A 3-D Atomistic Study of Archetypal Double Gate MOSFET Structures

The double gate MOSFET architecture has been proposed as a possible solution to allow the scaling of MOSFETs to the sub-30 nm regime, particularly due to its inherent resistance to short-channel effects. The use of lightly doped, or even undoped, channels means that such devices should be inherently resistant to random dopant induced fluctuations which will be one of the major obstacles to MOSFET scaling towards the end of the Si Roadmap. Random dopants within the channel are not, however, the only source of intrinsic fluctuations within MOSFETs at this scale. In this paper we investigate the impact of discrete dopants in the source and drain, individual charges within the active region and line edge roughness on the intrinsic parameter fluctuations in double gate MOSFETs.     

Explicit modelling of the double‐gate MOSFET with VHDL‐AMS

This paper presents a new compact model for the undoped, long‐channel double‐gate (DG) MOSFET under symmetrical operation. In particular, we propose a robust algorithm for computing the mobile charge density as an explicit function of the terminal voltages. It allows to greatly reduce the computation time without losing any accuracy. In order to validate the analytical model, we have also developed the 2D simulations of a DG MOSFET structure and performed both static and dynamic electrical simulations of the device. Comparisons with the 2D numerical simulations give evidence for the good behaviour and the accuracy of the model. Finally, we present the VHDL‐AMS code of the DG MOSFET model and related simulation results. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

平面栅SiC MOSFET设计研究

碳化硅MOSFETs开关速率快,耐压高,在逆变器应用领域前景广阔。平面栅MOSFETs因其成熟的工艺是最先被商业化的器件。在平面栅MOSFETs的设计中,降低导通电阻和提高芯片的电流密度是重要的开发目标。基于自主研制的1 200 V及1 700 V SiC MOSFETs,研究了载流子扩展层技术、JFET注入技术以及元胞结构对器件电学特性的影响。测试结果表明采用方形元胞设计的SiC MOSFET的电流明显大于采用条形元胞设计的电流,JFET注入对阈值电压的影响比载流子扩展层技术更小。     

双扩散型MOSFET栅电阻测试实现与应用

功率MOSFET的开关性能主要取决于栅极和源极间的等效电阻Rg和等效电容Ggs的乘积.讲述了双扩散型MOSFET栅电阻Rg和栅电容Cgs的等效模型和构成,介绍了金属绝缘半导体结构C-V曲线及栅电阻Rg的测试方法和设备.通过选用不同的直流偏置电压、频率、信号幅值等进行测试,确定了比较合适的栅电阻Rg测试方法.栅电阻Rg测试还可以用于生产中的不良分析.     

基于DSP双管并联升压斩波电路设计

介绍了一种适合大功率的并联升压斩波电路结构以及该电路的原理与工作特性,分析了基于DSP芯片的升压型电路,设计了硬件电路以及编写软件程序。该方案电路简单,可靠性高,转换效率高,经过实验测试,验证了该电路的优点和工程应用价值。     

一种提高SiC MOSFET在高开关速率下栅极电压稳定性的驱动电路

高开关速率且栅极电压稳定的驱动是SiC MOSFET高频工作、进而实现功率变换系统小型化和轻量化的关键技术之一.针对如何在高开关速率下稳定驱动SiC MOSFET,并实现可靠的短路保护,根据栅源电压干扰的传导特点,基于辅助器件的跨导增益构建负反馈控制回路,提出一种SiC MOSFET栅极驱动,进而研究揭示该驱动的短路保...     

碳化硅MOSFET器件特性的研究

由于材料性能的不同,碳化硅MOSFET与硅MOSFET在电气特性方面存在一些显著差异,不能简单地将硅MOSFET直接替换为碳化硅MOSFET。为了准确地掌握碳化硅MOSFET在实际应用中的工作特性,利用双脉冲测试电路对器件特性进行了研究,重点对通态特性和开关特性进行了分析、总结,实验结果可对基于碳化硅MOSFET的变换器优化设计提供指导。     

MOSFET非线性寄生电容对单管谐振正激变换器的影响及其处理

高效的正激变换器常利用高频谐振实现磁复位及软开关。高频下,MOSFET非线性寄生电容对谐振的影响更加明显,不仅导致谐振点偏移,软开关失效,更可能令磁芯无法正常谐振复位。为计算在非线性寄生电容影响下的谐振参数,利用Simplis搭建仿真模型,并推导基本数学表达式;利用分段线性法计算谐振过程中电容充放电时间,并根据能量守恒建立谐振参数取值的约束方程组。计算所得的谐振参数可在不降低频率和占空比的条件下克服MOSFET非线性电容的影响,当激磁电感取其上限值时,磁损最小,此时可得最高效率。     

1 200 V SiC MOSFET参数分散性对并联均流的影响分析

基于本团队自研并金属封装的1 200V 20A SiC MOSFET器件,开展了器件参数分散性对并联组件均流的影响研究。首先引入器件偏离度和变异系数,分析了三线法和两线法测试平台对器件阈值电压和导通电阻测试结果的影响,得出三线法对于本文的测试结果更加可靠且可测参数更多;基于三线法的测试平台,实验测试了器件的基本特征参数,包括阈值电压、导通电阻、跨导等,并分析了30只器件的分散性,结果表明测试器件跨导的一致性较好,而阈值电压和导通电阻的偏离度较大;最后,以阈值电压和导通电阻为研究对象,选择了器件两参数相近与分散性较大的SiC MOSFET进行并联双脉冲实验,在排除了测试回路寄生参数的基础上,通过实验和仿真对比验证了导通电阻及阈值电压对器件并联均流的影响,结果表明阈值电压对于并联系统开关前后瞬态过程的均流影响较大,阈值电压较小的器件将承担更大的过冲电流,影响并联系统的可靠性;相比开关瞬态过程,导通电阻则是对稳态后的均流影响更大,导通电阻较小的器件将承担更大的电流,影响支路器件的可靠性。     

电动汽车直流变换器中高压MOSFET的振荡分析与改善

电动汽车需要高功率密度、高效率、高可靠性的高压到低压DC-DC变换器来给车内的低压电子负载提供电源。ZVS移相全桥拓扑利用电路寄生元件实现器件零电压开关,具有开关损耗低、工作频率高、功率器件开关应力小、变换器可靠性高等优点。当出现导通延迟现象时,普通功率MOSFET在移相全桥变换器中由于体二极管反向恢复特性差不能及时清除内部载流子,会导致器件在开关过程中出错,进而影响系统的可靠性。英飞凌新型过AEC-Q101认证高压功率COOLMOS CFDA带有极快速的体二极管,并具有极低的导通电阻。实验表明在移相全桥变换中使用CFDA能够减小潜在体二极管反向恢复问题,提高系统效率以及可靠性,尤其适用于车用HV-LV的DC-DC变换器。     

绝缘偏心对射频同轴电缆电性能影响的精确计算

本文利用电轴法推导出精确计算绝缘偏心时同轴电容、特性阻抗和绝缘电阻的计算公式。并将此公式计算结果与积分公式计算结果做了比较,证明此公式精确和实用。     

Basic considerations on the impact of the coil array on the performance of Transmit SENSE

Transmit SENSE adapts the idea of parallel imaging to RF transmission. Using multiple independent transmit coils, the duration of a spatially selective RF pulse can be reduced. It is known from parallel imaging that a suboptimal coil-array geometry might lead to an ill-conditioned sensitivity matrix and, thus, to a non-homogenous noise amplification in the resulting image. The current paper investigates the consequences of suboptimal coil arrays for Transmit SENSE. Two possible consequences of a suboptimal coil array are studied in the framework of numerical simulations: the incorrect excitation of the desired spatial pattern and the increase of the specific energy absorption rate (SAR), i.e. the RF power required to excite the desired pattern. Incorrect pattern excitation occurs only in pathologic coil-array scenarios. The increase of the SAR is very moderate for a large range of coil-array geometries. Using spiral excitation k-space trajectories leads to superior results compared to Cartesian trajectories. The problem of an ill-conditioned matrix inversion does not seem to play a major role in Transmit SENSE. Consequently, the freedom in designing coil arrays seems to be much larger in Transmit SENSE than in SENSE in the receive mode.     

Design of ultra low‐power RF oscillators based on the inversion coefficient methodology using BSIM6 model

This paper presents a fast and accurate way to design and optimize LC oscillators using the inversion coefficient (IC). This methodology consists of four steps: linear analysis, nonlinear analysis, phase noise analysis, and optimization using a figure of merit. For given amplitude of oscillation and frequency, we are able to determine all the design variables in order to get the best trade‐off between current consumption and phase noise. This methodology is demonstrated through the design of Pierce and cross‐coupled oscillators and has been verified with BSIM6 metal oxide semiconductor field effect transistor compact model using the parameters of a commercial advanced 40 nm complementary metal oxide semiconductor process. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

同杆双回线跨线故障的准确故障定位方法

本文在深入分析同杆双回线跨线故障特征的基础上提出了一种基于六序分量补偿过渡电阻的同杆双回线跨线故障的准确故障定位方法,基本解决了目前在跨线故障时不能准确定位的问题。该方法能够准确地计算出同杆双回线跨线故障的故障距离和相间过渡电阻,其结果且不受负荷及系统阻抗角变化的影响。该方法理论分析简单,计算量小,可用于实时双回线的距离保护和故障定位。本文最后给出了计算机仿真结果。     

抽水蓄能电站调节库容与经济效益关系的研究

本文应用数学规划和概率方法分别建立了抽水蓄能电站静态效益和动态效益计算数学模型,以电网年费用和停电损失费用最小为目标,采用等效替代法,研究了仙游抽水蓄能电站的静态效益和动态效益,及其与调节库容的关系,分析了水文年、火电机组最小出力及增荷速度、水电机组运行方式、抽水蓄能电站容量划分、燃气电站运行时间、负荷预测偏差等因素对仙游抽水蓄能电站调节库容和经济效益的影响。     

双水内冷汽轮发电机转子线圈水量及温升研究

采用网络节点法对一台300 M W双水内冷汽轮发电机转子线圈水量进行求解,计算值与试验值平均误差小于5%,证明该方法用于工程研究具有较高的精度。将其应用于660 MW双水内冷汽轮发电机转子线圈水量和温升研究,结果表明转子线圈使用大线规、方形通水孔结构在温升方面有一定优势。     

湿法脱硫旋流喷嘴体积流量变化规律及数值模拟

以湿法烟气脱硫工艺中常用的旋流喷嘴为对象,研制了几何相似的系列喷嘴和仅出口直径变化的系列喷嘴,并选择实心锥喷嘴和螺旋喷嘴作对比,经过大量试验,系统地研究了旋流喷嘴的体积流量变化规律,得到旋流喷嘴体积流量与压力的平方根近似呈线性关系;在一定范围内改变喷孔直径,不会影响旋流喷嘴的流量-压力特性;几何相似时,增加喷孔直径,最大体积流量增加;相同压力下,螺旋喷嘴流量最大,旋流喷嘴次之,实心锥喷嘴最小。建立了旋流喷嘴的数学模型,采用Fluent对喷嘴内部流动和体积流量进行了数值模拟,给出了喷嘴内部流动、中心断面压力分布特性和流量-压力特性曲线,数值计算结果与试验数据基本吻合。     

隔膜及电液量对GNYZ3蓄电池内气压影响

为了降低电池内气压,避免电池过充电漏气,进行了几种不同材质的隔膜及不同电液量对GNYZ3板式蓄电池内气压影响的试验,确定最佳隔膜为维纶布,此时的合理电液量为电池电液量应控制在15.5～16 g;环境温度在15～25℃范围内,5小时率电流充电7 h或10小时率电流过充18h的方法进行过充电,电池内气压不会高于3.0 MPa,使用时环境温度在20～40℃范围内以5小时率电流充电7 h,电池内气压不会高于3.0 MPa。