本文關(guān)鍵詞： 高壓C-SenseFET 溫度特性 電流采樣 恒流充電 恒流新結(jié)構(gòu)　出處：《電子科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：電流檢測(cè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Current Sense Field Effect Transistor,SenseFET)是集電流采樣和芯片自供電兩個(gè)功能于一身的高壓功率集成器件,通過(guò)與主功率器件共漏連接,它能精確地采取主功率器件上的電流,并且當(dāng)主功率管關(guān)斷時(shí)可以復(fù)用為恒流充電器件為芯片內(nèi)部供電。本文所涉及的C-SenseFET通過(guò)在傳統(tǒng)SenseFET的溝道區(qū)中插入一個(gè)表面柵極區(qū),從而實(shí)現(xiàn)采樣的可控性。耐壓高、采樣比精確且可控以及可恒流充電等特點(diǎn)是C-SenseFET的突出優(yōu)勢(shì),本文介紹了高壓C-SenseFET器件的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及器件相關(guān)的應(yīng)用設(shè)計(jì)。同時(shí),在上一批次的C-SenseFET流片樣品基礎(chǔ)之上,從仿真和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)角度探討了器件的溫度特性,為器件的應(yīng)用設(shè)計(jì)做了鋪墊。特別地,本文還就C-SenseFET兩個(gè)最為關(guān)鍵的參數(shù)—采樣比K和充電擺率因子α的影響因素及其相關(guān)的改進(jìn)措施進(jìn)行了討論,并在仿真的基礎(chǔ)上,提出了多種創(chuàng)新的新結(jié)構(gòu),新結(jié)構(gòu)顯著地改善了器件的飽和區(qū)恒流特性。通過(guò)這些研究,期望能對(duì)C-SenseFET器件及其相關(guān)的應(yīng)用增磚添瓦。本文的主要工作如下:1、闡述了C-SenseFET器件的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理,借助相關(guān)的仿真工具,說(shuō)明了器件的擊穿特性及其導(dǎo)通特性。重點(diǎn)討論了衡量C-SenseFET器件功能的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)—采樣比K和充電擺率因子α,它們分別與C-SenseFET器件I-V曲線(xiàn)的線(xiàn)性區(qū)和飽和區(qū)相對(duì)應(yīng)。針對(duì)如何提高器件的采樣和充電性能,文中做出了分析與探討。此外,文中還涉及了高壓C-SenseFET器件的相關(guān)電路應(yīng)用。2、探究了C-SenseFET器件的溫度特性。從相關(guān)的基礎(chǔ)熱學(xué)知識(shí)出發(fā),結(jié)合上一批次設(shè)計(jì)完成的C-SenseFET器件樣品,從對(duì)流片樣品的溫度實(shí)驗(yàn)和仿真兩個(gè)方面分析了器件的溫度特性。溫度實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)器件的阻斷特性和導(dǎo)通特性,仿真與實(shí)驗(yàn)的結(jié)果比較吻合。溫度特性的研究結(jié)果對(duì)于C-SenseFET器件的實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義。3、針對(duì)改善C-SenseFET器件的性能提出了多種創(chuàng)新的新結(jié)構(gòu)。采樣比K主要與C-SenseFET器件的線(xiàn)性區(qū)導(dǎo)通電阻相關(guān),優(yōu)化器件的導(dǎo)通電阻將有助于改善采樣的精度,如RESURF、挖槽等結(jié)構(gòu);充電擺率因子α主要與飽和區(qū)的特性相關(guān)聯(lián),飽和區(qū)恒流率越高則充電擺率因子α越小。由于C-SenseFET器件的飽和區(qū)性能主要由其中的JFET結(jié)構(gòu)決定,故能提升JFET飽和區(qū)恒流特性的措施將有助于降低C-SenseFET器件的充電擺率。本文從經(jīng)典的溝道夾斷機(jī)理入手,分析了影響溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)的相關(guān)因素,并創(chuàng)新地提出了多種新結(jié)構(gòu)—單邊緩變結(jié)深柵結(jié)構(gòu)SV-JFET、雙邊緩變結(jié)深柵結(jié)構(gòu)DV-JFET、P/SiO2埋層結(jié)構(gòu)PM-JFET、單邊挖槽結(jié)構(gòu)ST-JFET和雙邊挖槽DT-JFET。在同等的電流等級(jí)下,新結(jié)構(gòu)具有比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加理想的輸出特性曲線(xiàn),充電擺率因子從24.697%降低為1.644%。
[Abstract]:The current Sense Field Effect Transistor ( SenseFET ) is a high - voltage power integrated device integrating current sampling and chip self - supply . It can accurately take the current on the main power device by connecting with the main power device . The main work of this paper is as follows : 1 . This paper introduces the basic structure , working principle and application design of C - SenseFET device . The P / SiO2 buried structure PM - JFET , single - sided trench structure ST - JFET and bilateral trench DT - JFET . Under the same current level , the new structure has more ideal output characteristic curve than the traditional structure , and the charge slew rate factor is reduced from 24.697 % to 1.644 % .

【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN386

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本文編號(hào)：1491381