一种功率器件的制作方法

本申请大体上涉及一种功率器件，更确切地说，涉及一种包含增强型氮化镓(gan)晶体管和钳位驱动电路的三引脚封装集成功率器件。

背景技术：

1、由于与硅(si)半导体器件(例如，金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet))相比，gan半导体器件(例如，高电子迁移率场效晶体管(hemt))具有低功率损耗和开关速度快等优点，因此被广泛地应用为功率器件。

2、由于增强型gan hemt栅极耐压较低，基于增强型gan hemt的功率器件一般需要包括稳压电源和驱动电路。当前gan功率器件的封装包括分立器件、合封集成芯片(ic)、智能功率模块(intelligent power module(ipm))等多种形式。分立器件封装形式的优点在于与现有si功率器件的驱动结构类似，可以利用现有的封装设备。但是以分立器件封装的gan功率器件要求较精准的稳压电源，而且寄生参数较大，驱动环路容易出现振铃。在使用合封ic的封装形式时，由于驱动环路和稳压ldo控制驱动电压在芯片内部，因此可以实现最优的开关性能。但是合封ic封装的引脚较多，一般需要用qfn，psop，soic等引脚较多的贴片封装类型，而且封装的散热设计难度较大，其可靠性一般低于分立封装。

技术实现思路

1、本申请的一个目标是提供一种包含增强型氮化镓(gan)晶体管和钳位驱动电路的三引脚封装集成功率器件。

2、根据本申请的一个方面，提供一种功率器件，包括：第一引脚,第二引脚和第三引脚；增强型氮化镓晶体管，其中所述晶体管的漏极电连接到所述第二引脚，所述晶体管的源极电连接到所述第三引脚；以及钳位驱动电路，其具有第一端、第二端、第三端和第四端，其中所述钳位驱动电路的第一端连接到所述第一引脚，所述钳位驱动电路的第二端连接到所述第二引脚，所述钳位驱动电路的第三端连接到所述第三引脚，以及所述钳位驱动电路的第四端连接到所述晶体管的栅极。所述钳位驱动电路被配置为：从所述第一引脚接收第一电压vin1；从所述第二引脚接收第二电压vin2；当所述第一电压vin1高于所述第二电压vin2时，基于所述第一电压vin1生成栅极驱动电压vg到所述晶体管的栅极；当所述第一电压vin1低于所述第二电压vin2时，基于所述第二电压vin2生成所述栅极驱动电压vg到所述晶体管的栅极；以及当所述第一电压vin1等于所述第二电压vin2时，基于所述第一电压vin1或所述第二电压vin2生成所述栅极驱动电压vg到所述晶体管的栅极。

3、本发明所提供的功率器件中的钳位驱动电路，可以处理以及有效地利用大范围的输入电压vin1和vin2(可达700v)，无需额外电源引脚提供正常准确的驱动电压vg来驱动晶体管，确保了晶体管可以发挥其最优的开关性能。而且功率器件只需要三引脚的封装，散热性能好，具有较高的可靠性以及大大方便了后序的线路板封装。

技术特征：

1.一种功率器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的功率器件，其中

3.根据权利要求2所述的功率器件，其特征在于，所述钳位稳压电路包括：

4.根据权利要求3所述的功率器件，其特征在于，所述栅极驱动电路包括：

5.根据权利要求4所述的功率器件，其特征在于，所述反相器包括：

6.根据权利要求3所述的功率器件，其特征在于，所述栅极驱动电路包括：

7.根据权利要求6所述的功率器件，其特征在于，所述反相器包括：

8.根据权利要求1至7其中之一所述的功率器件，其特征在于，所述晶体管20为增强型场效应晶体管。

9.根据权利要求8所述的功率器件，其特征在于，所述增强型场效晶体管为gan增强型场效应晶体管。

10.根据权利要求9所述的功率器件，其特征在于，所述gan增强型场效晶体管为algan/gan增强型场效应晶体管。

11.根据权利要求10所述的功率器件，其特征在于，所述algan/gan增强型场效晶体管为algan/gan增强型高电子迁移率场效应晶体管。

12.根据权利要求1所述的功率器件，其中

13.根据权利要求12所述的功率器件，其特征在于，所述钳位稳压电路包括：

14.根据权利要求13所述的功率器件，其特征在于，所述栅极驱动电路包括：

15.根据权利要求14所述的功率器件，其特征在于，所述反相器包括：

16.根据权利要求13所述的功率器件，其特征在于，所述栅极驱动电路包括：

17.根据权利要求16所述的功率器件，其特征在于，所述反相器包括：

18.根据权利要求12至17其中之一所述的功率器件，其特征在于，所述晶体管20为增强型场效应晶体管。

19.根据权利要求18所述的功率器件，其特征在于，所述增强型场效晶体管为gan增强型场效应晶体管。

20.根据权利要求19所述的功率器件，其特征在于，所述gan增强型场效晶体管为algan/gan增强型场效应晶体管。

21.根据权利要求20所述的功率器件，其特征在于，所述algan/gan增强型场效晶体管为algan/gan增强型高电子迁移率场效应晶体管。

技术总结
本公开提供了一种功率器件，其包括晶体管以及钳位驱动电路。钳位驱动电路被配置为：从功率器件的第一引脚接收第一电压；从功率器件的第二引脚接收第二电压；当第一电压高于第二电压时，基于第一电压生成栅极驱动电压到晶体管的栅极；当第一电压低于第二电压时，基于第二电压生成栅极驱动电压到晶体管的栅极；以及当第一电压等于第二电压时，基于第一电压或第二电压生成栅极驱动电压到晶体管的栅极。该钳位驱动电路可以处理以及有效地利用大范围的输入电压，无需额外电源引脚提供正常准确的驱动电压来驱动晶体管，确保了晶体管可以发挥其最优的开关性能。而且功率器件只需要三引脚的封装，散热性能好，具有较高的可靠性以及大大方便了后序的线路板封装。

技术研发人员：林逸铭,孔鹏举,陈敏,盛健健
受保护的技术使用者：英诺赛科（珠海）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12