[发明专利]双向功率开关

说明书

一种双向功率开关包括三个部件。每个部件包括具有交替的传导类型的三个半导体区域的堆叠，并且在三个半导体区域中的第一个半导体区域具有与第一半导体区域的类型相反的类型。第一部件和第二部件的第一半导体区域具有相同的传导类型并且第一部件和第三部件的第一半导体区域具有相反的传导类型。第一部件的第一半导体区域被连接到第二部件和第三部件的控制区域。第二部件和第三部件的第一半导体区域被连接到第一开关端子，第一部件、第二部件和第三部件的第三半导体区域被连接到第二开关端子，并且第一部件的控制区域被连接到第三开关端子。

本申请是于2015年11月30日提交的申请号为201510857698.3、题为“双向功率开关”的发明专利申请的分案申请。

优先权要求

本申请要求在2015年5月5日递交的专利号为15/54010的法国专利申请的优先权，其整体通过引用的方式以法律允许的最大程度并入于此。

技术领域

本公开内容涉及双向功率开关。

背景技术

已经提供了许多类型的双向功率开关。这样的开关例如在与负载的串联连接中使用，该负载将在提供交流电流(AC)电源电压(例如，主电源电压)的端子之间被供电以控制向负载供应的功率。

在已知的双向功率开关当中，可以提到三端双向可控硅(triac)，其是很常用的并且具有相对廉价的优点。然而三端双向可控硅受限于其控制端子仅使得能够控制其从关断状态到导通阶段的开关，从导通状态到关断阶段的开关在流过三端双向可控硅的电流下降到阈值之下时自然地发生。

已经提供了基于MOS或者双极性晶体管的各种解决方案以形成可控制以被导通和关断的双向功率开关。然而这样的开关是相对昂贵的。另外，这样的开关的控制可能要求相对复杂的电路。

还已经在近期由申请人提供的在Rizk等人的文章“A vertical bidirectionalbipolar power switch(BipAC)for AC mains applications,16th European Conferenceon Power Electronics and Applications(EPE'14-ECCE Europe)，2014”(其通过引用并入)中的可控制以被导通和关断的双向功率开关。将关于图1在后文更详细地描述这样的开关的结构和操作。

存在可控制以被导通和关断的双向功率开关的需要，这一开关克服了现有开关的所有或者部分缺点。

发明内容

为了实现这一目标，实施例提供了一种双向功率开关，包括第一、第二和第三部件，每个部件包括：具有交替的传导类型的第一、第二和第三半导体区域的堆叠，以及具有与第一半导体区域的类型相反的类型的、被布置在第一区域中的半导体控制区域，其中：第一部件和第二部件的第一区域具有相同的传导类型并且第一部件和第三部件的第一区域具有相反的传导类型；第一部件的第一区域被连接到第二部件和第三部件的控制区域；第二部件和第三部件的第一区域被连接到开关的第一导电端子；第一部件、第二部件和第三部件的第三区域被连接到开关的第二导电端子；并且第一部件的控制区域被连接到开关的控制端子。

根据实施例，所述第一部件的第一半导体区域、第二半导体区域和第三半导体区域分别是P型、N型和P型的。

根据实施例，所述第一部件的半导体表面比所述第二部件和所述第三部件的半导体表面小。

根据实施例，所述第一部件、所述第二部件和所述第三部件分别被形成在三个不同的半导体芯片中。

根据实施例，所述三个芯片被组装在同一保护封装中。

根据实施例，所述三个芯片被组装在三个不同的保护封装中。