帶溫度保護(hù)電路的SiGe功率晶體管設(shè)計.pdf

1、分類號密級UDC1注學(xué)位論文帶溫度保護(hù)電路的SiGe功率晶體管設(shè)計（題名和副題名）劉華（作者姓名）指導(dǎo)教師姓名張慶中副教授電子科技大學(xué)成都（職務(wù)、職稱、學(xué)位、單位名稱及地址）申請專業(yè)學(xué)位級別碩士專業(yè)名稱微電子學(xué)與固體電子學(xué)論文提交日期2008.5論文答辯日期2008.5學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)答辯委員會主席評閱人2008年月日注1：注明《國際十進(jìn)分類法UDC》的類號摘要I摘要隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的快速發(fā)展，SiGeHBT(異質(zhì)結(jié)雙極

2、性晶體管)以其優(yōu)異的頻率和功率特性以及材料、工藝和價格等方面的優(yōu)勢在高頻功率領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但隨著集成電路在現(xiàn)代電子工業(yè)中的廣泛使用，其功能越來越強(qiáng)，集成度也越來越高。而集成電路器件尺寸的不斷縮小，使得芯片中晶體管經(jīng)常工作在較高的電流密度下；同時，由于現(xiàn)有SOI技術(shù)以及低熱阻率介質(zhì)在器件隔離技術(shù)的應(yīng)用使得由器件與電路本身產(chǎn)生的耗散功率而引起的自加熱和熱耦合效應(yīng)對器件的影響越來越顯著加劇了芯片表面溫度分布的不均勻性這樣很容易導(dǎo)

3、致器件在功率應(yīng)用時產(chǎn)生退化和燒毀。SiGeHBT放大雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但長期以來，電流集中，溫度過熱現(xiàn)象一直是影響其可靠性，制約其使用壽命的主要問題。本文詳細(xì)分析了功率SiGeHBT的材料結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)工藝、應(yīng)用方式，及其溫度特性與電學(xué)特性之間的關(guān)系，總結(jié)了大功率SiGeHBT容易在工作中產(chǎn)生過熱的原因。分別討論了多種對其進(jìn)行過熱保護(hù)的可行辦法。然后然后利用SiGe與傳統(tǒng)的硅工藝技術(shù)兼容，尤其是于CMOS工藝兼容等特點(diǎn)，提出了專門適用于對Si

4、Ge晶體管進(jìn)行熱保護(hù)的，簡單可靠的辦法，即設(shè)計一種便于集成在功放芯片內(nèi)部的過溫保護(hù)電路。使用此種解決方案，可以避免輸出鎮(zhèn)流電阻對功率放大增益降低的影響，也不用進(jìn)行大量的數(shù)學(xué)運(yùn)算和調(diào)試，來修改調(diào)整發(fā)射極條。它設(shè)計簡單，工藝方便，通用性強(qiáng)，可用于各種不同的功率芯片上。在設(shè)計熱保護(hù)電路時，本文先簡單介紹了其工作原理，再根據(jù)一般熱保護(hù)電路應(yīng)用中的多個要求，分別討論設(shè)計了對應(yīng)的功能模塊：溫度傳感器；遲滯比較器；電流鏡；使能輸入結(jié)構(gòu)。并對熱保護(hù)電路