本技術(shù)涉及半導(dǎo)體，具體而言，涉及一種雙向常閉型開關(guān)。

背景技術(shù)：

1、基于在零柵極-源極電壓下場效應(yīng)晶體管是處于導(dǎo)通狀態(tài)，還是處于關(guān)閉狀態(tài)，將場效應(yīng)晶體管廣義地劃分為耗盡型晶體管或增強(qiáng)型晶體管，其中，增強(qiáng)型晶體管被廣泛應(yīng)用于大多數(shù)電路。當(dāng)柵極-源極電壓為零時(shí)，場效應(yīng)晶體管轉(zhuǎn)換為關(guān)斷狀態(tài)，即增強(qiáng)型晶體管是常閉型器件；當(dāng)柵極-源極電壓為零時(shí)，場效應(yīng)晶體管轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)，即耗盡型晶體管是常開型器件。半導(dǎo)體雙向開關(guān)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代電源的電位轉(zhuǎn)換，如矩陣轉(zhuǎn)換器等，半導(dǎo)體雙向開關(guān)可以阻擋兩方向的電壓并在任一方向上傳導(dǎo)電流，在現(xiàn)代電源應(yīng)用中為保證其安全性和可靠性，雙向開關(guān)必須為常閉型開關(guān)。

2、相關(guān)技術(shù)中，一般雙向常閉型開關(guān)的常關(guān)行為是由一個(gè)雙向耗盡型晶體管和兩個(gè)增強(qiáng)型晶體管實(shí)現(xiàn)，其中，雙向耗盡型晶體管包括：第一源極/漏極節(jié)點(diǎn)、第二源極/漏極節(jié)點(diǎn)、第一柵極和第二柵極，兩個(gè)增強(qiáng)型晶體管的漏極節(jié)點(diǎn)分別與雙向耗盡型晶體管的第一源極/漏極節(jié)點(diǎn)、第二源極/漏極節(jié)點(diǎn)連接，兩個(gè)增強(qiáng)型晶體管的柵極與第一柵極、第二柵極耦合至控制器上。

3、然而，在基于相關(guān)技術(shù)驅(qū)動雙向常閉型開關(guān)時(shí)，需經(jīng)由控制器向兩個(gè)增強(qiáng)型晶體管的柵極以及雙向耗盡型晶體管的柵極發(fā)送控制信號，以控制雙向常閉型開關(guān)的通斷，這種方案存在電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，且存在信號響應(yīng)延遲的問題。此外，雙向耗盡型晶體管的襯底為非絕緣性襯底，使得雙向常閉型開關(guān)無法避免背柵效應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于提供一種雙向常閉型開關(guān)，可以達(dá)到簡化雙向常閉型開關(guān)的控制電路，并避免背柵效應(yīng)的效果。

2、本技術(shù)的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、本技術(shù)實(shí)施例的第一方面，提供一種雙向常閉型開關(guān)，雙向常閉型開關(guān)包括：雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管、第一增強(qiáng)型晶體管以及第二增強(qiáng)型晶體管，雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管包括：第一源極/漏極節(jié)點(diǎn)、第二源極/漏極節(jié)點(diǎn)、第一柵極以及第二柵極，第一增強(qiáng)型晶體管包括：第三源極、第三漏極以及第三柵極，第二增強(qiáng)型晶體管包括：第四源極、第四漏極以及第四柵極；

4、第一增強(qiáng)型晶體管的第三漏極與雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第一源極/漏極節(jié)點(diǎn)連接，第一增強(qiáng)型晶體管的第三源極與雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第一柵極連接；

5、第二增強(qiáng)型晶體管的第四漏極與雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第二源極/漏極節(jié)點(diǎn)連接，第二增強(qiáng)型晶體管的第四源極與雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第二柵極連接；

6、第一增強(qiáng)型晶體管的第三柵極與外部的第一控制源連接，由第一控制源控制第一增強(qiáng)型晶體管的柵源電壓，第二增強(qiáng)型晶體管的第四柵極與外部的第二控制源連接，由第二控制源控制第二增強(qiáng)型晶體管的柵源電壓。

7、作為一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管包括：第一襯底，第一襯底為絕緣襯底，第一增強(qiáng)型晶體管包括：第二襯底，第二增強(qiáng)型晶體管包括：第三襯底；

8、第二襯底和第三襯底為相同襯底。

9、作為一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，第二襯底以及第三襯底均為絕緣襯底；

10、或者，第二襯底與第三襯底均為非絕緣襯底。

11、作為一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，第一增強(qiáng)型晶體管的第三柵極與第一控制源的第一控制節(jié)點(diǎn)連接，雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第一柵極與第一控制源的第二控制節(jié)點(diǎn)連接；

12、第二增強(qiáng)型晶體管的第四柵極與第二控制源的第三控制節(jié)點(diǎn)連接，雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第二柵極與第二控制源的第四控制節(jié)點(diǎn)連接；

13、第一控制源控制第一柵極的電壓，第二控制源控制第二柵極的電壓，并在第一柵極和/或第二柵極的負(fù)電壓異常，雙向常閉型晶體管無法關(guān)斷時(shí)，第一控制源控制第一增強(qiáng)型晶體管斷開，第二控制源控制第二增強(qiáng)型晶體管斷開，以使得雙向常閉型開關(guān)進(jìn)入安全模式。

14、作為一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，第一增強(qiáng)型晶體管的第三柵極與第一控制源連接，雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第一柵極與外部的第三控制源連接；

15、第二增強(qiáng)型晶體管的第四柵極與第二控制源連接，雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第二柵極與外部的第四控制源連接；

16、第三控制源以及第四控制源直接控制雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的通斷，第一控制源控制第一增強(qiáng)型晶體管的通斷，第二控制源控制第二增強(qiáng)型晶體管的通斷。

17、作為一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，雙向常閉型開關(guān)還包括：分壓電路，分壓電路包括：第一分壓電路和第二分壓電路；

18、第一分壓電路的一端分別與第一增強(qiáng)型晶體管的第三漏極以及雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第一源極/漏極節(jié)點(diǎn)連接，第一分壓電路的另一端分別與第一增強(qiáng)型晶體管的第三源極以及雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第一柵極連接；

19、第二分壓電路的一端分別與第二增強(qiáng)型晶體管的第四漏極以及雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第二源極/漏極節(jié)點(diǎn)連接，第二分壓電路的另一端分別與第二增強(qiáng)型晶體管的第四源極以及雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第二柵極連接。

20、作為一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，第一分壓電路包括：第一電阻，第二分壓電路包括：第二電阻；

21、第一電阻的一端分別與第一增強(qiáng)型晶體管的第三漏極以及雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第一源極/漏極節(jié)點(diǎn)連接，第一電阻的另一端分別與第一增強(qiáng)型晶體管的第三源極以及雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第一柵極連接；

22、第二電阻的一端分別與第二增強(qiáng)型晶體管的第四漏極以及雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第二源極/漏極節(jié)點(diǎn)連接，第二電阻的另一端分別與第二增強(qiáng)型晶體管的第四源極以及雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第二柵極連接。

23、作為一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，第一分壓電路包括：第一電阻以及第一電容，第二分壓電路包括：第二電阻以及第二電容；

24、第一電阻的一端以及第一電容的一端均與第一增強(qiáng)型晶體管的第三漏極以及雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第一源極/漏極節(jié)點(diǎn)連接，第一電阻的另一端以及第一電容的另一端均與第一增強(qiáng)型晶體管的第三源極以及雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第一柵極連接；

25、第二電阻的一端以及第二電容的一端均與第二增強(qiáng)型晶體管的第四漏極以及雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第二源極/漏極節(jié)點(diǎn)連接，第二電阻的另一端以及第二電容的另一端均與第二增強(qiáng)型晶體管的第四源極以及雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第二柵極連接。

26、本技術(shù)實(shí)施例的有益效果包括：

27、本技術(shù)實(shí)施例提供的一種雙向常閉型開關(guān)，通過一個(gè)雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管、第一增強(qiáng)型晶體管以及第二增強(qiáng)型晶體管組成雙向常閉型晶體管，其中，第一增強(qiáng)型晶體管的第三漏極與雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第一源極/漏極節(jié)點(diǎn)連接，第一增強(qiáng)型晶體管的第三源極與雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第一柵極連接，第一增強(qiáng)型晶體管的第三柵極連接外部的第一控制源；第二增強(qiáng)型晶體管的第四漏極與雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第二源極/漏極節(jié)點(diǎn)連接，第二增強(qiáng)型晶體管的第四源極與雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的第二柵極連接，第二增強(qiáng)型晶體管的第四柵極連接外部的第二控制源，第一增強(qiáng)型晶體管以及第二增強(qiáng)型晶體管與雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管級聯(lián)，第一控制源控制第一增強(qiáng)型晶體管的第三柵極與第三源極之間的柵源電壓，第二控制源控制第二增強(qiáng)型晶體管的第四柵極與第四源極之間的柵源電壓，雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管在第一增強(qiáng)型晶體管的柵源電壓以及第二增強(qiáng)型晶體管的柵源電壓的作用下進(jìn)入導(dǎo)通或關(guān)斷狀態(tài)。此外，雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的襯底為絕緣襯底，可以有效避免背柵效應(yīng)。如此，可以達(dá)到簡化雙向常閉型開關(guān)的控制電路，并避免背柵效應(yīng)的效果。

28、附圖說明

29、為了更清楚地說明本技術(shù)實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本技術(shù)的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

30、圖1為本技術(shù)實(shí)施例提供的一種單片雙柵雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

31、圖2為本技術(shù)實(shí)施例提供的一種單片雙柵共漏雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

32、圖3為本技術(shù)實(shí)施例提供的一種集成共漏雙向iii-v耗盡型高電子遷移率晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

33、圖4為本技術(shù)實(shí)施例提供的第一種雙向常閉型開關(guān)的連接示意圖；

34、圖5為本技術(shù)實(shí)施例提供的第二種雙向常閉型開關(guān)的連接示意圖；

35、圖6為本技術(shù)實(shí)施例提供的第三種雙向常閉型開關(guān)的連接示意圖；

36、圖7為本技術(shù)實(shí)施例提供的一種雙向常閉型開關(guān)中的分壓電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

37、圖8為本技術(shù)實(shí)施例提供的另一種雙向常閉型開關(guān)中的分壓電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

38、圖9為本技術(shù)實(shí)施例提供的一種單片雙向常閉型開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；

39、圖10為本技術(shù)實(shí)施例提供的一種分立雙向常閉型開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；

40、圖11為本技術(shù)實(shí)施例提供的第一種單片雙向常閉型開關(guān)的連接示意圖；

41、圖12為本技術(shù)實(shí)施例提供的第二種單片雙向常閉型開關(guān)的連接示意圖；

42、圖13為本技術(shù)實(shí)施例提供的第三種單片雙向常閉型開關(guān)的連接示意圖。