电子电路和用于操作晶体管装置的方法
【技术领域】
[0001]本公开大体涉及包括至少两个晶体管器件(例如HEMT (高电子迀移率晶体管))的电子电路和用于操作这样的电路的方法。
【背景技术】
[0002]晶体管在各种各样的不同电子或电应用(例如工业应用、汽车应用或消费电子设备应用)中被广泛用作电子开关。可通过施加适当的驱动信号到晶体管的控制端子(栅极端子)来导通和关断晶体管。在导通状态中，晶体管是传导的并且允许电流流经负载路径(漏-源路径)。在关断状态中，晶体管是阻塞的并且防止电流流经负载路径。
[0003]当晶体管被操作为开关时，损耗发生。这些损耗包括传导损耗和切换损耗。“传导损耗”是当电流流经负载路径时在晶体管中发生的那些损耗。这些损耗等同于当晶体管处于导通状态中时在晶体管中耗散的能量(电力)。这些传导损耗基本上取决于晶体管的导通电阻(R?)，该导通电阻是处于导通状态中的负载路径的电阻。“切换损耗”是在导通和关断晶体管中包含的那些损耗。即，切换损耗基本上由改变晶体管的切换状态所需要的能量来限定。
【发明内容】
[0004]一个实施例涉及一种电子电路。该电子电路包括具有第一类型晶体管器件和至少一个第二类型晶体管器件的晶体管装置，每个晶体管器件包括控制节点和在第一负载节点和第二负载节点之间的负载路径并且具有并联连接的负载路径。电子电路还包括耦合到第一类型晶体管器件的控制节点和第二类型晶体管器件的控制节点并且被配置为接收输入信号的驱动电路。第一类型晶体管器件和第二类型晶体管器件中的每个包括在负载路径中的二维电子气(2DEG)以及邻近该2DEG的场板，其中第一类型晶体管器件的场板连接到第一类型晶体管器件的控制节点和第二负载节点中的一个。驱动电路被配置为接收表示晶体管装置的至少一个负载参数的负载信号并且被配置为基于负载信号来对该至少一个第二类型晶体管器件进行激活和解激活之一。
[0005]一个实施例涉及一种方法。该方法包括获得表示包括第一类型晶体管器件和至少一个第二类型晶体管器件的晶体管装置的至少一个负载参数的负载信号；通过驱动电路接收输入信号；以及通过驱动电路基于负载信号对所述至少一个第二类型晶体管器件进行激活和解激活之一。第一类型晶体管器件和至少一个第二类型晶体管器件中的每个包括控制节点、在第一负载节点和第二负载节点之间的负载路径、在负载路径中的二维电子气(2DEG)、以及邻近该2DEG的场板。第一类型晶体管器件和至少一个第二类型晶体管器件的负载路径并联连接，并且第一类型晶体管器件的场板连接到第一类型晶体管器件的控制节点和第二负载节点中的一个。
[0006]另一实施例涉及一种电子电路。该电子电路包括具有多个晶体管器件的晶体管装置，每个晶体管器件包括控制节点和在第一负载节点和第二负载节点之间的负载路径，并且具有并联连接的负载路径；以及驱动电路，该驱动电路耦合到多个晶体管器件中的每个的控制节点并且被配置为接收输入信号。多个晶体管器件中的每个包括在负载路径中的二维电子气(2DEG)，以及邻近该2DEG的场板。驱动电路被配置为接收表示晶体管装置的至少一个负载参数的负载信号并且被配置为基于负载信号对多个晶体管器件中的至少一个进行激活和解激活之一。
[0007]本领域技术人员在阅读以下详细描述后并且在查看附图之后将认识到附加的特征和优点。
【附图说明】
[0008]下文参考附图解释示例。附图用于图示某些原理，从而仅图示了对于理解这些原理所必须的方面。附图不是按照比例的。在附图中，相同附图标记表示同样的特征。
[0009]图1示出包括具有第一类型晶体管器件和第二类型晶体管器件的晶体管装置和驱动电路的电子电路的一个实施例；
图2图示了根据一个实施例的第一类型晶体管器件的垂直横截面视图；
图3图示了根据一个实施例的第二类型晶体管器件的垂直横截面视图；
图4A-4B分别示出第一类型晶体管器件和第二类型晶体管器件所集成于的半导体主体的顶视图和垂直横截面视图；
图5图不驱动电路的一个实施例；
图6图示在驱动电路中的第一驱动单元的一个实施例；
图7图示在驱动电路中的第二驱动单元的一个实施例；
图8图示基于负载信号的驱动电路的操作；
图9图示其中基于晶体管装置的负载电流生成负载信号的电子电路的一个实施例；
图10图示其中基于晶体管装置的温度生成负载信号的电子电路的一个实施例；
图11图示其中基于晶体管装置的输入信号的频率生成负载信号的电子电路的一个实施例；
图12示出包括具有第一类型晶体管器件和多个第二类型晶体管器件的晶体管装置和驱动电路的电子电路的一个实施例；以及
图13示出包括具有多个第二类型晶体管器件的晶体管装置和驱动电路的电子电路的一个实施例。
【具体实施方式】
[0010]在以下详细描述中，参考附图。附图形成描述的一部分并且通过图示的方式示出其中可以实践本发明的具体实施例。应当理解的是，本文描述的各种实施例的特征可以相互组合，除非另外特别指出。
[0011]图1示出包括具有第一类型晶体管器件I和第二类型晶体管器件2的晶体管装置和被配置为驱动晶体管装置的驱动电路3的电子电路的一个实施例。在图1中，第一类型晶体管器件I和第二类型晶体管器件2通过电路符号来表示。下文更详细地参考图2和3解释第一类型晶体管器件I和第二类型晶体管器件2的实施例。
[0012]参考图1，第一类型晶体管器件I和第二类型晶体管器件2中的每个包括控制节点13、23和在第一负载节点11、21和第二负载节点12、22之间的负载路径。第一类型晶体管器件I和第二类型晶体管器件2的负载路径并联连接。即，第一类型晶体管器件I和第二类型晶体管器件2使它们的第一负载节点11、21电连接，并且第一类型晶体管器件I和第二类型晶体管器件2使它们的第二负载节点12、22电连接。
[0013]第一类型晶体管器件I和第二类型晶体管器件2中的每个进一步包括由图1所示的等效电路图中的电路节点14、24表示的场板(场电极)。第一类型晶体管器件I的场板14电耦合到第一类型晶体管器件I的控制节点13和第二负载节点12中的一个。在图1所示的实施例中，第一类型晶体管器件I的场板14连接到第二负载节点12。可替换地(并且在图1中未示出)，场板14连接到第一类型晶体管器件I的控制节点13。第二类型晶体管器件2的场板24未永久耦合到第二类型晶体管器件2的栅极节点23和第二负载节点22中的一个，但是耦合到驱动电路3。
[0014]第一类型晶体管器件I和第二类型晶体管器件2均使其控制节点13、23耦合到驱动电路3，以便由驱动电路3驱动。驱动电路3被配置为根据驱动电路3的输入信号Sin来驱动具有第一类型晶体管器件I和第二类型晶体管器件2的晶体管装置。输入信号Sin定义晶体管装置的期望工作节点(工作状态)。基于输入信号Sin，驱动电路3被配置为将晶体管装置操作在导通模式(导通状态)和关断模式(关断状态)中的一个中。在导通模式中，至少第一类型晶体管器件I是传导的(被导通)。在关断模式中，第一类型晶体管器件I和第二类型晶体管器件2两者都是阻塞的(被关断)。可通过施加适当的驱动信号到相应控制节点13、23来均导通或关断第一类型晶体管器件I和第二类型晶体管器件2。这在下文被更详细地解释。
[0015]电子电路可被用作用于切换(控制)经由负载Z的负载电流込的电子开关。为此，晶体管装置可以与负载Z串联连接，而包括晶体管装置和负载Z的串联电路耦合在用于接收第一和第二(正和负)供电电位V+、GND的第一和第二供电节点之间。根据一个实施例，第一供电电位V+是正供电电位，并且第二供电电位是负供电电位或参考电位，例如地。更具体地，第一类型晶体管器件I和至少一个第二类型晶体管器件2的负载路径与负载Z串联连接。负载Z可包括任何类型的电或电子负载。负载Z可甚至包括与晶体管装置一起可形成半桥的一个或多个另外的晶体管。在图1所示的实施例中，晶体管装置被连接作为在负载Z和负供电电位/参考电位GND之间的低侧开关。然而，这仅仅是示例。晶体管装置还可以被连接