[发明专利]功率半导体器件及其缓冲电路

说明书

本发明公开了一种用于电开关的缓冲电路，包括：静态缓冲单元，其并联于所述电开关，用于当所述电开关处于导通或关断的状态下以平衡所述电开关之两端的电压的静态均压；以及动态缓冲单元，用于当所述电开关处于导通或关断的过程中以平衡所述电开关之两端的动态均压。所述动态缓冲单元包括：动态均压电容器，其并联于所述电开关且所述动态均压电容器的电容与电压存在关系；和控制器，用于将所述动态均压电容器的电容控制在既定的工作区域，所述电容的既定的工作区域为所述电容将随着所述电开关之两端的电压的增加而上升。本发明还公开了一种功率半导体器件。

技术领域

本发明涉及一种功率半导体器件及其缓冲电路，具体地，涉及一种可提供相串联的电开关之电压平衡的功率半导体器件及其缓冲电路。

背景技术

在高压应用中，使用低电压装置而非高电压装置的串行化器件是低成本的良好解决方案。然而，使得串行化器件中的每一电开关达到电压平衡是个大问题。串行化器件中的阻断电压的不平衡会引起其中的一些电开关相对于其余电开关承受较高的阻断电压，从而大大增加了器件故障率。电压的不平衡主要是由门驱动信号的传播延迟失配以及各相串联的电开关之性能差异所引起的。这些因素也可能随着器件的制造工艺、温度变化、老化程度等不同而有所变化。为了弱化这些因素带来的影响，现有的缓冲电路中通常使用一电容器，用于降低各串联电开关两端之电压，从而实现串联化器件的电压平衡。然而，当施加到该电容器的电压增加时，其电容值将大大地降低，以至于该电容器必须具有高击穿电压的结构，例如：与一额外的具有固定大电容的电容器相组合，这样的结构将增加整个器件的尺寸且耗费较高的成本。

由此，期望提供新的和改进的功率半导体器件及其缓冲电路，以较低的成本和更为简单的结构，来实现串行化的功率半导体器件的电压平衡。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种用于电开关的缓冲电路，所述缓冲电路包括：静态缓冲单元，其并联于所述电开关，用于当所述电开关处于导通或关断的状态下以平衡所述电开关之两端的电压的静态均压；以及动态缓冲单元，用于当所述电开关处于导通或关断的过程中以平衡所述电开关之两端的动态均压。所述动态缓冲单元包括：动态均压电容器，其并联于所述电开关且所述动态均压电容器的电容与电压存在关系；和控制器，用于将所述动态均压电容器的电容控制在既定的工作区域，所述电容的既定的工作区域为所述电容将随着所述电开关之两端的电压的增加而上升。

根据本发明的另一方面，提供了一种功率半导体器件，其包括：至少两个相串联的电开关；以及包括前述的用于各电开关的缓冲电路。

附图说明

参考附图阅读下面的详细描述，可以帮助理解本发明的特征、方面及优点，其中：

图1是根据本发明之具体实施方式的电开关模块的示意图；

图2是根据本发明之具体实施方式的功率半导体器件的示意图；以及

图3是根据本发明之具体实施方式的动态均压电容器之电容与其两端电压之间的关系示意图。

具体实施方式

为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本发明所要求保护的主题，下面结合附图详细表述本发明的具体实施方式。在以下对这些具体实施方式的详细描述中，本说明书对一些公知的功能或者构造不做详细描述以避免不必要的细节而影响到本发明的披露。