[发明专利]包括故障安全下拉电路的功率器件和电子开关器件

权利要求书

1.一种功率器件，包括：

常关功率晶体管，其包括栅极、源极和漏极；

控制端子，其电连接至所述栅极；

第一负载端子，其电连接至所述漏极；

第二负载端子，其电连接至所述源极；

开尔文源KS端子；以及

故障安全下拉电路，其包括：

常通下拉晶体管，其被配置成在所述控制端子和所述KS端子之间未施加电压时将所述栅极短路至所述源极，并且包括下拉栅极、下拉源极和下拉漏极；以及

下拉控制电路，其连接在所述下拉栅极与所述下拉源极之间，并且被配置成在所述控制端子与所述KS端子之间施加接通电压时，自主地将相对于所述下拉源极的负电压施加至所述下拉栅极，并且在所述控制端子与所述KS端子之间未施加所述接通电压时，自主地对所述负电压进行放电。

2.根据权利要求1所述的功率器件，其中，所述下拉控制电路包括：

电阻器，其耦接在所述下拉栅极与所述下拉源极之间，以便当在所述控制端子与所述KS端子之间未施加所述接通电压时，自主地对所述负电压进行放电。

3.根据权利要求1所述的功率器件，其中，所述下拉控制电路包括：

电压箝位部，其被耦接在所述下拉源极与所述下拉栅极之间，以便在所述控制端子与所述KS端子之间施加比接通所述常关功率晶体管和关断所述常通下拉晶体管所需的阈值电压更高的电压时，将相对于所述下拉源极的所述负电压施加至所述下拉栅极。

4.根据权利要求3所述的功率器件，其中，所述电压箝位部包括串联耦接的一个或更多个二极管，并且所述一个或更多个二极管的组合阈值电压提供施加至所述下拉栅极的相对于所述下拉源极的负电压，使得所述负电压低于所述常通下拉晶体管的负关断阈值。

5.根据权利要求1所述的功率器件，其中，所述常关功率晶体管是增强型氮化镓高电子迁移率晶体管GaN HEMT。

6.根据权利要求5所述的功率器件，其中，所述增强型GaN HEMT是栅极注入晶体管GIT。

7.根据权利要求5所述的功率器件，其中，所述常通下拉晶体管是耗尽型GaN HEMT。

8.根据权利要求1所述的功率器件，其中，所述接通电压是等于或超过所述常关功率晶体管的接通阈值电压与所述常通下拉晶体管的关断阈值电压的幅值之和的正电压，其中，所述常通下拉晶体管被布置成当在所述控制端子和所述KS端子之间施加的电压小于所述常通下拉晶体管的关断阈值电压的幅值时，将所述栅极短路至所述源极，并且所述下拉控制电路被配置成当在所述控制端子和所述KS端子之间施加的电压小于所述常通下拉晶体管的关断阈值电压的幅值时，自主地对所述负电压进行放电。

9.一种电子开关器件，包括：

常关功率晶体管，其被集成在半导体管芯中并且包括栅极、源极和漏极；

控制端子，其电连接至所述栅极；

第一负载端子，其电连接至所述漏极；

第二负载端子，其电连接至所述源极；

开尔文源KS端子；以及

故障安全下拉电路，其与所述常关功率晶体管集成在同一半导体管芯中并且包括：

常通下拉晶体管，其被配置成在所述控制端子和所述KS端子之间未施加电压时将所述栅极短路至所述源极，并且包括下拉栅极、下拉源极和下拉漏极；以及

下拉控制电路，其连接在所述下拉栅极与所述下拉源极之间，并且被配置成在所述控制端子与所述KS端子之间施加接通电压时，自主地将相对于所述下拉源极的负电压施加至所述下拉栅极，并且当在所述控制端子与所述KS端子之间未施加所述接通电压时，自主地对所述负电压进行放电。

10.根据权利要求9所述的电子开关器件，其中，所述半导体管芯包括III-V族材料。

11.根据权利要求10所述的电子开关器件，其中，所述III-V族材料是氮化镓GaN。