[发明专利]具有双向开关和放电电路的半导体器件

权利要求书

1. 一种半导体器件，包括：

主双向开关，其形成在半导体衬底上并且包括第一和第二栅极，电连接到第一电压端的第一源极，电连接到第二电压端的第二源极，以及公共漏极；以及

放电电路，其包括与主双向开关单片集成的并且以公共源极配置连接到半导体衬底的辅助双向开关或多个单独的晶体管，多个单独的晶体管或辅助双向开关包括连接到主双向开关的第一源极的第一漏极，连接到主双向开关的第二源极的第二漏极，以及第一和第二栅极，第一和第二栅极中的每个与栅极驱动电路解耦合,使得至少无源地并且基于主双向开关的状态控制第一和第二栅极。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，

其中主双向开关具有四个主要操作状态：断开/断开，其中主双向开关的两个栅极都断开；导通/导通，其中主双向开关的两个栅极都导通；导通/断开，其中主双向开关的第一栅极导通并且主双向开关的第二栅极断开；以及断开/导通，其中主双向开关的第一栅极断开并且主双向开关的第二栅极导通，

其中放电电路被配置为响应于主双向开关从导通/断开状态或断开/导通状态转变到导通/导通状态而自动地使半导体衬底放电到第一电压端和/或第二电压端。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：

与主双向开关单片集成的第一二极管和第二二极管，

其中第一二极管的阳极和第二二极管的阳极连接到半导体衬底，

其中第一二极管的阴极连接到主双向开关的第一源极，

其中第二二极管的阴极连接到主双向开关的第二源极。

4.根据权利要求3所述的半导体器件，其中放电电路的辅助双向开关或多个单独的晶体管的第一和第二栅极连接在一起并且浮置。

5.根据权利要求3所述的半导体器件，其中放电电路的辅助双向开关或多个单独的晶体管的第一和第二栅极彼此断开并且每个都浮置。

6.根据权利要求3所述的半导体器件，其中第一二极管和第二二极管中的每个都是GaN二极管，所述GaN二极管包括p掺杂区和作为阳极的第一电极，以及二维电子气和作为阴极的第二电极。

7.根据权利要求3所述的半导体器件，其中第一二极管和第二二极管中的每个都是GaN晶体管，所述GaN晶体管具有连接到源极或漏极的栅极。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：

与主双向开关单片集成的第一二极管和第二二极管，

其中第一二极管的阳极连接到放电电路的辅助双向开关或多个单独的晶体管的第一栅极，

其中第一二极管的阴极连接到主双向开关的第一源极，

其中第二二极管的阳极连接到放电电路的辅助双向开关或多个单独的晶体管的第二栅极，

其中第二二极管的阴极连接到主双向开关的第二源极。

9.根据权利要求8所述的半导体器件，其中第一二极管和第二二极管中的每个都是GaN二极管，所述GaN二极管包括p掺杂区和作为阳极的第一电极，以及二维电子气和作为阴极的第二电极。

10.根据权利要求8所述的半导体器件，其中第一二极管和第二二极管中的每个都是GaN晶体管，所述GaN晶体管具有连接到源极或漏极的栅极。

11.根据权利要求8所述的半导体器件，还包括：

与主双向开关单片集成的第三二极管和第四二极管，

其中第三二极管的阳极和第四二极管的阳极连接到半导体衬底，

其中第三二极管的阴极连接到主双向开关的第一源极，

其中第四二极管的阴极连接到主双向开关的第二源极。