一种具有嵌入温度监测单元的GaN器件的过温保护电路制造技术

本发明专利技术属于GaN功率电子技术领域，具体涉及一种具有嵌入温度监测单元的GaN器件的过温保护电路。本发明专利技术是基于内部嵌入分布式温度监测单元的GaN功率器件作过温保护设计，所以从结构上区别于其他电路，无需专门围绕GaN功率器件设计结温监测支路，在设计结构上更简便。其次，由于内部的温度监测单元直接集成在GaN器件热源热点(漂移区栅极漏侧)附近，因而温度监测单元直接体现热点的温度信息，相对比在GaN器件外部设计温度监测与保护电路，该设计电路温度监测准确度更高。同时，单片集成电路能够减小电路中互联引起的寄生效应，发挥GaN器件高频高速性能。器件高频高速性能。器件高频高速性能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有嵌入温度监测单元的GaN器件的过温保护电路


[0001]本专利技术属于GaN功率电子
，具体涉及一种具有嵌入温度监测单元的GaN器件的过温保护电路。

技术介绍

[0002]随着科技的进步和时代的发展，高效率、高功率密度、高可靠性、低成本和轻量小型化已经成为功率集成电路的主要发展趋势。随着半导体技术的日益发展，硅基功率器件的性能已逐渐接近材料限制边界，碳化硅(Silicon Carbide，SiC)、氮化镓(Gallium Nitride，GaN)等宽带隙(Wide Band
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Gap，WBG)半导体材料是近二十年兴起的第三代半导体材料，与传统半导体材料Si相比，第三代半导体材料拥有更大的禁带宽度、更高的击穿场强、更高的电子饱和速度等优势，使用第三代半导体材料制造的电力电子器件，备受电力电子领域的广泛关注。经过多年发展，GaN功率器件应用愈发广泛，大到汽车Lidar系统，小到消费类电子产品充电器。
[0003]随着器件的尺寸越来越小，集成度越来越高，当器件工作在更大电压和更高频率以获得更大功率密度时，这将不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有嵌入温度监测单元的GaN器件的过温保护电路，其特征在于，包括嵌入温度监测单元的GaN功率器件、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一晶体管、比较器、第一反相器INV1、第二反相器INV2、第三反相器INV3和与门电路；第一电阻R1的一端接工作电压，第一电阻R1的另一端同时与GaN功率器件内部嵌入的温度监测单元的一个金属电极和比较器路的正向输入端连接，温度监测单元的另一个金属电极接地；第二电阻R2的一端与高电平VDD连接，第二电阻R2的另一端同时与第三电阻R3的一端和比较器的反向输入端连接，第三电阻R3的另一端同时与第四电阻R4的一端和第一晶体管的漏极连接，第四电阻R4的另一端和第一晶体管的源极接地；比较器的输出端与第一反相器INV1的输入端连接，第一反相器INV1的输出端与第二反相器INV2的输入端连接，第二反相器INV2的输出端为过温保护电路的输出端；第三反相器INV3的输入端和第一晶体管E1的栅极接过温保护电路的输出端；第三反相器INV3的输出端和与门电路的其中一个输入端连接，与门电路的另一个输入端接外部驱动信号，与门电路的输出端与GaN功率器件的栅极连接，GaN功率器件的漏极接外部电路，GaN功率器件的源极接地。2.根据权利要求1所述的一种具有嵌入温度监测单元的GaN器件的过温保护电路，其特征在于，所述比较器包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管和第五晶体管；第一反相器INV1包括第八电阻R8和第六晶体管；第二反相器INV2包括第九电阻R9和第七晶体管；第五电阻R5的一端、第六电阻R6的一端、第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端、第九电阻R9的一端均接高电平VDD，第五电阻R5的另一端同时与第二晶体管的栅极和漏极、第三晶体管的栅极连接；第六电阻R6的另一端与第四晶体管的漏极连接，第四晶体管的源极同时与第三晶体管的漏极、第五晶体管的源极连接；第七电阻R7的另一端同时与第五晶体管的漏极和第六晶体管的栅极连接；第八电阻R8的另一端同时与第六晶体管的漏极和第七晶体管的栅极连接；第九电阻R9的另一端与第七晶体管的漏极连接，同时为过温保护电路的输出端；第二晶体管的源极、第三晶体管的源极、第六晶体管的源极、第七晶体管的源极均接地；第四晶体管的栅极为比较器的正向输入端，第五晶体管的栅极为比较器的反向输入端。3.根据权利要求2所述的一种具有嵌入温度监测单元的GaN器件的过温保护电路，其特征在于，第三反相器INV3包括第十电阻R10和第八晶体管；第十电阻R10的一端接高电平VDD，第十电阻R10的另一端与第八晶体管的漏极连接，同时连接点为第三反相器INV3的输出端；第八晶体管的栅极为第三反相器INV3的输入端，第八晶体管的源极接地。4.根据权利要求3所述的一种具有嵌入温度监测单元的GaN器件的过温保护电路，其特征在于，所述第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管和第八晶体管均为增强型GaN晶体管。5.根据权利要求1
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4任意一项所述的一种具有嵌入温度监测单元的GaN器件...

【专利技术属性】
技术研发人员：周春华，李明哲，周琦，李竞研，杨文星，罗华，谢静宇，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：