本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造，特別是涉及一種具有分壓限流結(jié)構(gòu)的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件。

背景技術(shù)：

1、共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件是由低壓增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管與高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管采用共源共柵的方式構(gòu)成。圖1是一種具有限流結(jié)構(gòu)的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件，其中高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管15的漏極為開關(guān)器件的漏極13，低壓增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管14的柵極作為開關(guān)器件的柵極11，低壓增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管14的源極作為開關(guān)器件的源極12，最終實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型功能。

2、圖1中的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件還在低壓增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管14的源極和高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管15的柵極之間設(shè)置有限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管16作為限流結(jié)構(gòu)，該限流結(jié)構(gòu)可在高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管15的柵極電壓變化時(shí)，有效控制開啟電流的大小，進(jìn)而穩(wěn)定控制開關(guān)器件的開啟速度，提高了對(duì)電路中副邊同步管的電壓應(yīng)力的控制能力。

3、但是當(dāng)需要較小的開啟電流或開啟速度時(shí)，需要降低限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管16的閾值電壓的絕對(duì)值，如降低限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管16的柵介質(zhì)厚度等；這樣會(huì)降低限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管16的可靠性，進(jìn)而影響整個(gè)開關(guān)器件的可靠性。

4、因此需要提供一種具有較高可靠性的具有限流結(jié)構(gòu)的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在解決上述問題，本發(fā)明提供一種具有較高可靠性的具有分壓限流結(jié)構(gòu)的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件。

2、該具有分壓限流結(jié)構(gòu)的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件包括：

3、柵極端，用于接收驅(qū)動(dòng)器的電壓信號(hào)；

4、源極端和漏極端，用于構(gòu)成外部負(fù)載的開關(guān)通道，所述源極端和所述漏極端之間設(shè)置有兩個(gè)半導(dǎo)體溝道；

5、低壓增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管，所述低壓增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極作為開關(guān)器件的柵極端，用于接收驅(qū)動(dòng)器的電壓信號(hào)；所述低壓增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接，所述低壓增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的源極作為開關(guān)器件的源極端，且所述低壓增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的源極通過限流結(jié)構(gòu)與所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接；

6、所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管，所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的漏極作為開關(guān)器件的漏極端；

7、所述限流結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管和限流電阻，第一個(gè)限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接，第一個(gè)限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的源極通過所述限流電阻與所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接，第n個(gè)限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與第n-1個(gè)限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接，所述第n個(gè)限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的源極與所述第n-1個(gè)限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接，最后一個(gè)限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述低壓增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接，所述n為大于1的正整數(shù)。

8、在本實(shí)施例的開關(guān)器件中，所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓大于所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓。

9、在本實(shí)施例的開關(guān)器件中，多個(gè)所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓相等。

10、在本實(shí)施例的開關(guān)器件中，當(dāng)所述開關(guān)器件開啟時(shí)，所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電壓增大；當(dāng)所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電壓小于所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓時(shí)，所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電流為電流恒定值。

11、在本實(shí)施例的開關(guān)器件中，所述電流恒定值由所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓、所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極源極內(nèi)阻以及所述限流電阻確定。

12、在本實(shí)施例的開關(guān)器件中，當(dāng)所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電壓小于所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓時(shí)，所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極源極電壓等于所述閾值電壓，第n個(gè)限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的源極漏極電壓等于第n+1個(gè)限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極源極電壓，其中所述n為大于0的正整數(shù)；

13、由所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電壓、所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓以及所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的數(shù)量來(lái)確定最后一個(gè)限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的源極漏極電壓。

14、在本實(shí)施例的開關(guān)器件中，當(dāng)所述開關(guān)器件開啟時(shí)，所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電壓增大；當(dāng)所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電壓大于等于所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓時(shí)，所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管處于低電阻狀態(tài)。

15、在本實(shí)施例的開關(guān)器件中，當(dāng)所述開關(guān)器件關(guān)斷時(shí)，所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電壓大于等于所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓，所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管處于低電阻狀態(tài)。

16、在本實(shí)施例的開關(guān)器件中，所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管和所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)包括但不限于金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管、金屬-絕緣體-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管、金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管、以及高電子遷移率晶體管。

17、在本實(shí)施例的開關(guān)器件中，所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管和所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的材料包括但不限于氮化鎵、碳化硅、以及硅。

18、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的具有分壓限流結(jié)構(gòu)的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件設(shè)置有多個(gè)限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管和限流電阻作為限流結(jié)構(gòu)，該限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管在開關(guān)器件開啟時(shí)，限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極源極電壓（閾值電壓）可以對(duì)相鄰的限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的源極漏極電壓進(jìn)行限定，避免了限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的源極漏極電壓過大導(dǎo)致的擊穿，進(jìn)而影響限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的可靠性。這樣用戶可通過降低限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓來(lái)降低高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電流，并不會(huì)影響到限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管以及整個(gè)開關(guān)器件的工作可靠性，有效解決了現(xiàn)有的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件的工作可靠性較差的技術(shù)問題。

技術(shù)特征：

1.一種具有分壓限流結(jié)構(gòu)的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有分壓限流結(jié)構(gòu)的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件，其特征在于，所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓大于所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有分壓限流結(jié)構(gòu)的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件，其特征在于，多個(gè)所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓相等。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有分壓限流結(jié)構(gòu)的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件，其特征在于，當(dāng)所述開關(guān)器件開啟時(shí)，所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電壓增大；當(dāng)所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電壓小于所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓時(shí)，所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電流為電流恒定值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有分壓限流結(jié)構(gòu)的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件，其特征在于，所述電流恒定值由所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓、所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極源極內(nèi)阻以及所述限流電阻確定。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有分壓限流結(jié)構(gòu)的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件，其特征在于，當(dāng)所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電壓小于所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓時(shí)，所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極源極電壓等于所述閾值電壓，第n個(gè)限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的源極漏極電壓等于第n+1個(gè)限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極源極電壓，其中所述n為大于0的正整數(shù)；

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有分壓限流結(jié)構(gòu)的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件，其特征在于，當(dāng)所述開關(guān)器件開啟時(shí)，所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電壓增大；當(dāng)所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電壓大于等于所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓時(shí)，所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管處于低電阻狀態(tài)。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有分壓限流結(jié)構(gòu)的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件，其特征在于，當(dāng)所述開關(guān)器件關(guān)斷時(shí)，所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電壓大于等于所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓，所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管處于低電阻狀態(tài)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有分壓限流結(jié)構(gòu)的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件，其特征在于，所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管和所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)包括但不限于金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管、金屬-絕緣體-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管、金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管、以及高電子遷移率晶體管。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有分壓限流結(jié)構(gòu)的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件，其特征在于，所述限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管和所述高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的材料包括但不限于氮化鎵、碳化硅、以及硅。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種具有分壓限流結(jié)構(gòu)的共源共柵級(jí)聯(lián)型開關(guān)器件，其包括柵極端、源極端、漏極端、低壓增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管、高壓耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管以及限流結(jié)構(gòu)。該限流結(jié)構(gòu)包括多個(gè)限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管和限流電阻，該限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管在開關(guān)器件開啟時(shí)，限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極源極電壓可以對(duì)相鄰的限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的源極漏極電壓進(jìn)行限定，避免了限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的源極漏極電壓過大導(dǎo)致的擊穿，提高了限流耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管以及整個(gè)開關(guān)器件的工作可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：高吳昊,曾凡明,吳毅鋒,王展
受保護(hù)的技術(shù)使用者：珠海鎵未來(lái)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26