且多个漂移和补偿基元中的每个的补偿区耦合到源极节点,
其中,沿晶体管装置的电流流动方向,多个漂移和补偿基元中的每个具有第一端,与第一端相对的第二端,与第一端和第二端分隔开的第一中间位置,以及与第一端和第二端分隔开的第二中间位置,
其中,表示沿电流流动方向的漂移区的掺杂浓度的第一掺杂分布图的第一掺杂参数在第一中间位置和第一端之间单调地增加,并且
其中,表示沿电流流动方向的补偿区的掺杂浓度的第二掺杂分布图的第二掺杂参数在第二中间位置和第二端之间单调地增加。
15.根据权利要求14所述的功率转换器电路,其中,所述控制器被配置为基于电感器电流信号和由反馈电路生成的反馈信号来生成所述驱动信号,并且其中,所述电感器电流信号表示通过所述电感器和整流器电路的电感器的电流。
16.根据权利要求15所述的功率转换器电路,其中,所述电感器电流信号与所述电感器电流成比例。
17.根据权利要求15所述的功率转换器电路,其中,所述反馈电路被配置为基于控制信号来生成所述反馈信号。
18.根据权利要求17所述的功率转换器电路,其中,所述控制信号表示要被调节的功率转换器电路的至少一个参数。
19.根据权利要求18所述的功率转换器电路,其中,所述控制信号与要被调节的功率转换器电路的所述至少一个参数成比例。
20.根据权利要求17所述的功率转换器电路,其中,所述功率转换器电路被配置为调节所述输出...
【专利技术属性】
技术研发人员:B菲舍尔,G弗拉贾科莫,R门特,A维尔梅罗特,
申请(专利权)人:英飞凌科技奥地利有限公司,
类型:发明
国别省市:奥地利;AT
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