[发明专利]基于III-V族半导体材料的AC开关

权利要求书

1.一种功率电路，包括：

半导体裸片，包括：

共同衬底，以及

III-V半导体层，形成在所述共同衬底顶部上，其中：

至少一个双向开关器件至少部分地形成在所述III-V半导体层内，并且

所述至少一个双向开关包括至少第一负载端子和第二负载端子；以及

耦合结构，配置用于将所述半导体裸片的所述共同衬底动态地耦合至所述第一负载端子的第一电位与所述第二负载端子的第二电位之中的最低电位。

2.根据权利要求1所述的功率电路，其中

所述III-V半导体层包括III-V半导体材料，其中III-V半导体材料选自由下列各项构成的组：氮化硼(BN)、磷化硼(BP)、砷化硼(BAs)、氮化铝(AlN)、磷化铝(AlP)、砷化铝(AlAs)、锑化铝(AlSb)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、锑化镓(GASb)、氮化铟(InN)、磷化铟(InP)、砷化铟(InAs)、锑化铟(InSb)、氮化钛(TiN)、磷化钛(TiP)、砷化钛(TiAs)和锑化钛(TiSb)。

3.根据权利要求1所述的功率电路，其中

所述耦合结构进一步配置用于：通过将所述半导体裸片的所述共同衬底动态地耦合至所述最低电位，而防止在所述III-V半导体层中电流崩塌。

4.根据权利要求1所述的功率电路，其中：

所述耦合结构包括：第一元件，设置在所述共同衬底和所述第一负载端子之间；以及第二元件，设置在所述共同衬底和所述第二负载端子之间，

所述第一元件配置用于：响应于跨所述第一负载端子和所述第二负载端子的电压大于阈值，而将所述共同衬底电耦合至所述第一负载端子，并且

所述第二元件配置用于：响应于跨所述第一负载端子和所述第二负载端子的电压小于所述阈值，而将所述共同衬底电耦合至所述第二负载端子。

5.根据权利要求4所述的功率电路，其中

所述第一元件和所述第二元件中的每个包括相应的基于晶体管的开关。

6.根据权利要求4所述的功率电路，其中

所述第一元件和所述第二元件中的每个包括相应的二极管。

7.根据权利要求6所述的功率电路，其中

所述第一元件和所述第二元件的每个的相应二极管是肖特基二极管。

8.根据权利要求6所述的功率电路，其中

所述第一元件和所述第二元件的每个的相应二极管是低压二极管和横向高电子迁移率晶体管的相应共射共基型设置。

9.根据权利要求1所述的功率电路，进一步包括：

控制单元，配置用于控制所述耦合结构将所述半导体裸片的所述共同衬底动态地耦合至所述第一电位和所述第二电位之中的最低电位。

10.根据权利要求9所述的功率电路，其中所述控制单元进一步配置用于：

响应于确定了跨所述第一负载端子和所述第二负载端子的电压大于阈值，而确定所述第一负载端子是最低电位负载端子；以及

响应于确定了跨所述第一负载端子和所述第二负载端子的电压小于所述阈值，而确定所述第二负载端子是所述最低电位负载端子。

11.根据权利要求9所述的功率电路，其中所述控制电路进一步配置用于：

响应于确定了所述第一电位小于所述第二电位，而确定所述第一负载端子是最低电位负载端子；以及

响应于确定了所述第二电位小于所述第一电位，而确定所述第二负载端子是所述最低电位负载端子。

12.一种半导体裸片，包括：

共同衬底；

III-V半导体层，形成在所述共同衬底的顶部上；

双向开关器件，至少部分地形成在所述III-V半导体层内，所述双向开关器件具有至少第一负载端子和第二负载端子；以及

耦合结构，配置用于将所述共同衬底动态地耦合至所述第一负载端子的第一电位与所述第二负载端子的第二电位之中的最低电位。