功率元件设置于同一芯片上，可使得两个元件间具有最小距离，如图4h所示。借此，功率模块400d除了增加空间利用率外，通过电容C的堆叠可使得电流在最小的回路中均匀地流动，使其等效回路电感得到最佳改善。
[0121]由于氮化镓元件通常为常开型元件，也就是在没有提供控制信号时，常开型元件是处于导通的状态。这也代表着当功率模块在待机的工作模式下，可能会产生电流流经功率模块上的各个元件，而当流经元件的非预期电流过大时，则可能进一步损坏功率模块上的元件。因此，为了让使用常开型元件的功率模块更加地稳定，通常在使用一个常开型元件时，会搭配一个传统的开关元件，也就是常闭型元件，也就是在没有提供控制信号时常闭型元件是处于截止的状态，来增加功率模块操作的稳定性。
[0122]请参照图5a，图5a是依据本发明一实施例绘示的一种半桥式转换电路的电路图。如图5a所示，半桥式转换电路中的功率模块500a包含第一平面型功率元件21与第二平面型功率元件22之外，还包含开关元件50，其中开关元件50的漏极D3连接输入电源Vin的一端，源极S3连接第一平面型功率元件21的漏极Dp第一平面型功率元件21的源极Si连接第二平面型功率元件22的漏极D2，第二平面型功率元件22的源极S2连接于输入电源Vin的另一端(亦即，接地端)。第一平面型功率元件21的源极Si与第二平面型功率元件22的漏极D2连接于输出端Vo。
[0123]在本实施例中，第一平面型功率元件21与第二平面型功率元件22至少其中的一者为常开型氮化镓元件，在本实施例中，第一平面型功率元件21与第二平面型功率元件22均为常开型氮化镓元件，但本实施例并不以此为限。开关元件50则为常闭型元件，一般常见如硅金氧半场效晶体管(SiMOS，简称硅元件)。值得一提的是，氮化镓元件亦可以作成常闭型元件，也就是开关元件50亦可以是常闭型氮化镓元件。在之后的实施例中若没特别提及，则常闭型元件均当作常见的硅元件。
[0124]另外，第一平面型功率元件21、第二平面型功率元件22以及开关元件50均为高压元件，即第一平面型功率元件21、第二平面型功率元件22以及开关元件50均可独自抵抗具有高压的输入电源Vin。当第一平面型功率元件21与第二平面型功率元件22并未处于工作模式时，开关元件50控制在截止的状态，防止第一平面型功率元件21与第二平面型功率元件22处于导通的状态时，流经的电流过大造成元件的损毁。而当第一平面型功率元件21与第二平面型功率元件22处于正常工作模式时，开关元件50控制在导通的状态，以降低功率模块500a的功耗。进一步来说，第一平面型功率元件21与第二平面型功率元件22工作于相对高频，而开关元件50则是工作于相对低频。
[0125]请参照图5b，图5b是绘示依据本发明一实施例的一种功率模块500b的电路图。如图5b所示，功率模块500b包含第一平面型功率元件51、第二平面型功率元件52、第一开关元件53、第二开关元件54以及电容C。类似地，第一平面型功率元件51与第二平面型功率元件52均为常开型氮化镓元件，而第一开关元件53与第二开关元件54均为常闭型硅元件(如硅金氧半场效晶体管，SiMOS)。第一平面型功率元件51的源极S1串接第一开关元件53的漏极D3，第一开关元件53的源极S3串接第二平面型功率元件52的漏极D2，第二平面型功率元件52的源极S2则是串接第二开关元件54的漏极D4,第一平面型功率元件51的漏极D1则是连接第一输入电压端Vbus+，第二开关元件54的源极S4连接第二输入电压端Vbus-，而电容C的一端连接第一输入电压端Vbus+以及另一端连接第二输入电压端Vbus-(亦即，接地端)，第一开关元件53的源极连接第二平面型功率元件52的漏极连接输出端Vo。
[0126]由于第一开关元件53与第二开关元件54分别串接于第一平面型功率元件51的源极S1与第二平面型功率元件52的源极S2，其工作电压较低(为氮化镓元件的栅极电压最大值，通常小于20伏特)，因此有别于功率模块500a，第一开关元件53与第二开关元件54均使用为低压元件，可进一步降低功率模块500b的功耗。
[0127]进一步来说，功率模块500b中的第一 /第二平面型功率元件51、52与第一 /第二开关元件53、54可以在两种模式下操作，第一种模式是第一 /第二平面型功率元件51、52与第一 /第二开关元件53、54同时操作在高频模式，借此，通过直接控制第一开关元件53与第二开关元件54即可控制第一平面型功率元件51与第二平面型功率元件52。第二种模式则是第一 /第二平面型功率元件51、52操作在高频模式，而第一 /第二开关元件53、54操作在低频模式，如同功率模块500a的操作模式。在第二种模式下，当第一 /第二平面型功率元件51、52未处于工作状态时，第一 /第二开关元件53、54控制在截止的状态，而当第一/第二平面型功率元件51、52处于正常工作状态时，第一 /第二开关元件53、54则控制在导通的状态，以降低损耗。然而，这样的控制方法比较复杂。
[0128]请参照图6，图6是依据本发明一实施例绘示的一种功率模块600的电路图。如图6所示，功率模块600包含第一平面型功率元件61、第二平面型功率元件62、开关元件63、第一电容C2以及第二电容C2。第一平面型功率元件61、第二平面型功率元件62与开关元件63串接，而第一电容Cl电性连接第一平面型功率元件61的漏极D1与开关元件63的源极S3,第二电容C2电性连接第一平面型功率元件61的漏极D1与第二平面型功率元件62的源极S2。
[0129]类似地，第一平面型功率元件61与第二平面型功率元件62中至少一者为常开型氮化镓元件，而开关元件63为常闭型硅元件。另外，第一平面型功率元件61与第二平面型功率元件62为高压元件且彼此的耐压等级大约相同，并且是开关元件63的耐压等级的2倍以上。由于第一 /第二平面型功率元件61、62为高压元件可独立抵抗输入电压，因此当第一平面型功率元件61与第二平面型功率元件62尚未工作时，可以仅使用一个开关元件63来协助平面型功率元件保持在关闭的状态。
[0130]当开关元件63工作在低频模式时，则可通过集成第二电容C2的方式来降低回路电感，而当开关元件63工作在高频模式时，可通过集成第一电容Cl来降低回路电感。然而，相对于图5b中的功率模块500b，功率模块600其回路涉及的元件数较少(少一个常闭型硅元件)，因此其等效回路电感可再降低20%或者更多，更有利于功率模块于高频工作。
[0131]值得一提的是，图5a至图6中，各个功率模块的封装过程均包含至少两个常开型氮化镓芯片搭配至少一个常开型硅芯片以形成转换电路的桥臂。而利用多个芯片的组合来实现一个功能的元件，其组合仍可被当作一个元件，如图7所示。图7是依据本发明一实施例绘示的一种开关元件700的电路图，其中开关元件700通过一个高压的常开型氮化镓芯片71加上一个低压的常闭型硅芯片72的组合来实现。虽然开关元件700包含两个不同的元件，但开关元件700的等效功能仍为常闭型开关元件，因此仍然可以当作一个元件使用。
[0132]请一并参照图6、图8a和图8b，图8a是依据图6的电路图绘示的一种功率模块800a的剖面图，图8b是依据图8a的功率模块800a绘示的俯视图。值得一提的是，在本实施例中，开关元件63a亦为平面型元件。据此，在图8a和图Sb中，第一平面型功率元件61、第二平面型功率元件62以及开关元件63a分别并列且直接设置在散热基板23上，其中开关元件63a的漏极电极D3与第二平面型功率元件62的源极电极S2连接，开关元件63a的源极电极S3则是连接至散热基板23上，此时的散热基板23作为第二输入电压引脚Vbus-，呈现出的电位为第二电压输入端Vbus-的电位。第二平面型功率元件62的漏极电极D2与第一平面型功率元件61的源极电极S1连接，以及各个元件上的各个电极与对应的引脚24相互连接，其连接方式可以是通过引线结合的方式完成。
[0133]另外，功率模块800a还包含电路板29,而散热基板23和引脚24设置在电路板29上。值得一提的是，功率模块800a中的电容Cl和C2可以是上述实施例中的任何一种设置方式，本实施例并不以此为限。在本实施例中，第一电容Cl设置在电路板29上，值得一提的是，电容Cl可以设置于电路板29的上表面或下表面,在本实施例电容Cl设置于电路板29的上表面，但并不以此为限。另外，第一电容Cl的一端透过焊料25连接于散热基板23，另一端透过焊料25连接于第一输入电压引脚Vbus+，且第一电容Cl邻近于第一平面型功率元件21和第二平面型功率元件22。第二电容C2设置在第一平面型功率元件61与第二平面型功率元件62的上表面并且分别与第一平面型功率元件61的漏极电极D1以及第二平面型功率元件62的源极电极S2直接连接。
[0134]在图6中的电路，由于开关元件63位于低压端。因此，在图8a中的开关元件63a的两个功率电极(亦即，源极S3或漏极D3)的其中的一者可与散热基板23连接，以降低电磁干扰的影响。另外，由于功率模块600中并未有其它常闭型硅元件设置于高压的位置，借此，功率模块800a中的开关元件63a的底层(bottom)并不会产生耐压不足的问题(因为开关元件63a为低压元件)。
[0135]请参照图8c，图8c是依据图6的电路图绘示的一种功率模块800b的剖面图。在本实施例中，开关元件63b采用垂直型元件(如垂直型Si M0S)，亦即，垂直型元件的所有电极并未设置在同一面上，在本实施例中，开关元件63b的栅极电极G3和源极电极S3位于开关元件63b的上表面，而漏极电极D3则是位于开关元件63b的底层。如图Sc所示，当开关元件63b直接设置在散热基板23上时，由于开关元件的底层为漏极电极D3,则与漏极电极D3连接的散热基板23的电位相当于图6电路中的电位Vp。在图6中，开关元件63的电压较低，所以当功率模块600工作时，开关元件63通常处于导通的状态，其电位Vp可当作为一相对稳定的电位，因此可以忽略其电磁干扰的影响。另外，将功率模块800b中的散热基板23上的电位设置于电位Vp上，并且第一平面型功率元件61、第二平面型功率元件62与开关元件63b直接并列设置在散热基板23上，将第二平面型功率元件62的源极电极连接至散热基板23上，可更有利于减少功率模块800b的回路长度，以降低其等效回路电感。另夕卜，引脚24还包含另一输出电压引脚(未绘示于图Sb)，其中第二平面型功率元件62的源极电极电性连接另一输出电压引脚，提供功率模块800b另一个输出电压端。
[0136]在本实施例中，仅绘示第二电容C2的设置方式，而第一电容Cl (未绘示于图Sb)可以是上述实施例中的任何一种设置方式，在此并不赘述。在本实施例中第二电容C2设置在散热基板23与引脚24(亦即，第一输入电压引脚Vbus+)的上表面，然本实施例并不以此为限。
[0137]由于氮化镓功率元件搭配的开关元件通常为硅功率元件，而硅功率元件通常为低压元件，其基板与电极间的耐压程度与氮化镓功率元件的耐压程度难以匹配。因此部分的开关元件可另行设置。由于这些设置的开关元件通常只是为了搭配氮化镓功率元件的开关控制，而且损耗较少，因此在设置时可以不用考虑散热的需求。请参照图8d，图8d是依据图6的电路图绘示的一种功率模块800c的剖面图。如图8d所示，开关元件63b的漏极电极D3直接设置在第二平面型功率元件62的源极电极S2上，借此可有效利用空间。另外，在图8d中的功率模块800c并未绘示第一电容Cl与第二电容C2，然第一电容Cl与第二电容C2的设置方法可以是上述实施例中的任何一种设置方式，于此不再赘述。
[0138]请参照图9，图