高壓VDMOS物理模型及其等效電路模型的研究與應(yīng)用.pdf

1、彩色等離子顯示器(PDP)作為新一代的顯示技術(shù)具有非常廣闊的應(yīng)用前景，其專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)芯片中應(yīng)用的高壓VDMOS器件和功率集成電路都需要自主研發(fā)，芯片制造商也沒(méi)有成熟的模型支持，所以，建立用于電路仿真的高壓VDMOS器件模型成為電路設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。 本文深入研究了高壓VDMOS器件內(nèi)部物理機(jī)制，在此基礎(chǔ)上，建立了高壓VDMOS的物理模型。其中，對(duì)VDMOS雙擴(kuò)散的溝道區(qū)，本文提出了更為符合溝道區(qū)中實(shí)際情況的假設(shè)，即溝道區(qū)中橫向電場(chǎng)為線(xiàn)

2、性分布而非常數(shù)，基于此假設(shè)，本文用解析方法求解了溝道區(qū)中的橫向電場(chǎng)與橫向電壓分布，從而建立了一個(gè)更加穩(wěn)定有效的VDMOS溝道區(qū)模型；對(duì)VDMOS的漂移區(qū)，根據(jù)其電場(chǎng)分布特點(diǎn)和電場(chǎng)對(duì)電子遷移率的影響等多方面的考慮，給出了VDMOS物理模型中的關(guān)于漂移區(qū)縱向電場(chǎng)的微分方程，該方程可以更好地描述漂移區(qū)電場(chǎng)分布，更為重要的是，該微分方程雖然較為復(fù)雜，但是本文依然用解析方法在整個(gè)漂移區(qū)范圍內(nèi)求解了該微分方程，而且在電子流動(dòng)橫截面積發(fā)生變化的部分中

3、，求解該微分方程而得到的電場(chǎng)分布，沒(méi)有忽略電子密度分布對(duì)電場(chǎng)分布的影響，因此得到了一個(gè)更為精確有效的VDMOS漂移區(qū)模型。 基于本文的VDMOS物理模型，細(xì)致分析了VDMOS中各種電荷分布變化，各種寄生效應(yīng)，以及漂移區(qū)電子流向變化，溫度變化和元胞形狀等因素的影響，提出了一個(gè)VDMOS的等效電路模型。該等效電路模型物理意義完整，精度高，收斂性好，并且考慮了PDP行驅(qū)動(dòng)芯片中VDMOS器件的特殊結(jié)構(gòu)和應(yīng)用環(huán)境。 為了將提出的

4、模型能夠用于功率集成電路的設(shè)計(jì)，本文詳細(xì)研究了目前能夠得到的各種電路模擬軟件，最終確定采用成熟可靠的，能夠?qū)⑼獠磕Ｐ颓度肫渲械碾娐纺M軟件SABER，而且根據(jù)SABER對(duì)外部用戶(hù)自定義模型的具體要求，對(duì)模型的不同部分計(jì)算和功能實(shí)現(xiàn)作了分工，并且對(duì)其進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母脑?，從而將模型嵌入了電路模擬軟件SABER。 為了驗(yàn)證模型的精確性和有效性，按照PDP行驅(qū)動(dòng)芯片中高壓VDMOS的工藝條件和結(jié)構(gòu)參數(shù)，分別對(duì)靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了計(jì)算，