共源共栅级联的氮化镓器件封装结构制造技术

技术编号:15726055 阅读:29 留言:0更新日期:2017-06-29 17:49
本发明专利技术涉及一种共源共栅级联的氮化镓器件封装结构,硅器件和GaN器件上下连接形成共源共栅级联结构,具体结构为硅器件栅极作为级联结构栅极,硅器件源极作为级联结构源极,GaN器件漏极作为级联结构漏极,硅器件源极与GaN器件栅极连接,GaN器件源极与硅器件漏极连接,GaN器件栅极与硅器件源极连接,电容器的一端直接连接到硅器件源极,另一端通过导线连接到GaN器件源极,封装排布硅器件位于GaN器件的上部,连接部分通过结构中间位置的焊盘连接。以减少互连寄生电感。整个结构能够有效降低共源共栅级联结构中存在的寄生电感,避免大电流关断情况下GaN器件发生发散振荡现象,能够有效延长GaN器件的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
共源共栅级联的氮化镓器件封装结构
本专利技术涉及一种电子元器件结构,特别涉及一种共源共栅级联的氮化镓器件封装结构。
技术介绍
氮化镓(GaN)功率器件是一种新兴的电力电子技术。相比于传统的硅材料器件,采用这种新材料的转换器可以以更高的频率和效率运行,被认为是一种具有广阔前景的新技术。共源共栅级联结构广泛用于高压常开GaN器件中。实践中发现,在高压大电流情况下,共源共栅级联的GaN器件由于硅MOSFET和GaN之间的电容失配,会产生发散振荡现象。这种发散振荡由寄生振荡在一定幅度下触发,该幅度由关断电流,环路电感和结电容决定。发散振荡对GaN器件的运行有强烈的负面影响,可能会造成器件的损坏。
技术实现思路
本专利技术是针对共源共栅级联的GaN器件的发散振荡的问题,提出了一种共源共栅级联的氮化镓器件封装结构,避免共源共栅级联的氮化镓器件出现发散振荡。本专利技术的技术方案为:一种共源共栅级联的氮化镓器件封装结构,硅器件和GaN器件上下连接形成共源共栅级联结构,具体结构为硅器件栅极作为级联结构栅极,硅器件源极作为级联结构源极,GaN器件漏极作为级联结构漏极,硅器件源极与GaN器件栅极连接,GaN器件源极与硅器件漏极连接,GaN器件栅极与硅器件源极连接,电容器的一端直接连接到硅器件源极,另一端通过导线连接到GaN器件源极,封装排布硅器件位于GaN器件的上部,连接部分通过结构中间位置的焊盘连接。所述电容器Cx的的电容值大于Cmin,Cmin的计算公式如下:其中,Q为GaN器件在由开通到关断过程中通过沟道直接耗散的电荷量;VA为与GaN器件级联的硅器件的雪崩电压;VT为GaN器件发生反向关断过程时源极和门极的阈值电压。本专利技术的有益效果在于:本专利技术共源共栅级联的氮化镓器件封装结构,能够有效降低共源共栅级联结构中存在的寄生电感,避免大电流关断情况下GaN器件发生发散振荡现象,能够有效延长GaN器件的使用寿命。附图说明图1为典型的共源共栅级联结构的电路图;图2为本专利技术共源共栅级联的氮化镓器件封装结构示意图;图3为本专利技术共源共栅级联的氮化镓器件的典型应用示意图。具体实施方式如图1是一种典型的共源共栅级联结构的电路图,包括输入端10,电感11,二极管12,GaN器件13,硅器件14,电容15,负载端16。该电路是升压型DC/DC功率变换电路的一种典型电路拓扑(Boost电路),其中的电容15起到滤去电压高频波动、支撑直流电压的作用。其中GaN器件13和硅器件14形成共源共栅级联结构。本专利技术在共源共栅级联的GaN器件封装中加入附加电容器Cx。附加电容器Cx在电路中形成RC缓冲电路,以抑制电压尖峰和寄生振荡现象的发生。附加电容器Cx的具体特征为:(1)附加电容器Cx的电容值应大于Cmin。Cmin的计算公式如下:其中,Q为GaN器件在由开通到关断过程中通过沟道直接耗散的电荷量;VA为与GaN器件级联的硅器件的雪崩电压;VT为GaN器件发生反向关断过程时源极和门极的阈值电压。这三个参数的计算方法为行业公知,在此不再赘述。(2)附加电容器Cx的一端直接连接到与GaN器件级联的硅材料器件的源极,另一端通过导线连接到GaN器件的源极。(3)与GaN器件级联的硅材料器件应位于GaN器件的顶部,以减少互连寄生电感。如图2所示共源共栅级联的氮化镓器件封装结构示意图,是一种能够避免共源共栅级联的GaN器件出现发散振荡的封装方式,包括栅极21,源极22,硅器件源极23,GaN器件源极24,GaN器件栅极25,漏极26,附加电容器27。图2实际上是图1中GaN器件13和硅器件14所形成的共源共栅级联结构的具体封装形式。该封装形式中,硅器件14位于GaN器件13的上部,连接部分通过结构中间位置的焊盘实现,以尽量减少寄生电感。附加电容器27的一端直接连接到硅器件源极23,另一端通过导线连接到GaN器件源极24。附加电容器27的最小值计算按照公式(1)进行。如图3所示对应共源共栅级联的氮化镓器件的典型应用示意图。本文档来自技高网...
共源共栅级联的氮化镓器件封装结构

【技术保护点】
一种共源共栅级联的氮化镓器件封装结构,其特征在于,硅器件和GaN器件上下连接形成共源共栅级联结构,具体结构为硅器件栅极作为级联结构栅极(21),硅器件源极作为级联结构源极(22),GaN器件漏极作为级联结构漏极(26),硅器件源极与GaN器件栅极连接(23),GaN器件源极与硅器件漏极连接(24),GaN器件栅极与硅器件源极连接(25),电容器(27)的一端直接连接到硅器件源极(23),另一端通过导线连接到GaN器件源极(24),封装排布硅器件位于GaN器件的上部,连接部分通过结构中间位置的焊盘连接。

【技术特征摘要】
1.一种共源共栅级联的氮化镓器件封装结构,其特征在于,硅器件和GaN器件上下连接形成共源共栅级联结构,具体结构为硅器件栅极作为级联结构栅极(21),硅器件源极作为级联结构源极(22),GaN器件漏极作为级联结构漏极(26),硅器件源极与GaN器件栅极连接(23),GaN器件源极与硅器件漏极连接(24),GaN器件栅极与硅器件源极连接(25),电容器(27)的一端直接连接到硅器件源极(23),另一端通过导线连接到GaN器件源极...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈磊阮颖
申请(专利权)人:上海电力学院
类型:发明
国别省市:上海,31

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1