[发明专利]碳化硅二极管芯片内专用保护电路

说明书

本发明属于半导体技术领域，涉及碳化硅二极管芯片内专用保护电路，包括封装外壳、位于封装外壳内的一个或多个串联在一起的芯片以及连接于封装外壳两端的引线，所述芯片内设有碳化硅二极管、保护电路，所述保护电路包括电感和电容，所述电感和电容串联形成的保护电路与碳化硅二极管并联；所述保护电路还包括与电容并联的电阻，并联的电容和电阻与电感串联。该专用保护电路在封装结构内消除吸收碳化硅二极管在应用时与电感元件所产生的尖峰高压及高频干扰谐波，从而保护电路，提高碳化硅二极管的使用寿命；稳定并拉宽禁带的宽度，提高深度，吸收寄生谐波。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及碳化硅二极管芯片内专用保护电路。

背景技术

碳化硅是目前发展最成熟的宽禁带半导体材料，与普通硅的元器件相比，具有高耐压性，在开关电源、高频整流器上应用广泛。但由于其应用在高压电路上，在存在反向电动势时，存在爬电、漏电等危险，存在较大的安全隐患；在使用时，由于电阻的存在，会影响谐振频率，影响二极管的吸收深度。

现有硅晶二极管在使用时，由于耐压性能有限，通常会并联安全电路，从而保护电路；但碳化硅二极管应用时，由于其具有耐高压性能，除特定情况下，通常不会设置保护电路。这两种设置的保护电路需要引线长，存在电磁干扰；外置的保护电路增加了结构的复杂程度，存在安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述缺陷，本发明提供一种碳化硅二极管芯片内专用保护电路，在封装结构内消除吸收碳化硅二极管在应用时与电感元件所产生的尖峰高压及高频干扰谐波，从而保护电路，提高碳化硅二极管的使用寿命；稳定并拉宽禁带的宽度，提高深度，消除寄生谐波。

本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：碳化硅二极管芯片内专用保护电路，包括封装外壳、位于封装外壳内的一个或多个串联在一起的芯片以及连接于封装外壳两端的引线，所述芯片内设有碳化硅二极管、保护电路，所述保护电路包括电感和电容，所述电感和电容串联形成的保护电路与碳化硅二极管并联。通过电感和电容串联后与碳化硅二极管并联，吸收电路中的寄生谐波，进一步加深禁带深度，稳定并拉宽禁带的宽度；该电感和电容对碳化硅二极管的特定频率具有专用性；保护电路可以在封装结构内消除吸收碳化硅二极管在应用时与电感元件所产生的尖峰高压及特定频率干扰谐波，提高碳化硅二极管的使用寿命。

进一步的，所述保护电路还包括与电容并联的电阻，并联的电容和电阻与电感串联。当电路中增加与电容并联的电阻后，可以拉宽禁带宽度，还可以对二极管进行保护，形成的吸收回路可以解决频率高的问题，改变并控制谐振频率。

进一步的，所述电感为刻画或印刷在芯片上的蛇形引线。通过或印刷电感，可以减小该碳化硅二极管芯片内专用保护电路的体积，实现封装二极管的小型化、微型化。

进一步的，所述碳化硅二极管个数大于2时，相邻的碳化硅二极管共阴设置或共阳设置；每个碳化硅二极管分别与保护电路并联，所述保护电路为串联的电感和电容；所述保护电路包括电阻，所述电阻与电容并联后与电感串联。对每一个碳化硅二极管进行保护电路的设置，在同等数量的碳化硅二极管串并联在一起时耐压性能更好，提高使用设备的工作效率。

进一步的，所述碳化硅二极管大于2个时，所述相邻碳化硅二极管之间距离不小于3mm，所述芯片与封装外壳间的距离为0.5mm—5mm。控制内部碳化硅二极管之间的距离，可以有效防止碳化硅二极管工作时产生电磁干扰，又可以避免引线长度过长，产生引线辐射；控制芯片与封装外壳之间的距离，既能避免封装外壳的材料浪费，又可以避免封装外壳被内部高电压击穿，提高封装碳化硅二极管的保护性能，防止发生漏电、爬电现象。

进一步的，所述电容和电阻为片状或印刷结构。采用片状或印刷结构的电容器和电阻，减小封装外壳内部的空间，满足封装要求，实现更小体积的高压碳化硅二极管的制备。