[发明专利]一种集成启动功能的晶体管模块及其半导体模块和电压变换电路

说明书

本发明公开了一种晶体管模块。晶体管模块包括作为功率开关的第一晶体管和作为启动电路的第二晶体管，第二晶体管用于为控制电路提供启动电流，其中第一晶体管的第一端耦接第二晶体管的第一端，第一晶体管的第二端耦接第二晶体管的控制端，第二晶体管的第二端用于提供启动电流。该方案将启动电路完全和功率开关集成，启动电路无需采用外部电阻和内置集成电阻，集成度高。因避免了耐高压大电阻的集成，降低了集成电阻带来的损耗，控制简单。

技术领域

本发明涉及电子领域，具体但不限于涉及一种集成启动功能的功率晶体管模块及其半导体模块和电压变换电路。

背景技术

启动电路用于在控制电路为开关电路提供控制脉冲信号前为控制电路提供电源。常见的启动电路往往都采用电阻，将输入电压源通过电阻产生电流进而为控制电路供电。图1示出了一种现有技术中的典型的启动电路，包括一启动电阻Rs，当开关电路开始工作时，输入电源通过启动电阻Rs形成充电电流向电容Cdd充电，向控制电路(图示为IC)提供电源，启动系统工作。当开关电路正常工作时，转由供电电路为控制电路供电，如由图中的辅助绕组Na上产生的电压为控制电路供电。

但是，启动电路的电阻上会持续消耗较多的电能，损耗较大。另外，由于考虑到启动电阻的损耗，一般电阻阻值较大，因此，启动电流较小，由此导致系统的启动时间较长。

同时，耐受高压的高阻值电阻不易集成，采用外置电阻会增加系统的体积，而采用集成电阻将增加工艺的难度，增加半导体芯片面积和成本。

发明内容

为了解决上述至少部分问题，本发明提出了一种集成启动功能的功率晶体管模块及其半导体模块和电压变换电路。

根据本发明的第一个方面，一种晶体管模块包括：第一晶体管，具有第一端、第二端和控制端；以及第二晶体管，用于为控制电路提供启动电流，第二晶体管具有第一端、第二端和控制端，其中第一晶体管的第一端耦接第二晶体管的第一端，第一晶体管的第二端耦接第二晶体管的控制端，第二晶体管的第二端用于提供启动电流电压。

在一个实施例中，当系统启动时，第一晶体管处于关断状态，第二晶体管处于导通状态；当第一晶体管正常工作时，第二晶体管关断。

在一个实施例中，第一晶体管构成开关电路的功率开关的全部或一部分。

在一个实施例中，晶体管模块制作在同一半导体基底上，形成一半导体晶片，半导体晶片具有四个端口，其中第一端口耦接第一晶体管的第一端和第二晶体管的第一端，第二端口耦接第一晶体管的第二端和第二晶体管的控制端，第三端口耦接第一晶体管的控制端，第四端口耦接第二晶体管的第二端。

在一个实施例中，第四端口耦接控制电路的第一端，当第四端口与第二端口上的电压差小于第一阈值时，控制电路的第一端输入阻抗小于第一阻值时，第二晶体管处于导通状态；当第四端口与第二端口上的电压差大于第二阈值时，控制电路的第一端输入阻抗大于第二阻值时，第二晶体管关断，其中第一阈值小于第二阈值，第一阻值小于第二阻值。

在一个实施例中，第一晶体管包括增强型MOSFET管，第二晶体管包括耗尽型MOSFET管，第一晶体管的漏极耦接第二晶体管的漏极，第二晶体管的栅极耦接第一晶体管的源极，当第二晶体管源极电压减去第二晶体管栅极电压的值小于第一阈值时，第二晶体管沟道存在，当第二晶体管源极电压减去第二晶体管栅极电压的值大于第二阈值时，第二晶体管沟道夹断，其中第一阈值小于第二阈值。

根据本发明的第二个方面，一种集成启动功能的功率晶体管模块，具有漏极端、源极端、启动端和控制端，其中启动端用于耦接控制电路的第一端，控制端用于耦接控制电路的第二端，其中：在启动阶段，电流以第一电流流进漏极端，以第一电流从启动端流至控制电路的第一端用于为控制电路提供启动电流，控制端电压小于第三阈值；以及在工作阶段，启动端无电流，控制端电压至少部分时间大于第四阈值，其中第三阈值小于第四阈值。