[发明专利]具有绝缘栅双极晶体管和单极开关装置的半导体开关模块

权利要求书

1.一种半导体开关模块(50)，包括：

绝缘栅双极型晶体管(10)，其包括至少第一晶体管单元(TC1)和至少一个补充单元(SC)，其中，所述第一晶体管单元(TC1)包括第一栅极(151)和第一源极(111)，其中，所述补充单元(SC)包括第二栅极(152)和补充电极(11S)；以及

单极开关装置(20)，其基于宽带隙材料并且包括第三栅极(153)和第三源极(113)，

其中，所述第三栅极(153)和所述第二栅极(152)电连接，并且与所述第一栅极(151)断开连接，并且其中，所述第一源极(111)、所述补充电极(11S)和所述第三源极(113)彼此电连接。

2.根据权利要求1所述的半导体开关模块，

其中，所述补充单元(SC)包括第二晶体管单元(TC2)，并且其中，所述补充电极(11S)形成所述第二晶体管单元(TC2)的第二源极(112)。

3.根据权利要求2所述的半导体开关模块，还包括：

传导损耗降低单元(401)，其被配置成在导通所述第一晶体管单元(TC1)之后导通所述单极开关装置(20)和所述第二晶体管单元(TC2)，并且在关断所述第一晶体管单元(TC1)之前关断所述单极开关装置(20)和所述第二晶体管单元(TC2)。

4.根据权利要求2至3中任一项所述的半导体开关模块，还包括：

短路保护单元(402)，其被配置成在检测到短路状况的情况下，忽略导通所述单极开关装置(20)和所述第二晶体管单元(TC2)。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的半导体开关模块，还包括：

过电流保护单元(409)，其被配置成在检测到过电流状况的情况下，关断所述单极开关装置(20)和所述第二晶体管单元(TC2)。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的半导体开关模块，

其中，所述绝缘栅双极型晶体管(10)包括与所述第一晶体管单元(TC1)和所述第二晶体管单元(TC2)并联电连接的反向二极管结构(RD)，其中，所述反向二极管结构(RD)的工作模式能够通过施加至所述第二栅极(152)的第二栅极信号而在增强二极管模式与标准二极管模式之间切换，并且其中，所述反向二极管结构(RD)在所述增强二极管模式下的正向电导率高于在所述标准二极管模式下的正向电导率。

7.根据权利要求6所述的半导体开关模块，

其中，所述反向二极管结构(RD)包括沟槽电极结构(150)，所述沟槽电极结构(150)包括与所述第二栅极(152)电连接的沟槽电极(155)，其中，掺杂二极管区(122)与所述沟槽电极结构(150)的侧壁接触。

8.根据权利要求6所述的半导体开关模块，还包括：

多个均匀分布的反向二极管结构(RD)。

9.根据权利要求6所述的半导体开关模块，

其中，所述绝缘栅双极型晶体管(10)包括至少一个二极管区(610)和至少一个晶体管区(620)，其中，所述反向二极管结构(RD)形成在所述至少一个二极管区(610)中，并且其中，所述第一晶体管单元(TC1)和所述第二晶体管单元(TC2)形成在所述至少一个晶体管区(620)中。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的半导体开关模块，还包括：

反向电流控制单元(403)，其被配置成响应于二极管控制信号的电平变化而将所述反向二极管结构(RD)切换至所述增强二极管模式。

11.根据权利要求10所述的半导体开关模块，还包括：

二极管模式控制单元(404)，其被配置成响应于第二模式控制信号而激活二极管控制信号。