[发明专利]具有可控反向二极管的功率晶体管

权利要求书

1.一种电子电路，包括可以在反向操作模式下操作的晶体管器件以及控制电路，所述晶体管器件包括：

源区、漏区、本体区以及漂移区；

电连接至所述源区的源电极；

在所述本体区和所述漂移区之间形成的pn结；

邻近所述本体区并与所述本体区介电绝缘的栅电极；以及

邻近所述漂移区的耗尽控制结构，所述耗尽控制结构具有控制

端子并被配置为根据所述控制端子接收的驱动信号在所述漂移区中生成耗尽区；并且

其中，所述控制电路耦接至所述耗尽控制结构的控制端子，并被配置为当所述晶体管器件在反向操作模式下操作时驱动所述耗尽控制结构以生成所述耗尽区。

2.根据权利要求1所述的电子电路，还包括：箝位元件，其耦接在所述漂移区与所述源电极和所述本体区中的至少一个之间，并被配置为将所述本体区或所述源电极与所述漂移区之间的电压箝位在低于所述本体区与所述漂移区之间的pn结的正向电压的电压。

3.根据权利要求2所述的电子电路，其中，所述箝位元件是肖特基二极管或MOS栅控二极管。

4.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述控制电路还被配置为当所述晶体管器件在反向操作模式下操作时，驱动所述栅电极以在所述本体区中生成导电沟道。

5.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述耗尽控制结构还包括：

邻近所述漂移区配置并耦接至所述控制端子的场电极；以及

所述场电极和所述漂移区之间的场电极电介质。

6.根据权利要求5所述的电子电路，其中，所述场电极包括金属或多晶半导体材料。

7.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述耗尽控制结构还包括：

邻近所述漂移区并耦接至所述控制端子的漂移控制区；以及

所述漂移控制区和所述漂移区之间的漂移控制区电介质。

8.根据权利要求7所述的电子电路，其中，所述漂移控制区包括单晶半导体材料。

9.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述耗尽控制结构还包括掺杂型与所述漂移区的掺杂型互补的区域，所述区域邻接所述漂移区并耦接至所述控制端子。

10.根据权利要求9所述的电子电路，其中，掺杂型互补的所述区域包括单晶半导体材料。

11.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述源区与所述漏区之间连接有二极管。

12.根据权利要求11所述的电子电路，其中，所述二极管是MOS栅控二极管、肖特基二极管及碳化硅二极管之一。

13.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述晶体管器件是纵向晶体管器件。

14.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述晶体管器件是横向晶体管器件。

15.根据权利要求1所述的电子电路，还包括栅极驱动电路，其耦接至所述栅电极并被配置为根据输入信号驱动所述栅电极。

16.一种用于操作晶体管器件的方法，所述晶体管器件可以在反向操作模式下操作，所述晶体管器件包括：源区、漏区、本体区以及漂移区、电连接至所述源区的源电极、在所述本体区和所述漂移区之间形成的pn结、邻近所述本体区配置并与所述本体区介电绝缘的栅电极、以及邻近所述漂移区配置的耗尽控制结构，所述耗尽控制结构具有控制端子，并被配置为根据所述控制端子接收的驱动信号在所述漂移区中生成耗尽区，所述方法包括：

当所述晶体管器件在反向操作模式下操作时，驱动所述耗尽控制结构以生成所述耗尽区。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：将箝位元件耦接在所述漂移区与所述本体区和所述源电极中的至少一个之间，所述箝位元件被配置为将所述本体区或所述源电极与所述漂移区之间的电压箝位在低于所述本体区与所述漂移区之间的pn结的正向电压的电压。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述箝位元件是肖特基二极管或MOS栅控二极管。

19.根据权利要求16所述的方法，还包括：当所述晶体管器件在反向操作模式下操作时，驱动所述栅电极以在所述本体区生成导电沟道。