恭喜电子科技大学周春华获国家专利权
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龙图腾网恭喜电子科技大学申请的专利一种具有嵌入温度监测单元的GaN器件的过温保护电路获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116316450B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-16发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310315607.8,技术领域涉及:H02H7/20;该发明授权一种具有嵌入温度监测单元的GaN器件的过温保护电路是由周春华;李明哲;周琦;李竞研;杨文星;罗华;谢静宇;张波设计研发完成,并于2023-03-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种具有嵌入温度监测单元的GaN器件的过温保护电路在说明书摘要公布了:本发明属于GaN功率电子技术领域,具体涉及一种具有嵌入温度监测单元的GaN器件的过温保护电路。本发明是基于内部嵌入分布式温度监测单元的GaN功率器件作过温保护设计,所以从结构上区别于其他电路,无需专门围绕GaN功率器件设计结温监测支路,在设计结构上更简便。其次,由于内部的温度监测单元直接集成在GaN器件热源热点漂移区栅极漏侧附近,因而温度监测单元直接体现热点的温度信息,相对比在GaN器件外部设计温度监测与保护电路,该设计电路温度监测准确度更高。同时,单片集成电路能够减小电路中互联引起的寄生效应,发挥GaN器件高频高速性能。
本发明授权一种具有嵌入温度监测单元的GaN器件的过温保护电路在权利要求书中公布了:1.一种具有嵌入温度监测单元的GaN器件的过温保护电路,其特征在于,包括嵌入温度监测单元的GaN功率器件、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一晶体管、比较器、第一反相器INV1、第二反相器INV2、第三反相器INV3和与门电路;第一电阻R1的一端接工作电压,第一电阻R1的另一端同时与GaN功率器件内部嵌入的温度监测单元的一个金属电极和比较器路的正向输入端连接,温度监测单元的另一个金属电极接地;第二电阻R2的一端与高电平VDD连接,第二电阻R2的另一端同时与第三电阻R3的一端和比较器的反向输入端连接,第三电阻R3的另一端同时与第四电阻R4的一端和第一晶体管的漏极连接,第四电阻R4的另一端和第一晶体管的源极接地;比较器的输出端与第一反相器INV1的输入端连接,第一反相器INV1的输出端与第二反相器INV2的输入端连接,第二反相器INV2的输出端为过温保护电路的输出端;第三反相器INV3的输入端和第一晶体管E1的栅极接过温保护电路的输出端;第三反相器INV3的输出端和与门电路的其中一个输入端连接,与门电路的另一个输入端接外部驱动信号,与门电路的输出端与GaN功率器件的栅极连接,GaN功率器件的漏极接外部电路,GaN功率器件的源极接地;所述GaN功率器件的元胞结构包括衬底01、位于衬底01上表面的缓冲层02、位于缓冲层02上表面的GaN沟道层03、位于GaN沟道层03上表面的AlGaN势垒层04、源极欧姆金属08和漏极欧姆金属09;所述GaN沟道层03与AlGaN势垒层04构成异质结;在AlGaN势垒层04上表面覆盖有钝化层07;AlGaN势垒层04和钝化层07位于源极欧姆金属08和漏极欧姆金属09之间,源极欧姆金属08和漏极欧姆金属09分别位于GaN沟道层03上表面两端;在源极欧姆金属08上表面具有源极场板10,将源极场板10位于源极场板10上方的部分定义为第一垂直场板;第一垂直场板的顶端沿器件横向方向向靠近漏极欧姆金属09一侧延伸至器件中部,定义该延伸部分为第一横向场板;第一横向场板的末端沿器件垂直方向向靠近钝化层07的一侧延伸,定义该延伸部分为第二垂直场板;第二垂直场板的末端沿器件横向方向向靠近漏极欧姆金属09一侧延伸,定义该延伸部分为第二横向场板;第一横向场板、第二垂直场板和第二横向场板形成Z字形结构;在第一横向场板的下方具有P-GaN帽层05,P-GaN帽层05沿垂直方向贯穿钝化层07与AlGaN势垒层04直接接触;在P-GaN帽层05上表面具有栅极金属06;在P-GaN帽层05与漏极欧姆金属09之间的钝化层07上表面具有温度监测单元11,并且第二横向场板位于P-GaN帽层05与温度监测单元11之间的钝化层07上方;在P-GaN帽层05和栅极金属06与第一垂直场板、第一横向场板、第二垂直场板和第二横向场板之间填充有隔离层12,隔离层12还覆盖漏极欧姆金属09、温度监测单元11和钝化层07的上表面,并且隔离层12的高度与第一横向场板齐平至完全包裹第二垂直场板和第二横向场板。
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