[实用新型]高工作电压LED保护二极管及其结构

说明书

技术领域

本实用新型属于发光器件制造领域，涉及一种LED保护二极管的技术，尤其涉及一种应用于多数目LED串联构成的LED保护二极管的结构及设计。

背景技术

由于发光二极管(LED)具有体积小、重量轻、寿命长等优点，且随着以氮化物为基础的高亮度LED应用的开发，新一代绿色环保固体照明光源氮化物LED已成为研究的重点。同时，随着LED功能性照明领域的应用快速发展，高压LED器件将成为照明领域中的一个发展趋势，并已广泛应用于照明灯具、交通指示灯、电子显示板中。

现已比较通用的一种多数目LED串联形成高工作电压LED电路为例，可以参见图1。多数目LED数目串联后形成高工作电压发光电路1，高工作电压发光电路1配上适合的恒流驱动电路2，共同组成了LED照明、显示装置，其中，所述恒流驱动电路2的输出端连接到所述发光电路1的输入端。对于高工作电压发光电路1而言，只要其中任一LED损坏就会导致整个高工作电压发光电路1上的LED熄灭，严重还会导致与所述任一LED损坏的支路并联的其它LED的损坏。因此，要想使多数目LED串联的高工作电压发光电路1在各种环境里的使用，就必须在对所述的多数目LED串联形成的高工作电压发光电路1进行保护的同时，也需要对恒流驱动电路2进行保护，以免高工作电压发光电路1损坏的同时，随之恒流驱动电路2上的电压变化过大而导致恒流驱动电路2失效的问题。

为了解决上述问题，在利用LED作为发光芯片时一方面希望通过多数目LED串联形成的负载光源以应对未来LED功能性照明领域的应用快速发展，从而促使高工作电压LED器件的广泛应用。另一发面，在实际的实施过程中仍然存在问题，亟待引进能有效改善上述缺陷的新方法，以解决多数目LED形成的负载光源中因任一LED损坏而导致整个高压发光电路不能使用的最主要的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高工作电压LED保护二极管及其结构，以解决多数目LED串联形成的高工作电压LED电路因任一LED损坏后，LED保护二极管可以在很小的电流下迅速触发启动以保证其它LED继续正常工作。

为解决上述问题，本实用新型提出的一种高工作电压LED保护二极管，包括：

PNP三极管、NPN三极管、P/N+反向二极管、P/N外延二极管和P/N+正向二极管模块；

所述PNP三极管的发射极与所述P/N外延二极管的负极连接，所述PNP三极管的基极及P/N+反向二极管的负极与NPN三极管的集电极连接，所述PNP三极管的集电极与所述NPN三极管的基极连接，所述NPN三极管的发射极与P/N+正向二极管模块的正极连接，P/N+正向二极管模块的负极与所述P/N外延二极管的正极及所述P/N+反向二极管的正极连接。

进一步地，在所述P/N+正向二极管模块的负极、所述P/N外延二极管的正极、所述P/N+反向二极管的正极连接处引出金属铝电极，在所述PNP三极管的发射极与所述P/N外延二极管的负极处引出电极。

相应的，本实用新型提供了一种高工作电压LED保护二极管电路的结构，包括：

半导体衬底、形成所述半导体衬底上的N型外延层、穿透所述N型外延层与所述半导体衬底相连的第一隔离P+、第二隔离P+和第三隔离P+，由所述第一隔离P+和所述第二隔离P+构成第一隔离区，由所述第二隔离P+和所述第三隔离P+构成第二隔离区；

形成所述第一隔离区的第一P基区和第二P基区，形成所述第一P基区上且与所述第一P基区有部分重叠的第一发射区N+，形成所述第二P基区中的第二发射区N+，由所述第一发射区N+和所述第一P基区构成的P/N+反向二极管，由所述半导体衬底、位于所述第一隔离区的所述N型外延层和所述第二P基区构成的PNP三极管，由位于所述第一隔离区的所述N型外延层、所述第二P基区和所述第二发射区N+构成的NPN三极管；

形成所述第二隔离区的半导体衬底上、N型外延层底部区域中的N+埋层，形成所述第二隔离区中的N个第三P基区，形成所述每个第三P基区中的第三发射区N+，由所述每个第三P基区及形成所述每个第三P基区中的第三发射区N+构成的N个P/N+正向二极管，形成所述第二隔离区中的第四P基区，形成所述第二隔离区的所述N型外延层中的右边第四发射区N+，由位于所述第二隔离区的所述N型外延层、所述第四P基区和所述右边第四发射区N+构成的P/N外延二极管；

位于上述结构表面上的引线孔窗口，从所述引线孔窗口引出的各电极；

位于所述半导体衬底底部的背面金属。