【技术实现步骤摘要】
本技术属于半导体领域，尤其涉及一种集成栅极驱动预调制电路的功率半导体模块。
技术介绍
1、功率mosfet和igbt作为可控功率半导体器件被广泛应用，其开关特性是由它的内部结构、寄生电容和内部及外接电阻决定。栅极驱动器(驱动芯片)通过提高电压和电流来放大控制信号对mosfet/igbt的栅极输入电容cgein和反向传输电容(密勒电容)cgcin充放电以开通和关断mosfet/igbt，因此与mosfet/igbt的开关性能、通态和开关损耗密切相关。mosfet/igbt的驱动电路需要同时提供多种功能，不仅可以开通和关断mosfet/igbt，还可以实现保护功能和控制开关阶段的电压变化率du/dt和电流变化率di/dt。更进一步，mosfet/igbt驱动可以具有保护mosfet/igbt免受损坏的功能，包括短路和过电压保护。同时，驱动器会影响igbt和续流二极管(frd)的动态特性。
2、现有技术大致分三类：
3、1)将控制、驱动、功率分立器件、电阻、电容等全部布置在pcb上形成完整电路，适用中小功率范围；基于pcb和功率分立器件的模式功率回路和驱动回路的寄生参数均比较大且一致性差，同时散热不良限制了功率范围。
4、2)基于引线框架和环氧塑封集成驱动、功率分立器件、电阻、电容的ipm智能功率模块，适用于小功率场合；ipm智能模块将驱动芯片和功率芯片封装在一起，功率芯片发热量大工作温度高(通常100～150℃)，驱动芯片工作温度区间低(通常小于100℃)受功率芯片热耦合影响寿命和可靠性降低。p>
5、3)大功率应用常用标准功率模块搭配驱动板组合模式，标准功率模块搭配驱动板模式功率电路的寄生参数和散热得到优化，但是驱动电路的寄生参数和一致性问题依然存在。
技术实现思路
1、本技术在此提供了一种集成栅极驱动预调制电路的功率半导体模块，该模块能够提高驱动芯片的寿命和可靠性。
2、该功率半导体模块包括：
3、第一模块，被布设有功率半导体芯片和栅极驱动预调制电路；
4、第二模块，与所述第一模块分立，被分布有用于驱动功率半导体芯片开通、关断的驱动电路。
5、在一些实施方式中，所述栅极驱动预调制电路包括有开通二极管don、关断二极管doff、开通电阻rgon和关断电阻rgoff；开通二极管don的阳极用于与驱动电路连接，用于驱动信号加载，阴极经开通电阻rgon用于与功率半导体芯片的栅极连接；关断二极管doff的阴极与开通二极管don的阳极连接，阳极经关断电阻rgoff用于与功率半导体芯片的栅极连接。
6、在一些实施方式中，所述栅极驱动预调制电路还包括旁路电阻rge，用于在驱动电路处于高阻输出状态时防止功率半导体芯片的栅极电容被意外充电。
7、在一些实施方式中，所述栅极驱动预调制电路还包括电容cge，用于吸收功率半导体芯片从开通到关断过程中，第一、二端之间电压上升产生电压变化率通过功率半导体芯片的反向传输电容产生的电流。
8、在一些实施方式中，所述第一模块包括陶瓷衬底，该陶瓷衬底有中间陶瓷层及附着于中间陶瓷层两面的金属层，顶面金属层被布设有图形化线路，与功率半导体芯片和栅极驱动预调制电路组建成功能电路。
9、在一些实施方式中，陶瓷衬底上加注封装层对功率半导体芯片、图像化线路及电气连接进行保护。
10、本技术还提供了一种被用于本技术所提供的集成栅极驱动预调制电路的功率半导体模块的功能模块，该模块包括衬底以及被布设于衬底上的功率半导体芯片和栅极驱动预调制电路。
11、本技术的有益效果：
12、本模块将驱动电路和功率电路分立于两个模块，实现了驱动芯片和功率芯片热隔离，降低了驱动芯片工作温度，提高了驱动芯片的寿命和可靠性。
13、本模块将栅极驱动电阻电容与功率半导体芯片集成在一模块上，减少了布线产生的寄生电感，提高了各芯片驱动回路寄生电感的一致性。
14、本模块将电阻电容与功率半导体芯片集成于一陶瓷衬底，增加了陶瓷衬底面积，布置电阻电容的陶瓷衬底面积提高了功率芯片散热效率。
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1.一种集成栅极驱动预调制电路的功率半导体模块，其特征在于，该模块包括：
2.根据权利要求1所述的集成栅极驱动预调制电路的功率半导体模块，其特征在于，所述栅极驱动预调制电路包括有开通二极管Don、关断二极管Doff、开通电阻RGon和关断电阻RGoff；开通二极管Don的阳极用于与驱动电路连接，用于驱动信号加载，阴极经开通电阻RGon用于与功率半导体芯片的栅极连接；关断二极管Doff的阴极与开通二极管Don的阳极连接，阳极经关断电阻RGoff用于与功率半导体芯片的栅极连接。
3.根据权利要求2所述的集成栅极驱动预调制电路的功率半导体模块，其特征在于，所述栅极驱动预调制电路还包括旁路电阻RGE，用于在驱动电路处于高阻输出状态时防止功率半导体芯片的栅极电容被意外充电。
4.根据权利要求2所述的集成栅极驱动预调制电路的功率半导体模块，其特征在于，所述栅极驱动预调制电路还包括电容CGE，用于吸收功率半导体芯片从开通到关断过程中，第一、二端之间电压上升产生电压变化率通过功率半导体芯片的反向传输电容产生的电流。
5.根据权利要求1所述的集成栅极
6.根据权利要求5所述的集成栅极驱动预调制电路的功率半导体模块，其特征在于，陶瓷衬底上加注封装层对功率半导体芯片、图像化线路及电气连接进行保护。
7.一种被用于权利要求1-6任意一项所述的集成栅极驱动预调制电路的功率半导体模块的功能模块，其特征在于，该模块包括衬底以及被布设于衬底上的功率半导体芯片和栅极驱动预调制电路。
8.根据权利要求7所述的功能模块，其特征在于，所述栅极驱动预调制电路包括有开通二极管Don、关断二极管Doff、开通电阻RGon和关断电阻RGoff；开通二极管Don的阳极用于驱动信号加载，阴极经开通电阻RGon用于与功率半导体芯片的栅极连接；关断二极管Doff的阴极与开通二极管Don的阳极连接，阳极经关断电阻RGoff用于与功率半导体芯片的栅极连接。
9.根据权利要求8所述的功能模块，其特征在于，所述栅极驱动预调制电路还包括旁路电阻RGE，用于在驱动信号处于高阻输出状态时防止功率半导体芯片的栅极电容被意外充电。
10.根据权利要求8所述的功能模块，其特征在于，所述栅极驱动预调制电路还包括电容CGE，用于吸收功率半导体芯片从开通到关断过程中，第一、二端之间电压上升产生电压变化率通过功率半导体芯片的反向传输电容产生的电流。
...【技术特征摘要】
1.一种集成栅极驱动预调制电路的功率半导体模块，其特征在于，该模块包括：
2.根据权利要求1所述的集成栅极驱动预调制电路的功率半导体模块，其特征在于，所述栅极驱动预调制电路包括有开通二极管don、关断二极管doff、开通电阻rgon和关断电阻rgoff；开通二极管don的阳极用于与驱动电路连接，用于驱动信号加载，阴极经开通电阻rgon用于与功率半导体芯片的栅极连接；关断二极管doff的阴极与开通二极管don的阳极连接，阳极经关断电阻rgoff用于与功率半导体芯片的栅极连接。
3.根据权利要求2所述的集成栅极驱动预调制电路的功率半导体模块，其特征在于，所述栅极驱动预调制电路还包括旁路电阻rge，用于在驱动电路处于高阻输出状态时防止功率半导体芯片的栅极电容被意外充电。
4.根据权利要求2所述的集成栅极驱动预调制电路的功率半导体模块，其特征在于，所述栅极驱动预调制电路还包括电容cge，用于吸收功率半导体芯片从开通到关断过程中，第一、二端之间电压上升产生电压变化率通过功率半导体芯片的反向传输电容产生的电流。
5.根据权利要求1所述的集成栅极驱动预调制电路的功率半导体模块，其特征在于，所述第一模块包括陶瓷衬底，该陶瓷衬底有中间陶瓷层及附着于中间陶瓷层两面的金属层，顶面金属层被布设有图形化线路，与功率半导...
【专利技术属性】
技术研发人员：王炳琨，廖光朝，
申请(专利权)人：重庆云潼科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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