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公開番号2025120941
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-18
出願番号2025017189
出願日2025-02-04
発明の名称信号絶縁デバイス
出願人インテジェンスマイクロエレクトロニクスインコーポレイテッド
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 25/00 20060101AFI20250808BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】入力信号を受信し、かつ、それに応じてオフ状態からオン状態に移行する固体スイッチへの絶縁された駆動信号を発生する電子デバイスを提供する。
【解決手段】信号絶縁デバイス100は、送信器出力端子125、送信回路205及び入力端子105を含む送信ダイ120と、受信器入力端子135、出力端子110及びカプラ115を含む受信器ダイ140と、、を備える。送信ダイ120は、受信器ダイ140の頂部表面に取り付けられている。カプラは、送信器出力端子125に接続された送信コイル240と、送信コイル240に近接して位置決めされ、かつ、出力端子110に接続された受信器コイル235と、受信器回路215と、受信器回路215と受信器コイル235との間に位置決めされたシールド層と225、を含む。
【選択図】図1B
特許請求の範囲【請求項１】
信号絶縁デバイスであって、
一対の送信器出力端子に結合された一対の入力端子を含む送信ダイと、
受信器ダイと、を備え、前記受信器ダイが、一対の受信器入力端子と、一対の出力端子と、カプラ領域と、を含み、前記送信ダイが、前記受信器ダイの頂部表面に取り付けられており、前記カプラ領域が、
前記一対の送信器出力端子に接続された送信コイルと、
前記送信コイルに近接して位置決めされ、かつ前記一対の出力端子に接続された受信器コイルと、
受信器回路と、
前記受信器回路と前記受信器コイルとの間に位置決めされたシールド層と、を含む、信号絶縁デバイス。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記送信ダイが、前記一対の入力端子において入力信号を受信することに応じて、前記一対の送信器出力端子において時変電圧を発生する信号発生器を含む、請求項１に記載の信号絶縁デバイス。
【請求項３】
前記時変電圧が、前記送信コイルに結合されており、前記時変電圧を受け取ることに応じて、前記送信コイルが、前記入力信号に対応する中間信号を発生するように前記受信器コイルを誘導する、請求項２に記載の信号絶縁デバイス。
【請求項４】
前記受信器ダイが、電力変換回路を含み、前記電力変換回路が、前記中間信号を受信し、かつそれに応じて、前記電力変換回路が、ＤＣ電圧を発生する、請求項３に記載の信号絶縁デバイス。
【請求項５】
前記受信器ダイが、前記ＤＣ電圧を受け取ることに応じてスイッチ駆動信号を発生するドライバ回路を含む、請求項４に記載の信号絶縁デバイス。
【請求項６】
前記スイッチ駆動信号が、トランジスタに結合されており、前記トランジスタが、前記スイッチ駆動信号を受信することに応じて、オフ状態からオン状態に移行する、請求項５に記載の信号絶縁デバイス。
【請求項７】
制御回路に結合された電力貯蔵デバイスを更に備え、前記制御回路が、前記中間信号を受信するように配置されており、前記中間信号を受信することに応じて、前記制御回路が、前記電力貯蔵デバイスにＤＣ信号を発生させる、請求項３に記載の信号絶縁デバイス。
【請求項８】
前記受信器ダイが、前記中間信号を受信するように配置された電力変換回路を含み、前記中間信号を受信することに応じて、前記電力変換回路が、第１の電圧の第１のＤＣ信号及び第２の電圧の第２のＤＣ信号を発生し、前記第１の電圧が、前記第２の電圧よりも高い、請求項３に記載の信号絶縁デバイス。
【請求項９】
前記受信器回路が、前記中間信号からデータ信号を復調するデータ通信回路を含む、請求項３に記載の信号絶縁デバイス。
【請求項１０】
前記送信ダイと前記受信器ダイとを少なくとも部分的にカプセル化するカプセル化材を更に備える、請求項１に記載の信号絶縁デバイス。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２４年２月５日に出願された「ＳＩＧＮＡＬＩＳＯＬＡＴＯＲＷＩＴＨＩＮＴＥＧＲＡＬＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣＳＨＩＥＬＤ」と題する米国仮特許出願第６３／５４９，６６３号に対する優先権を主張するものであり、その全ての内容は、あらゆる目的のために参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 1,900 文字）【０００２】
説明される実施形態は、概して、出力信号から入力信号を絶縁する電子デバイスに関する。より具体的には、本実施形態は、入力信号を受信し、かつそれに応じて、オフ状態からオン状態に移行する固体スイッチへの絶縁された駆動信号を発生する、電子デバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、出力信号から入力信号を絶縁する多種多様な電子デバイスが存在している。現在の電子デバイスは、動作電圧が制限されており、結合係数が比較的低い。更に、現在の電子デバイスの多くは、比較的大型であり、及び／又は別個の不連続な構成要素の相互接続を必要とする。
【０００４】
統合されており、コンパクトで、かつ比較的高い結合係数によって比較的高い電圧で動作する、信号アイソレータデバイスに対する必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００５】
いくつかの実施形態では、信号絶縁デバイスは、一対の送信器出力端子に結合された一対の入力端子を含む送信ダイを備えている。受信器ダイは、一対の受信器入力端子と、一対の出力端子と、カプラ領域と、を含み、送信ダイは、受信器ダイの頂部表面に取り付けられている。カプラ領域は、一対の送信器出力端子に接続された送信コイルと、送信コイルに近接して位置決めされ、かつ一対の出力端子に接続された受信器コイルと、受信器回路と、受信器回路と受信器コイルとの間に位置決めされたシールド層と、を含む。様々な実施形態では、信号絶縁デバイスは、一対の入力端子において入力信号を受信することに応じて、一対の送信器出力端子において時変電圧を発生する信号発生器を含む。
【０００６】
いくつかの実施形態では、時変電圧は、送信コイルに結合されており、時変電圧を受け取ることに応じて、送信コイルは、入力信号に対応する中間信号を発生するように受信器コイルを誘導する。様々な実施形態では、受信器ダイは、電力変換回路を含み、電力変換回路は、中間信号を受信し、かつそれに応じて、電力変換回路は、ＤＣ電圧を発生する。いくつかの実施形態では、受信器ダイは、ＤＣ電圧を受け取ることに応じてスイッチ駆動信号を発生するドライバ回路を含む。様々な実施形態では、スイッチ駆動信号は、トランジスタに結合されており、トランジスタは、スイッチ駆動信号を受信することに応じてオフ状態からオン状態に移行する。
【０００７】
いくつかの実施形態では、信号絶縁デバイスは、制御回路に結合された電力貯蔵デバイスを更に備え、制御回路は、中間信号を受信するよう配置されており、中間信号を受信することに応じて、制御回路は、電力貯蔵デバイスにＤＣ信号を発生させる。様々な実施形態では、受信器ダイは、中間信号を受信するように配置された電力変換回路を含み、中間信号を受信することに応じて、電力変換回路は、第１の電圧の第１のＤＣ信号及び第２の電圧の第２のＤＣ信号を発生し、第１の電圧は、第２の電圧よりも高い。いくつかの実施形態では、受信器回路は、中間信号からデータ信号を復調するデータ通信回路を含む。様々な実施形態では、信号絶縁デバイスは、送信ダイと受信器ダイとを少なくとも部分的にカプセル化するカプセル化材を更に備える。
【０００８】
いくつかの実施形態では、信号絶縁デバイスは、送信器出力に結合された入力を含む送信ダイと、受信器ダイと、を備え、受信器ダイは、受信器入力と、出力と、カプラ領域と、を含み、受信器入力は、送信器出力に接続されており、カプラ領域は、受信器入力に接続された送信コイルと、出力に接続された受信器コイルと、受信器回路と、受信器回路と受信器コイルとの間に位置決めされたシールドと、を含む。
【０００９】
様々な実施形態では、信号絶縁デバイス送信ダイは、入力において入力信号を受信することに応じて、送信器出力において時変電圧を発生する信号発生器を含む。いくつかの実施形態では、信号絶縁デバイス時変電圧は、送信コイルに結合されており、時変電圧を受け取ることに応じて、送信コイルは、入力信号に対応する中間信号を発生するように受信器コイルを誘導する。
【００１０】
様々な実施形態では、信号絶縁デバイス受信器ダイは、中間信号を受信するように配置されている電力変換回路を含み、中間信号を受信することに応じて、電力変換回路は、第１の電圧の第１のＤＣ信号及び第２の電圧の第２のＤＣ信号を発生し、第１の電圧は、第２の電圧よりも高い。いくつかの実施形態では、信号絶縁デバイス受信器回路は、中間信号からデータ信号を復調するデータ通信回路を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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