[发明专利]同步开关变换器及用于同步开关变换器的集成半导体开关器件

权利要求书

1.一种用于同步开关变换器的集成半导体开关器件，包括：

第一半导体单元，包括具有体二极管的MOS元件，所述MOS元件具有源极、漏极和栅极；以及

第二半导体单元，与第一半导体单元并联连接，所述第二半导体单元包括二极管，所述二极管具有阳极和阴极，其中阳极耦接至MOS元件的源极，阴极耦接至MOS元件的漏极，所述二极管的导通压降小于MOS元件体二极管的导通压降；其中

第二半导体单元根据流过集成半导体开关器件的电流分布而不均匀地分布于第一半导体单元中，在电流越大的区域，第二半导体单元所占的面积越大，以及在电流越小的区域，第二半导体单元所占的面积越小。

2.如权利要求1所述的集成半导体开关器件，其中第二半导体单元和第一半导体单元的面积比在第一方向上减小。

3.如权利要求1所述的集成半导体开关器件，其中第二半导体单元和第一半导体单元的面积比在第一方向和第二方向上同时减小。

4.如权利要求1所述的集成半导体开关器件，其中第二半导体单元和第一半导体单元的面积比在相反的两个方向上同时增大。

5.如权利要求1所述的集成半导体开关器件，其中第二半导体单元和第一半导体单元的面积比在第一方向和第二方向上增大，在第第三方向上减小，其中第一方向和第二方向相反，第三方向垂直于第一方向和第二方向。

6.一种用于同步开关变换器的集成半导体开关器件，包括：

第一半导体单元，包括具有体二极管的MOS元件，所述MOS元件具有源极、漏极和栅极；以及

第二半导体单元，与第一半导体单元并联连接，所述第二半导体单元包括金属氧化物场效应晶体管，所述金属氧化物场效应晶体管具有源极、漏极和栅极，其中金属氧化物场效应晶体管的漏极耦接至MOS元件的漏极，金属氧化物场效应晶体管的源极和栅极耦接至MOS元件的源极，所述金属氧化物场效应晶体管的开启电压小于MOS元件的开启电压；其中

第二半导体单元根据流过集成半导体开关器件的电流分布而不均匀地分布于第一半导体单元中，在电流越大的区域，第二半导体单元所占的面积越大，以及在电流越小的区域，第二半导体单元所占的面积越小。

7.一种同步开关变换器，包括输入端口和提供输出信号的输出端口，所述同步开关变换器包括：

输入电容，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至输入端口，第二端耦接至系统地；

功率开关，可控制为调节输出信号；

电感，在功率开关导通时储存能量，以及在功率开关关断时释放能量；

同步开关，可控制为在功率开关关断时提供电感电流的传导路径；以及

输出电容，具有第一端和第二端，其中所述输出电容的第一端耦接至输出端口，所述输出电容的第二端耦接至系统地；其中

同步开关包括如权利要求1～6所述的集成半导体开关器件。

8.如权利要求7所述的同步开关变换器，其中越靠近输入电容的区域，第二半导体单元所占的面积越大，第一半导体单元所占的面积越小。

9.如权利要求7所述的同步开关变换器，包括同步降压变换器，其中：

功率开关包括源极、漏极和栅极，其中功率开关的漏极耦接至输入端口，功率开关的栅极接收第一开关控制信号；

同步开关包括源极、漏极和栅极，其中同步开关的漏极耦接至功率开关的源极，同步开关的源极耦接至系统地，同步开关的栅极接收第二开关控制信号；以及

电感包括第一端和第二端，其中电感的第一端耦接至功率开关的源极和同步开关的漏极，电感的第二端耦接至输出端口。

10.一种用于同步开关变换器的集成半导体开关器件，包括：

第一半导体单元，包括第一掺杂类型的半导体衬底，第二掺杂类型的外延层，在外延层中形成的第一掺杂类型的体区和第二掺杂类型的漂移区，在体区中形成的第二掺杂类型的源极，在漂移区中形成的第二掺杂类型的漏极，位于源极和漏极之间的栅介质层，以及位于栅介质层上方的栅极，其中所述第一掺杂类型和第二掺杂类型相反；以及

第二半导体单元，包括第一区域和第二区域，其中第一区域电连接至第一半导体单元的漏极，第二区域电连接至第一半导体单元的源极，所述第二半导体单元包括金属氧化物场效应晶体管或二极管；其中

第二半导体单元根据电流的分布不均匀地分布于第一半导体单元中，在电流越大的区域，第二半导体单元所占的面积越大，以及在电流越小的区域，第二半导体单元所占的面积越小。