功率VDMOS物理結構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、高開關速度、寬安全工作區(qū)以及很好的熱穩(wěn)定性等特點，廣泛地應用于開關電源、汽車電子、馬達驅(qū)動、節(jié)能燈等各種領域。由于我國90﹪以上VDMOS產(chǎn)品需要進口，因此對VDMOS器件的物理特性及電學特性研究與建模有著重要實際意義。本文研究和建立了兩個在VDMOS設計與應用中的關鍵模型。 一個是VDMOS導通電阻模型，導通電阻是衡量VDMOS性能的重要指標。本文從VDMOS器件物

2、理結構出發(fā)，利用半導體基本物理方程，提出了一種建立導通電阻模型的新方法。本文提出的導通電阻二維模型與數(shù)值模擬結果以及試驗數(shù)據(jù)的吻合度較好。該模型具有顯示(Closed Form)解析表達式，勿需迭代，物理意義明顯，它可以準確分析導通電阻隨各種結構參數(shù)變化的關系，這對于優(yōu)化設計該類器件具有指導意義。 另一個是VDMOS等效電路SPICE模型。本文詳細分析了VDMOS的物理結構中各種寄生效應對VDMOS電學性能的影響，在此基礎上建

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)和準飽和區(qū)，并實現(xiàn)了線性區(qū)與飽和區(qū)之間的平滑過渡。該等效電路模型能夠應用于電力電子電路的CAD設計之中，滿足工程應用的需要。此外，由于本文建立的模型基于器件物理結構，因此也可以用來對VDMOS器件進行結構優(yōu)化設計。 除以上兩個