[发明专利]一种高温保护的GaN/SiC共源共栅开关器件

权利要求书

1.一种高温保护的GaN/SiC共源共栅开关器件，其特征在于，包括高压低频耗尽型的SiC JFET器件(1)、低压高频增强型的GaN HEMT器件(3)以及连接SiC JFET器件(1)和GaNHEMT器件(3)并集成封装在同一基板上的热释电器件(2)；其中，所述热释电器件(2)包括自发极化的热释电复合材料层(21)。

2.根据权利要求1所述的高温保护的GaN/SiC共源共栅开关器件，其特征在于，所述热释电器件(2)还包括分设于热释电复合材料层(21)上侧的第一石墨烯电极(22)、第二石墨烯电极(23)以及下侧的第一铝电极(24)、第二铝电极(25)，所述第一石墨烯电极(22)和第二石墨烯电极(23)以及第一铝电极(24)和第二铝电极(25)中间由二氧化硅绝缘层(26)进行导电隔离。

3.根据权利要求2所述的高温保护的GaN/SiC共源共栅开关器件，其特征在于，所述热释电复合材料层(21)为聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物复合材料层。

4.根据权利要求3所述的高温保护的GaN/SiC共源共栅开关器件，其特征在于，所述聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物复合材料为居里温度为135℃的[P(VDF/TrFE)(80/20)]聚合物复合材料。

5.根据权利要求2所述的高温保护的GaN/SiC共源共栅开关器件，其特征在于，所述SiCJFET器件(1)包括设置在第一表面的SiC JFET器件漏极(11)、SiC JFET器件栅极(12)和SiCJFET器件源极(13)；所述GaN HEMT器件(3)包括设置在第一表面的GaN HEMT器件漏极(31)、GaN HEMT器件栅极(32)和GaN HEMT器件源极(33)；所述SiC JFET器件漏极(11)与GaN/SiC共源共栅开关器件外接电路连接，所述SiC JFET器件栅极(12)与GaN HEMT器件源极(33)电性连接，所述SiC JFET器件源极(13)与GaN HEMT器件漏极(31)电性连接；所述SiC JFET器件栅极(12)与第一石墨烯电极(22)电性连接，所述SiC JFET器件源极(13)与第一铝电极(24)电性连接；所述GaN HEMT器件栅极(32)与第二石墨烯电极(23)电性连接，并与外加栅压控制电路(4)电性连接；所述GaN HEMT器件源极(33)与第二铝电极(25)电性连接，并与GaN/SiC共源共栅开关器件外接电路连接。

6.根据权利要求5所述的高温保护的GaN/SiC共源共栅开关器件，其特征在于，所述第二石墨烯电极(23)、第二铝电极(25)、GaN HEMT器件栅极(32)以及GaN HEMT器件源极(33)之间构成闭合子回路；当热释电器件(2)的温度变化率dT/dt＝0.5℃/s大于零时，热释电开路电压与GaN HEMT器件栅极(32)和GaN HEMT器件源极(33)之间形成两个极性相反的电压源，叠加后使得GaN HEMT器件(3)的栅源电压V_GS,GaNV_th,GaN，GaN HEMT器件(3)处于关闭状态，且SiC JFET器件(1)处于导通状态。

7.根据权利要求5所述的高温保护的GaN/SiC共源共栅开关器件，其特征在于，所述第一石墨烯电极(22)、第一铝电极(24)、SiC JFET器件栅极(12)和SiC JFET器件源极(13)之间构成闭合子回路；当热释电器件(2)的温度变换率dT/dt＝0.8℃/s大于零时，热释电开路电压与SiC JFET器件栅极(12)和SiC JFET器件源极(13)之间形成两个极性相反的电压源，叠加后使得SiC JFET器件(1)的栅源电压V_GS,SiCV_th,SiC，SiC JFET器件(1)处于关闭状态，且GaN HEMT器件(3)处于关闭状态。

8.一种电路，其特征在于，所述电路包括如权利要求1-7任一所述的GaN/SiC共源共栅开关器件。