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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功率器件设计,特别是涉及一种集成式功率器件级联结构、电源模块及电子系统。
技术介绍
1、近年来,随着半导体行业的快速发展,对于开关功率器件的可靠性、功率密度、效率等电气性能提出了更高的要求。
2、相比于传统采用硅(si)材料制作的功率器件,基于氮化镓(gan)材料制作的第三代半导体功率器件具有更加优良的电气性能,如高效率、高功率密度、低能耗、高频、高耐温、高耐压能力等,尤其具有优越的辐射耐受性,可以将其应用于卫星、空间站等具有抗辐射需求的相关航空航天领域。
3、但是,相比于传统硅基功率器件,氮化镓功率器件的驱动更加困难;因此,对氮化镓功率器件的研究显得尤为重要。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种集成式功率器件级联结构、电源模块及电子系统,用于解决现有技术中氮化镓功率器件驱动困难的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的,本专利技术提供一种集成式功率器件级联结构,包括:
3、封装体及设置于所述封装体内的氮化镓功率器件、硅基功率器件、驱动器;
4、所述氮化镓功率器件的栅极与所述硅基功率器件的源极相连,源极与所述硅基功率器件的漏极相连,漏极作为所述功率器件级联结构的漏极;所述硅基功率器件的栅极作为所述功率器件级联结构的栅极,源极作为所述功率器件级联结构的源极;
5、所述驱动器与所述功率器件级联结构的栅极相连,用于根据接收的输入信号控制所述功率器件级联结构的开通或
6、其中,所述氮化镓功率器件包括常通型氮化镓功率器件。
7、可选地,所述氮化镓功率器件包括algan/gan hemt结构,所述硅基功率器件包括n沟道增强型mosfet结构。
8、可选地,所述氮化镓功率器件包括algan/gan mis-hemt结构,所述硅基功率器件包括ldmos结构或vdmos结构。
9、可选地,所述驱动器包括稳压电路、控制电路及驱动电路;
10、所述稳压电路用于将电源电压转换成工作电压给所述控制电路供电;
11、所述控制电路用于将所述输入信号转换成控制信号输出;
12、所述驱动电路与所述控制电路相连,用于根据所述控制信号对所述硅基功率器件进行通断控制。
13、可选地,所述控制电路包括输入缓冲单元及电平转换单元;
14、所述输入缓冲单元用于将所述输入信号转换成方波信号输出;
15、所述电平转换单元与所述输入缓冲单元相连,用于对所述方波信号的高电平数值进行调节生成所述控制信号输出。
16、可选地,所述驱动电路包括中间级驱动单元及输出级驱动单元;
17、所述中间级驱动单元与所述控制电路相连,用于提高所述控制信号的驱动能力;
18、所述输出级驱动单元包括高边pmos管及低边nmos管,所述高边pmos管的栅极与所述低边nmos管的栅极相连并接收所述控制信号,源极连接电源电压,漏极与所述低边nmos管的漏极及所述硅基功率器件的栅极相连,所述低边nmos管的源极接地。
19、可选地,所述集成式功率器件级联结构还包括抗辐照加固层,设置于所述封装体的外围。
20、本专利技术还提供一种电源模块,包括如上所述的集成式功率器件级联结构。
21、本专利技术还提供一种电子系统,包括如上所述的电源模块。
22、如上所述,本专利技术的集成式功率器件级联结构、电源模块及电子系统,提出一种氮化镓功率器件与硅基功率器件级联并集成驱动器的新型拓扑结构,具有优良的电气性能,如耐高温、耐高压、低功耗、高可靠性、驱动速度快等;通过抗辐照加固层的设计,提高其耐辐射性(抗辐照能力),使其适用于宇航高压环境。
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1.一种集成式功率器件级联结构,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的集成式功率器件级联结构,其特征在于,所述氮化镓功率器件包括AlGaN/GaN HEMT结构,所述硅基功率器件包括N沟道增强型MOSFET结构。
3.根据权利要求2所述的集成式功率器件级联结构,其特征在于,所述氮化镓功率器件包括AlGaN/GaN MIS-HEMT结构,所述硅基功率器件包括LDMOS结构或VDMOS结构。
4.根据权利要求1所述的集成式功率器件级联结构,其特征在于,所述驱动器包括稳压电路、控制电路及驱动电路;
5.根据权利要求4所述的集成式功率器件级联结构,其特征在于,所述控制电路包括输入缓冲单元及电平转换单元;
6.根据权利要求4所述的集成式功率器件级联结构,其特征在于,所述驱动电路包括中间级驱动单元及输出级驱动单元;
7.根据权利要求1-6任意一项所述的集成式功率器件级联结构,其特征在于,所述集成式功率器件级联结构还包括抗辐照加固层,设置于所述封装体的外围。
8.一种电源模块,其特征在于,包括如权利要求1
9.一种电子系统,其特征在于,包括如权利要求8所述的电源模块。
...【技术特征摘要】
1.一种集成式功率器件级联结构,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的集成式功率器件级联结构,其特征在于,所述氮化镓功率器件包括algan/gan hemt结构,所述硅基功率器件包括n沟道增强型mosfet结构。
3.根据权利要求2所述的集成式功率器件级联结构,其特征在于,所述氮化镓功率器件包括algan/gan mis-hemt结构,所述硅基功率器件包括ldmos结构或vdmos结构。
4.根据权利要求1所述的集成式功率器件级联结构,其特征在于,所述驱动器包括稳压电路、控制电路及驱动电路;
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