一种全氮化镓集成二级关断过流保护电路制造技术

本发明专利技术属于功率半导体集成技术领域，涉及一种全氮化镓集成二级关断过流保护电路。本发明专利技术包括高压隔离及检测电路，消隐及延迟电路，判断电路，可调钳位电路，硬关断泄流电路。高压隔离电路及检测电路：关闭时用于逻辑电路与母线电压之间的隔离，工作时实现漏端电压监测；消隐电路：用于屏蔽器件开启时的栅信号抖动；判断电路：用于过流信号的判断；延时电路：用于信号延时；可控钳位电路：用于产生可调的钳位电压；硬关断泄流电路：用于实现器件的快速关断。本发明专利技术的全氮化镓集成二级关断过流保护电路能实现二级关断中各阶段的可控，从而能更好的抑制氮化镓功率器件关断时产生的漏源电压过冲，并与氮化镓工艺平台兼容。并与氮化镓工艺平台兼容。并与氮化镓工艺平台兼容。

An all gallium nitride integrated two-stage shutdown overcurrent protection circuit

【技术实现步骤摘要】
一种全氮化镓集成二级关断过流保护电路


[0001]本专利技术属于功率半导体集成
，具体涉及一种全氮化镓集成二级关断过流保护电路。

技术介绍

[0002]增强型氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN E
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HEMT)由于GaN层和AlGaN层之间异质结面产生的二位电子气(2DEG)具有高的电荷密度和迁移率，因此可以实现相对较高的效率和开关频率。同时，GaN材料相对于Si具有更低的介电常数，更高的临界击穿电场，更高的热导率等材料优势，在电源转换效率、体积、稳定性上具有更大的优势。如今，GaN HEMT已经应用于开关电源、电动汽车、快速充电器、航空航天领域中的驱动电机、光伏逆变器等。
[0003]过流事件是电力系统中比较常见的故障事件，不合理的保护策略会带来功率器件性能退化、系统故障以及严重的安全问题。当发生过流事件时，需要通过过流保护电路有效关断功率器件。相比于Si器件，GaN功率HEMT工作时会传导更高的电流密度，更容易受到过流事件的影响。一般GaN HEMT短路耐受时间低至400ns，这要求短路保护的响应时间要低于40本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全氮化镓集成二级关断过流保护电路，其特征在于，包括消隐电路、延迟电路、耐压及检测电路、判断电路、可调钳位电路、硬关断泄流电路；其中，可调钳位电路、延迟电路和硬关断泄流电路共同构成二级关断电路；所述可调钳位电路的一个输入端和消隐电路的输入端接外部驱动信号，消隐电路用于实现对功率器件开启时栅极震荡的屏蔽，可调钳位电路用于产生可调节的钳位电压；所述耐压及检测电路的一个输入端接消隐电路的输出端，耐压及检测电路的另一个输入端接GaN功率HEMT的漏极，耐压及检测电路在功率器件关闭时，用于过流保护逻辑电路与母线电压之间的高压隔离，在功率器件工作时，用于实时监测功率器件漏极电压；所述判断电路的输入端接耐压及检测电路的输出端，判断电路的输出端接可调钳位电路的另一个输入端和延迟电路的输入端，判断电路用于将耐压及检测电压输出的电压与预设的过流阈值电压进行比较，当耐压及检测电压输出的电压大于过流阈值电压时，判断电路输出高电平表示过流事件发生；所述延迟电路的输出端接硬关断泄流电路的输入端，延迟电路用于对过流信号进行延时，硬关断泄流电路用于根据延时电路的输出实现可控的二级硬关断过程；硬关断泄流电路的输出与可调钳位电路的输出共同构成二级关断电路的输出；所述消隐电路和延迟电路的结构相同，包括第五D
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HEMT管、第六D
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HEMT管、第四E
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HEMT管、第五E
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HEMT管和电容C2；第五D
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HEMT管的漏极接电源，其栅极和源极互连并接第四E
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HEMT管的漏极和第四E
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HEMT管的栅极；第四E
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HEMT管的栅极接外部输入信号，其源极接地；第六D
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HEMT管的漏极接电源，其栅极和源极互连并接第五E
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HEMT管的漏极和电容的一端，第五E
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HEMT管的源极和电容的另一端接地；第六D
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HEMT管源极、第五E
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HEMT管漏极和电容的连接点为输出端；所述耐压及检测电路包括第六E
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HEMT管和电阻R；第六E
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HEMT管的栅极接消隐电路的输出端，第六E

【专利技术属性】
技术研发人员：孙瑞泽，程峥，罗攀，陈万军，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学广东电子信息工程研究院，
类型：发明
国别省市：