[发明专利]集成式功率开关器件和电子设备

说明书

本发明实施例提供一种集成式功率开关器件和电子设备，该集成式功率开关器件包括半导体功率开关管、半导体功率二极管、高电位引脚和低电位引脚。其中，所述半导体功率开关管包括高电位端、低电位端和控制端；所述半导体功率二极管包括阳极和阴极；所述半导体功率开关管的高电位端与所述高电位引脚、所述半导体功率二极管的阳极连接，低电位端与所述半导体功率二极管的阴极、所述低电位引脚连接，所述控制端与所述高电位端连接。本发明能够在不需要额外的控制电路的条件下，控制内部半导体功率开关管的导通与关断。同时，相较于现有技术，本发明的电路结构复杂度和电路导通损耗均得到明显降低。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，具体而言，涉及一种集成式功率开关器件和电子设备。

背景技术

半导体功率器件构成的开关管是现代功率变换器的核心，半导体功率器件的性能对整个功率变换器系统的性能有至关重要的影响，因此，提高半导体器件的性能有重要意义。

其中，导通损耗是半导体整流二极管的主要损耗来源，通常整流二极管的导通损耗可以用正向导通电压VF和流过整流二极管的电流ID的乘积来表示整流二极管的导通损耗。整流二极管的正向导通电压降VF与流过二极管的电流ID的大小有关，电流ID越大，正向导通电压降VF越大，所以在大电流应用场合，整流二极管的导通损耗非常大，发热严重，需要添加较大的散热设备。

目前，针对大电流应用时整流二极管的损耗和发热严重问题，通常采用并联多个整流二极管使用的应对措施，使得流过每个整流管的电流减小，从而降低VF，降低导通损耗，同时分散发热能量，但采用多个整流二极管并联来降低整体的导通电压VF和分散散热的方式存在成本高、电路复杂且体积大的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种集成式功率开关器件和电子设备，能够有效解决上述问题。

本发明较佳实施例提供一种集成式功率开关器件，包括半导体功率开关管、半导体功率二极管、高电位引脚和低电位引脚；其中：

所述半导体功率开关管包括高电位端、低电位端和控制端；

所述半导体功率二极管包括阳极和阴极；

所述半导体功率开关管的高电位端与所述高电位引脚、所述半导体功率二极管的阳极连接，低电位端与所述半导体功率二极管的阴极、所述低电位引脚连接，所述控制端与所述高电位端连接。

在本发明较佳实施例的选择中，所述半导体功率开关管的导通阈值电压高于所述半导体功率二极管的导通电压。

在本发明较佳实施例的选择中，所述集成式功率开关器件包括壳体，所述半导体功率开关管以及半导体功率二极管封装集成于所述壳体内。

在本发明较佳实施例的选择中，所述半导体功率开关管以及半导体功率二极管分别集成于所述壳体内封装的不同的芯片，各所述芯片封装于所述壳体。

在本发明较佳实施例的选择中，所述半导体功率开关管以及半导体功率二极管集成于同一芯片，所述芯片封装于所述壳体内。

在本发明较佳实施例的选择中，所述芯片为氮化镓芯片。

在本发明较佳实施例的选择中，所述半导体功率开关管为氮化镓晶体管或碳化硅晶体管中的一种，且半导体功率开关管内部不存在寄生体二极管。

在本发明较佳实施例的选择中，所述半导体功率开关管为增强型氮化镓高电子迁移率晶体管。

在本发明较佳实施例的选择中，所述半导体功率二极管为硅二极管、氮化镓二极管或碳化硅二极管中的一种。