[实用新型]一种合成结构的高压器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体器件技术领域，具体而言，本实用新型涉及一种合成结构的高压器件。 

背景技术

在AC/DC开关电源应用领域中，控制器芯片需要一个启动电路为其提供开启所需要的电压，在传统应用中，启动电路是从整流桥输出端串接大电阻到控制器的电源端，整流桥输出端通过大电阻给控制器芯片的旁路电容充电，当其达到启动电压之后，控制器启动，系统开始正常工作。当启动完成之后，电源端所需能量主要是靠辅助绕组给控制器芯片提供。控制器芯片正常工作之后，启动电路的电阻仍然消耗一定的功率，严重的影响了系统的整体效率。解决这个问题的一种方案是降低控制器芯片的启动电流，加大启动电阻值。但由于启动电阻较大，启动电流相应的减小，从而延长了启动时间。另外的一个方案是在控制器芯片内部集成启动电路，在控制器芯片启动完成，系统正常工作之后，关闭启动电路，去除启动电路对开关电源系统整体效率的影响。 

控制器芯片内部集成启动电路，其过程要完成从高压到低压的转换才能向控制器芯片供电，其不可避免的加大芯片的面积，如何有效减少控制器芯片面积而又不影响控制器芯片的启动要求，这是内部集成启动电路的面临必须要解决的关键问题。在控制器芯片内部也集成高压功率MOS的电源芯片中，其问题更加突出，芯片的面积很大，导致芯片成本增加。 

此外，由于现代开关电源对于降低功耗的要求与日俱增，而且绿色开关电源是所有应用所必需的，而不仅是过去所指的手持式和电池供电系统，因此在保护环境生态的大前提下，降低电力线供电系统及电池供电系统的能耗都是必不可少的，对中国来说，这更可以带来特别的优点：降低燃煤发电站的负荷。这就不仅要求电源芯片控制核心具备低功耗特性，而且还要求它具备一些能进一步降低系统功耗的特性。 

因此，有必要提出有效的技术方案，解决现有技术中开关电源芯片设计的难题。 

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是通过合成的高压器件结构，有效的节省了芯片的面积，降低芯片的成本。 

本实用新型实施例提出了一种合成结构的高压器件，包括高压功率MOS管（简称HVNMOS管）和JFET管， 

所述HVNMOS管包括漏极、源极、栅极和衬底，导电沟道为源极和漏极之间的P型阱区Pwell； 

所述JFET管包括漏极、源极、栅极和衬底，导电沟道为源极和漏极之间的N型阱区Nwell； 

所述HVNMOS管和所述JFET管共用相同的漏极（也称漏极端或漏端）。所述漏极采用N型双扩散工艺。 

进一步而言，所述衬底上还包括掩埋层Bury P和深N型阱区Deep Nwell，用于提高器件的耐压值和可靠性。 

本实用新型实施例还提出了一种采用上述合成结构的高压器件的启动电路装置，所述启动电路装置包括负阈值开关管、使能模块、防倒灌模块以及电压检测模块，其中，负阈值开关管采用上述合成结构的高压器件； 

上述合成结构的高压器件中的JFET器件的漏极、源极和栅极分别为所述负阈值开关管的输入端、输出端和控制端； 

高压输入信号接入所述负阈值开关管的输入端，负阈值开关管的输出端接防倒灌模块的输入端，负阈值开关管的控制端接使能模块的输出端，使能模块的输入端接电压检测模块的输出端，电压检测模块的输入端和芯片的电源端共接于防倒灌模块的输出端； 

所述高压输入信号接入所述负阈值开关管的输入端，通过负阈值开关管向芯片的电源端VDD提供能量，所述电压检测模块检测芯片的电源端 VDD的电压值，当电源端VDD的电压值达到芯片预定工作电压时，所述芯片启动，同时所述电压检测模块输出使能信号EN； 

所述使能模块接收所述使能信号EN，使得所述负阈值开关管截止，关闭所述负阈值开关管； 

所述防倒灌模块使得所述负阈值开关管的输入端与芯片的电源端VDD之间单向导通，防止VDD端的电流倒流回开关管的输入端。 

本实用新型实施例提出的上述方案，通过合成的高压器件结构，有效的节省了芯片的面积，降低芯片的成本。采用本实用新型提出的高压器件结构，芯片正常工作后启动电路关闭，这不仅大大降低了低功耗系统实现的难度，提高了电源系统的转换效率，同时能有效节省电路元件（启动电阻），提高了集成度。此外，本实用新型提出的上述方案，对现有的电路系统的改动很小，不会影响系统的兼容性，而且实现简单、高效。 

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。 

附图说明