[发明专利]具有减少的恢复时间的二极管

说明书

提出了具有减少的恢复时间的二极管。一种二极管，包括由前表面限定的半导体主体，并且包括：具有第一导电类型的第一半导体区域，至少部分地面对前表面；以及具有第二导电类型的第二半导体区域，第二半导体区域至少部分地面对前表面并且以一定距离围绕第一半导体区域的至少一部分。该二极管进一步包括：沟槽，其从前表面开始在半导体主体中延伸，包围第二半导体区域的至少一部分；以及被布置在沟槽内的外侧绝缘区域，其通过电介质材料形成并且至少部分地接触第二半导体区域。

技术领域

本公开涉及具有减少的恢复时间的二极管。具体地，本二极管适用于例如在可能经受所谓的电流再循环现象的应用中使用。更一般地，本二极管适用于在设想使二极管经历快速电压变化的应用中使用。

背景技术

如已知的，所谓的电流再循环现象例如在输出电子级被连接到(期望或寄生)电感负载时出现。

例如，图1示出了控制级2，其包括第一晶体管4和第二晶体管6以及第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6。

具体地，第一晶体管4是PMOS型的功率MOSFET，并且包括第五二极管D5。第五二极管D5的阴极和阳极分别连接到第一晶体管4的源极端子和漏极端子。此外，第一晶体管4的源极端子被设置在第一(正)电源电压V₊，而漏极端子被连接到第三二极管D3的阳极，其阴极形成了节点N。

第二晶体管6是NMOS型的功率MOSFET，并且包括第六二极管D6。第六二极管D6的阴极和阳极分别连接到第二晶体管6的漏极端子和源极端子。此外，第二晶体管6的源极端子被设置在第二(负或零)电源电压V_-，而漏极端子被连接到第四二极管D4的阴极，其阳极连接到节点N。

第一二极管D1的阳极和阴极分别连接到第一晶体管4的节点N和源极端子。此外，第二二极管D2的阴极和阳极分别连接到节点N和第二晶体管6的源极端子。

节点N电连接到例如金属垫10。在该连接中，在第一晶体管4和/或第二晶体管6关断的情况下，第三和第四二极管D3和D4用于防止通过金属垫10来自外界的可能的信号穿过第五和第六二极管D5、D6。

再次关于金属垫10，其电连接到由串联电路形成的负载，其进而包括电感器L和电阻器R。

在使用中，第一和第二晶体管4、6通过各自的栅极端子被控制，以便不在同时进行传导。这已经说明，假设第一晶体管4处于导通，电流不在第一二极管D1中流动。此外，第二二极管D2维持在节点N上的电压和电压V-之间存在的电压，但是没有电流在其中之一流动。在这些条件下，特定电流在负载中流动，并且因此在电感器L和电阻器R中流动。

然后，在第二晶体管6保持关断的同时，第一晶体管4关断。在这些条件下，电感器L往往保持在第一晶体管4导通时穿过它的电流。然而，该电流现在由第二二极管D2递送达特定时间段。接下来，第二晶体管6被导通，并且使节点N的电压成为约等于V_-的值。电流继续在第二二极管D2中流动，直到电感器L已经耗尽在先前导电步骤期间积累的能量。一旦所述能量被耗尽，对于先前导电步骤具有相反方向的电流穿过电感器L，该电流进一步流动通过第四二极管D4和第二晶体管6；在这些条件下，第二二极管D2开始关断。

这已经说明，如果在第二二极管D2完全关断(即，其没有累积的电荷)之前，第二晶体管6被关断，并且然后第一晶体管4被重新导通，则节点N上的电压上升。换言之，第一晶体管4往往迫使第二二极管D2以反向模式进行操作。然而，第二二极管D2尚未关断，并且必须在任何情况下维持节点N上存在的电压；在这些条件下，第二二极管D2可能经历故障，因为跨第二二极管D2的电压可以仅由没有载体的第二二极管D2的一部分维持。