本发明专利技术公开一种高压半导体装置以及相关的电源供应器，其中该半导体装置包含有第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、高压接脚、控制栅接脚、主源接脚、取样接脚、充电接脚及充电控制接脚。该第一晶体管与该第二晶体管为垂直式元件，各具有源端、栅端及漏端。该第一晶体管的源端电连接至该主源接脚。该第二晶体管的源端电连接至该取样接脚。该第一晶体管与该第二晶体管的该等栅端电连接至该控制栅接脚。该第三晶体管为垂直式JFET结场效应晶体管，具有源端、控制端及漏端。该第三晶体管的源端电连接至该充电接脚。该第三晶体管的控制端电连接至该充电控制接脚。该第一晶体管、该第二晶体管及该第三晶体管的该等漏端彼此电连接至该高压接脚。压接脚。压接脚。
【技术实现步骤摘要】
高压半导体装置以及相关的电源供应器
[0001]本专利技术涉及开关式电源转换器，尤其是涉及具有电流取样与高压启动结构的半导体装置与相关的电源转换器。
技术介绍
[0002]图1显示现有具有返驰式(flyback)架构的一电源转换器100，用以将一次侧的输入电源V
IN
转换为二次侧的输出电源V
OUT
。输入电源V
IN
可能高达260V，通过市电整流后所产生。输出电源V
OUT
可能低至5V。
[0003]脉冲宽度调变控制器102通过栅输出接脚GATE控制功率开关NS，其跟电感LP、电流检测电阻RCS串联于输入电源V
IN
与接地线之间。通过电流检测接脚CS，脉冲宽度调变控制器102可以检测流经功率开关NS的电流，据以产生适当的脉冲信号来控制功率开关NS。
[0004]脉冲宽度调变控制器102具有高压启动功能(high-voltage startup)，整合有高压启动装置104。高压启动装置104通过高压接脚HV以及电阻RHV，电连接至输入电源V
IN
。举例来说，当输入电源V
IN
刚刚连接到一市电时，高压启动装置104可以从高压接脚HV汲取电流，通过电源接脚VCC，对电源电容CVCC充电，来建立操作电源V
CC
。操作电源V
CC
提供脉冲宽度调变控制器102所需的电源。
[0005]随着技术不断的发展，如何在有限的技术能力内，让电源转换器的转换效率提高并降低电源转换器的制造成本，是电源设计业者不断追求的目标。
技术实现思路
[0006]本专利技术实施例提供一半导体装置，包含有第一晶体管、一第二晶体管、一第三晶体管、一高压接脚、一控制栅接脚、一主源接脚、一取样接脚、一充电接脚、以及一充电控制接脚。该第一晶体管与该第二晶体管为一垂直式元件，各具有一源端、一栅端、以及一漏端。该第一晶体管的该源端电连接至该主源接脚。该第二晶体管的该源端电连接至该取样接脚。该第一晶体管与该第二晶体管的该等栅端电连接至该控制栅接脚。该第三晶体管为一垂直式结场效应晶体管(JFET)，具有一源端、一控制端、以及一漏端。该第三晶体管的该源端电连接至该充电接脚。该第三晶体管的该控制端电连接至该充电控制接脚。该第一晶体管、该第二晶体管、以及该第三晶体管的该等漏端彼此电连接至该高压接脚。
[0007]本专利技术实施例提供一电源供应器，包含有一高压半导体装置、一脉冲宽度调变(PWM)控制器、一电感、与一电流检测电阻。该高压半导体装置，包含有一第一晶体管、一第二晶体管、以及一第三晶体管。该第一晶体管与该第二晶体管为一垂直式元件，各具有一源端、一栅端、以及一漏端。该第三晶体管为一垂直式JFET结场效应晶体管，具有一源端、一控制端、以及一漏端。该第一晶体管的该源端电连接至一接地线。该脉冲宽度调变控制器包含有一启动接脚、一启动控制接脚、一栅输出接脚、以及一电流检测接脚。该启动接脚电连接至该第三晶体管的该源端。该启动控制接脚电连接至该第三晶体管的该控制端。该栅输出接脚电连接至该第一晶体管与该第二晶体管的该等栅端。该电流检测接脚电连接至该第二
晶体管的该源端。该电感电连接至该第一、第二、第三晶体管的该等漏端。该电流检测电阻电连接于该第二晶体管的该源端与该接地线之间。
附图说明
[0008]图1为现有具有返驰式(flyback)架构的一电源转换器的示意图；
[0009]图2为本专利技术所实施的电源供应器，具有返驰式(flyback)架构的示意图；
[0010]图3为高压半导体装置204的一剖面示意图；
[0011]图4A与图4B为高压半导体装置204的两个上视图。
[0012]符号说明
[0013]100、200 电源转换器
[0014]102、202 脉冲宽度调变控制器
[0015]104 高压启动装置
[0016]204 高压半导体装置
[0017]300 单芯片
[0018]302 N型基底
[0019]3042、3044、3046 P型体掺杂区
[0020]3062、3064、3066 N型重掺杂区
[0021]3082、3084 多晶硅栅
[0022]309 场氧化层
[0023]3102、3104、3106、3107 金属层
[0024]312 背面金属层
[0025]402、404、406 有源区
[0026]BS 背面
[0027]COUT、CVCC 电源电容
[0028]CG 控制栅接脚
[0029]CGP 开关控制垫
[0030]CS 电流检测接脚
[0031]D 漏端
[0032]D1 整流二极管
[0033]G 栅端
[0034]GATE 栅输出接脚
[0035]GND 接地接脚
[0036]GS 主源接脚
[0037]GSP 主源垫
[0038]HV 高压接脚
[0039]JG 充电控制接脚
[0040]JGP 启动控制垫
[0041]JHV JFET结场效应晶体管
[0042]JS 充电接脚
[0043]JSP 启动源垫
[0044]LP 电感
[0045]NC、NMMOS 场效应晶体管
[0046]NS 功率开关
[0047]Pth1、Pth2 电流路径
[0048]P-FOX 场氧化图案
[0049]P-G 栅端图案
[0050]RCS 电流检测电阻
[0051]RHV 电阻
[0052]S 源端
[0053]SS
ꢀꢀ
取样接脚
[0054]SSP 检测源垫
[0055]STR 启动接脚
[0056]STRC启动控制接脚
[0057]TF
ꢀꢀ
变压器
[0058]TR
ꢀꢀ
终端环状区
[0059]TS
ꢀꢀ
正面
[0060]V
CC
ꢀꢀ
操作电源
[0061]VCC 电源接脚
[0062]V
IN
ꢀꢀ
输入电源
[0063]V
OUT 输出电源
具体实施方式
[0064]在本说明书中，有一些相同的符号，其表示具有相同或是类似的结构、功能、原理的元件，且为业界具有一般知识能力者可以依据本说明书的教导而推知。为说明书的简洁度考虑，相同的符号的元件将不再重述。
[0065]在本专利技术的一实施例中，一单芯片上整合有一两个增强型MOS场效应晶体管，以及一空乏型JFET结场效应晶体管。
[0066]两个增强型MOS场效应晶体管其中之一作为一电源供应器中的主要功率开关，另一作为电流取样开关，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，其特征在于，该半导体装置包含有：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、高压接脚、控制栅接脚、主源接脚、取样接脚、充电接脚、以及充电控制接脚；其中，该第一晶体管与该第二晶体管为垂直式元件，各具有源端、栅端、以及漏端，该第一晶体管的该源端电连接至该主源接脚，该第二晶体管的该源端电连接至该取样接脚，该第一晶体管与该第二晶体管的该多个栅端电连接至该控制栅接脚；该第三晶体管为垂直式结场效应晶体管，具有源端、控制端、以及漏端，该第三晶体管的该源端电连接至该充电接脚，该第三晶体管的该控制端电连接至该充电控制接脚；以及该第一晶体管、该第二晶体管、以及该第三晶体管的该多个漏端彼此电连接至该高压接脚。2.如权利要求1所述的半导体装置，其中，该第一晶体管与该第二晶体管为增强型MOS场效应晶体管，且该第三晶体管为空乏型结场效应晶体管。3.如权利要求1所述的半导体装置，其中，该第一晶体管、该第二晶体管、以及该第三晶体管整合于一单芯片上。4.如权利要求3所述的半导体装置，其中，该单芯片具有正面以及背面，该开关控制垫、该主源垫、该检测源垫、该启动控制垫、以及该启动源垫形成于该正面上，而该半导体装置另包含有背面金属层，形成于该背面，作为该第一晶体管、该第二晶体管、以及该第三晶体管的该多个漏端。5.一种电源供应器...
【专利技术属性】
技术研发人员：李振宏，陈汉玮，
申请(专利权)人：通嘉科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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