[发明专利]一种功率器件过流保护电路

说明书

本发明涉及功率器件技术领域，公开了一种功率器件过流保护电路，第一增强型器件的栅极分别连接第二增强型器件的栅极和第三增强型器件的漏极，第二增强型器件的漏极连接第一增强型器件的漏极，第二增强型器件的源极分别连接第三增强型器件的栅极和升压元件的一端，升压元件的另一端连接第三增强型器件的源极、第一增强型器件的源极和接地端；使得当器件处于过流状态时，第三增强型器件的栅极得到第二增强型器件和升压元件组成的分压路径的分压；分压使第三增强型器件开启并泄放掉第一增强型器件的栅极电荷，使第一增强型器件及时关断，从而有效保护第一增强型器件，避免第一增强型器件在过流状态下被持续大电流烧毁。

技术领域

本发明涉及功率器件技术领域，具体为一种功率器件过流保护电路。

背景技术

氮化镓功率器件通常被设计开启在线性区，关断在截止区，并在此二区切换实现开关功能。为了提升开启速度，氮化镓功率器件的栅极驱动电压往往被设计得较高；其中，对于增强型器件，一般为6V。如图1所示为由驱动单元向氮化镓功率器件的栅极发送电压信号从而开启氮化镓功率器件的电路示意图，其中，驱动单元的第一电压信号输出端连接功率器件的栅极，而驱动单元包含但不仅限于单级CMOS反向器，可以是多级CMOS反向器，也可以是单级或多级GaN基反向器，还可以包含单级或多级buffer；即可以将驱动单元的电压信号输出端作为驱动单元的第一电压信号输出端连接功率器件的栅极，但不限定。

但是，传统的氮化镓功率器件一般不包含过流保护功能，即没有预防氮化镓功率器件长时间工作在饱和区的机制，即当驱动电压持续输出电压时，器件有过流导致结温过高而损坏的风险。具体为：当氮化镓功率器件的漏-源电压Vds＞饱和电压Vdsat时，器件会被拉到饱和区，导致漏-源电流Ids急剧增加、功耗变大、结温升高，最终氮化镓功率器件会由于持续大电流引起的结温过高而烧毁。

发明内容

本发明的目的在于克服现有氮化镓功率器件会由于持续大电流引起的结温过高而烧毁的问题，提供了一种功率器件过流保护电路。

为了实现上述目的，本发明提供一种功率器件过流保护电路，包括第一增强型器件、第二增强型器件、第三增强型器件、升压元件；

第一增强型器件的栅极分别连接第二增强型器件的栅极和第三增强型器件的漏极，第二增强型器件的漏极连接第一增强型器件的漏极，第二增强型器件的源极分别连接第三增强型器件的栅极和升压元件的一端，升压元件的另一端连接第三增强型器件的源极、第一增强型器件的源极和接地端。

作为一种可实施方式，所述第一增强型器件和所述第二增强型器件分别为同一功率器件的MainFET和SenseFET。

作为一种可实施方式，所述升压元件具体为第一电阻，所述第一电阻具体为第一二维电子气电阻或者第一金属电阻。

作为一种可实施方式，所述升压元件为由多个二极管以阴极连接阳极的方式串联形成的第一二极管串，所述第一二极管串具有阳极端和阴极端；第一二极管串的阳极端连接第二增强型器件的源极，第一二极管串的阴极端连接第三增强型器件的源极、第一增强型器件的源极和接地端；；其中，所述第一二极管串的开启电压大于第三增强型器件的阈值电压和第一增强型器件的导通电压；所述第一二极管串的二极管为肖特基/PN结二极管或者通过GaN FET栅源短接构成，当通过GaN FET栅源短接构成时，所述第一二极管串中的二极管基于同一氧化镓功率器件制备工艺形成。

作为一种可实施方式，还包括用于与第一驱动单元相连的第一电压信号输入端和第二电压信号输入端，所述第一电压信号输入端分别连接第二增强型器件的栅极、第一增强型器件的栅极和第三增强型器件的漏极，第二电压信号输入端连接接地端。