中科无线半导体申请一种耗尽型GaN的开关电源结构专利，实现芯片供电功能从而省掉辅助绕组简化系统电路

金融界2024年9月27日消息，国家知识产权局信息显示，中科（深圳）无线半导体有限公司申请一项名为“一种耗尽型GaN的开关电源结构”的专利，公开号CN 118694147 A，申请日期为2024年8月。

专利摘要显示，本发明公开了一种耗尽型GaN的开关电源结构，涉及集成电路技术领域，解决了现有技术中不能很好控制耗尽型GaN开关速度和需要串接NMOS管耐压过高的问题。本发明提出一种通过调节NMOS管驱动电流的方式来驱动耗尽型GaN源极电压，从而实现功率管的开关速度可控的耗尽型GaN驱动方法。利用耗尽型GaN和NMOS管串接的中间节点可以实现信号检测，简化系统谷底检测电路。同时利用耗尽型GaN常开的特点实现芯片上电取电功能，从而简化系统的上电电路，降低系统待机功耗。进一步的可以利用耗尽型GaN常开的特点实现芯片供电功能，从而省掉辅助绕组Laux和二极管D8，简化系统电路，降低成本。

本文源自金融界

芯片的工作原理基于半导体的特性以及晶体管的开关功能

芯片的工作原理基于半导体的特性以及晶体管的开关功能，以下为你详细介绍：

半导体特性

芯片的主要制作材料是半导体，常见的如硅。纯硅导电能力介于绝缘体和金属之间，被称为半导体。半导体存在两种掺杂类型，即P型和N型。

- P型半导体：靠空穴导电，有大量带正电的空穴，存在少量带负电的电子。

- N型半导体：靠电子导电，电子带负电，其中电子数量占主导。

晶体管的开关功能

晶体管是芯片中最基本的元件之一，常见的有MOS管（金属-氧化物-半导体场效应晶体管），它在芯片中起到电子开关的作用。以N型和P型半导体制成的MOS管为例：

- 在P型硅的基底上制造出两个N型硅区域，分别为Source极（源极）和Drain极（漏极）。

- 在Source、Drain中间区域的上方制造一层二氧化硅，再在二氧化硅上盖一层导体，即GATE极（栅极）。

其工作原理类比水龙头，Source极是电子的源头，电子从源极流向漏极，而中间的P型材料就像阻碍，其中大量带正电的空穴会与电子中和，使电子难以通过。但当在栅极加一个正电时，会吸引P型材料中带负电的电子，形成一个通道，让电子通过。所以源极源源不断提供电子流向漏极，但能否通过取决于栅极，栅极就如同一个阀门或开关，控制着MOS管的打开和关断。

芯片整体工作过程

芯片内部通过一定的工艺，把众多如晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互联，制作在一小块半导体晶片或介质基片上，形成结构紧密联系、内部相关的电子电路。

以计算机中的CPU（中央处理器）芯片为例，当计算机执行一个程序时，CPU会根据程序的指令读取内存中的数据，并通过内部复杂的晶体管电路进行运算和处理。CPU中的晶体管通过改变自身的导电状态（导通或截止）来传递和处理信息。导通时电流可通过，截止时电流被阻断，通过精确控制这些晶体管的通断状态，CPU就能执行各种复杂的运算和操作，实现计算机的各种功能，如算术运算、逻辑判断、数据存储与读取等。

不同类型的芯片可能在具体的电路设计和工作方式上会有所差异，但总体上都是基于半导体特性和晶体管的开关原理来实现对电信号的处理和运算，从而完成特定的功能和任务。

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