[发明专利]一种功率器件、桥臂电路、功率模块及电子设备

说明书

本申请提出一种功率器件、桥臂电路、功率模块及电子设备，该功率器件包括多个栅极；发射极具有多个发射区域，发射区域的数目与栅极的数目相等；每个发射区域中均设置有一个栅极。本申请中功率器件的不同区域由单独的栅极进行控制，实现对单个功率器件的分区域独立控制。采用该功率器件的功率模块能够通过多个栅极实现分区控制，根据负载电流的大小控制功率模块中各相桥臂电路中参与工作的栅极的数目，从而实现功率控制的分区域控制。当负载电流接近额定电流的情况下，所有区域都参与工作。当负载电流较小的情况下，实现只有满足当前较小的电流需求的相应数量的区域参与工作，其他区域不参与工作，提高系统在小电流负载下的效率。

技术领域

本申请属于功率半导体器件技术领域，具体涉及一种功率器件、桥臂电路、功率模块及电子设备。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)是一种功率器件，其运用一个MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化层半导体场效晶体管)结构的栅驱动电流向一个双极结型晶体管提供基极电流，使其兼具双极结型晶体管的大电流能力和场效应管的压控型驱动电路。IGBT具有极大的通流能力，在中高压领域备受青睐。

目前相关技术中，功率模块中包括多个IGBT，功率模块的额定通流能力很大。通流能力与芯片面积正相关，因此功率模块的芯片面积也很大。而较大的芯片面积会导致较高的开关损耗，使得功率模块在负载电流较小的情况下效率很低。

发明内容

本申请提出一种功率器件、桥臂电路、功率模块及电子设备，功率器件的发射极具有多个发射区域，发射区域的数目与栅极的数目相等；每个发射区域中均设置有一个栅极。功率器件的不同区域由单独的栅极进行控制，实现对单个功率器件的分区域独立控制。

本申请第一方面实施例提出了一种功率器件，包括发射极，还包括多个栅极；

所述发射极具有多个发射区域，所述发射区域的数目与所述栅极的数目相等；

每个所述发射区域中均设置有一个所述栅极。

本申请第二方面实施例提出了一种桥臂电路，包括上桥臂模块和下桥臂模块；所述上桥臂模块和所述下桥臂模块均包括上述第一方面所述的功率器件；

所述上桥臂模块与高电压输入端、交流输出端、高压集成电路及所述下桥臂模块连接；

所述下桥臂模块与所述交流输出端、所述高压集成电路及低电压参考端连接；

所述高压集成电路依据当前的负载电流信号控制所述上桥臂模块和所述下桥臂模块中的功率器件的一个或多个栅极启用。

在本申请的一些实施例中，所述上桥臂模块包括上桥功率器件和第一续流器件；所述上桥功率器件为上述第一方面所述的功率器件；

所述上桥功率器件包括的每个栅极均与所述高压集成电路连接，所述高压集成电路依据当前的负载电流信号控制所述上桥功率器件的一个或多个栅极启用；

所述上桥功率器件的集电极与所述高电压输入端及所述第一续流器件的阴极连接；

所述上桥功率器件的发射极与所述下桥臂模块、所述交流输出端及所述第一续流器件的阳极连接。

在本申请的一些实施例中，，所述下桥臂模块包括下桥功率器件和第二续流器件；所述下桥功率器件为上述第一方面所述的功率器件；

所述下桥功率器件包括的每个栅极均与所述高压集成电路连接，所述高压集成电路依据当前的负载电流信号控制所述下桥功率器件的一个或多个栅极启用；

所述下桥功率器件的集电极与所述交流输出端、所述上桥功率器件的发射极及所述第二续流器件的阴极连接；