一种导通速度可控的开关器件制造技术

技术编号:42449144 阅读:11 留言:0更新日期:2024-08-16 16:56
本技术公开了一种导通速度可控的开关器件,该开关器件包括栅极端、源极端、漏极端、速控端以及速度控制单元,栅极端用于接收驱动器的电压信号;源极端和漏极端用于构成外部负载的开关通道,源极端和漏极端之间设置有至少一个半导体沟道;速度控制单元包括内部固定结构以及与内部固定结构连接、用于控制开关器件的导通速度和/或关断速度的外部可调结构;速控端通过内部固定结构与半导体沟道电场耦合连接,通过外部可调结构与源极端连接。

【技术实现步骤摘要】

【】本技术属于半导体制造,特别是涉及一种导通速度可控的开关器件


技术介绍

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技术介绍

1、共源共栅级联增强型开关器件是由低压si-mosfet与高压耗尽型氮化镓hemt采用共源共栅的方式构成。其中,高压耗尽型氮化镓hemt的漏极为级联结构的漏极,低压si-mosfet的栅极作为级联结构的栅极,高压耗尽型氮化镓hemt的源极与低压si-mosfet的漏极连接,高压耗尽型氮化镓hemt的栅极和低压si-mosfet的源极相连作为级联结构的源极,最终实现增强型功能,具体如图1a所示。

2、然而,共源共栅级联增强型开关器件由于其高增益,导通dv/dt过快,在开关电源典型应用(如flyback、pfc、llc等)中,形成的emi干扰大,且容易造成二次侧器件更高的电压应力,具体如图1b所示,其中次级电压高达102v,电压尖峰为20v。

3、当然为了减小emi干扰大和较高的电压应力的影响,技术人员会在驱动器和开关器件的栅极之间增加一调整网络,具体如图2a所示,但是该调整网络与开关器件的栅极连接,在调整开关器件的导通速度时,同时会造成该开关器件的栅极电压vg发生畸变,具体如图2b所示。

4、因此需要提供一种可对导通速度进行有效调整且栅极电压不会发生畸变的开关器件。


技术实现思路

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技术实现思路

1、本技术旨在解决上述问题,本技术提供一种可对开关器件的导通速度进行调整且栅极电压不会发生畸变的开关器件。

2、为实现本技术的目的,本技术提供了一种导通速度可控的开关器件,其包括:

3、栅极端,用于接收驱动器的电压信号;

4、源极端和漏极端,用于构成外部负载的开关通道,所述源极端和所述漏极端之间设置有至少一个半导体沟道;

5、速度控制单元,包括内部固定结构以及与所述内部固定结构连接、用于控制所述开关器件的导通速度和/或关断速度的外部可调结构;以及

6、速控端,通过所述内部固定结构与所述半导体沟道电场耦合连接,通过所述外部可调结构与所述源极端连接。

7、相较于现有技术,本技术的导通速度可控的开关器件通过在速控端上设置有速度控制单元,该速度控制单元的外部可调结构可调整开关器件的导通速度和关断速度,实现了对开关器件的导通速度和关断速度的调整,避免由于导通速度和关断速度较快带来的emi干扰和较高的电压应力;有效解决了现有技术中的开关器件的emi以及二次侧器件的电压应力较大的技术问题。

8、进一步的,本技术的开关器件的速度控制单元设置在开关器件内部,并没有设置在开关器件的栅极一侧,因此调整开关器件的导通速度和关断速度时,开关器件的栅极电压并不会发生畸变;有效解决了开关器件在调整导通速度和关断速度时,开关器件的栅极电压容易发生畸变的技术问题。

9、【说明书附图】

10、图1a为现有的共源共栅级联增强型开关器件的结构示意图;

11、图1b为现有的共源共栅级联增强型开关器件的电压应力示意图;

12、图2a为现有的具有栅极调整网络的共源共栅级联增强型开关器件的结构示意图;

13、图2b为现有的具有栅极调整网络的共源共栅级联增强型开关器件的栅极电压畸变示意图;

14、图3a为本技术的导通速度可控的开关器件的单管实施例的结构示意图;

15、图3b为本技术的导通速度可控的开关器件的单管实施例的框架示意图;

16、图4为本技术的导通速度可控的开关器件的单管实施例的具体器件结构图;

17、图5为本技术的导通速度可控的开关器件的单管实施例的电路示意图之一;

18、图6为本技术的导通速度可控的开关器件的单管实施例的电路示意图之二;

19、图7为本技术的导通速度可控的开关器件的单管实施例的电路示意图之三;

20、图8为本技术的导通速度可控的开关器件的双管实施例的结构示意图;

21、图9a为本技术的导通速度可控的开关器件的双管实施例的电路示意图之一;

22、图9b为本技术的导通速度可控的开关器件的双管实施例的器件结构示意图;

23、图10为本技术的导通速度可控的开关器件的双管实施例的电路示意图之二;

24、图11为本技术的导通速度可控的开关器件的双管实施例的电路示意图之三;

25、图12a为本技术的导通速度可控的开关器件的电压应力示意图;

26、图12b为本技术的导通速度可控的开关器件的栅极电压畸变示意图。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种导通速度可控的开关器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的导通速度可控的开关器件,其特征在于,当所述源极端和所述漏极端之间设置有一个半导体沟道时,所述开关器件包括:

3.根据权利要求2所述的导通速度可控的开关器件,其特征在于,所述内部固定结构包括固定电阻以及固定二极管,所述固定电阻的第一端与所述高压场效应管的速控极连接,所述固定电阻的第二端与所述固定二极管的正极连接,所述固定二极管的负极与所述高压场效应管的源极连接;

4.根据权利要求2所述的导通速度可控的开关器件,其特征在于,

5.根据权利要求2所述的导通速度可控的开关器件,其特征在于,

6.根据权利要求1所述的导通速度可控的开关器件,其特征在于当所述源极端和所述漏极端之间设置有两个半导体沟道时,所述开关器件包括:

7.根据权利要求6所述导通速度可控的开关器件,其特征在于,

8.根据权利要求6所述导通速度可控的开关器件,其特征在于,

9.根据权利要求6所述导通速度可控的开关器件,其特征在于,

10.根据权利要求1所述的导通速度可控的开关器件,其特征在于,所述开关器件包括:

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【技术特征摘要】

1.一种导通速度可控的开关器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的导通速度可控的开关器件,其特征在于,当所述源极端和所述漏极端之间设置有一个半导体沟道时,所述开关器件包括:

3.根据权利要求2所述的导通速度可控的开关器件,其特征在于,所述内部固定结构包括固定电阻以及固定二极管,所述固定电阻的第一端与所述高压场效应管的速控极连接,所述固定电阻的第二端与所述固定二极管的正极连接,所述固定二极管的负极与所述高压场效应管的源极连接;

4.根据权利要求2所述的导通速度可控的开关器件,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴毅锋张大江
申请(专利权)人:珠海镓未来科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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