CN103477543A - 具有无源滤波器的电子组件 - Google Patents

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Abstract

一种包括半桥的电子组件，所述半桥适合与具有工作频率的电负荷一起运行。所述半桥包括第一开关和第二开关，第一开关和第二开关的每个都具有切换频率，第一开关和所述第二开关的每个都包括第一端子、第二端子和控制端子，其中第一开关的第一端子和第二开关的第二端子都电连接至节点。该电子组件还包括具有3dB衰减频率的滤波器，所述3dB衰减频率小于所述开关的切换频率但大于所述电负荷的工作频率。所述滤波器的第一端子电耦合至所述节点，并且所述滤波器的3dB衰减频率大于5kHz。

Description

具有无源滤波器的电子组件
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年2月28日提交的美国临时申请No.61/447,519的优先权。该在先申请的公开内容视为本申请的一部分，并且在此通过引用将其整体并入。
技术领域
本发明涉及滤波电压信号的电子组件和模块。
背景技术
桥电路通常用于将AC电压波形传送给电负荷（electrical load）。图1示出这种半桥逆变器电路的通常构造。半桥10包括两个开关11和12，这些开关每个都分别包括晶体管2和4，诸如IGBT或MOSFET，如图所示，其分别反并联连接至二极管3和5。脉冲波调制（PWM）电压源用于控制开关11和12的每个晶体管的栅极电压，导致半桥输出端6处的切换波形（switching waveform）。然后，使用包括电感元件21和电容元件22的滤波器20，以滤波该切换波形，导致将期望的低频电压或电流波形传输至输出端处的电负荷15。电负荷15被诸如电缆的电连接器14连接至逆变器电路，在图1中，该电连接器14由如图所示已连接的电感器16和电容器17和18表示。
在例如电负荷为电机的应用中，其中电负荷15具有很大的电感，因此具有很大的电抗，能够省去滤波器20，并且能够使用电负荷15的电抗滤波切换波形。然而，这种技术具有几个缺点。切换波形能够在电缆14和电机15中激励寄生共振，导致高压尖峰，其损伤电机15并且要求各个组件的过高的电压耐受标准。另外，电缆14或电机15中的任何电容被以切换速度充电和放电，这代表能量损耗。同样地，与电机和电缆电容相关的电流尖峰组成电流偶极子或电流环，其变为电磁干扰的发射器。
在半桥10和电缆14之间插入滤波器20能够消除上述问题。然而，滤波器20必须具有足够低的截止频率，以有效地削弱切换波形。对于在半桥10中使用的传统开关11和12，切换频率通常约为12kHz，并且被限制不超过约50kHz，这近似为能够有效切换这种现有开关11和12而不导致不可接受的高切换损耗的最高频率。因此，对应于约1kHz的滤波器3dB衰减频率，最高频率需要约为10kHz或更低，在该最高频率处滤波器的分数导纳太高，不能防止以切换频率、即滤波器的截止频率的基本输出波纹。在图2中例示了滤波器的频率响应。在根据频率的滤波器的分数导纳图中可见，该分数导纳在接近1kHz的频率下基本降低至小于1，并且在刚好大于10kHz的频率下接近小的数值。这种滤波器需要过大的电感器和/或电容器，导致电路的损耗大量增加。此外，半桥逆变器限于传输至电负荷15的信号频率远小于1kHz的应用。存在其中期望较小的、更紧凑的逆变器电路的许多应用。
发明内容
在一方面，描述一种电子组件，其包括适合与具有工作频率的电负荷一起运行的半桥。该半桥包括第一开关和第二开关，第一开关和第二开关的每个都具有切换频率，第一开关和第二开关的每个都包括第一端子、第二端子和控制端子，其中第一开关的第一端子和第二开关的第二端子都电连接至节点。该电子组件还包括具有3dB衰减频率的滤波器，该3dB衰减频率小于开关的切换频率但大于电负荷的工作频率。滤波器的第一端子电耦合至该节点，并且滤波器的3dB衰减频率大于5kHz。
在另一方面，描述一种电子组件，其包括适合与具有工作频率的电负荷一起运行的半桥。该半桥包括第一开关和第二开关，第一开关和第二开关的每个都具有切换频率，第一开关和第二开关的每个都包括第一端子、第二端子和控制端子，其中第一开关的第一端子和第二开关的第二端子都电连接至节点。该电子组件还包括滤波器，该滤波器的第一端子电耦合至节点。该半桥和该滤波器形成模块，并且该模块的体积除以该电子组件的最大输出功率小于6cm3/瓦。
在又另一方面，描述一种电子组件，其包括适合与具有工作频率的电负荷一起运行的半桥。该半桥包括第一开关和第二开关，第一开关和第二开关的每个都具有切换频率，第一开关和第二开关每个都包括第一端子、第二端子和控制端子，其中第一开关的第一端子和第二开关的第二端子都电连接至节点。该电子组件还包括具有3dB衰减频率的滤波器，该3dB衰减频率小于开关的切换频率但大于电负荷的工作频率，并且滤波器的第一端子电耦合至该节点。能够以约80kHz或更高的频率来切换第一开关和第二开关的每一个，而不遭受大的切换损耗。
本文所述的电子组件每个都能够包括一个或更多下列特征。滤波器的3dB衰减频率可以是至少10kHz。第一开关能够是第一晶体管，并且第二开关能够是第二晶体管。该半桥能够由第一晶体管和第二晶体管组成。第一晶体管和第二晶体管能够是III-N器件。第一晶体管或第二晶体管能够是开关晶体管。能够以约80kHz或较大的频率来切换第一晶体管或第二晶体管，而不遭受大的切换损耗。第一晶体管和第二晶体管能够是场效应晶体管。第一晶体管的第一端子能够是漏极端子，并且第二晶体管的第二端子能够是源极端子。第二晶体管的第一端子能够是漏极端子，并且第二晶体管的漏极端子能够电连接至高压电源。第一晶体管和第二晶体管的控制端子能够是栅极端子。该半桥能够无二极管。该电子组件还能够包括电连接器，用于把电负荷连接至滤波器的第二端子。该电连接器能够是电缆。该电负荷能够包括电机。滤波器能够包括电感元件和电容元件。滤波器的电感元件能够是第一电感元件，并且该电负荷能够包括第二电感元件。该电负荷能够包括光伏电池。该电负荷能够具有约1kHz或更高的工作频率。该电子组件能够是逆变器电路的部分。该电子组件能够输出基本正弦AC电压信号。该AC电压信号的频率能够是约1kHz或更高。该电子组件能够输出基本正弦AC电流。该AC电流的频率能够是约1kHz或更高。滤波器的截止频率能够大于50kHz。
该模块的体积能够小于360,000cm3或者小于1800cm3。该模块的覆盖区能够小于11,250cm2或小于225cm2。该电子组件的最大输出功率能够是至少100瓦。该电子组件还能够包括电连接器，用于把电负荷连接至滤波器的第二端子。该电连接器能够为电缆。该电负荷能够包括电机。滤波器的电感元件能够为第一电感元件，并且该电负荷能够包括第二电感元件。该电负荷能够包括光伏电池。该电负荷能够具有约1kHz或更高的工作频率。该电子组件能够是逆变器电路的部分。该半桥和该滤波器能够处于共用衬底上。该共用衬底能够包括印刷电路板。该滤波器的3dB衰减频率能够大于5kHz。该滤波器的截止频率能够大于50kHz。
附图说明
图1是现有技术的逆变器电路的电路示意图。
图2是图1的电路中的元件的频率依赖性的表示图。
图3是实现逆变器电路的电路示意图。
图4是图3的电路中的元件的频率依赖性的表示图。
图5A是能够在桥电路中用作开关的混合电子器件的平面图。
图5B是图5A的器件的示意性电路表示图。
在各附图中，相同的标识符指示相同的元件。
具体实施方式
图3例示了一种逆变器电路，其能够以大于1kHz的频率，基本不对波形扭曲或衰减地向电负荷输出正弦AC波形。该逆变器电路包括连接至滤波器40的半桥30。如图所示，该半桥30包括已连接的两个开关31和32。如图所示，开关31的低侧端子接地，并且开关32的高侧端子连接至高压电源13。滤波器40包括电感元件41和电容元件42。滤波器40的输出端7被诸如电缆的电连接器14连接至电负荷35，在图3中，如所示，该电连接器14由已连接的电感器16以及电容器17和18表示。
开关31和32的每个能够阻断至少等于高压电源13的电压的电压。也就是说，当开关断开时，其能够阻断小于或等于高压电源电压的任何电压。在一些实现方式中，这些开关每个都能够阻断至少为高压电源13的电压两倍的电压。本文使用的术语“阻断电压”是指开关、晶体管、器件或组件的下述能力：当在开关、晶体管、器件或组件两端施加电压时，防止过大电流——例如大于正常导通期间的平均开启状态操作电流的0.001倍的电流——流经该开关、晶体管、器件或组件。换句话说，在开关、晶体管、器件或组件阻断在其两端施加的电压时，流经该晶体管、器件或组件的总电流将不超过正常导通期间的平均开启状态操作电流的0.001倍。
能够以至少80kHz或更高的频率切换开关31和32，而不遭受大的切换损耗。在超过容限的这些频率下，通常为硅基器件如IGBT和功率MOSFET的能够阻断上述高压的传统高功率切换器件，都经历切换损耗。另一方面，已经示出III-氮或III-N场效应晶体管诸如III-N HEMT能够阻断该所需高电压，同时内在地切换速度能够大于传统的IGBT或功率MOS器件。与传统的IGBT和功率MOSFET相比，高电压III-N器件，例如III-N HEMT，在半导体部分中具有较少反向恢复电荷，以及具有较低的结电容，并且已经证明，取决于特定设计，这种器件能在某些情况下，能够以至少高达1MHz（1000kHz）但是通常大于80kHz、大于100kHz、大于300kHz或者大于500kHz的频率来切换。此外，当III-N晶体管被用作开关31或32时，开关就不需要二极管，如图1中的每个半桥开关11和12中所需的二极管。这是因为，如2009年2月9日提交的并且以公开号US2009/0201072A1公开的美国专利申请号12/368,200中所述，当使用III-N晶体管时，作为代替，被配置成穿过图1的半桥中的二极管的续流电流能够穿过III-N晶体管的沟道，该申请的公开内容在此通过引用以其整体并入。如此，每个开关31和32都能够无二极管，并且半桥30能够无二极管。
本文使用的术语III-氮或III-N材料、层、器件、结构等等，都是指由根据化学计量式AlxInyGazN的化合物半导体材料组成的材料、器件或结构，其中x+y+z约为1。在III-氮或III-N器件中，导电沟道能够被部分或完全包含在III-N材料层中。
图4示出滤波器40的频率响应的表示图，当以大于80kHz（在该情况下为350kHz）的频率切换所述开关31和32时，能够使用滤波器40来滤波切换波形。如图所示，该滤波器能够为低通滤波器，3dB衰减频率51约为30kHz，并且截止频率52约为300kHz。3dB衰减频率的定义是，相对于输入信号，输出功率信号以该频率衰减了3dB。滤波器的衰减随频率单调递增。同样地，高于3dB衰减频率的较高频率信号衰减超过3dB，并且低于3dB衰减频率的较低频率信号衰减小于3dB。对于图3中的滤波器40，通过下列公式给出3dB衰减频率f3dB：
f3dB=(4π2LC)-1/2
其中，L是电感器41的电感，C是电容器42的电容。
滤波器的截止频率是如下所述的频率，在高于该频率时，滤波器的分数导纳（即，在输入端施加的电压信号和输出端施加的电压信号的比率）低到足以防止在切换频率处的大输出波纹。该截止频率通常约为3dB衰减频率的10倍，但是在其中仅能够容许非常小的输出波纹的应用中，或者对于具有每十倍小于40dB的频率衰减的滤波器，截止频率可能较高，例如约为3dB衰减频率的20倍。
对于具有较高3dB衰减频率，因此较高截止频率的滤波器，能够减小电感器和/或电容器的尺寸。当以约80kHz或较大的频率切换该开关31和32时，滤波器的截止频率能够至少高达50kHz，并且3dB衰减频率能够至少高达5kHz或10kHz。当以较高频率——例如至少100kHz、至少200kHz、至少350kHz、至少500kHz或至少1MHz（1000kHz）——切换该开关31和32时，滤波器的截止频率能够较高，例如至少80kHz、至少150kHz、至少300kHz、至少450kHz或至少900kHz。该3dB衰减频率能够为至少12kHz、至少20kHz、至少30kHz、至少50kHz或至少100kHz。
再次参考图3，由于与在这些较高频率切换的半桥30组合时，能够设计滤波器40具有的高3dB衰减频率和截止频率，所以施加至电负荷35的电压和/或电流信号频率可以高。例如，能够施加至少1kHz、至少2kHz、至少5kHz、至少10kHz、至少50kHz或至少100kHz的正弦波形。与具有高3dB衰减频率和截止频率的滤波器结合，使得能够有非常高的切换频率的另外收益在于，输出波形不限于单一频率正弦波。利用基谐波激励频率和切换频率之间的适当间隔，也能够在输出波形中如实地包括基谐波的多个较高次谐波。目前，有时作为对完全可用电压的利用，与三相电机一起使用三次谐波。通过图3的配置，能够引入甚至较高次谐波，诸如五次谐波或七次谐波。例如，能够向波形施加谐波预失真，以补偿电机励磁电感的非线性。在其中磁路运行于磁性材料的饱和状态或者运行于接近磁性材料的饱和状态的设计中，这特别有用。
具有包括这种高3dB衰减频率和截止频率，因此分别具有相应的小电感和电容元件41和42的滤波器40的另一优点在于，能够将滤波器和/或整个电路做得极其紧凑。对于被设计成向电负荷传输约1kW的功率的传统逆变器电路，仅滤波器的总体积能够约为104cm3或更大。此外，滤波器的总体积近似与输出功率成线性比例。因此，较高输出功率需要甚至更大的滤波器组件，导致滤波器过高成本，并且阻碍在需要更紧凑的设计应用中使用逆变器电路。
使用图3的配置，对于被设计成以大于100W，例如以约0.3-2kW运行的逆变器，能够将滤波器做得足够小，以和半桥集成为单一模块，其总体积小于约1800cm3，诸如小于1200cm3，或小于800cm3。例如，半桥和滤波器能够安装在模块内的共用衬底，诸如印刷电路板（PCB）上。由于模块的总体积近似与输出功率成线性比例，所以模块的体积除以最大输出功率可小于6cm3/瓦，诸如小于5cm3/瓦、小于4cm3/瓦或小于2cm3/瓦。对于更大的输出功率，例如约200kW或更大，或者约500kW或更大，模块的总体积仍能够小于约360,000cm3，如小于300,000cm3、小于200,000cm3，或小于100,000cm3。
此外，当使用图3的配置时，能够将模块的覆盖区（即从上部观察时，被模块占用的面积）做得极其小和紧凑。例如，在设计用于约200kW或更大输出功率的逆变器中的模块覆盖区能够约为11,250cm2或较小，诸如小于10,000cm2，或者小于8,000cm2。在设计用于约100W或如0.3-2kW之间更大输出功率的逆变器中的模块覆盖区能够约为225cm2或更小，诸如200cm2或小于150cm2。
虽然示出图3中的开关31和32每个都形成有单一晶体管，但是能够代替使用能够固有地以高频率进行切换的其他器件。例如，能够对任一开关31和32使用图5A和5B中示出的混合器件107。通常优选，开关31和32为增强模式或E-模式器件。也就是说，当控制端子被保持在与低侧端子相同的电压下时，开关处于断开状态，通过将控制端子处的电压切换到相对于低侧端子的足够高的正电压，则接通开关。由于单一高电压增强模式晶体管可能难以可靠地制作，所以对单一高电压E-模式晶体管的一种替换在于，组合高电压耗尽模式（D-模式）晶体管108和图5A和5B配置中的低电压E-模式晶体管109，以形成混合器件107。混合器件107能够以单一高电压E-模式晶体管的相同方式运行，并且在许多情况下实现与单一高电压E-模式晶体管相同或类似的输出特性。图5A示出混合器件107的平面示意图，并且图5B示出混合器件107的电路示意图。混合器件107包括高电压D-模式晶体管108和低电压E-模式晶体管109。在图5A和5B中例示的配置中，E-模式晶体管109是纵向晶体管，其漏电极113处于器件的相对于其源电极111和栅电极112相反侧，并且D-模式晶体管108是横向晶体管，其源电极114、栅电极115和漏电极116都在器件的相同侧。然而，对于每个晶体管108和109，也可能有其他配置。
低电压E-模式晶体管109的源电极111和高电压D-模式晶体管108的栅电极115都电连接在一起，例如通过线结合69连接，并且一起形成混合器件107的源极121。低压E-模式晶体管109的栅电极112形成混合器件107的栅极122。高电压D-模式晶体管108的漏电极116形成混合器件107的漏极123。高电压D-模式晶体管108的源电极114电连接至低电压E-模式晶体管109的漏电极113。如图10A中所示，通过将低电压E-模式晶体管109直接安装在源电极114的顶部上，例如通过使用导电焊料或树脂使漏电极113直接接触源电极114，能够将处于E模式晶体管109的分别与源和漏电极111和112相对的侧上的漏电极113电连接至源电极114。这样，低电压E-模式晶体管109的覆盖区（因此横截面面积）能够小于高电压D-模式晶体管108的覆盖区，并且特别地，低电压E-模式晶体管109的覆盖区能够小于高电压D-模式晶体管108的源电极114的覆盖区。
本文使用的“混合增强模式电子器件或组件”或简称“混合器件或组件”，是由耗尽模式晶体管和增强模式晶体管形成的电子器件或组件，其中与增强型晶体管相比，耗尽型晶体管能够具有较高运行和/或击穿电压，并且该混合器件或组件被配置成类似于单一增强模式晶体管，以约为耗尽型晶体管一样高的击穿和/或运行电压运行。也就是说，混合增强模式器件或组件包括具有下列特性的至少3个节点。当将第一节点（源极节点）和第二节点（栅极节点）保持在相同电压下时，该混合增强模式器件或组件能够阻断施加至第三节点（漏极节点）的，相对于源极节点的正高电压（即，大于该增强模式晶体管能够阻断的最高电压的电压）。当将栅极节点保持在相对于源极节点的充分正电压（即，大于该增强模式晶体管的阈值电压）下时，电流就从源极节点流动至漏极节点，或者当向漏极节点施加相对于源极节点的充分正电压时，电流就从漏极节点流动至源极节点。当该增强模式晶体管是低电压器件，并且该耗尽模式晶体管是高电压器件时，该混合组件能够类似于单一高电压增强模式晶体管运行。该耗尽模式晶体管的击穿和/或最大运行电压能够为增强模式晶体管的至少2倍、至少3倍、至少5倍、至少10倍或者至少20倍。
本文使用的“高压器件”，诸如高压晶体管是最优地用于高压切换应用的电子器件。也就是说，当晶体管断开时，其能够阻断高电压，诸如约300V或更高、约600V或更高、约1200V或更高或者约1700V或更高，并且当晶体管接通时，对于其中使用该晶体管的应用，该晶体管具有足够低的导通电阻（RON），即当大电流穿过该器件时，其经历充分低的导电损耗。高压器件至少能够阻断等于高压电源或其中使用该高压器件的电路的最高电压的电压。高压器件能够阻断300V、600V、1200V、1700V或应用所需的任何适当阻断电压。换句话说，高压器件能够阻断0V和至少Vmax之间的任何电压，其中Vmax是电路或电源能够供应的最大电压。在一些实现方式中，高压器件能够阻断0V和至少2*Vmax之间的任何电压。本文使用的“低压器件”，诸如低压晶体管是这样的电子器件，其能够阻断低电压，诸如0V-Vlow（其中，Vlow小于Vmax），但是不能够阻断高于Vlow的电压。在一些实现方式中，Vlow等于约|Vth|、大于|Vth|、约2*|Vth|、约3*|Vth|，或者在约|Vth|和3*|Vth|之间，其中|Vth|是高压晶体管的阈值电压的绝对值，诸如其中使用低压晶体管的混合组件中所含的高压耗尽型晶体管。在其他实现方式中，Vlow为约10V、约20V、约30V、约40V，或者在约5V和50V之间，诸如在约10V-40V之间。在仍其他实现方式中，Vlow小于约0.5*Vmax、小于约0.3*Vmax、小于约0.1*Vmax、小于约0.05*Vmax，或者小于约0.02*Vmax。
在图5A和5B中，D-模式晶体管108能够为III-氮晶体管，诸如III-N HEMT，并且E-模式晶体管109能够为硅基器件，诸如SiMOSFET。作为替换方式，E-模式晶体管109也能够为III-N晶体管。由于E-模式晶体管109是低压器件，并且因此不需要能够阻断整个电路的高电压，所以能够将其制作地比相同材料形成的高电压器件切换更快。因此，混合器件107能够以高于对滤波器40设计的切换频率运行。
已经描述了许多实现方式。然而，应理解，可做出各种变型，而不偏离本文所述的技术和器件的精神和范围。例如，能够使用滤波器的替换配置。或者，图3中开关31的低侧端子能够连接至共用AC回路，在一些情况下，该AC回路能够为负电压，而非接地。或者，能够使用图5A和5B中的混合器件107的替换配置。例如，代替图5A的堆叠配置，能够在共用衬底上形成两个晶体管108和109。在该情况下，将不必将晶体管109的源极111金线键合至晶体管108的栅极115。能够以可替换手段，例如通过互连金属连接电极111和115。因此，其他实现方式也在权利要求的范围内。

Claims (69)

1.一种电子组件，包括：
半桥，所述半桥适合与具有工作频率的电负荷一起运行，所述半桥包括第一开关和第二开关，所述第一开关和所述第二开关的每个都具有切换频率，所述第一开关和所述第二开关的每个都包括第一端子、第二端子和控制端子，其中所述第一开关的第一端子和所述第二开关的第二端子都电连接至节点；以及
滤波器，所述滤波器具有3dB衰减频率，所述3dB衰减频率小于所述开关的切换频率但是大于所述电负荷的工作频率，并且所述滤波器的第一端子电耦合至所述节点；其中
所述滤波器的3dB衰减频率大于5kHz。
2.根据权利要求1所述的电子组件，其中所述滤波器的3dB衰减频率是至少10kHz。
3.根据权利要求1所述的电子组件，其中所述第一开关是第一晶体管，并且所述第二开关是第二晶体管。
4.根据权利要求3所述的电子组件，其中所述半桥由所述第一晶体管和所述第二晶体管组成。
5.根据权利要求3所述的电子组件，其中所述第一晶体管和所述第二晶体管为III-N器件。
6.根据权利要求3所述的电子组件，其中所述第一晶体管或所述第二晶体管是开关晶体管。
7.根据权利要求6所述的电子组件，其中所述第一晶体管或所述第二晶体管能够以约80kHz或更高的频率被切换，而没有遭受大的切换损耗。
8.根据权利要求3所述的电子组件，其中所述第一晶体管和所述第二晶体管是场效应晶体管。
9.根据权利要求8所述的电子组件，其中所述第一晶体管的第一端子是漏极端子，并且所述第二晶体管的第二端子是源极端子。
10.根据权利要求8所述的电子组件，其中所述第二晶体管的第一端子是漏极端子，并且所述第二晶体管的漏极端子电连接至高压电源。
11.根据权利要求8所述的电子组件，其中所述第一晶体管和所述第二晶体管的控制端子是栅极端子。
12.根据权利要求1所述的电子组件，其中所述半桥无二极管。
13.根据权利要求1所述的电子组件，还包括把电负荷连接至所述滤波器的第二端子的电连接器。
14.根据权利要求13所述的电子组件，其中所述电连接器是电缆。
15.根据权利要求13所述的电子组件，其中所述电负荷包括电机。
16.根据权利要求1所述的电子组件，其中所述滤波器包括电感元件和电容元件。
17.根据权利要求16所述的电子组件，其中所述滤波器的电感元件是第一电感元件，并且所述电负荷包括第二电感元件。
18.根据权利要求13所述的电子组件，其中所述电负荷包括光伏电池。
19.根据权利要求13所述的电子组件，其中所述电负荷具有约1kHz或更高的工作频率。
20.根据权利要求1所述的电子组件，其中所述电子组件是逆变器电路的部分。
21.根据权利要求1所述的电子组件，其中所述电子组件能够输出基本正弦AC电压信号。
22.根据权利要求21所述的电子组件，其中所述AC电压信号的频率是约1kHz或更高。
23.根据权利要求1所述的电子组件，其中所述电子组件能够输出基本正弦AC电流。
24.根据权利要求23所述的电子组件，其中所述AC电流的频率是约1kHz或更高。
25.根据权利要求1所述的电子组件，其中所述滤波器的截止频率大于50kHz。
26.一种电子组件，包括：
半桥，所述半桥适合与具有工作频率的电负荷一起运行，所述半桥包括第一开关和第二开关，所述第一开关和所述第二开关的每个都具有切换频率，所述第一开关和所述第二开关的每个都包括第一端子、第二端子和控制端子，其中所述第一开关的第一端子和所述第二开关的第二端子都电连接至节点；以及
滤波器，所述滤波器的第一端子电耦合至所述节点，
其中，所述半桥和所述滤波器形成模块，并且所述模块的体积除以所述电子组件的最大输出功率小于6cm3/瓦。
27.根据权利要求26所述的电子组件，其中所述模块的体积小于360,000cm3。
28.根据权利要求26所述的电子组件，其中所述模块的覆盖区小于11,250cm2。
29.根据权利要求26所述的电子组件，其中所述模块的体积小于1800cm3。
30.根据权利要求26所述的电子组件，其中所述模块的覆盖区小于225cm2。
31.根据权利要求26所述的电子组件，其中所述电子组件的最大输出功率是至少100瓦。
32.根据权利要求26所述的电子组件，还包括把电负荷连接至所述滤波器的第二端子的电连接器。
33.根据权利要求32所述的电子组件，其中所述电连接器是电缆。
34.根据权利要求32所述的电子组件，其中所述电负荷包括电机。
35.根据权利要求32所述的电子组件，其中所述滤波器的电感元件是第一电感元件，并且所述电负荷包括第二电感元件。
36.根据权利要求32所述的电子组件，其中所述电负荷包括光伏电池。
37.根据权利要求32所述的电子组件，其中所述电负荷具有约1kHz或更高的工作频率。
38.根据权利要求26所述的电子组件，其中所述电子组件是逆变器电路的部分。
39.根据权利要求26所述的电子组件，其中所述电子组件能够输出基本正弦AC电压信号。
40.根据权利要求39所述的电子组件，其中所述AC电压信号的频率是约1kHz或更高。
41.根据权利要求26所述的电子组件，其中所述电子组件能够输出基本正弦AC电流。
42.根据权利要求41所述的电子组件，其中所述AC电流的频率是约1kHz或更高。
43.根据权利要求26所述的电子组件，其中所述半桥和所述滤波器处于共用衬底上。
44.根据权利要求43所述的电子组件，其中所述衬底包括印刷电路板。
45.根据权利要求26所述的电子组件，其中所述滤波器包括电感元件和电容元件。
46.一种电子组件，包括：
半桥，所述半桥适合与具有工作频率的电负荷一起运行，所述半桥包括第一开关和第二开关，所述第一开关和所述第二开关的每个都具有切换频率，所述第一开关和所述第二开关的每个都包括第一端子、第二端子和控制端子，其中所述第一开关的第一端子和所述第二开关的第二端子都电连接至节点；以及
滤波器，所述滤波器具有3dB衰减频率，所述3dB衰减频率小于所述开关的切换频率但是大于所述电负荷的工作频率，并且所述滤波器的第一端子电耦合至所述节点；其中
能够以约80kHz或更高的频率来切换所述第一开关和所述第二开关的每一个，而不遭受大的切换损耗。
47.根据权利要求46所述的电子组件，其中所述滤波器的3dB衰减频率大于5kHz。
48.根据权利要求46所述的电子组件，其中所述滤波器的截止频率大于50kHz。
49.根据权利要求46所述的电子组件，其中所述第一开关包括第一晶体管，并且所述第二开关包括第二晶体管。
50.根据权利要求49所述的电子组件，其中所述半桥由所述第一晶体管和所述第二晶体管组成。
51.根据权利要求49所述的电子组件，其中所述第一晶体管和所述第二晶体管是III-N器件。
52.根据权利要求49所述的电子组件，其中所述第一晶体管和所述第二晶体管是场效应晶体管。
53.根据权利要求52所述的电子组件，其中所述第一端子是所述第一晶体管的漏极端子，并且所述第二端子是所述第二晶体管的源极端子。
54.根据权利要求52所述的电子组件，其中所述第二端子是所述第一晶体管的源极端子，并且所述第一晶体管的源极端子电连接至地。
55.根据权利要求52所述的电子组件，其中所述第一端子是所述第二晶体管的漏极端子，并且所述第二晶体管的漏极端子电连接至高压电源。
56.根据权利要求52所述的电子组件，其中所述第一开关和所述第二开关的控制端子分别是所述第一晶体管和所述第二晶体管的栅极端子。
57.根据权利要求46所述的电子组件，其中所述半桥无二极管。
58.根据权利要求46所述的电子组件，还包括把电负荷连接至所述滤波器的第二端子的电连接器。
59.根据权利要求58所述的电子组件，其中所述电连接器是电缆。
60.根据权利要求58所述的电子组件，其中所述电负荷包括电机。
61.根据权利要求46所述的电子组件，其中所述滤波器包括电感元件和电容元件。
62.根据权利要求61所述的电子组件，其中所述滤波器的电感元件是第一电感元件，并且所述电负荷包括第二电感元件。
63.根据权利要求46所述的电子组件，其中所述电负荷包括光伏电池。
64.根据权利要求46所述的电子组件，其中所述电负荷具有约1kHz或更高的工作频率。
65.根据权利要求46所述的电子组件，其中所述电子组件是逆变器电路的部分。
66.根据权利要求46所述的电子组件，其中所述电子组件能够输出基本正弦AC电压信号。
67.根据权利要求66所述的电子组件，其中所述AC电压信号的频率是约1kHz或更高。
68.根据权利要求46所述的电子组件，其中所述电子组件能够输出基本正弦AC电流。
69.根据权利要求68所述的电子组件，其中所述AC电流的频率是约1kHz或更高。
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Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8772842B2 (en) 2011-03-04 2014-07-08 Transphorm, Inc. Semiconductor diodes with low reverse bias currents
US8803246B2 (en) 2012-07-16 2014-08-12 Transphorm Inc. Semiconductor electronic components with integrated current limiters
US8816751B2 (en) 2008-09-23 2014-08-26 Transphorm Inc. Inductive load power switching circuits
US8901604B2 (en) 2011-09-06 2014-12-02 Transphorm Inc. Semiconductor devices with guard rings
US8912839B2 (en) 2008-02-12 2014-12-16 Transphorm Inc. Bridge circuits and their components
US9059076B2 (en) 2013-04-01 2015-06-16 Transphorm Inc. Gate drivers for circuits based on semiconductor devices
US9087718B2 (en) 2013-03-13 2015-07-21 Transphorm Inc. Enhancement-mode III-nitride devices
US9093366B2 (en) 2012-04-09 2015-07-28 Transphorm Inc. N-polar III-nitride transistors
US9147760B2 (en) 2010-12-15 2015-09-29 Transphorm Inc. Transistors with isolation regions
US9165766B2 (en) 2012-02-03 2015-10-20 Transphorm Inc. Buffer layer structures suited for III-nitride devices with foreign substrates
US9171836B2 (en) 2011-10-07 2015-10-27 Transphorm Inc. Method of forming electronic components with increased reliability
US9171730B2 (en) 2013-02-15 2015-10-27 Transphorm Inc. Electrodes for semiconductor devices and methods of forming the same
US9184275B2 (en) 2012-06-27 2015-11-10 Transphorm Inc. Semiconductor devices with integrated hole collectors
US9190295B2 (en) 2009-11-02 2015-11-17 Transphorm Inc. Package configurations for low EMI circuits
US9224721B2 (en) 2012-02-24 2015-12-29 Transphorm Inc. Semiconductor power modules and devices
US9224671B2 (en) 2011-02-02 2015-12-29 Transphorm Inc. III-N device structures and methods
US9245993B2 (en) 2013-03-15 2016-01-26 Transphorm Inc. Carbon doping semiconductor devices
US9257547B2 (en) 2011-09-13 2016-02-09 Transphorm Inc. III-N device structures having a non-insulating substrate
US9318593B2 (en) 2014-07-21 2016-04-19 Transphorm Inc. Forming enhancement mode III-nitride devices
US9660640B2 (en) 2014-07-03 2017-05-23 Transphorm Inc. Switching circuits having ferrite beads
US9842922B2 (en) 2013-07-19 2017-12-12 Transphorm Inc. III-nitride transistor including a p-type depleting layer
US10063138B1 (en) 2014-07-17 2018-08-28 Transphorm Inc. Bridgeless power factor correction circuits
US10199217B2 (en) 2009-12-10 2019-02-05 Transphorm Inc. Methods of forming reverse side engineered III-nitride devices
US10200030B2 (en) 2015-03-13 2019-02-05 Transphorm Inc. Paralleling of switching devices for high power circuits
US10224401B2 (en) 2016-05-31 2019-03-05 Transphorm Inc. III-nitride devices including a graded depleting layer
US10319648B2 (en) 2017-04-17 2019-06-11 Transphorm Inc. Conditions for burn-in of high power semiconductors
US11322599B2 (en) 2016-01-15 2022-05-03 Transphorm Technology, Inc. Enhancement mode III-nitride devices having an Al1-xSixO gate insulator

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8390000B2 (en) 2009-08-28 2013-03-05 Transphorm Inc. Semiconductor devices with field plates
US8786327B2 (en) 2011-02-28 2014-07-22 Transphorm Inc. Electronic components with reactive filters
US8970148B2 (en) * 2012-07-31 2015-03-03 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus for reducing radiated emissions in switching power converters
US20150108958A1 (en) * 2012-12-28 2015-04-23 Eaton Corporation Hybrid three-level t-type converter for power applications
US9537425B2 (en) 2013-07-09 2017-01-03 Transphorm Inc. Multilevel inverters and their components
US9641163B2 (en) * 2014-05-28 2017-05-02 Cree, Inc. Bandwidth limiting methods for GaN power transistors
US9515011B2 (en) 2014-05-28 2016-12-06 Cree, Inc. Over-mold plastic packaged wide band-gap power transistors and MMICS
US9472480B2 (en) 2014-05-28 2016-10-18 Cree, Inc. Over-mold packaging for wide band-gap semiconductor devices
US9536967B2 (en) 2014-12-16 2017-01-03 Transphorm Inc. Recessed ohmic contacts in a III-N device
US9536966B2 (en) 2014-12-16 2017-01-03 Transphorm Inc. Gate structures for III-N devices
DE102016121865B4 (de) * 2016-11-15 2022-02-17 Thomas Meier Elektrische Schaltung zum Übertragen eines analogen Nutzsignals mit einer Kompensationsschaltung zum Kompensieren von Verzerrungen im Nutzsignal
US10630285B1 (en) 2017-11-21 2020-04-21 Transphorm Technology, Inc. Switching circuits having drain connected ferrite beads
US10778114B2 (en) 2018-01-31 2020-09-15 Gan Systems Inc. Enhanced performance hybrid three-level inverter/rectifier
US10756207B2 (en) 2018-10-12 2020-08-25 Transphorm Technology, Inc. Lateral III-nitride devices including a vertical gate module
EP3942609A4 (en) 2019-03-21 2023-06-07 Transphorm Technology, Inc. INTEGRATED DESIGN FOR III-NITRIDE DEVICES
US11749656B2 (en) 2020-06-16 2023-09-05 Transphorm Technology, Inc. Module configurations for integrated III-Nitride devices
WO2022031465A1 (en) 2020-08-05 2022-02-10 Transphorm Technology, Inc. Iii-nitride devices including a depleting layer

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080122418A1 (en) * 2006-11-28 2008-05-29 Briere Michael A Synchronous DC/DC converter
CN101272096A (zh) * 2006-12-11 2008-09-24 国际整流器公司 单片集成的ⅲ族氮化物功率转换器
CN101410985A (zh) * 2006-03-29 2009-04-15 克里公司 高效率和/或高功率密度宽带隙晶体管
US20090180304A1 (en) * 2008-01-11 2009-07-16 Hamid Tony Bahramian Integrated III-nitride power converter circuit
US20090278513A1 (en) * 2008-05-06 2009-11-12 International Rectifier Corporation (El Segundo, Ca) Enhancement mode III-nitride switch with increased efficiency and operating frequency
US7746020B2 (en) * 2007-01-22 2010-06-29 Johnson Controls Technology Company Common mode & differential mode filter for variable speed drive
CN101897029A (zh) * 2007-12-10 2010-11-24 特兰斯夫公司 绝缘栅e模式晶体管
CN101978589A (zh) * 2008-02-12 2011-02-16 特兰斯夫公司 桥式电路及其元件

Family Cites Families (92)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55149871A (en) 1978-07-31 1980-11-21 Fujitsu Ltd Line voltage detector
JPS55136726A (en) 1979-04-11 1980-10-24 Nec Corp High voltage mos inverter and its drive method
US4665508A (en) 1985-05-23 1987-05-12 Texas Instruments Incorporated Gallium arsenide MESFET memory
US4728826A (en) 1986-03-19 1988-03-01 Siemens Aktiengesellschaft MOSFET switch with inductive load
US4808853A (en) 1987-11-25 1989-02-28 Triquint Semiconductor, Inc. Tristate output circuit with selectable output impedance
JP2901091B2 (ja) 1990-09-27 1999-06-02 株式会社日立製作所 半導体装置
US6143582A (en) 1990-12-31 2000-11-07 Kopin Corporation High density electronic circuit modules
JPH0575040A (ja) 1991-09-13 1993-03-26 Fujitsu Ltd 半導体集積回路装置
JPH0667744A (ja) 1992-08-18 1994-03-11 Fujitsu Ltd 定電圧回路
US5379209A (en) 1993-02-09 1995-01-03 Performance Controls, Inc. Electronic switching circuit
US5493487A (en) 1993-02-09 1996-02-20 Performance Controls, Inc. Electronic switching circuit
US5637922A (en) 1994-02-07 1997-06-10 General Electric Company Wireless radio frequency power semiconductor devices using high density interconnect
JP3665419B2 (ja) 1996-05-02 2005-06-29 新電元工業株式会社 誘導性負荷駆動方法、及びｈブリッジ回路制御装置
US6008684A (en) 1996-10-23 1999-12-28 Industrial Technology Research Institute CMOS output buffer with CMOS-controlled lateral SCR devices
US5789951A (en) 1997-01-31 1998-08-04 Motorola, Inc. Monolithic clamping circuit and method of preventing transistor avalanche breakdown
JP3731358B2 (ja) 1998-09-25 2006-01-05 株式会社村田製作所 高周波電力増幅回路
US6107844A (en) 1998-09-28 2000-08-22 Tripath Technology, Inc. Methods and apparatus for reducing MOSFET body diode conduction in a half-bridge configuration
JP3275851B2 (ja) 1998-10-13 2002-04-22 松下電器産業株式会社 高周波集積回路
JP3049427B2 (ja) 1998-10-21 2000-06-05 株式会社ハイデン研究所 正負パルス式高周波スイッチング電源
US6395593B1 (en) 1999-05-06 2002-05-28 Texas Instruments Incorporated Method of manufacturing high side and low side guard rings for lowest parasitic performance in an H-bridge configuration
US6864131B2 (en) 1999-06-02 2005-03-08 Arizona State University Complementary Schottky junction transistors and methods of forming the same
JP3458768B2 (ja) 1999-06-10 2003-10-20 株式会社デンソー 負荷駆動装置
US6556053B2 (en) 2001-02-06 2003-04-29 Harman International Industries, Incorporated Half-bridge gate driver optimized for hard-switching
JP2003244943A (ja) 2002-02-13 2003-08-29 Honda Motor Co Ltd 電源装置の昇圧装置
DE10219760A1 (de) 2002-05-02 2003-11-20 Eupec Gmbh & Co Kg Halbbrückenschaltung
JP3731562B2 (ja) 2002-05-22 2006-01-05 日産自動車株式会社 電流制御型素子用駆動回路
CN100372231C (zh) 2002-10-29 2008-02-27 Nxp股份有限公司 双向双nmos开关
JP4385205B2 (ja) 2002-12-16 2009-12-16 日本電気株式会社 電界効果トランジスタ
US6825559B2 (en) 2003-01-02 2004-11-30 Cree, Inc. Group III nitride based flip-chip intergrated circuit and method for fabricating
TW583636B (en) 2003-03-11 2004-04-11 Toppoly Optoelectronics Corp Source follower capable of compensating the threshold voltage
JP4241106B2 (ja) 2003-03-12 2009-03-18 シャープ株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP4531343B2 (ja) 2003-03-26 2010-08-25 株式会社半導体エネルギー研究所 駆動回路
GB0308674D0 (en) 2003-04-15 2003-05-21 Koninkl Philips Electronics Nv Driver for inductive load
JP4248953B2 (ja) 2003-06-30 2009-04-02 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置およびその製造方法
DE60335180D1 (de) 2003-07-04 2011-01-13 Dialog Semiconductor Gmbh Hochspannungschnittstelle und Steuerschaltung dafür
US7501669B2 (en) 2003-09-09 2009-03-10 Cree, Inc. Wide bandgap transistor devices with field plates
US6900657B2 (en) 2003-09-24 2005-05-31 Saia-Burgess Automotive, Inc. Stall detection circuit and method
US7193396B2 (en) 2003-12-24 2007-03-20 Potentia Semiconductor Corporation DC converters having buck or boost configurations
US7382001B2 (en) 2004-01-23 2008-06-03 International Rectifier Corporation Enhancement mode III-nitride FET
US7550781B2 (en) 2004-02-12 2009-06-23 International Rectifier Corporation Integrated III-nitride power devices
US7465997B2 (en) * 2004-02-12 2008-12-16 International Rectifier Corporation III-nitride bidirectional switch
JP2006032552A (ja) 2004-07-14 2006-02-02 Toshiba Corp 窒化物含有半導体装置
JP2006033723A (ja) 2004-07-21 2006-02-02 Sharp Corp 電力制御用光結合素子およびこの電力制御用光結合素子を用いた電子機器
US7227198B2 (en) 2004-08-11 2007-06-05 International Rectifier Corporation Half-bridge package
JP2006173754A (ja) 2004-12-13 2006-06-29 Oki Electric Ind Co Ltd 高周波スイッチ
US7116567B2 (en) 2005-01-05 2006-10-03 Velox Semiconductor Corporation GaN semiconductor based voltage conversion device
US7239108B2 (en) 2005-01-31 2007-07-03 Texas Instruments Incorporated Method for stepper motor position referencing
US7547964B2 (en) 2005-04-25 2009-06-16 International Rectifier Corporation Device packages having a III-nitride based power semiconductor device
US7408399B2 (en) 2005-06-27 2008-08-05 International Rectifier Corporation Active driving of normally on, normally off cascoded configuration devices through asymmetrical CMOS
US7548112B2 (en) 2005-07-21 2009-06-16 Cree, Inc. Switch mode power amplifier using MIS-HEMT with field plate extension
US7482788B2 (en) 2005-10-12 2009-01-27 System General Corp. Buck converter for both full load and light load operations
US7932539B2 (en) 2005-11-29 2011-04-26 The Hong Kong University Of Science And Technology Enhancement-mode III-N devices, circuits, and methods
JP2007215331A (ja) 2006-02-10 2007-08-23 Hitachi Ltd 昇圧回路
JP2007294769A (ja) 2006-04-26 2007-11-08 Toshiba Corp 窒化物半導体素子
US20080017998A1 (en) 2006-07-19 2008-01-24 Pavio Jeanne S Semiconductor component and method of manufacture
US7863877B2 (en) * 2006-12-11 2011-01-04 International Rectifier Corporation Monolithically integrated III-nitride power converter
JP2008164796A (ja) 2006-12-27 2008-07-17 Sony Corp 画素回路および表示装置とその駆動方法
US7378883B1 (en) 2007-01-03 2008-05-27 Tpo Displays Corp. Source follower and electronic system utilizing the same
US8188596B2 (en) 2007-02-09 2012-05-29 Infineon Technologies Ag Multi-chip module
JP2008199771A (ja) 2007-02-13 2008-08-28 Fujitsu Ten Ltd 昇圧回路制御装置、及び昇圧回路
KR101391925B1 (ko) 2007-02-28 2014-05-07 페어차일드코리아반도체 주식회사 반도체 패키지 및 이를 제조하기 위한 반도체 패키지 금형
US7453107B1 (en) 2007-05-04 2008-11-18 Dsm Solutions, Inc. Method for applying a stress layer to a semiconductor device and device formed therefrom
US7719055B1 (en) 2007-05-10 2010-05-18 Northrop Grumman Systems Corporation Cascode power switch topologies
US7477082B2 (en) 2007-05-15 2009-01-13 Freescale Semiconductor, Inc. Method and circuit for driving H-bridge that reduces switching noise
JP2008288289A (ja) 2007-05-16 2008-11-27 Oki Electric Ind Co Ltd 電界効果トランジスタとその製造方法
US7875907B2 (en) 2007-09-12 2011-01-25 Transphorm Inc. III-nitride bidirectional switches
US7795642B2 (en) 2007-09-14 2010-09-14 Transphorm, Inc. III-nitride devices with recessed gates
US20090072269A1 (en) 2007-09-17 2009-03-19 Chang Soo Suh Gallium nitride diodes and integrated components
US7915643B2 (en) 2007-09-17 2011-03-29 Transphorm Inc. Enhancement mode gallium nitride power devices
US7639064B2 (en) 2008-01-21 2009-12-29 Eutech Microelectronic Inc. Drive circuit for reducing inductive kickback voltage
JP2009200338A (ja) 2008-02-22 2009-09-03 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法
US8519438B2 (en) 2008-04-23 2013-08-27 Transphorm Inc. Enhancement mode III-N HEMTs
US7804328B2 (en) 2008-06-23 2010-09-28 Texas Instruments Incorporated Source/emitter follower buffer driving a switching load and having improved linearity
JP5075040B2 (ja) 2008-07-17 2012-11-14 日立アロカメディカル株式会社 超音波診断装置
TWI371163B (en) 2008-09-12 2012-08-21 Glacialtech Inc Unidirectional mosfet and applications thereof
US8289065B2 (en) 2008-09-23 2012-10-16 Transphorm Inc. Inductive load power switching circuits
US7898004B2 (en) 2008-12-10 2011-03-01 Transphorm Inc. Semiconductor heterostructure diodes
US8054110B2 (en) 2009-01-20 2011-11-08 University Of South Carolina Driver circuit for gallium nitride (GaN) heterojunction field effect transistors (HFETs)
US7884394B2 (en) 2009-02-09 2011-02-08 Transphorm Inc. III-nitride devices and circuits
US8681518B2 (en) 2009-07-21 2014-03-25 Cree, Inc. High speed rectifier circuit
US8390000B2 (en) 2009-08-28 2013-03-05 Transphorm Inc. Semiconductor devices with field plates
US8138529B2 (en) 2009-11-02 2012-03-20 Transphorm Inc. Package configurations for low EMI circuits
US8389977B2 (en) 2009-12-10 2013-03-05 Transphorm Inc. Reverse side engineered III-nitride devices
US8816497B2 (en) 2010-01-08 2014-08-26 Transphorm Inc. Electronic devices and components for high efficiency power circuits
US8624662B2 (en) 2010-02-05 2014-01-07 Transphorm Inc. Semiconductor electronic components and circuits
US8530904B2 (en) 2010-03-19 2013-09-10 Infineon Technologies Austria Ag Semiconductor device including a normally-on transistor and a normally-off transistor
US8742460B2 (en) 2010-12-15 2014-06-03 Transphorm Inc. Transistors with isolation regions
US8643062B2 (en) 2011-02-02 2014-02-04 Transphorm Inc. III-N device structures and methods
US8786327B2 (en) 2011-02-28 2014-07-22 Transphorm Inc. Electronic components with reactive filters
US9166028B2 (en) 2011-05-31 2015-10-20 Infineon Technologies Austria Ag Circuit configured to adjust the activation state of transistors based on load conditions
US8598937B2 (en) 2011-10-07 2013-12-03 Transphorm Inc. High power semiconductor electronic components with increased reliability
US8648643B2 (en) 2012-02-24 2014-02-11 Transphorm Inc. Semiconductor power modules and devices

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101410985A (zh) * 2006-03-29 2009-04-15 克里公司 高效率和/或高功率密度宽带隙晶体管
US20080122418A1 (en) * 2006-11-28 2008-05-29 Briere Michael A Synchronous DC/DC converter
CN101272096A (zh) * 2006-12-11 2008-09-24 国际整流器公司 单片集成的ⅲ族氮化物功率转换器
US7746020B2 (en) * 2007-01-22 2010-06-29 Johnson Controls Technology Company Common mode & differential mode filter for variable speed drive
CN101897029A (zh) * 2007-12-10 2010-11-24 特兰斯夫公司 绝缘栅e模式晶体管
US20090180304A1 (en) * 2008-01-11 2009-07-16 Hamid Tony Bahramian Integrated III-nitride power converter circuit
CN101978589A (zh) * 2008-02-12 2011-02-16 特兰斯夫公司 桥式电路及其元件
US20090278513A1 (en) * 2008-05-06 2009-11-12 International Rectifier Corporation (El Segundo, Ca) Enhancement mode III-nitride switch with increased efficiency and operating frequency

Cited By (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8912839B2 (en) 2008-02-12 2014-12-16 Transphorm Inc. Bridge circuits and their components
US9899998B2 (en) 2008-02-12 2018-02-20 Transphorm Inc. Bridge circuits and their components
US8816751B2 (en) 2008-09-23 2014-08-26 Transphorm Inc. Inductive load power switching circuits
US9690314B2 (en) 2008-09-23 2017-06-27 Transphorm Inc. Inductive load power switching circuits
US9190295B2 (en) 2009-11-02 2015-11-17 Transphorm Inc. Package configurations for low EMI circuits
US10199217B2 (en) 2009-12-10 2019-02-05 Transphorm Inc. Methods of forming reverse side engineered III-nitride devices
US9147760B2 (en) 2010-12-15 2015-09-29 Transphorm Inc. Transistors with isolation regions
US9224671B2 (en) 2011-02-02 2015-12-29 Transphorm Inc. III-N device structures and methods
US8772842B2 (en) 2011-03-04 2014-07-08 Transphorm, Inc. Semiconductor diodes with low reverse bias currents
US8895423B2 (en) 2011-03-04 2014-11-25 Transphorm Inc. Method for making semiconductor diodes with low reverse bias currents
US8901604B2 (en) 2011-09-06 2014-12-02 Transphorm Inc. Semiconductor devices with guard rings
US9224805B2 (en) 2011-09-06 2015-12-29 Transphorm Inc. Semiconductor devices with guard rings
US9257547B2 (en) 2011-09-13 2016-02-09 Transphorm Inc. III-N device structures having a non-insulating substrate
US9171836B2 (en) 2011-10-07 2015-10-27 Transphorm Inc. Method of forming electronic components with increased reliability
US9685323B2 (en) 2012-02-03 2017-06-20 Transphorm Inc. Buffer layer structures suited for III-nitride devices with foreign substrates
US9165766B2 (en) 2012-02-03 2015-10-20 Transphorm Inc. Buffer layer structures suited for III-nitride devices with foreign substrates
US9741702B2 (en) 2012-02-24 2017-08-22 Transphorm Inc. Semiconductor power modules and devices
US9224721B2 (en) 2012-02-24 2015-12-29 Transphorm Inc. Semiconductor power modules and devices
US9093366B2 (en) 2012-04-09 2015-07-28 Transphorm Inc. N-polar III-nitride transistors
US9634100B2 (en) 2012-06-27 2017-04-25 Transphorm Inc. Semiconductor devices with integrated hole collectors
US9184275B2 (en) 2012-06-27 2015-11-10 Transphorm Inc. Semiconductor devices with integrated hole collectors
US8803246B2 (en) 2012-07-16 2014-08-12 Transphorm Inc. Semiconductor electronic components with integrated current limiters
US9171910B2 (en) 2012-07-16 2015-10-27 Transphorm Inc. Semiconductor electronic components with integrated current limiters
US9171730B2 (en) 2013-02-15 2015-10-27 Transphorm Inc. Electrodes for semiconductor devices and methods of forming the same
US10535763B2 (en) 2013-03-13 2020-01-14 Transphorm Inc. Enhancement-mode III-nitride devices
US9087718B2 (en) 2013-03-13 2015-07-21 Transphorm Inc. Enhancement-mode III-nitride devices
US10043898B2 (en) 2013-03-13 2018-08-07 Transphorm Inc. Enhancement-mode III-nitride devices
US9245993B2 (en) 2013-03-15 2016-01-26 Transphorm Inc. Carbon doping semiconductor devices
US9865719B2 (en) 2013-03-15 2018-01-09 Transphorm Inc. Carbon doping semiconductor devices
US9245992B2 (en) 2013-03-15 2016-01-26 Transphorm Inc. Carbon doping semiconductor devices
US9362903B2 (en) 2013-04-01 2016-06-07 Transphorm Inc. Gate drivers for circuits based on semiconductor devices
US9059076B2 (en) 2013-04-01 2015-06-16 Transphorm Inc. Gate drivers for circuits based on semiconductor devices
US10043896B2 (en) 2013-07-19 2018-08-07 Transphorm Inc. III-Nitride transistor including a III-N depleting layer
US9842922B2 (en) 2013-07-19 2017-12-12 Transphorm Inc. III-nitride transistor including a p-type depleting layer
US9991884B2 (en) 2014-07-03 2018-06-05 Transphorm Inc. Switching circuits having ferrite beads
US9660640B2 (en) 2014-07-03 2017-05-23 Transphorm Inc. Switching circuits having ferrite beads
US10063138B1 (en) 2014-07-17 2018-08-28 Transphorm Inc. Bridgeless power factor correction circuits
US9935190B2 (en) 2014-07-21 2018-04-03 Transphorm Inc. Forming enhancement mode III-nitride devices
US9318593B2 (en) 2014-07-21 2016-04-19 Transphorm Inc. Forming enhancement mode III-nitride devices
US10200030B2 (en) 2015-03-13 2019-02-05 Transphorm Inc. Paralleling of switching devices for high power circuits
US11322599B2 (en) 2016-01-15 2022-05-03 Transphorm Technology, Inc. Enhancement mode III-nitride devices having an Al1-xSixO gate insulator
US10224401B2 (en) 2016-05-31 2019-03-05 Transphorm Inc. III-nitride devices including a graded depleting layer
US10629681B2 (en) 2016-05-31 2020-04-21 Transphorm Technology, Inc. III-nitride devices including a graded depleting layer
US11121216B2 (en) 2016-05-31 2021-09-14 Transphorm Technology, Inc. III-nitride devices including a graded depleting layer
US10319648B2 (en) 2017-04-17 2019-06-11 Transphorm Inc. Conditions for burn-in of high power semiconductors

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012134686A2 (en) 2012-10-04
TWI558102B (zh) 2016-11-11
US20140292394A1 (en) 2014-10-02
US8786327B2 (en) 2014-07-22
US20120218025A1 (en) 2012-08-30
CN103477543B (zh) 2016-06-29
US9041435B2 (en) 2015-05-26
TW201249103A (en) 2012-12-01
WO2012134686A3 (en) 2013-03-21

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