功率VDMOS物理結(jié)構(gòu)與特性的研究與建模.pdf

1、功率VDMOS是功率電力電子的主流產(chǎn)品之一。它具有高輸入阻抗、高開(kāi)關(guān)速度、寬安全工作區(qū)以及很好的熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源、汽車(chē)電子、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、節(jié)能燈等各種領(lǐng)域。由于我國(guó)90﹪以上VDMOS產(chǎn)品需要進(jìn)口，因此對(duì)VDMOS器件的物理特性及電學(xué)特性研究與建模有著重要實(shí)際意義。本文研究和建立了兩個(gè)在VDMOS設(shè)計(jì)與應(yīng)用中的關(guān)鍵模型。 一個(gè)是VDMOS導(dǎo)通電阻模型，導(dǎo)通電阻是衡量VDMOS性能的重要指標(biāo)。本文從VDMOS器件物

2、理結(jié)構(gòu)出發(fā)，利用半導(dǎo)體基本物理方程，提出了一種建立導(dǎo)通電阻模型的新方法。本文提出的導(dǎo)通電阻二維模型與數(shù)值模擬結(jié)果以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的吻合度較好。該模型具有顯示(Closed Form)解析表達(dá)式，勿需迭代，物理意義明顯，它可以準(zhǔn)確分析導(dǎo)通電阻隨各種結(jié)構(gòu)參數(shù)變化的關(guān)系，這對(duì)于優(yōu)化設(shè)計(jì)該類(lèi)器件具有指導(dǎo)意義。 另一個(gè)是VDMOS等效電路SPICE模型。本文詳細(xì)分析了VDMOS的物理結(jié)構(gòu)中各種寄生效應(yīng)對(duì)VDMOS電學(xué)性能的影響，在此基礎(chǔ)上建

3、立了’VDMOS等效電路模型，并利用MEDICI軟件給出了提取VDMOS等效電路模型參數(shù)的方法與步驟。所建立的模型能夠進(jìn)行直流分析和瞬態(tài)分析，能夠得到全電壓范圍內(nèi)連續(xù)的I-V特性曲線，其中包括線性區(qū)、飽和區(qū)和準(zhǔn)飽和區(qū)，并實(shí)現(xiàn)了線性區(qū)與飽和區(qū)之間的平滑過(guò)渡。該等效電路模型能夠應(yīng)用于電力電子電路的CAD設(shè)計(jì)之中，滿足工程應(yīng)用的需要。此外，由于本文建立的模型基于器件物理結(jié)構(gòu)，因此也可以用來(lái)對(duì)VDMOS器件進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。 除以上兩個(gè)