集成电路、封装结构以及制造方法技术

本发明专利技术提出一种集成电路、封装结构以及制造方法，其中集成电路包括第一功率晶体管、第二功率晶体管以及隔离器。第一功率晶体管与第一驱动电路整合在一起。第二功率晶体管与第二驱动电路整合在一起。隔离器根据输入信号，提供第一控制信号至第一功率晶体管且提供第二控制信号至第二功率晶体管。

【技术实现步骤摘要】
集成电路、封装结构以及制造方法
本专利技术涉及一种整合氮化镓(GaN)功率晶体管的驱动电路，特别涉及包括驱动电路、隔离器以及氮化镓功率晶体管的封装结构。
技术介绍
在一个电力电路中，往往需要利用电荷泵将供应电压升压至更高的电压来驱动功率晶体管。图1显示一般的电力电路。如图1所示的电力电路100中，上桥驱动电路DRV1用以驱动第一功率晶体管110A，下桥驱动电路DRV2用以驱动第二功率晶体管110B。此外，升压电容CB以及升压二极管DB用以将供应电压VDD升压至升压电压VB，使得第一功率晶体管110A能够完全导通。因此，第一功率晶体管110A由输入电压VIN所供应，第二功率晶体管110B能够通过电感L以及电容C来驱动负载装置RL。因为电感L会在切换节点SW上产生显著的寄生效应，如通过第二功率晶体管110B的导通的内接二极管(bodydiode)而在切换节点SW上产生负电压突波，这些寄生效应会在升压电容CB经由功率晶体管充电时干扰升压电压VB。因此，需要降低驱动电路的寄生效应。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种集成电路，包括一第一功率晶体管、一第二功率晶体管以及一隔离器。上述第一功率晶体管与一第一驱动电路整合在一起。上述第二功率晶体管与一第二驱动电路整合在一起。上述隔离器可根据一输入信号，提供一第一控制信号至一第一功率晶体管且提供一第二控制信号至一第二功率晶体管。根据本专利技术的一实施例，集成电路还包括一第一电力电路以及一第二电力电路。第一电力电路包括上述第一驱动电路以及上述第一功率晶体管，其中上述第二电力电路包括上述第二驱动电路以及上述第二功率晶体管。根据本专利技术的一实施例，集成电路还包括一自举二极管以及一自举电容。上述自举二极管包括一自举阳极以及一自举阴极，其中上述自举阳极耦接至一第一供应电压，上述自举阴极耦接至一第二供应电压。上述自举电容耦接于上述第二供应电压以及一开关节点的一开关电压。根据本专利技术的一实施例，上述第一驱动电路是由上述第二供应电压以及上述开关电压所供电，并可根据上述第一控制信号于一第一驱动节点产生一第一驱动电压，其中上述第一功率晶体管可根据上述驱动电压而将一高电压供电至上述开关节点。根据本专利技术的一实施例，上述第二驱动电路是由上述第一供应电压以及一第二接地端所供电，并可根据上述第二控制信号于一第二驱动节点产生一第二驱动电压，其中上述第二功率晶体管可根据上述第二驱动电压而将上述开关电压下拉至上述第一接地端。根据本专利技术的一实施例，上述第一功率晶体管以及上述第二功率晶体管的每一者为一氮化镓晶体管。根据本专利技术的一实施例，上述高电压超过上述第一供应电压以及上述第二供应电压。根据本专利技术的一实施例，上述隔离器包括一第一子隔离器以及一第二子隔离器。上述第一子隔离器包括一第一发射器、一第一接收器以及一第一隔离阻障。上述第一发射器是由一第三供应电压以及一第二接地端所供电，且可根据上述输入信号发送一第一射频信号。上述第一接收器是由一第二供应电压以及上述开关电压所供电，且可根据上述第一射频信号产生上述第一控制信号。上述第一隔离阻障用以将上述第一发射器以及上述第一接收器之间电性隔离。上述第二子隔离器包括一第二发射器、一第二接收器以及一第二隔离阻障。上述第二发射器是由一第三供应电压以及一第二接地端所供电，且可根据上述输入信号发送一第二射频信号。上述第二接收器是由上述第一供应电压以及上述第一接地端所供电，且可根据上述第二射频信号产生上述第二控制信号。上述第二隔离阻障用以将上述第二发射器以及上述第二接收器之间电性隔离。根据本专利技术的一实施例，上述隔离器包括一发射器、一第一接收器、一第一隔离阻障、一第二接收器以及一第二隔离阻障。上述发射器是由一第三供应电压以及一第二接地端所供电，且可根据上述输入信号发送一第一射频信号以及一第二射频信号。上述第一接收器是由上述第二供应电压以及上述开关电压所供电，且可根据上述第一射频信号产生上述第一控制信号。上述第一隔离阻障用以将上述发射器以及上述第一接收器之间电性隔离。上述第二接收器是由上述第一供应电压以及上述第一接地端所供电，且可根据上述第一射频信号产生上述第二控制信号。上述第二隔离阻障用以将上述发射器以及上述第二接收器之间电性隔离。根据本专利技术的一实施例，集成电路还包括一解耦合电容。上述解耦合电容耦接于上述高电压以及上述第一接地端之间，其中上述第一子隔离器、上述第二子隔离器、上述第一电力电路、上述第二电力电路以及上述解耦合电容封装在一起。根据本专利技术的一实施例，上述第一电力电路以及上述第二电力电路的每一者包括一前置驱动电路。上述前置驱动电路可根据一控制信号产生上述第一内部信号，其中上述前置驱动电路用以增进上述控制信号的驱动能力，其中一驱动电路可根据上述第一内部信号，产生一驱动电压。根据本专利技术的一实施例，上述第一电力电路以及上述第二电力电路的每一者还包括一上桥晶体管、一下桥晶体管以及一电荷泵。上述上桥晶体管可根据一上桥节点的一上桥电压，将一供应电压提供至一驱动节点。上述下桥晶体管，可根据上述第一内部信号，将上述驱动节点耦接至一接地端。上述电荷泵耦接至上述上桥节点以及上述驱动节点，其中上述电荷泵用以根据上述第一内部信号，产生超过上述供应电压的上述上桥电压。根据本专利技术的一实施例，上述第一电力电路以及上述第二电力电路的每一者还包括一迟滞电路。上述迟滞电路耦接于上述控制信号以及上述前置驱动电路之间，可用以接收上述控制信号而产生一第二内部信号，使得上述前置驱动电路可根据上述第二内部信号而产生上述第一内部信号，其中上述迟滞电路用以提供一迟滞功能给上述控制信号。根据本专利技术的一实施例，上述第一电力电路以及上述第二电力电路的每一者还包括一上桥常导通晶体管。上述上桥常导通晶体管包括耦接至上述驱动节点的源极端、耦接至上述驱动节点的栅极端以及由上述供应电压供电的漏极端，其中上述上桥常导通晶体管用以增进上述上桥晶体管的驱动能力。本专利技术更提出一种封装结构，包括：一基板、一解耦合电容、一集成电路以及一导线层。上述解耦合电容位于上述基板之上。上述集成电路与上述解耦合电容固定于一第一介电层之中。上述导线层用以将解耦合电容电性耦接至上述集成电路，其中上述导线层位于上述第一介电层且穿过一第二介电层。根据本专利技术的一实施例，上述解耦合电容包括一第一导电单元、一第一介电单元以及一第二导电单元。上述第一导电单元形成于上述第一介电层之中。上述第一介电单元形成于上述第一导电单元之上。上述第二导电单元形成于上述第一介电单元之上。根据本专利技术的一实施例，封装结构还包括一自举电容。上述自举电容位于上述基板之上，其中上述集成电路以及上述自举电容固定于上述第一介电层或上述第二介电层之中。根据本专利技术的一实施例，上述自举电容包括一第三导电单元、一第二介电单元以及一第四导电单元。上述第三导电单元形成于上述第一介电层之中。上述第二介电单元形成于上述第一导电单元之上。上述第四导电单元形成于上述第二介电单元之上。根据本专利技术的一实施例，上述第一介电单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成电路，包括：/n一第一功率晶体管，与一第一驱动电路整合在一起；/n一第二功率晶体管，与一第二驱动电路整合在一起；以及/n一隔离器，可根据一输入信号，提供一第一控制信号至该第一功率晶体管且提供一第二控制信号至该第二功率晶体管。/n

【技术特征摘要】
20190130 US 16/262,421;20190503 US 16/403,3961.一种集成电路，包括：
一第一功率晶体管，与一第一驱动电路整合在一起；
一第二功率晶体管，与一第二驱动电路整合在一起；以及
一隔离器，可根据一输入信号，提供一第一控制信号至该第一功率晶体管且提供一第二控制信号至该第二功率晶体管。


2.如权利要求1所述的集成电路，还包括一第一电力电路以及一第二电力电路，其中第一电力电路包括上述第一驱动电路以及上述第一功率晶体管，以及上述第二电力电路包括上述第二驱动电路以及上述第二功率晶体管。


3.如权利要求2所述的集成电路，还包括：
一自举二极管，包括一自举阳极以及一自举阴极，其中上述自举阳极耦接至一第一供应电压，以及上述自举阴极耦接至一第二供应电压；以及
一自举电容，耦接于上述第二供应电压以及一开关节点的一开关电压。


4.如权利要求3所述的集成电路，其中上述第一驱动电路是由上述第二供应电压以及上述开关电压所供电，并可根据上述第一控制信号于一第一驱动节点产生一第一驱动电压，其中上述第一功率晶体管可根据上述驱动电压而将一高电压供电至上述开关节点。


5.如权利要求4所述的集成电路，其中上述第二驱动电路是由上述第一供应电压以及一第一接地端所供电，并可根据上述第二控制信号于一第二驱动节点产生一第二驱动电压，其中上述第二功率晶体管可根据上述第二驱动电压而将上述开关电压下拉至上述第一接地端。


6.如权利要求5所述的集成电路，其中上述第一功率晶体管以及上述第二功率晶体管皆为氮化镓晶体管。


7.如权利要求5所述的集成电路，其中上述高电压超过上述第一供应电压以及上述第二供应电压。


8.如权利要求5所述的集成电路，其中上述隔离器包括：
一第一子隔离器，包括：
一第一发射器，是由一第三供应电压以及一第二接地端所供电，且可根据上述输入信号发送一第一射频信号；
一第一接收器，是由一第二供应电压以及上述开关电压所供电，且可根据上述第一射频信号产生上述第一控制信号；以及
一第一隔离阻障，用以将上述第一发射器以及上述第一接收器之间电性隔离；以及
一第二子隔离器，包括：
一第二发射器，是由一第三供应电压以及一第二接地端所供电，且可根据上述输入信号发送一第二射频信号；
一第二接收器，是由上述第一供应电压以及上述第一接地端所供电，且可根据上述第二射频信号产生上述第二控制信号；以及
一第二隔离阻障，用以将上述第二发射器以及上述第二接收器之间电性隔离。


9.如权利要求5所述的集成电路，其中上述隔离器包括：
一发射器，是由一第三供应电压以及一第二接地端所供电，且可根据上述输入信号发送一第一射频信号以及一第二射频信号；
一第一接收器，是由上述第二供应电压以及上述开关电压所供电，且根据上述第一射频信号产生上述第一控制信号；
一第一隔离阻障，用以将上述发射器以及上述第一接收器之间电性隔离；
一第二接收器，是由上述第一供应电压以及上述第一接地端所供电，且可根据上述第一射频信号产生上述第二控制信号；以及
一第二隔离阻障，用以将上述发射器以及上述第二接收器之间电性隔离。


10.如权利要求8所述的集成电路，还包括：
一解耦合电容，耦接于上述高电压以及上述第一接地端之间，其中上述第一子隔离器、上述第二子隔离器、上述第一电力电路、上述第二电力电路以及上述解耦合电容封装在一起。


11.如权利要求5所述的集成电路，其中上述第一电力电路以及上述第二电力电路的每一者包括：
一前置驱动电路，可根据一控制信号产生一第一内部信号，其中上述前置驱动电路用以增进上述控制信号的驱动能力，其中一驱动电路可根据上述第一内部信号产生一驱动电压。


12.如权利要求11所述的集成电路，其中上述第一电力电路以及上述第二电力电路的每一者还包括：
一上桥晶体管，根据一上桥节点的一上桥电压，将一供应电压提供至一驱动节点；
一下桥晶体管，根据上述第一内部信号，将上述驱动节点耦接至一接地端；以及
一电荷泵，耦接至上述上桥节点以及上述驱动节点，其中上述电荷泵用以根据上述第一内部信号，产生超过上述供应电压的上述上桥电压。


13.如权利要求12所述的集成电路，其中上述第一电力电路以及上述第二电力电路的每一者还包括：
一迟滞电路，耦接于上述控制信号以及上述前置驱动电路之间，用以接收上述控制信号而产生一第二内部信号，使得上述前置驱动电路根据上述第二内部信号而产生上述第一内部信号，其中上述迟滞电路用以提供一迟滞功能给上述控制信号。


14.如权利要求12所述的集成电路，其中上述第一电力电路以及上述第二电力电路的每一者还包括：
一上桥常导通晶体管，包括耦接至上述驱动节点的源极端、耦接至上述驱动节点的栅极端以及由上述供应电压供电的漏极端，其中上述上桥常导通晶体管用以增进上述上桥晶体管的驱动能力。


15.一种封装结构，包括：
一基板；
一解耦合电容，位于上述基板之上；
一集成电路，与上述解耦合电容固定于一第一介电层之中；以及
一导线层，用以将解耦合电容电性耦接至上述集成电路，其中上述导线层位于上述第一介电层且穿过一第二介电层。


16.如权利要求15所述的封装结构，其中上述解耦合电容包括：
一第一导电单元，形成于上述第一介电层之中；
一第一介电单元，形成于上述第一导电单元之上；以及
一第二导电单元，形成于上述第一介电单元之上。


17.如权利要求16所述的封装结构，还包括：
一自举电容，位于上述基板之上，其中上述集成电路以及上述自举电容固定于上述第一介电层或上述第二介电层之中。


18.如权利要求17所述的封装结构，其中上述自举电容包括：
一第三导电单元，形成于上述第一介电层之中；
一第二介电单元，形成于上述第一导电单元之上；以及
一第四导电单元，形成于上述第二介电单元之上。


19.如权利要求18所述的封装结构，其中上述第一介电单元以及上述第二介电单元的材料与上述第一介电层的材料以及上述第二介电层的材料不同。


20.如权利要求17所述的封装结构，其中上述集成电路包括：
一隔离器，根据一输入信号，提供一第一控制信号以及一第二控制信号；
一第一电力电路，包括：
一第一驱动电路，是由一第二供应电压以及一开关电压所供电，且
根据上述第一控制信号于一第一驱动节点产生一第一驱动电压，其中一自举二极管以及上述自举电容是用以将一第一供应电压升压至上述第二供应电压，其中上述自举二极管包括耦接至上述第一供应电压的一自举阳极以及耦接至上述第二供应电压的一自举阴极，其中上述自举电容耦接于上述第二供应电压以及一开关节点的上述开关电压之间；以及
一第一功率晶体管，根据上述第一驱动电压，将一高电压供电至上述开关节点；以及
一第二电力电路，包括：
一第二驱动电路，是由上述第一供应电压以及一第一接地端所供电，且根据上述第二控制信号于一第二驱动节点产生一第二驱动电压；
以及
一第二功率晶体管，根据上述第二驱动电压，将上述开关电压下拉至上述第一接地端。


21.如权利要求20所述的封装结构，其中上述第一功率晶体管以及上述第二功率晶体管的每一者为一氮化镓晶体管。


22.如权利要求20所述的封装结构，其中上述隔离器包括：
一第一子隔离器，包括：
一第一发射器，是由一第三供应电压以及一第二接地端所供电，且
可根据上述输入信号发送一第一射频信号；
一第一接收器，是由一第二供应电压以及上述开关电压所供电，且
可根据上述第一射频信号产生上述第一控制信号；以及
一第一隔离阻障，用以将上述第一发射器以及上述第一接收器之间电性隔离；以及
一第二子隔离器，包括：
一第二发射器，是由一第三供应电压以及一第二接地端所供电，且
可根据上述输入信号发送一第二射频信号；
一第二接收器，是由上述第一供应电压以及上述第一接地端所供电，且可根据上述第二射频信号产生上述第二控制信号；以及
一第二隔离阻障，用以将上述第二发射器以及上述第二接收器之间电性隔离。


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【专利技术属性】
技术研发人员：杨长暻，王良丞，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71