[发明专利]一种功率分立器件及其控制方法

说明书

本申请提供了一种功率分立器件及其控制方法，该功率分立器件充分利用了分立器件有限的引脚和面积，通过两个不同类型的可控半导体芯片之间存在至少一个连接点，将两种不同类型的可控半导体芯片合封在该功率分立器件中，可以省去硅基半导体器件的二极管。其封装后得到的控制端口用于实现对于相应可控半导体芯片的通断驱动，以使功率分立器件的主功率电流流经相应功率流端口，以及相应的可控半导体芯片；而不同类型的可控半导体芯片的性能不同，可以依据当前实际应用场景，选择合适的可控半导体芯片承担相应的损耗，进而降低功率分立器件的总损耗；也即，通过控制两类芯片的导通和关断，进而降低整体工作损耗，提高利用率，降低成本。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，更具体的说，尤其涉及一种功率分立器件及其控制方法。

背景技术

IGBT(nsulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)与MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管)都属于可控半导体高速开关，其响应速度高于继电器等，因此广泛应用于各种电路结构中。

其中，IGBT由于是双极型器件，不能实现双向电流导通，反向承受电压时，需要在外部并联一个反向二极管；这样在需要双向导通的场景时，电流可以流过二极管。但是这样就需要IGBT和二极管两个器件同时使用才能实现上述功能。而MOSFET由于内部有寄生的PN结，构成体二极管，因此一个器件就可以实现电流双向流动的功能，并且其开关损耗明显低于IGBT。

但是MOSFET不适用于大功率场景，使得无论使用反并二极管的IGBT还是MOSFET，该反并二极管的IGBT还是MOSFET的总损耗较大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种功率分立器件及其控制方法，用于在各种电流场景下，实现降低导通损耗，进而降低功率分立器件的应用成本。

本发明第一方面公开了一种功率分立器件，包括：封装外壳及封装于所述封装外壳内部的两个不同类型的可控半导体芯片；

两个不同类型的所述可控半导体芯片之间存在至少一个连接点，以使所述功率分立器件封装后具备至少两个功率流端口以及至少一个控制端口；

所述控制端口用于实现对于相应的所述可控半导体芯片的通断驱动，以使所述功率分立器件的主功率电流流经相应的所述功率流端口，以及相应的可控半导体芯片。

可选的，两个所述可控半导体芯片中，第二可控半导体芯片的第一性能优于第一可控半导体芯片；

所述第一性能包括：开通时开关损耗或两端电压下降速度，以及，关断时开关损耗或两端电压上升速度。

可选的，所述第一可控半导体芯片为硅基半导体器件。

可选的，所述第一可控半导体芯片为：至少1颗半导体晶圆并联组成。

可选的，所述硅基半导体器件为：硅基的绝缘栅双极型晶体管IGBT、晶体三极管BJT和硅基的金属-氧化物半导体场效应晶体管MOSFET中的一种。

可选的，所述第二可控半导体芯片为宽禁带半导体器件；

或者，第一可控半导体芯片为IGBT时，所述第二可控半导体芯片为硅基的金氧半场效晶体管MOSFET。

可选的，所述宽禁带半导体器件为：氮化镓场效应晶体管GaN-FET和碳化硅基的场效应晶体管SIC-MOSFET中的一种。

可选的，所述第二可控半导体芯片为：至少1颗半导体晶圆并联组成。

可选的，两个不同类型的所述可控半导体芯片并联连接后的两端分别作为一个所述功率流端口。