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)對功率器件在實際工作中的各種復(fù)雜工況。

2、si?mosfet功率器件的體內(nèi)具備天然的體二極管，當漏極電壓升高時，si?mosfet可通過其體二極管發(fā)生雪崩效應(yīng)從而泄放電壓應(yīng)力，保護系統(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)時間，大大增加了功率器件在實際應(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，無法實現(xiàn)雪崩耐量。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為實現(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，所述功率器件的第一端電壓瞬間過沖，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)實現(xiàn)雪崩耐量；

6、當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)的負極與所述瞬態(tài)電壓抑制二極管的負極相連，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，所述功率器件的第一端電壓瞬間過沖，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器件實現(xiàn)雪崩耐量；

16、當所述功率器件處于反向恢復(fù)狀態(tài)時，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集成制備封裝。

20、綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果為：

21、本發(fā)明提供一種功率器件，當所述功率器件為氮化鎵功率器件時，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，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；當所述功率器件為硅功率器件時，通過將所述第二結(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，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)的負極與所述瞬態(tài)電壓抑制二極管的負極相連，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，當所述功率器件為氮化鎵功率器件時，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，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；當所述功率器件為硅功率器件時，通過將所述第二結(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，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,銀發(fā)友
受保護的技術(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