一種分立式高壓功率VDMOS器件SPICE宏模型的研究.pdf

1、當(dāng)今，功率VDMOSFET(垂直雙擴(kuò)散MOSFET)在電力電子系統(tǒng)中得到了非常廣泛地應(yīng)用。但是，復(fù)雜的器件結(jié)構(gòu)及工藝、多樣化的應(yīng)用場合和自加熱效應(yīng)等，使功率 VDMOS的建模變得復(fù)雜化。電路仿真器中功率器件模型的缺乏直接導(dǎo)致了電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的低效率、高成本和產(chǎn)品開發(fā)周期的延長。因此，開發(fā)功率器件的宏模型成為一個有效和具有吸引力的途徑。
　　本文提出了一種有效的建模方法，并為一顆高壓 N溝道增強(qiáng)型功率 VDMOS器件開發(fā)出了相應(yīng)的P

2、SPICE宏模型。該模型準(zhǔn)確地描述了此功率器件在-55℃到150℃溫度范圍內(nèi)的靜態(tài)和動態(tài)特性。此外，本文還給出了該器件的熱阻模型，用于模擬器件的最大峰值電流能力。
　　首先，通過分析器件的內(nèi)在物理機(jī)理和外在測試數(shù)據(jù)，提出了等效的子電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。基于物理機(jī)理建立的模型往往具有很好的收斂性和高的仿真效率。當(dāng)物理等效不可行時，可以根據(jù)測試數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的行為描述模型。本文還給出了一些功率VDMOS器件的測試方法。
　　其次，提取出模

3、型參數(shù)。本文的參數(shù)提取涉及三種方法：(1)主要方法是經(jīng)典的線性擬合法，該方法需要一定的線性化技術(shù)來對非線性方程進(jìn)行變換處理。(2)某些參數(shù)需要先通過手算估值，然后利用IC-CAP軟件的非線性擬合功能進(jìn)行參數(shù)提取。(3)在其它方法不可行或效率低下時，一些獨(dú)立參數(shù)很容易用不斷試驗(yàn)的方法來確定。
　　最后，該宏模型被嵌入到PSPICE電路仿真器中進(jìn)行仿真、比較和評估。在典型的工作條件下，仿真特性和測試數(shù)據(jù)都吻合得很好，滿足了電路設(shè)計(jì)的需