CN211508926U - 功率mosfet半桥模块以及封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种功率MOSFET半桥模块以及封装结构，所述功率MOSFET半桥模块包括：第一MOS管、电阻、双向稳压二极管及第二MOS管；所述第二MOS管的源极连接于所述第一MOS管的源极以及所述电阻的第一端，所述第二MOS管的漏极连接于所述第一MOS管的漏极以及所述双向稳压二极管的第一端，所述第二MOS管的栅极连接于所述双向稳压二极管的第二端以及所述电阻的第二端；其中，所述第二MOS管为SiC‑MOS管。本实用新型通过集成MOS关断电压过冲吸收电路，不需要电容，体积更小，成本更低，适合集成一体化。

Description

功率MOSFET半桥模块以及封装结构

技术领域

本实用新型涉及电路设计领域，特别是涉及一种功率MOSFET半桥模块以及封装结构。

背景技术

金属-氧化物半导体场效应MOS管，简称金氧半场效MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效MOS管(field-effect transistor)。MOSFET依照其“通道”(工作载流子)的极性不同，可分为“N型”与“P型”的两种类型，通常又称为NMOSFET与PMOSFET，其他简称包括NMOS、PMOS等。

三相全桥逆变驱动电路是集成电路中最广泛应用的电路结构之一。对集成电路中广泛使用的三相全桥逆变驱动电路而言,在MOS管关断瞬间会产生较大的尖峰电压，这个电压可能会超过MOS管的定额，对其产生影响，因此，抑制MOS管关断瞬间的尖峰电压时有必要的。

针对MOS管关断电压过冲尖峰大这一缺点，绝大多数电路中采用RCD电路来吸收，但是RCD电路的电容体积大，占用PCB版面大，且成本高。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种应用于三相全桥逆变电路的新型功率MOSFET半桥模块，内部集成MOS关断电压过冲吸收电路，比现有的RCD吸收电路体积更小，成本更低，可实现集成一体化。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种应用于三相全桥逆变电路的新型功率MOSFET半桥模块电路，所述功率MOSFET半桥模块电路包括：第一MOS管、电阻、双向稳压二极管及第二MOS管；

所述第二MOS管的源极连接于所述第一MOS管的源极以及所述电阻的第一端，所述第二MOS管的漏极连接于所述第一MOS管的漏极以及所述双向稳压二极管的第一端，所述第二MOS管的栅极连接于所述双向稳压二极管的第二端以及所述电阻的第二端；

其中，所述第二MOS管为SiC-MOS管。

可选地，所述电阻为多晶硅电阻。

本实用新型还提供一种功率MOSFET半桥模块的封装结构，所述封装结构包括：塑封体，设置于所述塑封体边缘的源极管脚、漏极管脚、栅极管脚，以及设置于所述塑封体内的第一MOS管、第二MOS管、双向稳压二极管、电阻，所述第二MOS管为SiC-MOS管；

其中，所述第一MOS管的源极连接于所述源极管脚，所述第一MOS管的漏极连接于所述漏极管脚，所述第一MOS管的栅极连接于所述栅极管脚；所述第二MOS管的漏极连接于所述漏极管脚，所述第二MOS管的源极连接于所述第一MOS管的源极；所述双向稳压二极管的第一端与所述第一MOS管的漏极连接，第二端与所述第二MOS管的栅极以及所述电阻的第二端连接，所述电阻的第一端连接于所述第一MOS管的源极。

可选地，所述第一MOS管的源极通过重新布线层连接于所述源极管脚，所述第一MOS管的漏极通过焊盘连接于所述漏极管脚，所述第一MOS管的栅极通过打线形式连接于所述栅极管脚。

可选地，所述第二MOS管的源极通过打线形式连接于所述第一MOS管的源极，所述第二MOS管的漏极通过焊盘连接于所述漏极管脚，所述第二MOS管的栅极通过打线形式连接于所述双向稳压二极管的第二端。

可选地，所述电阻的第一端通过打线形式连接于所述第一MOS管的源极，所述电阻的第二端通过打线形式连接于所述双向稳压二极管的第二端。

可选地，所述封装结构的形式为DFN封装。

如上所述，本实用新型提供的功率MOSFET半桥模块以及封装结构，具有以下有益效果：

本实用新型的功率MOSFET半桥模块不需要电容，比现有的RCD吸收电路体积更小，成本更低，可实现集成一体化，减小SMT贴片工序；简化了功率MOSFET半桥模块的方案设计；比现有的RCD吸收电路频率高，吸收更快。

附图说明

图1显示为本实用新型提供的功率MOSFET半桥模块的示意图。

图2显示为本实用新型提供的功率MOSFET半桥模块的封装结构的示意图。

图3显示为本实用新型提供的DFN封装形式的示意图。

元件标号说明

11 塑封体

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

本实用新型提供一种功率MOSFET半桥模块，应用于三相全桥逆变电路，如图1所示，包括：第一MOS管M1，电阻R、双向稳压二极管DB及第二MOS管M2；

第二MOS管M2的源极连接于第一MOS管M1的源极以及电阻R的第一端，第二MOS管的漏极M2连接于第一MOS管M1的漏极以及双向稳压二极管DB的第一端，第二MOS管M2的栅极连接于双向稳压二极管的DB第二端以及电阻R的第二端。

需要说明的是，第二MOS管M2为SiC-MOS管。SiC-MOS管与相同功率等级的Si-MOS管相比，SiC-MOS管的导通电阻、开关损耗大幅降低，适用于更高的工作频率，另由于其高温工作特性，大大提高了高温稳定性，更有利于集成一体化。

作为示例，如图1所示，第二MOS管M2的类型为N型。在其他的实施例中，第二MOS管M2也可为P型。

作为示例，如图1所示，电阻R为多晶硅电阻。

本实施例提供的功率MOSFET半桥模块，通过引入SiC-MOS管，使得吸收电路体积更小，成本更低，频路更高、吸收更快，可实现集成一体化，并且简化了方案设计。

实施例二

本实用新型还提供一种功率MOSFET半桥模块的封装结构，如图2所示，封装结构包括：塑封体11，设置于塑封体11边缘的源极管脚S、漏极管脚D以及栅极管脚G，以及设置于所述塑封体11内的第一MOS管M1、第二MOS管M2、双向稳压二极管DB以及电阻R。

需要说明的是，第二MOS管M2为SiC-MOS管。SiC-MOS管与相同功率等级的Si-MOS管相比，SiC-MOS管的导通电阻、开关损耗大幅降低，适用于更高的工作频率，另由于其高温工作特性，大大提高了高温稳定性，更有利于集成一体化。

作为示例，如图2所示，第一MOS管M1的源极连接于源极管脚S，第一MOS管的漏极通过焊盘与漏极管脚D连接，第一MOS管的栅极G以打线形式连接于栅极管脚G。

作为示例，如图2所示，第二MOS管M2的漏极通过焊盘与漏极管脚D连接，第二MOS管M2的源极以打线形式与第一MOS管M1的源极连接，第二MOS管M2的栅极通过打线形式连接于双向稳压二极管DB的第二端。

作为示例，如图2所示，电阻R的第二端通过打线形式连接于双向稳压二极管DB的第二端，电阻R的第一端通过打线形式连接于第一MOS管M1的源极。

作为示例，如图3所示，本实施例的封装结构的形式为DFN(Quad flat no-lead，方形扁平无引脚)封装,塑封体11呈长方形，用于将引线框架及器件整合在一起，并保护内部器件。

形成本实施例提供的封装结构的方法包括：

1)第一MOS管M1的源极通过焊球连接于重新布线层，重新布线层再通过铜柱的形式连接于源极引脚S；

2)第一MOS管M1的漏极通过导电胶连接到焊盘上，再连接到漏极引脚D；

3)第一MOS管M1的栅极通过打线形式连接到电阻R的第二端，再以打线形式连接到栅极引脚G；

4)第二MOS管M2与第一MOS管M1共漏，第二MOS管的源极通过打线形式连接于第一MOS管的源极；

5)利用多晶硅技术沉积电阻R，电阻R的右端(第一端)通过打线形式与第一MOS管的源极相连；

6)双向稳压二极管DB的第一端连接于焊盘上，与第一MOS管的漏极相连，第二端通过打线形式与第二MOS管的栅极和电阻R的左端(第二端)相连。

需要说明的是，本实用新型中所述的“连接至管脚”包括但不限于通过金属引线直接连接管脚(金属引线的一端设置在管脚上)，还包括通过金属引线连接与管脚连接的导电部件(金属引线的一端设置在与管脚连接的导电部件上)，能实现电连接即可，不限于本实施例。

综上所述，本实用新型提供一种功率MOSFET半桥模块以及封装结构，所述半桥模块包括：第一MOS管、电阻、双向稳压二极管及第二MOS管；所述双向稳压二极管的第一端与所述第一MOS管的漏极及所述第二MOS管的漏极连接，所述双向稳压二极管的第二端与所述第二功率MOS管栅极及所述电阻的第二端连接；所述电阻的第一端与所述第一MOS管的源极及所述第二MOS管的源极连接；其中，所述第二MOS管为SiC-MOS管。本实用新型的提供的功率MOSFET半桥模块，通过一SiC-MOS管，集成MOS关断电压过冲吸收电路，不需要电容，比现有的RCD吸收电路体积更小，成本更低，可实现集成一体化。而且，还能够减小SMT贴片工序，简化方案设计，比现有的RCD吸收电路频率高，吸收更快。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种功率MOSFET半桥模块，应用于三相全桥逆变电路，其特征在于，包括：第一MOS管、电阻、双向稳压二极管及第二MOS管；

所述第二MOS管的源极连接于所述第一MOS管的源极以及所述电阻的第一端，所述第二MOS管的漏极连接于所述第一MOS管的漏极以及所述双向稳压二极管的第一端，所述第二MOS管的栅极连接于所述双向稳压二极管的第二端以及所述电阻的第二端；

其中，所述第二MOS管为SiC-MOS管。

2.根据权利要求1所述的功率MOSFET半桥模块，其特征在于，所述电阻为多晶硅电阻。

3.一种功率MOSFET半桥模块的封装结构，其特征在于，所述封装结构包括：塑封体，设置于所述塑封体边缘的源极管脚、漏极管脚、栅极管脚，以及设置于所述塑封体内的第一MOS管、第二MOS管、双向稳压二极管、电阻，所述第二MOS管为SiC-MOS管；

其中，所述第一MOS管的源极连接于所述源极管脚，所述第一MOS管的漏极连接于所述漏极管脚，所述第一MOS管的栅极连接于所述栅极管脚；所述第二MOS管的漏极连接于所述漏极管脚，所述第二MOS管的源极连接于所述第一MOS管的源极；所述双向稳压二极管的第一端与所述第一MOS管的漏极连接，第二端与所述第二MOS管的栅极以及所述电阻的第二端连接，所述电阻的第一端连接于所述第一MOS管的源极。

4.根据权利要求3所述的功率MOSFET半桥模块的封装结构，其特征在于，所述第一MOS管的源极通过重新布线层连接于所述源极管脚，所述第一MOS管的漏极通过焊盘连接于所述漏极管脚，所述第一MOS管的栅极通过打线形式连接于所述栅极管脚。

5.根据权利要求3所述的功率MOSFET半桥模块的封装结构，其特征在于，所述第二MOS管的源极通过打线形式连接于所述第一MOS管的源极，所述第二MOS管的漏极通过焊盘连接于所述漏极管脚，所述第二MOS管的栅极通过打线形式连接于所述双向稳压二极管的第二端。

6.根据权利要求3所述的功率MOSFET半桥模块的封装结构，其特征在于，所述电阻的第一端通过打线形式连接于所述第一MOS管的源极，所述电阻的第二端通过打线形式连接于所述双向稳压二极管的第二端。

7.根据权利要求3所述的功率MOSFET半桥模块的封装结构，其特征在于，所述封装结构的形式为DFN封装。

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