CN111063723A - 开关集成控制器和三极管芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种开关集成控制器和三极管芯片，所述开关集成控制器包括：三极管芯片，其发射极和基极设于三极管芯片中部，终端结构在平面上环状包围芯片中部、从而包围发射极和基极，集电极在平面上环状包围终端结构，终端结构包括电压耐受结构、电压耐受结构上的绝缘层、及绝缘层上的电阻结构，电阻结构电连接集电极和基极；控制电路，包括通过同一引线连接至基极的电源端口和控制端口。本发明能够实现开关集成控制器的小型化，并节省PCB面积。

Description

开关集成控制器和三极管芯片
技术领域
本发明涉及半导体器件，特别是涉及一种三极管芯片，还涉及一种开关集成控制器片。
背景技术
在适配器或充电器的开关集成控制器件内部，一共包含了两个部分，一是控制电路，二是高压功率三极管或场效应晶体管，控制电路控制三极管或场效应晶体管按照一定的规则进行开关，实现电路的整体功能。在常规应用中，控制电路要工作就需要外部电路对其进行供电，所以需要有电源引脚，同时电源引脚的外部电路也需要接入一个阻值较大的电阻以保护控制电路(控制IC)，节省电量消耗，示意如附图1所示。
然而，该外接电阻需要占据印刷电路板(PCB)一定的面积，不利于产品的小型化。
发明内容
基于此，有必要提供一种小型化的开关集成控制器。
一种开关集成控制器，包括：三极管芯片，包括集电极、发射极、基极及终端结构，所述发射极和基极设于所述三极管芯片中部，所述终端结构在平面上环状包围所述芯片中部、从而包围所述发射极和基极，所述集电极在平面上环状包围所述终端结构，所述终端结构包括电压耐受结构、所述电压耐受结构上的绝缘层、及所述绝缘层上的电阻结构，所述电阻结构电连接所述集电极和基极；控制电路，包括电源端口和控制端口，所述电源端口用于接收使所述控制电路工作的工作电源，所述控制端口用于输出控制所述三极管芯片导通的控制信号，所述电源端口和控制端口通过同一引线连接至所述三极管芯片的基极。
在其中一个实施例中，所述电阻结构环绕所述三极管芯片中部设置，电阻结构的一端电连接所述集电极、另一端电连接所述基极。
在其中一个实施例中，所述电阻结构是掺杂多晶硅电阻。
在其中一个实施例中，为适配器或充电器的开关集成控制器。
在其中一个实施例中，所述三极管芯片是功率三极管芯片。
上述开关集成控制器，一方面利用终端结构的区域，在电压耐受结构上设置绝缘层后在绝缘层上设置电阻结构，电阻不会额外占用芯片面积、并且不会对绝缘层下的区域的电性能造成影响；另一方面将电源端口和控制端口通过同一引线连接至基极，因此无需单独设置电源引脚。综上，上述开关集成控制器能够实现小型化，并节省PCB面积。
还有必要提供一种集成有电阻的三极管芯片。
一种三极管芯片，包括集电极、发射极、基极及终端结构，所述发射极和基极设于所述三极管芯片中部，所述终端结构在平面上环状包围所述芯片中部、从而包围所述发射极和基极，所述集电极在平面上环状包围所述终端结构，所述终端结构包括电压耐受结构、所述电压耐受结构上的绝缘层、及所述绝缘层上的电阻结构，所述电阻结构电连接所述集电极和基极。
在其中一个实施例中，所述电阻结构环绕所述三极管芯片中部设置，电阻结构的一端电连接所述集电极、另一端电连接所述基极。
在其中一个实施例中，所述电阻结构是掺杂多晶硅电阻。
在其中一个实施例中，所述发射极和基极在平面上为互补图形，且发射极和基极间存在间隙以使发射极和基极之间绝缘。
在其中一个实施例中，所述三极管芯片是功率三极管芯片。
上述集成有电阻的三极管芯片，利用终端结构的区域，在电压耐受结构上设置绝缘层后在绝缘层上设置电阻结构，电阻不会额外占用芯片面积并且不会对绝缘层下的区域的电性能造成影响。
附图说明
图1是一种传统的开关集成控制器的电路结构示意图；
图2是一实施例中开关集成控制器的电路结构示意图；
图3是一实施例中三极管芯片Q的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图2是一实施例中开关集成控制器的电路结构示意图，开关集成控制器100包括三极管芯片Q和控制电路10。
图3是一实施例中三极管芯片Q的结构示意图。三极管芯片Q包括集电极、发射极、基极及终端结构21(图3中的白色区域，不包括发射极和基极之间的间隙)。发射极和基极设于三极管芯片中部，终端结构21在平面上环状包围所述芯片中部，从而包围发射极和基极。集电极在平面上环状包围终端结构21。终端结构21包括电压耐受结构、电压耐受结构上的绝缘层、及绝缘层上的电阻结构22，电阻结构22电连接集电极和基极。电压耐受结构可以为本领域习知的反向击穿电压耐受结构，例如分压环、场板等结构及它们的组合。
控制电路10包括电源端口和控制端口。外部电路通过电源端口对控制电路10供电，即提供控制电路10的工作电源。控制端口用于输出控制三极管芯片Q导通的控制信号，从而控制三极管按照一定的规则进行开关，实现电路的整体功能。电源端口和控制端口通过同一引线连接至三极管芯片Q的基极，通过合理设计控制电路10的内部线路，实现电源端口和控制端口的共用。
上述开关集成控制器，一方面利用终端结构的区域，在电压耐受结构上设置绝缘层后在绝缘层上设置电阻结构，电阻不会额外占用芯片面积、并且不会对绝缘层下的区域的电性能造成影响(另外由于电阻是接集电极和基极，因此与电压耐受结构的电位相近，更是使得开关集成控制器在正常工作时电阻和电压耐受结构上的电压不会相互干扰)；另一方面将电源端口和控制端口通过同一引线连接至基极，因此无需单独设置电源引脚。综上，上述开关集成控制器将传统的开关集成控制器的外围电路中给控制电路10供电的电阻(即电源引脚上的电阻)集成到三极管芯片Q之中，配合调整后电源端口和控制端口共用的控制电路10，从而实现减少外围器件、降低成本的目的，能够实现开关集成控制器的小型化，并节省PCB面积。并且相对于外接电阻的传统技术，本申请的方案在电路装配时更加方便和高效，能够节省装配和加工成本。
在图3所示的实施例中，电阻结构22环绕包围三极管芯片中部设置，电阻结构22的一端电连接集电极、另一端电连接基极。在一个实施例中，电阻结构22是掺杂多晶硅电阻，可以通过光刻工艺刻蚀成线条形状，因此可以在终端结构上设置多圈。
在图3所示的实施例中，发射极和基极在平面上为互补图形，且发射极和基极间存在间隙以使发射极和基极之间绝缘。在图3所示的实施例中，发射极和基极为叉指形状。
在一个实施例中，三极管芯片Q是能够承受高压的功率三极管芯片。
在一个实施例中，开关集成控制器100为适配器的开关集成控制器；在另一个实施例中，开关集成控制器100为充电器的开关集成控制器。
本申请同样保护上述任一实施例所述的三极管芯片Q。本申请的三极管芯片利用终端结构的区域，在电压耐受结构上设置绝缘层后在绝缘层上设置电阻结构，电阻不会额外占用芯片面积并且不会对绝缘层下的区域的电性能造成影响。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种开关集成控制器，其特征在于，包括：
三极管芯片，包括集电极、发射极、基极及终端结构，所述发射极和基极设于所述三极管芯片中部，所述终端结构在平面上环状包围所述芯片中部、从而包围所述发射极和基极，所述集电极在平面上环状包围所述终端结构，所述终端结构包括电压耐受结构、所述电压耐受结构上的绝缘层、及所述绝缘层上的电阻结构，所述电阻结构电连接所述集电极和基极；
控制电路，包括电源端口和控制端口，所述电源端口用于接收使所述控制电路工作的工作电源，所述控制端口用于输出控制所述三极管芯片导通的控制信号，所述电源端口和控制端口通过同一引线连接至所述三极管芯片的基极。
2.根据权利要求1所述的开关集成控制器，其特征在于，所述电阻结构环绕所述三极管芯片中部设置，电阻结构的一端电连接所述集电极、另一端电连接所述基极。
3.根据权利要求1所述的开关集成控制器，其特征在于，所述电阻结构是掺杂多晶硅电阻。
4.根据权利要求1所述的开关集成控制器，其特征在于，为适配器或充电器的开关集成控制器。
5.根据权利要求1所述的开关集成控制器，其特征在于，所述三极管芯片是功率三极管芯片。
6.一种三极管芯片，包括集电极、发射极、基极及终端结构，其特征在于，所述发射极和基极设于所述三极管芯片中部，所述终端结构在平面上环状包围所述芯片中部、从而包围所述发射极和基极，所述集电极在平面上环状包围所述终端结构，所述终端结构包括电压耐受结构、所述电压耐受结构上的绝缘层、及所述绝缘层上的电阻结构，所述电阻结构电连接所述集电极和基极。
7.根据权利要求6所述的三极管芯片，其特征在于，所述电阻结构环绕所述三极管芯片中部设置，电阻结构的一端电连接所述集电极、另一端电连接所述基极。
8.根据权利要求6所述的三极管芯片，其特征在于，所述电阻结构是掺杂多晶硅电阻。
9.根据权利要求6所述的三极管芯片，其特征在于，所述发射极和基极在平面上为互补图形，且发射极和基极间存在间隙以使发射极和基极之间绝缘。
10.根据权利要求6所述的三极管芯片，其特征在于，所述三极管芯片是功率三极管芯片。
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