基于IGBT栅极米勒平台的新型电流过载检测技术

通过对基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)栅极米勒平台的新型电流过载检测技术的研究,首先从理论上分析了感性负载功率转换电路中IGBT栅极米勒平台的形成机理,给出理想条件下米勒平台电压V_(GE,MP)与集电极电流I_C的关系;其次设计了IGBT栅极米勒平台电压测量系统实现对V_(GE,MP)的精确测量,并对V_(GE,MP)与I_C的关系进行了实验验证。最后,根据I_C与V_(GE,MP)的正相关关系,设计了应用于IGBT功率转换器的电流过载检测电路。当I_C高于IGBT功率转换器额定电流时,V_(GE,MP)高于额定电流对应的IGBT的米勒平台电压,本电路通过实时监测IGBT米勒平台电压实现电流过载检测。分别利用仿真和实验的手段对该新型电流过载检测技术的可行性和可靠性进行了验证。实验结果表明,IGBT集电极电流I_C在2.8～50 A的范围内,检测系统稳定有效,最大检测误差为±0.85 A。     

带有修调的分段曲率补偿带隙基准电路

为得到高精度低温度系数、高电源抑制比的基准电压,同时为了降低工艺中非理想性因素的影响,设计了一种新的带有修调的分段曲率补偿基准电路. 通过利用电阻分压和工作在亚阈值区域的MOSFET的电学特性,产生正温度系数和负温度系数的电流,在高温段和低温段分别对带隙基准电压进行曲率补偿,提出了一种新的快速优化基准电压温度系数的芯片级修调方法,包含温度系数修调和电压幅值修调,可以快速获得最低温度系数对应码值以提升工作效率.基于0.35 μm BCD工艺,流片验证了该修调方案的可行性.结果表明:在-40℃~125℃内,基准电压最低仿真温度系数为0.84×10^-6/℃,最低实测温度系数为5.33×10^-6/℃,随机抽样结果显示温度系数的平均值为7.47×10^-6/℃;采用基于计算斜率的修调方法,测试10块芯片的平均修调次数为3.5次,与使用逐次逼近的修调方法相比,效率提升59.8％;低温度系数的带隙基准电压有利于提升电池管理芯片对电池剩余电量估算的准确性,该带隙基准电路已成功应用于电池管理芯片内高精度模数转换器中.     

射频无线应用的体连接和图形化SOI LDMOSFET的比较

设计并制作了一种可应用于无线通信放大器的新型的图形化SOI LDMOSFET.该器件沟道下方的埋氧层是断开的.测试表明,输出特性曲线没有发现明显的翘曲效应,关态的击穿电压达13V,在VG=4V和VD=3.6V时fT为8GHz,直流和射频性能均优于同一芯片上相同工艺条件制备的体接触LDMOSFET.     

新型PSOI LDMOSFET的结构优化

针对沟道下方开硅窗口的图形化SOI(PSOI)横向双扩散MOSFET(LDMOSFET)进行了结构优化分析,发现存在优化的漂移区长度和掺杂浓度以及顶层硅厚度使PSOI LDMOSFET具有最大的击穿电压和较低的开态电阻.PSOI结构的RESURF条件为Nd·tsi=1.8～3×101 2cm-2.对结构优化的PSOILDMOSFET进行了开态输出特性模拟,输出特性曲线没有曲翘现象和负导现象,开态击穿电压可达到1 6V,器件有源区的温度降低了50℃.结构优化有利于提高器件性能和降低器件的开发成本.     

退火温度对Au/Ti/4H-SiC肖特基接触特性的影响

采用电子束蒸发法在4H-SiC表面制备了Ti/Au肖特基电极,研究了退火温度对Au/Ti/4H-SiC肖特基接触电学特性的影响.对比分析了不同退火温度下样品的电流密度-电压(J-V)和电容-电压(C-V)特性曲线,实验结果表明退火温度为500℃时Au/Ti/4H-SiC肖特基势垒高度最大,在.J-V测试和C-V测试中分别达到0.933 eV和1.447 eV,且获得理想因子最小值为1.053,反向泄漏电流密度也实现了最小值1.97×10-8 A/cm2,击穿电压达到最大值660 V.对退火温度为500℃的Au/Ti/4H-SiC样品进行J-V变温测试.测试结果表明,随着测试温度的升高,肖特基势垒高度不断升高而理想因子不断减小,说明肖特基接触界面仍然存在缺陷或者横向不均匀性,高温下的测试进一步证明肖特基接触界面还有很大的改善空间.     

采用水基原子层沉积工艺在石墨烯上沉积Al2O3介质薄膜研究

采用水基原子层沉积(H2O-based ALD)方法在石墨烯上直接生长Al2O3介质薄膜,研究了Al2O3成核机理.原子力显微镜(AFM)对Al2O3薄膜微观形态分析表明,沉积温度决定着Al2O3在石墨烯表面的成核生长情况,物理吸附在石墨烯表面的水分子是Al2O3成核的关键,物理吸附水分子的均匀性直接影响Al2O3薄膜的均匀性.在适当的温度窗口(100～130℃),Al2O3可以均匀沉积在石墨烯上,AFM测得Al2O3薄膜表面均方根粗糙度(RMS)为0.26 nm,X射线光电子能谱(XPS)表面分析与元素深度剖析表明,120℃下在石墨烯表面沉积的Al2O3薄膜中O和Al元素的含量比约为1.5.拉曼光谱分析表明,采用H2O-based ALD工艺沉积栅介质薄膜不会降低石墨烯晶体质量.     

SiGe上NbAlO栅介质薄膜微结构和电学性能分析

本文针对SiGe上Al2O3/NbAlO/Al2O3三明治结构介质栈的热稳定性和电学性能进行了研究.高分辨透射电镜(HRTEM)测试表明退火后薄膜是结晶的,同步辐射X射线反射率(XRR)和X射线衍射(XRD)分析表明在薄膜中存在超晶格结构,有0.5nm的界面层存在,X射线光电子谱(XPS)表明界面层主要成分是SiOx,...     

新型图形化 SOI LDMOS结构的性能分析

提出一种图形化SOILDMOSFET结构,埋氧层在器件沟道下方是断开的,只存在于源区和漏区.数值模拟结果表明,相对于无体连接的SOI器件,此结构的关态和开态击穿电压可分别提高57%和70%,跨导平滑,开态I-V曲线没有翘曲现象,器件温度低100K左右,同时此结构还具有低的泄漏电流和输出电容.沟道下方开硅窗口可明显抑制SOI器件的浮体效应和自加热效应.此结构具有提高SOI功率器件性能和稳定性的开发潜力.     

串联型电压暂变补偿器的准IR控制研究

针对一种无整流器无变压器无储能电容的串联型电压暂变补偿新拓扑,当集总电路带宽较窄并且系统存在与指令信号同频的正弦扰动时,为了使系统更好地跟踪含低频偏移的正弦信号,提出了准IR调节器.相比较之前的PI调节器,准IR调节器具有跟踪效果好、动态响应速度更快的优点.最后利用Matlab仿真对比验证了准IR调节器相对于PI调节器的优点.     

Mg1+xB2材料的制备及其超导电性研究

利用固相反应法制备了Mg1+xB2(x=0,0.1,0.2)超导体。粉末X射线衍射(XRD)表明过量Mg极易导致绝缘的MgB6和MgO杂相,Mg在MgB2中的固溶度很小,正常态电阻率随Mg过量增加而迅速增大。