反向恢复电荷减少电路制造技术

一种用于减少或消除器件中的电流瞬变或电压瞬变的方法，包括：提供所述器件，其中，所述器件包括具有栅极的晶体管；以及控制所述栅极，其中，当存在正电流流动时，将所述栅极关断至非零值，并且其中，当存在负电流流动时，导通所述栅极；以及减少或消除所述器件中的电流瞬变或电压瞬变

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】反向恢复电荷减少电路
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求
2021
年5月3日提交的美国临时申请
No.63/183,286
的优先权，每项内容通过引用包含于此
。
[0003]联邦资助研究的声明
[0004]不适用
。


[0005]本专利技术总体上涉及电源开关应用
。
特别地，本专利技术涉及减少或消除电源开关应用中的电流瞬变和电压瞬变，以及电流瞬变和电压瞬变带来的负面影响
。

技术介绍

[0006]反向恢复电荷是所有电源开关应用
(
例如，电机控制
、
电磁阀控制或电源管理
)
中的一个挑战
。
在电源开关应用中，当体二极管被正向偏置时，反向恢复电荷被存储在开关的体二极管的结点处
。
这种电荷随着正向偏置电流的增加而增加
。
理想地，当正向偏置二极管突然变为反向偏置时，在反向偏置中不会存在电流流动
。
然而，在存储了反向恢复电荷的情况下，当正向偏置二极管突然变为反向偏置时，将存在反向电流，其与在正向偏置操作时存储的电荷有关
。
这种反向恢复电荷引起的电流瞬变和电压瞬变给电源开关应用带来许多问题
。

技术实现思路

[0007]在一个实施例中，本专利技术包括一种用于减少或消除器件中的电流瞬变或电压瞬变的方法，包括：提供器件，其中，该器件包括具有栅极的晶体管；以及控制栅极，其中，当存在正电流流动时，将栅极被关断至非零值，以及其中，当存在负电流流动时，导通栅极；从而减少或消除器件中的电流瞬变或电压瞬变
。
在一个方面，方法还包括：选择晶体管的阈值电压
、
器件的反向阈值电压
、
或两者，以对控制栅极进行优化
。
在另一方面，器件包括氮化镓或砷化镓
。
在另一方面，晶体管包含体二极管和背栅，并且器件的反向导通电压小于体二极管的正向阈值电压；以及方法还包括向背栅施加选定的背栅偏置电压以降低反向阈值电压
。
在另一个方面，晶体管形成在硅
、
碳化硅
、
氮化镓或砷化镓之中或之上
。
[0008]在另一个实施例中，本专利技术包括一种用于减少或消除开关中的电流瞬变或电压瞬变的方法，包括：提供开关，其中，开关包括具有栅极的晶体管；以及控制开关，其中当存在正向电流时，
(1)
开关的关断电压是大于零且小于晶体管的阈值电压的偏置电压，以及
(2)
向栅极施加关断电压以关断开关，以防止正向电流流动通过晶体管；其中，当存在反向电流时，
(1)
晶体管的反向导通电压大于晶体管的反向阈值电压，以及
(2)
向栅极施加导通电压以导通开关，以允许负电流流动通过晶体管，从而减少或消除电流瞬变或电压瞬变
。
在一个方面，方法还包括选择阈值电压
、
反向阈值电压
、
或两者，以对控制开关进行优化
。
在另一方面，晶体管形成在氮化镓或砷化镓之中或之上
。
在另一方面，晶体管包含体二极管和背栅，
并且反向导通电压小于体二极管的正向阈值电压；以及方法还包括向背栅施加选定的背栅偏置电压以降低反向阈值电压
。
在另一方面，晶体管包括硅
、
碳化硅
、
氮化镓或砷化镓
。
[0009]在另一个实施例中，本专利技术包括一种用于减少或消除开关中的电流瞬变或电压瞬变的方法，包括：提供开关，其中，开关包括具有栅极的晶体管；以及控制开关，其中，当存在正向电流时，
(1)
开关的关断电压是大于零且小于晶体管的阈值电压的偏置电压，以及
(2)
向栅极施加关断电压以关断开关，以防止正向电流流动通过晶体管；其中，当存在反向电流时，
(1)
晶体管的反向导通电压大于晶体管的反向阈值电压，以及
(2)
向栅极施加导通电压以导通开关，以允许负电流流动通过晶体管，从而减少或消除电流瞬变或电压瞬变
。
在一个方面，方法还包括选择阈值电压
、
反向阈值电压
、
或两者，以对控制开关进行优化
。
在另一方面，晶体管形成在氮化镓或砷化镓之中或之上
。
在另一方面，晶体管包含体二极管和背栅，并且反向导通电压小于体二极管的正向阈值电压；以及方法还包括向背栅施加选定的背栅偏置电压以降低反向阈值电压
。
在另一方面，晶体管包括硅
、
碳化硅
、
氮化镓或砷化镓
。
[0010]在另一个实施例中，本专利技术包括一种开关，其包括：包括栅极的晶体管；其中，当存在正向电流时，
(1)
开关的关断电压是大于零且小于晶体管的阈值电压的偏置电压，以及
(2)
当向栅极施加关断电压时，正向电流不会流动通过晶体管；以及其中，当存在反向电流时，
(1)
晶体管的反向导通电压大于晶体管的反向阈值电压，以及
(2)
向栅极施加导通电压以导通开关，以允许负电流流动通过晶体管，从而减少或消除电流瞬变或电压瞬变，其中电流瞬变和电压瞬变被减少或消除
。
在一个方面，开关还包括选择阈值电压
、
反向阈值电压
、
或两者，以对控制开关进行优化
。
在另一方面，晶体管包括氮化镓或砷化镓
。
在另一方面，晶体管包含体二极管和背栅，并且当向背栅施加选定的背栅偏置电压时反向阈值电压降低，反向电流不会流动通过体二极管，反向恢复电荷不会在体二极管处累积，且反向导通电压小于体二极管的正向阈值电压
。
在另一方面，晶体管形成在硅
、
碳化硅
、
氮化镓或砷化镓之中或之上
。
[0011]在另一个实施例中，本专利技术包括一种电源转换器，其包括：开关，该开关包括：包括栅极的晶体管；其中，当存在正向电流时，
(1)
开关的关断电压是大于零且小于晶体管的阈值电压的偏置电压，以及
(2)
当向栅极施加关断电压时，正向电流不会流动通过晶体管；以及其中，当存在反向电流时，
(1)
晶体管的反向导通电压大于晶体管的反向阈值电压，以及
(2)
向栅极施加导通电压以导通开关，以允许负电流流动通过晶体管，从而减少或消除电流瞬变或电压瞬变，其中电流瞬变和电压瞬变被减少或消除
。
[0012]在另一个实施例中，本专利技术包括一种套件，其包括：开关，该开关包括：包括栅极的晶体管；其中，当存在正向电流时，
(1)
开关的关断电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于减少或消除器件中的电流瞬变或电压瞬变的方法，包括：提供所述器件，其中，所述器件包括具有栅极的晶体管；以及控制所述栅极，其中，当存在正电流流动时，将所述栅极关断至非零值，并且其中，当存在负电流流动时，导通所述栅极；从而减少或消除所述器件中的电流瞬变或电压瞬变
。2.
根据权利要求1所述的方法，还包括选择所述晶体管的阈值电压
、
所述器件的反向阈值电压
、
或两者，以对控制所述栅极进行优化
。3.
根据权利要求1所述的方法，其中，所述器件包括氮化镓或砷化镓
。4.
根据权利要求1所述的方法，其中，所述晶体管包含体二极管和背栅，并且所述器件的反向导通电压小于所述体二极管的正向阈值电压；以及还包括向所述背栅施加选定的背栅偏置电压以降低反向阈值电压
。5.
根据权利要求4所述的方法，其中，所述晶体管形成在硅
、
碳化硅
、
氮化镓或砷化镓之中或之上
。6.
一种用于减少或消除开关中的电流瞬变或电压瞬变的方法，包括：提供所述开关，其中，所述开关包括具有栅极的晶体管；以及控制所述开关，其中，当存在正向电流时，
(1)
所述开关的关断电压是大于零且小于所述晶体管的阈值电压的偏置电压，以及
(2)
向所述栅极施加所述关断电压以关断所述开关，以防止所述正向电流流动通过所述晶体管；其中，当存在反向电流时，
(1)
所述晶体管的反向导通电压大于所述晶体管的反向阈值电压，以及
(2)
向所述栅极施加导通电压以导通所述开关，以允许负电流流动通过所述晶体管，从而减少或消除电流瞬变或电压瞬变
。7.
根据权利要求6所述的方法，还包括选择所述阈值电压
、
所述反向阈值电压
、
或两者，以对控制所述开关进行优化
。8.
根据权利要求6所述的方法，其中，所述晶体管形成在氮化镓或砷化镓之中或之上
。9.
根据权利要求6所述的方法，其中，所述晶体管包含体二极管和背栅，并且所述反向导通电压小于所述体二极管的正向阈值电压；以及还包括向所述背栅施加选定的背栅偏置电压以降低所述反向阈值电压
。10.
根据权利要求9所述的方法，其中，所述晶体管包括硅
、
碳化硅
、
氮化镓或砷化镓
。11.
一种用于减少或消除由开关中累积的反向恢复电荷引起的电流瞬变或电压瞬变的方法，包括：提供所述开关，其中，所述开关包括具有栅极的晶体管，并且其中，所述晶体管包含体二极管和背栅；以及控制所述开关，其中，当存在正向电流时，
(1)
所述开关的关断电压是大于零且小于所述晶体管的阈值电压的偏置电压，以及
(2)
向所述栅极施加所述关断电压，使得所述正向电流不会流动通过所述晶体管；以及其中，当存在反向电流时，
(1)
所述晶体管的反向导通电压大于所述晶体管的反向阈值电压，以及
(2)
向所述栅极施加导通电压以导通所述开关，以允许负电流流动通过所述晶体
管，从而减少或消除由累积的反向恢复电荷引起的电流瞬变或电压瞬变
。12.
根据权利要求
...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗丝，
申请(专利权)人：罗丝，
类型：发明
国别省市：