[发明专利]高电压半导体开关以及用于切换高电压的方法

权利要求书

1.一种高电压半导体开关，包括：

第一场效应晶体管，所述第一场效应晶体管具有源极、漏极和栅极，并且被适配为以额定高电压水平切换电压，其中所述第一场效应晶体管是常关断型的增强模式晶体管；

第二场效应晶体管，所述第二场效应晶体管有源极、漏极和栅极，与所述第一场效应晶体管串联连接，其中所述第二场效应晶体管是常导通型的耗尽模式晶体管；以及

控制单元，所述控制单元连接至所述第一场效应晶体管的所述漏极和所述第二场效应晶体管的所述栅极，并且可操作用于如果跨所述第一场效应晶体管的漏极-源极电压超过所述额定高电压水平时阻断所述第二场效应晶体管。

2.根据权利要求1所述的高电压半导体开关，其中所述第一场效应晶体管和所述第二场效应晶体管形成共源共栅电路。

3.根据权利要求1所述的高电压半导体开关，其中所述第一场效应晶体管从n沟道MOSFET、超结晶体管、MISFET、IGBT、JFET和HEMT所组成的群组中进行选择。

4.根据权利要求1所述的高电压半导体开关，其中所述第二场效应晶体管从n沟道MOSFET、JFET和HEMT所组成的群组中进行选择。

5.根据权利要求1所述的高电压半导体开关，其中第一电压限制元件与所述第一场效应晶体管的所述源极-漏极路径并联连接。

6.根据权利要求1所述的高电压半导体开关，其中第二电压限制元件与所述第二场效应晶体管的所述源极-漏极路径并联连接。

7.根据权利要求1所述的高电压半导体开关，其中所述控制单元包括串联连接在所述第一场效应晶体管的所述漏极和所述源极之间的齐纳二极管和电阻器，其中所述齐纳二极管和所述电阻器的共用连接端子连接至所述第二场效应晶体管的所述栅极。

8.根据权利要求7所述的高电压半导体开关，其中所述齐纳二极管和所述电阻器是独立于所述第一场效应晶体管和所述第二场效应晶体管的离散电路元件。

9.根据权利要求7所述的高电压半导体开关，其中所述第一场效应晶体管、所述第二场效应晶体管、所述齐纳二极管和所述电阻器被布置在共用的多芯片封装内。

10.根据权利要求1所述的高电压半导体开关，其中所述第二场效应晶体管的所述源极和所述第一场效应晶体管的所述漏极电连接至共用节点，并且其中所述第一场效应晶体管的所述源极连接至第一端子并且所述第二场效应晶体管的所述漏极连接至第二端子以向所述第一场效应晶体管和所述第二场效应晶体管供应电压。

11.根据权利要求1所述的高电压半导体开关，进一步包括连接在所述第一场效应晶体管的所述源极和所述漏极之间的第一电压限制元件。

12.根据权利要求1所述的高电压半导体开关，进一步包括连接在所述第二场效应晶体管的所述源极和所述漏极之间的第二电压限制元件。

13.一种高电压半导体开关，包括：

集成半导体器件，所述集成半导体器件具有单元区、外缘以及布置在所述外缘和所述单元区之间的边缘终止区，所述集成半导体器件包括：

第一场效应晶体管，所述第一场效应晶体管具有源极、漏极和栅极，并且被适配为以额定高电压水平切换电压；以及

串联连接在所述第一场效应晶体管的所述漏极和所述源极之间的齐纳二极管和电阻器，其中所述齐纳二极管和所述电阻器单片集成在所述集成半导体器件的所述边缘终止区中；以及

第二场效应晶体管，所述第二场效应晶体管具有源极、漏极和栅极；

其中所述第二场效应晶体管利用它的所述源极连接至所述第一场效应晶体管的所述漏极；

其中所述齐纳二极管和所述电阻器的连接端子连接至所述第二场效应晶体管的所述栅极。

14.根据权利要求13所述的高电压半导体开关，其中所述电阻器以多晶硅n+/n-/n+结构提供，所述多晶硅n+/n-/n+结构嵌入在所述集成半导体器件的所述边缘终止区中的电介质层中。

15.根据权利要求13所述的高电压半导体开关，其中所述齐纳二极管包括n-阱区，所述n-阱区与p+区形成pn结，并且其中所述n-阱区和所述p+区嵌入在所述集成半导体器件的所述边缘终止区中。