[发明专利]可调节晶体管器件

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及晶体管器件，特别是可调节晶体管器件。

背景技术

MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）特别是功率MOSFET被广泛用作用于切换电气负载的电子开关或者用作所有种类的开关转换器中的电子开关。功率MOSFET典型地包括均具有第一导电类型的漏极区域、与漏极区域邻接的漂移区域和源极区域，以及布置在漂移区域和源极区域之间的第二导电类型的本体区域。栅极电极用于控制源极区域与漂移区域之间的本体区域中的导电沟道。源极区域电连接到源极电极，源极电极也连接到本体区域，漏极区域电连接到漏极电极。通过向栅极端子施加适当的驱动电位可以使MOSFET导通和截止。

在特定类型的MOSFET中，场电极布置在漂移区域中并且通过介电层与漂移区域介电绝缘。场电极通常耦合到源极电极。借助于场电极，漂移区域可以比常规MOSFET中更高掺杂，从而导致在给定电压阻挡能力下的减小的导通电阻。减小的导通电阻导致晶体管器件的减少的欧姆损耗。

然而，场电极增加晶体管器件的输出电容，这增加了在晶体管器件的操作中可能出现的电容损耗。

因此需要提供具有可以在电容损耗和欧姆损耗方面得以优化的场电极的晶体管器件。

发明内容

第一实施例涉及一种晶体管器件，包括：至少一个第一类型的晶体管单元，包括漂移区域、源极区域、布置在源极区域和漂移区域之间的本体区域、漏极区域、与本体区域相邻并且通过栅极电介质与本体区域介电绝缘的栅极电极、以及与所述漂移区域相邻并且通过场电极电介质与漂移区域介电绝缘的场电极。栅极端子耦合到至少一个第一类型的晶体管单元的栅极电极，源极端子耦合到至少一个第一类型的晶体管单元的源极区域，并且控制端子被配置成接收控制信号。此外，可变电阻器连接在至少一个第一类型的晶体管单元的场电极与栅极端子和源极端子之一之间。可变电阻器包括被配置成通过在控制端子处接收的控制信号进行调节的可变电阻。

第二实施例涉及一种晶体管器件，包括：至少一个第一类型的晶体管单元，包括漂移区域、源极区域、布置在源极区域和漂移区域之间的本体区域、漏极区域、与本体区域相邻并且通过栅极电介质与本体区域介电绝缘的栅极电极、以及与所述漂移区域相邻的耗尽控制区域。栅极端子耦合到至少一个第一类型的晶体管单元的栅极电极，源极端子耦合到至少一个第一类型的晶体管单元的源极区域，并且控制端子被配置成接收控制信号。此外，可变电阻器连接在至少一个第一类型的晶体管单元的场电极与栅极端子和源极端子之一之间。可变电阻器包括被配置成通过在控制端子处接收的控制信号进行调节的可变电阻。此外，第一可控开关连接在至少一个第一类型的晶体管单元的栅极电极和栅极端子之间并且被配置成根据控制信号进行驱动。

附图说明

现在将参照附图说明示例。附图用于图示基本原理，所以仅图示了对于理解基本原理所需的方面。附图并不是按照比例绘制的。在附图中，相同的参考标号标示类似的特征。

图1图示了包括至少一个晶体管单元和可变电阻器的晶体管器件的第一实施例。

图2示出了图示晶体管器件的操作原理的图1的细节。

图3示出了图示图3的晶体管器件的操作原理的时序图。

图4图示了包括至少一个晶体管单元和可变电阻器的晶体管器件的第二实施例。

图5图示了包括至少一个晶体管单元和可变电阻器的晶体管器件的第三实施例。

图6图示了晶体管器件的一个实施例，晶体管器件包括至少一个晶体管单元和实现为耗尽型MOSFET的可变电阻器。

图7图示了图6的晶体管器件的等效电路图。

图8图示了晶体管器件的一个实施例，晶体管器件包括多个垂直晶体管单元和实现为横向耗尽型MOSFET的可变电阻器。

图9详细地示出了图8的晶体管单元的一个实施例。

图10示出了图9的晶体管器件的改型。

图11图示了晶体管器件的一个实施例，晶体管器件包括至少一个晶体管单元、可变电阻器和与可变电阻器串联连接的开关。

图12图示了晶体管器件的一个实施例，晶体管器件包括多个垂直晶体管单元、实现为横向耗尽型MOSFET的可变电阻器和实现为横向耗尽型MOSFET的开关。

图13图示了图12的晶体管器件的等效电路图。

图14示出了图12的晶体管器件的改型。

图15示出了图14的横向耗尽型MOSFET的垂直截面图。

图16图示了根据另一实施例的晶体管器件的等效电路图。