本發(fā)明總體上涉及功率轉(zhuǎn)換電路，尤其涉及利用一個或多個基于gan的半導(dǎo)體器件的功率轉(zhuǎn)換電路。

背景技術(shù)：

1、諸如計算機、服務(wù)器和電視之類的電子器件尤其采用一種或多種電力轉(zhuǎn)換電路來將一種形式的電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的電能。一些電力轉(zhuǎn)換電路使用稱為半橋轉(zhuǎn)換器的電路拓撲將高dc電壓轉(zhuǎn)換為較低dc電壓。由于許多電子器件對功率轉(zhuǎn)換電路的尺寸和效率敏感，因此可能需要新的半橋轉(zhuǎn)換器電路和組件來滿足新電子器件的需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

0、發(fā)明概述

1、一個發(fā)明方面是gan半橋電路，該gan半橋電路包括被配置為供應(yīng)第一電源電壓的gan自舉電源電壓發(fā)生器，該自舉電源電壓發(fā)生器包括開關(guān)節(jié)點，其中，開關(guān)節(jié)點處的電壓在第一開關(guān)節(jié)點電壓與第二開關(guān)節(jié)點電壓之間變化，包括柵極的自舉晶體管，被配置為控制自舉晶體管的柵極處的電壓的自舉晶體管驅(qū)動電路，以及與開關(guān)節(jié)點和自舉晶體管連接的自舉電容器，其中，自舉電容器被配置為在開關(guān)節(jié)點處的電壓等于第二開關(guān)節(jié)點電壓時供應(yīng)第一電源電壓，并且其中自舉晶體管被配置為在開關(guān)節(jié)點等于第一開關(guān)節(jié)點電壓時，將自舉電容器與處于第二電源電壓的電源節(jié)點電連接，其中自舉電源電壓發(fā)生器不包括與自舉晶體管的漏極和源極并聯(lián)的獨立二極管。

2、另一個發(fā)明方面是一種配置成供應(yīng)第一電源電壓的gan自舉電源電壓發(fā)生器，該自舉電源電壓發(fā)生器包括開關(guān)節(jié)點，其中，在開關(guān)節(jié)點處的電壓在第一開關(guān)節(jié)點電壓和第二開關(guān)節(jié)點電壓之間變化，包括柵極的自舉晶體管，被配置為控制自舉晶體管的柵極處的電壓的自舉晶體管驅(qū)動電路，以及與開關(guān)節(jié)點和自舉晶體管連接的自舉電容器，其中自舉電容器被配置為在所述開關(guān)節(jié)點處的電壓等于所述第二開關(guān)節(jié)點電壓時供應(yīng)第一電源電壓，其中所述自舉晶體管被配置為在所述開關(guān)節(jié)點處的電壓等于第一開關(guān)節(jié)點電壓時，將所述自舉電容器與處于第二電源電壓的基本固定電壓電源電連接，其中自舉晶體管驅(qū)動電路被配置為，通過使自舉晶體管的柵極端子處的電壓比基本固定電壓電源的電壓大比所述自舉晶體管的閾值電壓大的量，在所述自舉電容器與所述自舉晶體管之間的連接處的電壓小于基本固定電壓電源的電壓時，有條件地使所述自舉晶體管將電流從基本固定電壓電源傳導(dǎo)至所述自舉電容器，并且其中，所述自舉晶體管驅(qū)動電路被配置為，通過使所述自舉晶體管的柵極處的電壓實質(zhì)上等于固定電源的電壓，在所述自舉電容器與所述自舉晶體管之間的連接處的電壓比所述基本固定電壓電源處的電壓小比所述自舉晶體管的閾值電壓大的量時，有條件地將電流從所述基本固定電壓電源傳導(dǎo)至所述自舉電容器。

3、另一個發(fā)明方面是一種gan自舉電源電壓發(fā)生器，其被配置為供應(yīng)第一電源電壓，該自舉電源電壓發(fā)生器包括開關(guān)節(jié)點，其中該開關(guān)節(jié)點處的電壓在第一開關(guān)節(jié)點電壓與第二開關(guān)節(jié)點電壓之間變化，包括柵極的自舉晶體管，自舉晶體管驅(qū)動電路，被配置為控制自舉晶體管的柵極處的電壓，以及自舉電容器，其與開關(guān)節(jié)點和自舉晶體管連接，其中，自舉電容器被配置為在開關(guān)節(jié)點處的電壓等于第二開關(guān)節(jié)點電壓時，供應(yīng)第一電源電壓，并且其中自舉晶體管被配置為，在開關(guān)節(jié)點處的電壓等于第一開關(guān)節(jié)點電壓時，將自舉電容器電與處于第二電源電壓的電源節(jié)點電連接，其中自舉晶體管驅(qū)動電路被配置為有條件地使自舉晶體管的柵極處的電壓比固定電源的電壓大比自舉晶體管的閾值電壓大的量，并且其中自舉晶體管驅(qū)動電路被配置為有條件地使自舉晶體管的柵極處的電壓實質(zhì)上等于固定電源的電壓。

技術(shù)特征：

1.半橋電路，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半橋電路，其中所述自舉晶體管驅(qū)動電路被配置為通過使所述自舉晶體管的所述柵極處的電壓具有傳導(dǎo)驅(qū)動電壓而有條件地使所述自舉晶體管將電流從所述電壓電源傳導(dǎo)至所述自舉電容器，其中所述一或多個耗盡模式開關(guān)被配置為生成所述傳導(dǎo)驅(qū)動電壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半橋電路，其中所述自舉晶體管驅(qū)動電路被配置為通過使所述自舉晶體管的所述柵極處的電壓具有傳導(dǎo)驅(qū)動電壓而有條件地使所述自舉晶體管將電流從所述電壓電源傳導(dǎo)至所述自舉電容器，其中所述一或多個耗盡模式開關(guān)被配置為將所述傳導(dǎo)驅(qū)動電壓從傳導(dǎo)驅(qū)動電壓發(fā)生器電路傳遞到所述自舉晶體管的所述柵極。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半橋電路，其中所述自舉晶體管驅(qū)動電路被配置為通過使所述自舉晶體管的所述柵極處的電壓具有非傳導(dǎo)驅(qū)動電壓而有條件地使所述自舉晶體管在所述電壓電源和所述自舉電容器之間不導(dǎo)電，其中所述一或多個耗盡模式開關(guān)被配置為將所述非傳導(dǎo)驅(qū)動電壓從非傳導(dǎo)驅(qū)動電壓電源傳遞到所述自舉晶體管的所述柵極。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半橋電路，其中所述自舉晶體管驅(qū)動電路被配置為使所述自舉晶體管響應(yīng)于電子事件而關(guān)斷，其中所述電子事件使所述開關(guān)節(jié)點處的所述電壓從所述第一節(jié)點電壓變?yōu)樗龅诙?jié)點電壓。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半橋電路，其還包括在所述開關(guān)節(jié)點處連接到第二功率晶體管的第一漏極的第一功率晶體管的第一源極。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半橋電路，其中所述第一功率晶體管和所述第二功率晶體管中的每一者均由氮化鎵形成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半橋電路，其中所述一或多個耗盡模式開關(guān)由氮化鎵形成。

9.自舉電源電壓發(fā)生器電路，其被配置為供應(yīng)第一電源電壓，該自舉電源電壓發(fā)生器電路包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自舉電源電壓發(fā)生器電路，其中所述自舉晶體管驅(qū)動電路被配置為通過使所述自舉晶體管的所述柵極處的電壓具有傳導(dǎo)驅(qū)動電壓而有條件地使所述自舉晶體管將電流從所述電壓電源傳導(dǎo)至所述自舉電容器，其中所述一或多個耗盡模式開關(guān)被配置為生成所述傳導(dǎo)驅(qū)動電壓。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自舉電源電壓發(fā)生器電路，其中所述自舉晶體管驅(qū)動電路被配置為通過使所述自舉晶體管的所述柵極處的電壓具有傳導(dǎo)驅(qū)動電壓而有條件地使所述自舉晶體管將電流從所述電壓電源傳導(dǎo)至所述自舉電容器，其中所述一或多個耗盡模式開關(guān)被配置為將所述傳導(dǎo)驅(qū)動電壓從傳導(dǎo)驅(qū)動電壓發(fā)生器電路傳遞到所述自舉晶體管的所述柵極。

12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自舉電源電壓發(fā)生器電路，其中所述自舉晶體管驅(qū)動電路被配置為通過使所述自舉晶體管的所述柵極處的電壓具有非傳導(dǎo)驅(qū)動電壓而有條件地使所述自舉晶體管在所述電壓電源和所述自舉電容器之間不導(dǎo)電，其中所述一或多個耗盡模式開關(guān)被配置為將所述非傳導(dǎo)驅(qū)動電壓從非傳導(dǎo)驅(qū)動電壓電源傳遞到所述自舉晶體管的所述柵極。

13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自舉電源電壓發(fā)生器電路，其中所述自舉晶體管驅(qū)動電路被配置為使所述自舉晶體管響應(yīng)于信號而關(guān)斷，其中所述信號使所述開關(guān)節(jié)點處的所述電壓從所述第一開關(guān)節(jié)點電壓變?yōu)樗龅诙_關(guān)節(jié)點電壓。

14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自舉電源電壓發(fā)生器電路，其還包括在所述開關(guān)節(jié)點處連接到第二功率晶體管的第一漏極的第一功率晶體管的第一源極。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的自舉電源電壓發(fā)生器電路，其中所述第一功率晶體管和所述第二功率晶體管中的每一者包括氮化鎵。

16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自舉電源電壓發(fā)生器電路，其中所述一或多個耗盡模式開關(guān)包括氮化鎵。

17.自舉電源發(fā)生器電路，其包括：

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的自舉電源發(fā)生器電路，其還包括功率晶體管驅(qū)動電路，所述功率晶體管驅(qū)動電路被配置為基于驅(qū)動信號生成所述功率控制信號，其中所述自舉晶體管驅(qū)動電路被配置為響應(yīng)于所述驅(qū)動信號控制所述自舉控制信號。

19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的自舉電源發(fā)生器電路，其中所述自舉晶體管驅(qū)動電路被配置為在所述功率晶體管處于非導(dǎo)電狀態(tài)時使所述自舉晶體管響應(yīng)于信號發(fā)生而不導(dǎo)電。

技術(shù)總結(jié)
公開了GaN半橋電路和GaN自舉電源電壓發(fā)生器電路。該電路包括配置為供應(yīng)第一電源電壓的自舉電源電壓發(fā)生器，并且包括開關(guān)節(jié)點。該電路還包括自舉晶體管、自舉晶體管驅(qū)動電路以及與開關(guān)節(jié)點和自舉晶體管連接的自舉電容器。自舉電容器被配置為在開關(guān)節(jié)點處的電壓等于第二開關(guān)節(jié)點電壓時供應(yīng)第一電源電壓，自舉晶體管被配置為在開關(guān)節(jié)點處的電壓等于第一開關(guān)節(jié)點電壓時將自舉電容器與處于第二電源電壓的電源節(jié)點電連接，并且自舉電源電壓發(fā)生器不包括與自舉晶體管的漏極和源極并聯(lián)的獨立二極管。

技術(shù)研發(fā)人員：S·夏爾馬,D·M·金策
受保護的技術(shù)使用者：納維達斯半導(dǎo)體有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19