專利名稱：可降低半導(dǎo)體功率轉(zhuǎn)換電路震蕩的電路結(jié)構(gòu)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種電路設(shè)計(jì)與半導(dǎo)體功率裝置的架構(gòu)，例如以金屬氧化 物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管為基礎(chǔ)的裝置，特別是指一種具新穎性的改良的電路 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與裝配方法，其可降低半導(dǎo)體功率裝置如同步轉(zhuǎn)換器或者轉(zhuǎn)換電路 的振鈴。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(power MOSFET)裝置一 直艱難地面對(duì)可能導(dǎo)致?lián)舸?shooting through)問(wèn)題的振鈴震蕩(ringing oscillation)。振鈴震蕩與擊穿(shootingthrough)問(wèn)題引起過(guò)度浪費(fèi)與效能的 損失，特別是在如同步電壓轉(zhuǎn)換器(Synchronous Buck Converter)、半橋式轉(zhuǎn) 換器(half bridge converter)或者轉(zhuǎn)換器(inverters)等轉(zhuǎn)換電路中是兩功率 金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管是以互補(bǔ)設(shè)計(jì)來(lái)做為轉(zhuǎn)換。兩被串聯(lián)連接并 穿越過(guò)一電壓源的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管一般各稱為高側(cè)與低側(cè)
(LS)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體 管先關(guān)閉以開(kāi)始轉(zhuǎn)換電路。關(guān)閉低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，迫使 低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的本體二極管(body diode)開(kāi)始運(yùn)作， 以接管電流。經(jīng)延遲后，高側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)始運(yùn)作，而 迫使低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的本體二極管關(guān)閉。然而，低側(cè)金 屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的本體二極管關(guān)閉的動(dòng)作導(dǎo)致回復(fù)電流
(recovery current)的突變端(abrupt termination)。在這區(qū)間，回復(fù)電流也流 經(jīng)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的寄生電感與轉(zhuǎn)換電路的線路電感(trace inductances)。因此，回復(fù)電流的突變端在轉(zhuǎn)換電路上產(chǎn)生嚴(yán)重的震蕩，例如 在轉(zhuǎn)換電路上產(chǎn)生的振鈴。
這些振鈴震蕩可能會(huì)導(dǎo)致非刻意地啟動(dòng)低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶 體管。這個(gè)無(wú)心且非預(yù)期中的啟動(dòng)低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的動(dòng)作一般稱作擊穿效應(yīng)。至今很多研究探討如何減小振鈴現(xiàn)象的不良影響。
如圖1A所示，其是一典型地傳統(tǒng)電壓轉(zhuǎn)換器10的電路架構(gòu)示意圖。電 壓轉(zhuǎn)換器IO包含有一高側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管15與一低側(cè)金屬 氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管20，其是串聯(lián)連接于一具有表示為Vin的輸入電 壓的輸入端25與一接地端30間。低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管20 的漏極端在中間點(diǎn)35連接至高側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管15的源極 端并連接，而中間點(diǎn)35該穿越過(guò)電感L與電容C連接至負(fù)載40。在電壓轉(zhuǎn) 換器10高速運(yùn)作的情況下，當(dāng)高側(cè)與低側(cè)的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 同步啟動(dòng)時(shí)，擊穿狀態(tài)將變成一問(wèn)題，因?yàn)槠鋵a(chǎn)生擊穿電流流動(dòng)于輸入端 25與接地端30。擊穿狀態(tài)導(dǎo)致過(guò)度地散逸與效能損失。為了避免擊穿問(wèn)題， 控制電路45被用來(lái)控制柵極信號(hào)，以產(chǎn)生高側(cè)與低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效 應(yīng)晶體管的柵極信號(hào)間的截止時(shí)間。如圖1B所示，其顯示出一介于在高側(cè) 金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管15關(guān)閉而低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶 體管20啟動(dòng)時(shí)的截止時(shí)間，因此能有效防止高側(cè)與低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng) 效應(yīng)晶體管同時(shí)啟動(dòng)。
然而，這樣的控制電路無(wú)法有效地防止振鈴震蕩如圖1C所示。如圖1C 所示，電路電感是相當(dāng)高的。因此，在高側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 啟動(dòng)的時(shí)間，振鈴震蕩有可能防止。這樣過(guò)度的振鈴震蕩可能結(jié)合至轉(zhuǎn)換器 的DC輸出并且引起敏感的負(fù)載電路，而產(chǎn)生故障。
許多關(guān)于振鈴震蕩的研究與分析，如Peter Markowski在網(wǎng)站名稱為 platietanalog.com上發(fā)表預(yù)估金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管轉(zhuǎn)換裝置作為 優(yōu)良電壓轉(zhuǎn)換器(estimating MOSFET switching means higher performance buck converters),其標(biāo)的的ID為12802296; G Nobauer er al.在Infineon Application Note June 2004中發(fā)表一種在電壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)渲信纹纳姼械?方法(A method to determine parasitic inductance in Buck Converter toplogies ); APEC 2005公開(kāi)另一篇由Qun Zhao et al.所著作的在同步電壓轉(zhuǎn)換DC-DC 轉(zhuǎn)換器中Cdv/dt誘導(dǎo)動(dòng)能損失的特性(Characterization of Cdv/dt induced power loss in synchronous Buck DC-DC converters); APEC 2005公開(kāi)另一篇 由Bo Yang et a.所著作的一般的源極誘導(dǎo)同步整流的效果與使用(Effect and Utilization of common Source Inductance Synchronous Rectification) 。 SteveMappus揭示針對(duì)DV/DT抗擾度的振鈴震蕩進(jìn)行解決以增加同步電壓轉(zhuǎn)換 器的用途。大部分的公開(kāi)文獻(xiàn)集中在本質(zhì)分析與寄生封裝電感的影響和電容 在振鈴的數(shù)量。需強(qiáng)調(diào)的是推論出封裝電感使振鈴增加并且產(chǎn)生擊穿問(wèn)題， 因此應(yīng)該使其維持在最低。然而，這些文獻(xiàn)并無(wú)提供這些于封裝外布局實(shí)施 例所產(chǎn)生的線路電感等問(wèn)題的解決方法。Steve Mappus在文章中建議施加負(fù) 偏壓至低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管柵極驅(qū)動(dòng)等其它建議。然而，這 樣意味著其它轉(zhuǎn)換的損失與電感減少將也需要更多復(fù)雜的柵極驅(qū)動(dòng)電路，以 產(chǎn)生負(fù)偏壓。
因此，在這技術(shù)領(lǐng)域中存在著提供改善電路架構(gòu)的需求并且提供以具有 減少振鈴以防止非預(yù)期擊穿問(wèn)題的轉(zhuǎn)換裝置為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體動(dòng)能裝置，因此 上述討論的技術(shù)問(wèn)題點(diǎn)將可以被克服。更佳的是所提供的解決方法將有效地 降低由半導(dǎo)體動(dòng)能裝置封裝外部電路電感所產(chǎn)生的振鈴。更進(jìn)一步，電路架 構(gòu)是兼容的可搭配于任何一般常用的柵極驅(qū)動(dòng)電路來(lái)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有降低振鈴震蕩的改良同步電壓轉(zhuǎn)換 器，其可以有效解決先前所述的技術(shù)困難點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種可降低半導(dǎo)體功率轉(zhuǎn)換電路的震蕩的電 路結(jié)構(gòu)及方法，其轉(zhuǎn)移瞬變電流穿過(guò)一電流轉(zhuǎn)移與箝位電路分支，其具有一 續(xù)列連接二極管與電容器，其內(nèi)部連接于低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體 管的漏極與源極端間。當(dāng)?shù)蛡?cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的本體二極管 被驅(qū)動(dòng)時(shí)，電流轉(zhuǎn)移與箝位電路分支轉(zhuǎn)移一瞬變電流。反向電流被轉(zhuǎn)移并箝 制在這二極管電容器分支，因此大幅地降低時(shí)間長(zhǎng)度與振鈴震蕩的震幅。儲(chǔ) 存在儲(chǔ)存電容器中的瞬變能量隨后回復(fù)至輸入電能供應(yīng)。
本發(fā)明的又一 目的在于提供一種整合一電路轉(zhuǎn)換二極管至金屬氧化物半 導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管封裝。此更改良后的裝置由提供兩種裝置于同一封裝內(nèi)， 達(dá)到減少振鈴震蕩與更簡(jiǎn)化電路布局與裝配過(guò)程。此整合后的電路更改良電 路運(yùn)作與減少生產(chǎn)成本。
為達(dá)上述的目的，本發(fā)明提供一種于轉(zhuǎn)換電路中使用的半導(dǎo)體功率裝置。 此半導(dǎo)體功率裝置包含有一瞬變反向電流轉(zhuǎn)移電路，其是連接至一半導(dǎo)體功率裝置的漏極，以轉(zhuǎn)移反向瞬變電流，此自半導(dǎo)體功率裝置的本質(zhì)二極管穿 越過(guò)的反向瞬變電流被轉(zhuǎn)移，因此降低瞬變振鈴震蕩。
在另一具體實(shí)施例中，反向瞬變電流轉(zhuǎn)移電路包含有一用以儲(chǔ)存電荷的 電容器，以箝制瞬變振鈴震蕩。在另一具體實(shí)施例中，反向瞬變電流轉(zhuǎn)移電 路包含有一提供來(lái)自漏極的反向瞬變電流通過(guò)的二極管，其是在半導(dǎo)體功率 裝置上整合為一內(nèi)部集成電路(IC) 二極管。在另一具體實(shí)施例中，反向瞬 變電流轉(zhuǎn)移電路包含有一供來(lái)自漏極的反向瞬變電流通過(guò)二極管，其中由放
置二極管于該半導(dǎo)體裝置上，將二極管整合為一內(nèi)部集成電路(IC)。在又一
具體實(shí)施例中，反向瞬變電流轉(zhuǎn)移電路包含有一用以引導(dǎo)來(lái)自漏極的反向瞬 變電流的二極管。并且，反向瞬變電流轉(zhuǎn)移電路更包含有一連接于二極管與 半導(dǎo)體功率裝置的源極間的電容器。在又一具體實(shí)施例中，半導(dǎo)體功率裝置 更包含有一金氧半場(chǎng)效應(yīng)晶體管芯片。在另一具體實(shí)施例中，反向瞬變電流 轉(zhuǎn)移電路連接至半導(dǎo)體功率裝置的漏極，作為一緊密鑲嵌外部電路，此將寄 生電感本質(zhì)上減少至最小。在另一具體實(shí)施例中，半導(dǎo)體功率裝置包含有一 雙極功率晶體管或者絕緣閘雙極性晶體管或者一近似轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明的又一目的在于該反向電流轉(zhuǎn)移電路可適用于轉(zhuǎn)換電路中任何轉(zhuǎn) 換半導(dǎo)體。但是，目前僅有金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管在這樣的電路中 被用作為轉(zhuǎn)換裝置。雙極功率晶體管與絕緣閘雙極性晶體管是其它可能裝置 的范例，其也可在本發(fā)明所揭示的電路架構(gòu)中實(shí)行。
以下根據(jù)具體實(shí)施例詳加說(shuō)明，可以更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi) 容、特點(diǎn)及其所達(dá)成的功效。


圖1A是背景技術(shù)中同步電壓轉(zhuǎn)換器的電路架構(gòu)圖1B是高側(cè)與低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極電壓的波形
圖1C是圖1A中同步電壓轉(zhuǎn)換器的無(wú)控制振鈴震蕩示意圖； 圖2是一改良后同步電壓轉(zhuǎn)換器的電路圖，其依據(jù)本發(fā)明改良后的電路 結(jié)構(gòu)，以減少振鈴震蕩；
圖3A與圖3B是一金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管裝置的電路途與封裝結(jié)構(gòu)圖；此金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管與一二極管整合在一起，連接至 一電容器，轉(zhuǎn)移并箝制一瞬變電路，以減少振鈴震蕩；圖4為一波形圖，其呈現(xiàn)出當(dāng)實(shí)行本發(fā)明的轉(zhuǎn)移與箝位電路連接時(shí)所減 少與鉗住的同步電壓轉(zhuǎn)換器的振鈴震蕩。圖號(hào)說(shuō)明10電壓轉(zhuǎn)換器15高側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管20低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管25輸入端30接地端35中間點(diǎn)40負(fù)載45控制電路100電壓轉(zhuǎn)換器105高側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 108本體二極管110低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管112本體二極管115中間點(diǎn)120 二極管125電容器128引線200封裝裝置203焊墊206絕緣材料具體實(shí)施方式
入圖2A所示，是本發(fā)明的電壓轉(zhuǎn)換器100的電路架構(gòu)示意圖。類似于 背景技術(shù)中的電壓轉(zhuǎn)換器10，電壓轉(zhuǎn)換器100包含有一高側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管105，其伴隨著一本體二極管108呈現(xiàn)與一低側(cè)金屬氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管100，其伴隨著一本體二極管112呈現(xiàn)。低側(cè)金屬氧化 物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管110的漏極端在中央連接點(diǎn)115連接至高側(cè)金屬氧化 物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管105的源極。用以降低振鈴震蕩的方法是防止本體二 極管112的循環(huán)反向回復(fù)能量穿過(guò)寄生電感如Lser與寄生電容。這被達(dá)成由 反轉(zhuǎn)大部分的反向電流回至DC輸入供應(yīng)，其連接至高側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體 場(chǎng)效應(yīng)晶體管105的漏極端與低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管110的源 極端。為了達(dá)到這樣的目的，以Dinv表示的快速開(kāi)端二極管120與以Ciiw 表示的電容器125是由漏極端如中間點(diǎn)115串聯(lián)連接至低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo) 體場(chǎng)效應(yīng)晶體管110的源極端。電容器125具有一電容，其高于在電路中結(jié) 合于不同裝置的寄生電容。電容器125是用以儲(chǔ)存寄生瞬時(shí)能量(parasitic transient energy)與功能(flmction)，如同一箝制(clamp)。因電容器125以 并聯(lián)方式連接于輸入DC源，在瞬變電流處于較低速狀態(tài)后，傳輸至電容器 125的電荷回歸至輸入DC源。連接于低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 的漏極與源極間的二極管120與電容125因此轉(zhuǎn)移瞬變電流與電容器125作 為儲(chǔ)存裝置與箝制，以進(jìn)一步減少振鈴震蕩，其將于下更進(jìn)一步討論。如圖2所示，連接位于低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管110的漏極 與源極間的二極管120與電容125，以作為功率芯片封裝外部的外部線路組 件。當(dāng)該瞬變電流轉(zhuǎn)移分支的連接被執(zhí)行作為外部連結(jié)時(shí)，放置這些外部組 件盡可能接近本體與半導(dǎo)體功率芯片的引線(pins)是相當(dāng)重要的。金屬氧 化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的寄生電感是在幾納米亨(Henries)的范圍內(nèi)。這 些外部電子組件如同二極管120與電容125也必須以具有非常低線路電感連 接，因此瞬變電流轉(zhuǎn)移功用可被有效地實(shí)現(xiàn)。利用如圖中現(xiàn)在所示的瞬變電 流轉(zhuǎn)移分支連接狀態(tài)，瞬變電流在關(guān)閉低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 110的本體二極管112時(shí)，瞬變電流不再流經(jīng)寄生電感Lser。替代瞬變電流 流經(jīng)過(guò)二極管120,瞬變電流能量?jī)?chǔ)存于電容器125，以在低速率時(shí)回復(fù)到電 路中DC輸入端。由瞬變電流流經(jīng)寄生電感Lser與低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng) 效應(yīng)晶體管110的寄生電容所產(chǎn)生的振鈴震蕩因此能有效地降低。如圖3A與圖3B所示，其是為一電路圖與一截面圖，以呈現(xiàn)出另一供瞬 變電流轉(zhuǎn)移的具體實(shí)施例的整體架構(gòu)。二極管120'，如在這個(gè)具體實(shí)施例圖ii中以Dirw表示的二極管，其是結(jié)合為半導(dǎo)體功率裝置封裝的一部份。在第 3B圖中，整合具有金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管110'的二極管120'至一 共同的封裝裝置200。在這相同的晶粒焊墊203上，二極管120，依據(jù)金屬氧 化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管110'的替換而進(jìn)行更換。 一介于二極管120'與焊墊 203兩者間的絕緣材料206，以將二極管與焊墊間形成電性絕緣，其是直接連 接至金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管IIO，的漏極端。金屬連接如焊接導(dǎo)線電 性連接二極管120'的陽(yáng)極至晶粒焊墊與陰極至引線(lead) 128。金屬氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管現(xiàn)在與一集成二極管120'Dinv建構(gòu)在一起。此二極管 120'的陽(yáng)極是內(nèi)部連接至低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極端，二 極管120'的陰極是連接至外部電路的外部連接。此二極管120與低側(cè)金屬氧 化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管110如圖2所示，是整合在一封裝。當(dāng)鑲嵌作為一 外部電容時(shí)，電容器125必須鑲嵌至封裝中非常接近裝置的位置，以作為一 非常低的寄生電感。瞬變電流轉(zhuǎn)移電路在先前所述的外部連接組件或者內(nèi)部整合裝置的揭示 中振鈴震蕩已可大幅地減少。在圖4中呈現(xiàn)出在啟動(dòng)高側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體 場(chǎng)效應(yīng)晶體管與關(guān)閉低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管110后的電壓轉(zhuǎn)換 器正向的瞬變電流行為。與圖1C中所示的震蕩圖比較，振鈴震蕩所引起瞬 變電流行為在當(dāng)?shù)蛡?cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管裝置關(guān)閉時(shí)已經(jīng)大幅度 地減少。上述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明實(shí)施的范圍。 故凡依本發(fā)明權(quán)利要求所述的特征及精神所做出的均等變化或修飾，均應(yīng)包 括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于轉(zhuǎn)換電路中的半導(dǎo)體功率裝置，其特征在于，包含有一瞬變反向電流轉(zhuǎn)移電路，其連接至該半導(dǎo)體功率裝置的一漏極，以轉(zhuǎn)移一反向的瞬變電流，此該反向的瞬變電流由通過(guò)該半導(dǎo)體功率裝置的一本體二極管轉(zhuǎn)移，因此減少瞬變振鈴震蕩。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體功率裝置，其特征在于，其中該反向的瞬變電 流轉(zhuǎn)移電路包含有一用以引導(dǎo)該反向瞬變電流的二極管。
3. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體功率裝置，其特征在于，其中該反向瞬變電流 轉(zhuǎn)移電路包含有一儲(chǔ)存電荷的電容器，以箝制該瞬變振鈴震蕩。
4. 如權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體功率裝置，其特征在于，其中該反向瞬變電流轉(zhuǎn)移電路包含有一由該漏極引導(dǎo)該反向瞬變電流的二極管與儲(chǔ)存電荷的 一電容，以箝制該瞬變電流振鈴震蕩，以便在較低速率時(shí)回復(fù)該已儲(chǔ)存的 瞬變電荷至該半導(dǎo)體功率裝置的一供應(yīng)輸入動(dòng)能。
5. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體功率裝置，其特征在于，其中該反向瞬變電流 轉(zhuǎn)移電路包含有一供該反向瞬變電流經(jīng)過(guò)的二極管，該二極管是一具有低 漏電流的快速轉(zhuǎn)換二極管。
6. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體功率裝置，其特征在于，其中該反向瞬變電流 轉(zhuǎn)移電路包含有一供來(lái)自于該漏極的該反向瞬變電流通過(guò)的二極管，其是 在該半導(dǎo)體功率裝置上整合為一內(nèi)部集成電路二極管。
7. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體功率裝置，其特征在于，其中該反向瞬變電流 轉(zhuǎn)移電路包含有一供來(lái)自于該漏極的該反向瞬變電流通過(guò)的二極管，其是 由設(shè)置該二極管于該半導(dǎo)體功率裝置上，而整合為一內(nèi)部集成電路二極 管。
8. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體功率裝置，其特征在于，其中該反向瞬變電流轉(zhuǎn)移電路包含有一用以引導(dǎo)來(lái)自于該漏極的該反向瞬變電流的二極管；以 及該反向瞬變電流轉(zhuǎn)移電路更包含有一連接于該二極管與該半導(dǎo)體功 率裝置的一源極間的電容器。
9. 如權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體功率裝置，其特征在于，其中該半導(dǎo)體功率裝置包含有一金氧半場(chǎng)效應(yīng)晶體管芯片。
10. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體功率裝置，其特征在于，其中該反向瞬變電流 轉(zhuǎn)移電路連接至該半導(dǎo)體功率裝置的該漏極，以作為一緊密鑲嵌外部電 路，此寄生電感本質(zhì)上僅環(huán)繞幾納米亨。
11. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體功率裝置，其特征在于，其中該半導(dǎo)體功率 裝置包含有一雙極功率晶體管芯片。
12. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體功率裝置，其特征在于，該半導(dǎo)體功率裝置 包含有一絕緣閘雙極性晶體管芯片。
13. —種轉(zhuǎn)換裝置，其包含有-一高側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管芯片，其特征在于，具有一第 一高側(cè)源極，其是連接至一低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管芯片的一 低側(cè)漏極；以及一瞬變反向電流轉(zhuǎn)移電路，其是連接至該低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效 應(yīng)晶體管芯片的一漏極，以轉(zhuǎn)移一反向瞬變電流，此關(guān)閉該低側(cè)金屬氧化 物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管芯片時(shí)所產(chǎn)生的反向瞬變電流于通過(guò)該低側(cè)金屬 氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管裝置的一本體二極管時(shí)被轉(zhuǎn)移，以減少一瞬變 振鈴震蕩。
14. 如權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，其中該反向瞬變電流轉(zhuǎn)向 回路包含有一二極管，其是用以引導(dǎo)該反向瞬變電流通過(guò)。
15. 如權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，其中該反向瞬變電流轉(zhuǎn)移 電路包含有一用以儲(chǔ)存電荷的電容器，其是用以箝制該瞬變振鈴震蕩。
16. 如權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，其中該反向瞬變電流轉(zhuǎn)移 電路包含有一由該漏極引導(dǎo)該反向瞬變電流的二極管與一用以儲(chǔ)存電荷 的電容，以箝制該瞬變振鈴震蕩，以便在較低速率時(shí)回復(fù)該已儲(chǔ)存的瞬變 電荷至該半導(dǎo)體功率裝置的一供應(yīng)輸入動(dòng)能。
17. 如權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，其中該反向瞬變電流轉(zhuǎn)移 電路包含有一以供該反向瞬變電流通過(guò)的二極管，該二極管是一具有低漏 電流的快速轉(zhuǎn)換二極管。
18. 如權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，其中該反向瞬變電流轉(zhuǎn)移 電路包含有一以供該漏極的該反向瞬變電流二極管通過(guò)的二極管，其是在該低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管芯片上整合為一內(nèi)部集成電路二 極管。
19. 如權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，其中該反向瞬變電流轉(zhuǎn)移 電路包含有一供來(lái)自于該漏極的該反向瞬變電流經(jīng)過(guò)的二極管，其是設(shè)置 于該低側(cè)金氧半電晶體芯片上，而整合為一內(nèi)部集成電路(IC) 二極管。
20. 如權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，其中該反向瞬變電流轉(zhuǎn)移 電路包含有一引導(dǎo)來(lái)自于該漏極的該反向瞬變電流的二極管；以及該反向 瞬變電流轉(zhuǎn)移電路更包含有一連接于該二極管與至該低側(cè)金屬氧化物半 導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管芯片的一源極間的一電容器。
21. 如權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，其中該反向瞬變電流轉(zhuǎn)移 電路連接至該低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管芯片的該漏極，作為一 緊密鑲嵌外部電路，此本質(zhì)上減少寄生線路電感。
22. —種用以在一轉(zhuǎn)換環(huán)路中降低振鈴震蕩的方法，其特征在于，在該轉(zhuǎn)換電 路中開(kāi)啟一半導(dǎo)體功率裝置，該方法包含有連接一瞬變反向電流轉(zhuǎn)移電路至該半導(dǎo)體功率裝置的一漏極，以供轉(zhuǎn) 移一經(jīng)過(guò)反向瞬變電流，以減少該瞬變振鈴震蕩。
23. —種降壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換回路，其特征在于，包含有一瞬變反向電流轉(zhuǎn)移回路，其連接至一半導(dǎo)體功率裝置的一漏極，以 轉(zhuǎn)移一反向瞬變電流，此將經(jīng)過(guò)該半導(dǎo)體功率裝置的一本體二極管的該反 向瞬變電流轉(zhuǎn)移，以減少瞬變振鈴震蕩。
24. 如權(quán)利要求23所述的降壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換回路，其特征在于，其中該反向瞬 變電流轉(zhuǎn)移回路包含有一二極管，其是用以引導(dǎo)該反向瞬變電流通過(guò)。
25. 如權(quán)利要求23所述的降壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換回路，其特征在于，其中該反向瞬 變電流轉(zhuǎn)移電路包含有一儲(chǔ)存電荷的電容器，其是用以箝制該瞬變振鈴震 蕩。
26. 如權(quán)利要求23所述的降壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換回路，其特征在于，其中該反向瞬 變電流轉(zhuǎn)移電路包含有一用以引導(dǎo)來(lái)自該漏極的該反向瞬變電流的二極 管與一儲(chǔ)存電荷的電容器，其是用以箝制該瞬變電流振鈴震蕩，以便在較 低速率時(shí)回復(fù)該己儲(chǔ)存的瞬變電荷至該半導(dǎo)體功率裝置的一供應(yīng)輸入動(dòng)
27. 如權(quán)利要求23所述的降壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換回路，其特征在于，其中該反向瞬 變電流轉(zhuǎn)移電路包含有一供該反向瞬變電流通過(guò)的二極管，該二極管是一 具有低漏電流的快速轉(zhuǎn)換二極管。
28. 如權(quán)利要求23所述的降壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換回路，其特征在于，其中該反向瞬 變電流轉(zhuǎn)移電路包含有一引導(dǎo)來(lái)自于該漏極的該反向瞬變電流的二極管； 以及該反向瞬變電流轉(zhuǎn)移電路更包含有一連接于該二極管與該半導(dǎo)體功 率裝置的一源極間的電容器。
29. 如權(quán)利要求23所述的降壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換回路，其特征在于，其中該半導(dǎo)體 功率裝置包含有一金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管芯片。
30. 如權(quán)利要求23所述的降壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換回路，其特征在于，其中該反向瞬 變電流轉(zhuǎn)移電路連接至該半導(dǎo)體功率裝置的漏極，作為一緊密鑲嵌外部電 路，此本質(zhì)上減少寄生線路電感。
31. 如權(quán)利要求23所述的降壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換回路，其特征在于，其中該降壓轉(zhuǎn) 換器轉(zhuǎn)換回路包含有一雙極功率晶體管芯片。
32. 如權(quán)利要求23所述的降壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換回路，其特征在于，該降壓轉(zhuǎn)換器 轉(zhuǎn)換回路包含有一絕緣閘雙極性晶體管芯片。
全文摘要
一轉(zhuǎn)換裝置其包含有一高側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管芯片，其具有一個(gè)第一高側(cè)源極連接至一個(gè)低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管芯片的一低側(cè)漏極。轉(zhuǎn)換裝置更包含有一瞬變反向電流轉(zhuǎn)移電路，其連接至該低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管芯片的一漏極，以轉(zhuǎn)移一反向瞬變電流，藉此在關(guān)閉該低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管時(shí)使一自該低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管芯片的一本體二極管通過(guò)的反向瞬變電流轉(zhuǎn)移，以降低瞬變振鈴震蕩。此反向瞬變電流轉(zhuǎn)移電路包含有一用以引導(dǎo)來(lái)自該漏極的反向瞬變電流的二極管。反向瞬變電流轉(zhuǎn)移電路更包含有一連接于二極管與低側(cè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管芯片間的電容器。
文檔編號(hào)H02M3/10GK101291109SQ200710101318
公開(kāi)日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2007年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月17日
發(fā)明者杉杰·哈瓦娜 申請(qǐng)人:萬(wàn)國(guó)半導(dǎo)體股份有限公司