基于MET的高壓VDMOS器件模型研究.pdf

1、功率 VDMOS(Vertical Conduction Double-Diffused Metal Oxide Semicondu ctor)（垂直雙擴散場效應晶體管）器件是功率電子的主流產(chǎn)品之一。憑借其輸入阻抗高、安全工作區(qū)寬、開關速度快和熱穩(wěn)定性好等很多特點，VDMOS廣泛地應用于開關電源、電機驅動、節(jié)能燈和汽車電子部件等各種領域。我國在VDM OS器件研究方面已經(jīng)取得了不少進展，但是還不夠成熟，而且我國很多VDMO S產(chǎn)品需要進

2、口，于是，對功率VDMOS器件的特性探究及其模型建立和模型優(yōu)化存在著非常重要的意義。
　　論文選取士蘭微電子近期推出了新一代高壓MOSFET產(chǎn)品——S-RinTM系列高壓VDMOS，應用于AC-DC功率電源，DC-DC轉換器以及PWM馬達驅動等領域。本文簡要介紹了VDMOS應用和發(fā)展前景以及模型研究的意義，概述了模型相關理論，包括SPICE模型及其發(fā)展，還有MET模型的特點和主要考慮的器件物理機制，接著介紹器件測試系統(tǒng)和模型提取軟

3、件及較詳細全面的模型提取步驟，然后介紹功率VDMOS的結構發(fā)展以及分析了其直流特性、熱溫度特性和動態(tài)電容特性，最后對VDMOS進行直流測試和動態(tài)電容測試，包括輸出特性曲線、轉移特性曲線（I-V曲線）以及動態(tài)電容曲線（C-V曲線），選擇模型提取軟件對VDMOS建模。過程中發(fā)現(xiàn)初始MET模型由于主要是面向橫向結構MOSFET器件，所以無法很好地對VDMOS器件進行表征。由此，在MET模型的基礎上，在VDMOS的漏極添加一個受柵極電壓跟漏極電

4、壓控制的電阻，很好地擬合VDMOS測試數(shù)據(jù)，提高模型精度，同時論文還在MET模型的VA（Verilog-A）模型文件中進行一些改動，在Verilog-A代碼中修改原始方程，添加個別主要用于擬合線性區(qū)和飽和區(qū)的參數(shù)，從而使得優(yōu)化后的MET模型仿真曲線與VDMOS實際IV特性相符。對于CV曲線擬合的解決辦法，論文主要是對實測數(shù)據(jù)進行一個分段函數(shù)的近似，然后把分段函數(shù)用子電路的形式表達出來，最后通過Cadence仿真得到的CV曲線擬合度較高，