硅高压VDMOS漂移区静态物理模型的一种改进

在Yeong-seukKim等人模型[1]的基础之上,提出了一种改进的VDMOS静态物理模型。该模型特别考虑了VDMOS器件中漂移区载流子的密度分布,并且近似得到了漂移区中泊松方程的解析解。器件模拟软件MEDICI的模拟结果验证了改进静态物理模型的计算精度,与Yeong-seukKim等人的模型相比,改进模型的计算精度有较大的提高。     

考虑准饱和效应的一种改进VDMOS物理模型

在考虑准饱和效应的情况下,给出了能够精确描述漂移区纵向电场对电子迁移率影响的微分方程,建立了包括用解析方法求解该方程、漂移区电压降求解方法等在内的一整套处理方法,并由此提出了VDMOS的一种改进物理模型.计算结果表明,与Kim Yeong-Seuk等人提出的模型相比,该改进模型在更大的工作电压范围内都具有较高的计算精度,特别是在VDMOS发生准饱和效应时,计算精度有较大程度的提高,更加符合MEDICI的模拟结果.     

200V高压大电流VDMOS的研制

介绍了自主研制的200 V/40 A VDMOS晶体管的设计优化过程及研制结果.该器件采用JFET注入和浅P-body方法降低导通电阻,提高电流密度,采用优化的N掺杂硅外延材料优化导通电阻和击穿电压.测试结果表明击穿电压高于215 V,特征导通电阻1.2 Ω·mm2,导通电流可达40 A;同时设计了ESD防护,HBM值...     

一种新型低压功率MOSFET结构分析

介绍了一种新型的低压功率MOSFET结构--Trench MOSFET.将其与常规VDMOS通过在结构参数、电性能参数上的比较和分析,最终肯定了Trench MOSFET结构的优点.     

1000V 4H-SiC VDMOS结构设计与特性研究

设计并优化了一种基于4H-SiC的1000V垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(VDMOS),在留有50%的裕度后,通过Silvaco仿真软件详细研究了器件各项参数与耐压特性之间的关系。经优化,器件的阈值电压为2.3V,击穿电压达1525V,相较于相同耐压条件下的Si基VDMOS,4H-SiC VDMOS的击穿电压提升了12%。此外,击穿时4H-SiC VDMOS表面电场分布相对均匀,最大值为3.4×10⁶V/cm。终端有效长度为15μm,约为Si基VDMOS的6%,总体面积减小了近1/10。并且4H-SiC VDMOS结构简单,与相同耐压条件下的Si基VDMOS相比,未增加额外的工艺步骤,易于实现。     

一种便携式VDMOS单粒子试验测试系统

设计了一种在线测试系统,用于监测垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管(VDMOS)器件在单粒子试验中的单粒子效应。简述了实验原理,从偏置设计与波形获取及仪器控制与远程监测多个方面详细论述了测试系统的硬件结构;给出了软件的设计流程及测试系统的操作界面。最后应用该自动测试系统开展了试验,结果表面该系统稳定可靠,便携易用。     

基于Saber的一种简化LDMOS静态物理模型

通过深入研究高压LDMOS器件内部的物理特性,给出了一个简化LDMOS物理模型。在漂移区,采用解析方法求解漂移区电场微分方程,经过合理假设,利用一种改进算法得到漂移区的电压降,在保证模型一定精度的前提下,简化了模型计算过程。特别是,根据Saber软件建模要求,将其改造成为适用于Saber的一个LDMOS模型,该模型能够嵌入到Saber进行电路仿真。     

基于Saber的一种简化LDMOS静态物理模型

通过深入研究高压LDMOS器件内部的物理特性,给出了一个简化LDMOS物理模型。在漂移区,采用解析方法求解漂移区电场微分方程,经过合理假设,利用一种改进算法得到漂移区的电压降,在保证模型一定精度的前提下,简化了模型计算过程。特别是,根据Saber软件建模要求,将其改造成为适用于Saber的一个LDMOS模型,该模型能够嵌入到Saber进行电路仿真。     

6H-和4H-SiC功率VDMOS的比较与分析

采用二维器件模拟器ISE TCAD 7.0,对比研究了6H-SiC和4H-SiC VDMOS的基本特性.结果表明,在Vgs为8 V时,4H-SiC VDMOS的漏极电流比6H-SiC高约1.5倍,证实了4H-SiC具有较高的体迁移率,且受准饱和效应的影响较小,因此比6H-SiC器件具有更高的饱和电流密度,而两种器件的阈值电压基本相同,均为7 V左右.对器件开关时间和单位面积损耗的分析表明,4H-SiC比6H-SiC更适合用于VDMOS功率器件.此外,还研究了沟道长度对器件漏极饱和电流的影响,结果表明,随着沟道长度的减小,器件的漏极电流增大.     

VDMOS准饱和特性数学模型研究

借助电脑软件仿真深入研究了VDMOS电场分布特性,并且从数学角度研究了VDMOS漂移区垂直方向上电压降落的情况。建立了VDMOS准饱和特性的数学模型,给出了VDMOS工作在临界准饱和区域的栅极电压的计算方法,为器件工作的安全区域设定了边界条件。在研究过程中发现,VDMOS漂移区垂直方向上的电场最大值出现的位置基本固定不变,它不随着栅极电压、漂移区掺杂浓度和栅氧厚度的变化而变化,而是随着漏电压的变化而变化,这主要是由于漂移区内B区域横截面积和电子速度都在随着栅极电压的增大而增大造成的。此结论不仅为文中准饱和模型的创建提供了一种简便的方法,而且对以往模型的简化和改进提供了理论依据。     

基于Arrhenius模型快速评价功率VDMOS可靠性

基于Arrhenius模型,对功率器件垂直导电双扩散(VDMOS)场效应晶体管的可靠性进行了评价,并对其主要失效机理进行了分析.通过样管在不同结温下的恒定温度应力加速寿命实验,利用Arrhenius方程和最好线性无偏差估计法(BLUE)对结果进行数据处理,得到其失效激活能E=0.54 eV,在偏置VDs=7.5 V,IDs=0.8 A,推导出功率VDMOS在室温下工作的寿命特征值为3.67×106 h.失效分析发现,栅极累积失效是影响功率VDMOS漏源电流,IDs退化的主要失效机理.     

高压VDMOS器件的SPICE模型研究

基于高压VDM O S器件的物理机理和特殊结构,对非均匀掺杂沟道、漂移区非线性电阻及非线性寄生电容效应进行分析,用多维非线性方程组描述了器件特性与各参数之间的关系,建立了精确的高压六角型元胞VDM O S器件三维物理模型,并用数值方法求解。基于该物理模型提出的等效电路,在SP ICE中准确地模拟了高压VDM O S的特性,包括准饱和特性和瞬态特性。在全电压范围内(0~100 V),直流特性与测试结果、瞬态特性(频率≤5 MH z)与M ED IC I模拟结果相差均在5%以内,能够满足HV IC CAD设计的需要。     

评价功率VDMOS器件SEB效应的畸变NPN模型

构建了一个半径为0.05μm的圆柱体,用于模拟单粒子辐射功率VDMOS器件的粒子径迹,且圆柱体内新生电子和新生空穴的数目沿圆柱体的半径方向呈高斯分布。考虑到功率VDMOS器件的SEB效应与寄生NPN具有直接关系,提出了一种畸变NPN模型,并通过合理假设,推导出功率VDMOS器件在单粒子辐射下安全漏源偏置电压的解析式。结果表明,使用解析式计算得到的SEB阈值与TCAD仿真结果吻合较好。该模型可被广泛用于功率VDMOS器件SEB效应的分析和评价,为抗辐射功率VDMOS器件的选型及评价提供了一种简单和廉价的方法。     

RF平面螺旋微电感的物理模型

为了在RF频率域内准确模拟RF平面螺旋微电感的性能，讨论了一种计算RF平面螺旋微电感的物理模型，此模型采用Greenhouse法计算微电感的电感量，在计算微电感Q值时，考虑了诸如涡流、衬底电阻及各种寄生电容等因素，寄生电容包括电感与终端引出层间的交叉电容，电感与衬底间的电容，衬底电容等。这种模型可以计算不同布局及参数的微电感，为微电感的设计及其性能的优化提供了一种很好的方法。     

基于物理模型的声音合成理论研究

基于物理模型的声音合成技术是一种可以精确描述物体发声的方法,其实质是以物体的振动PDE方程为基础来直接合成声音,该方法已逐步成为目前声音合成技术领域内的研究热点.本文从理论上和试验上证明了一个被研究者广为引用的一维基础PDE方程存在的局限性,利用力学理论推导出了新的振动PDE方程,并从理论上和试验上证明了其正确性,从而提出了更具普遍意义的新一维声音合成基础方程,克服了传统方程的缺陷.     

基于DSP的无背景模型车流量检测

针对车流量检测中遇到光照变化、树阴、树枝摇动等一系列问题,在运动物体法,背景建模法和时间差分法的基础上,提出了一种基于DSP的无背景模型的新型车流量检测方法。笔者依次使用基于块的帧差法、双重前景融合法、基于纹理对象分割法、假前景滤波法对车流量进行检测。经实验验证,采用无背景模型算法能成功有效地检测车流量,检测准确率达88%,提高了车流量检测的精度。     

基于MOSFET PDE模型的射频电路周期稳态分析

研究了基于 MOSFET PDE模型的射频电路周期稳态分析有效算法 :通过恰当的系统解耦、松弛迭代和边值问题求解等方法避免了复杂的 PDE周期稳态分析 ,较好地解决了基于 MOSFET PDE模型的射频电路周期稳态分析的计算效率问题。采用该算法仿真典型的 C类功率放大器得到电流波形和工业界公认标准器件仿真器 MEDICI瞬态模拟得到电流波形比较 ,显示出很好的一致性。     

传输线分布参数模型与物理模型

本文详细分析了传输线的分布参数电路模型与真实的物理电路模型之间的关联,同时对均匀传输线模型给出了明确的适用范围。如此,可以解决＂电磁场＂和＂电磁兼容＂等课程中经常令学生困惑的问题,对正确理解二端口模型的本质,提高理论素养大有裨益。     

基于粒子流和能量模型的异常行为检测

提出了一种基于单目摄像机的异常行为检测方法,可有效检测群聚群散事件。针对传统稠密光流法耗时大,抗噪声性差,对光照变化敏感,而稀疏光流又不能提供丰富运动信息的不足,提出采用二值前景为掩码计算局部稠密光流,既剔除了干扰,又减少耗时。针对光流仅能反应物体瞬时运动信息,不能反应运动的累积效应,不能描述物体间的相互影响,提出建立以光流为底层特征的粒子流场,以稳定地进行特征提取。最后,通过计算粒子幅值直方图的能量来进行异常行为的检测。搭建了实验监控系统,不同场景的实验表明,该方法实时性好,鲁棒。