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基于BSIM-CMG紧凑模型的不同沟道外壳厚度n型核/壳NSFET的SPICE建模
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作者 王悦杨 马英杰 +4 位作者 白永林 吴佳颖 廉浩哲 唐敏 刘伟景 《半导体技术》 北大核心 2025年第4期339-344,共6页
对一种新型的Si/Ge-核/壳纳米片场效应晶体管(NSFET)进行了SPICE建模。使用TCAD仿真获得器件特性数据,结合伯克利短沟道绝缘栅场效应晶体管公共多栅(BSIM-CMG)紧凑模型,完成不同沟道外壳厚度的n型Si/Ge-核/壳NSFET的直流特性建模。通过... 对一种新型的Si/Ge-核/壳纳米片场效应晶体管(NSFET)进行了SPICE建模。使用TCAD仿真获得器件特性数据,结合伯克利短沟道绝缘栅场效应晶体管公共多栅(BSIM-CMG)紧凑模型,完成不同沟道外壳厚度的n型Si/Ge-核/壳NSFET的直流特性建模。通过分析核壳结构沟道的材料与结构设计特点及其导通原理,确立并修正了部分相关的物理参数,准确地描述了沟道外壳厚度改变引起的器件特性变化,完成核/壳NSFET的SPICE模型构建及验证。结果表明,单器件的直流特性参数的平均提取误差小于3%,验证误差小于5%。所建模型可以准确描述不同沟道外壳厚度的n型核/壳NSFET的器件特性,为核/壳NSFET的研发及仿真应用提供参考。 展开更多
关键词 核壳结构 纳米片场效应晶体管(NSFET) TCAD 伯克利短沟道绝缘栅场效应晶体管公共多栅(BSIM-CMG)紧凑模型 SPICE建模
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EGFET pH传感器及栽培基质pH值在线检测系统
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作者 张西良 张家祺 +3 位作者 谢飞洋 谷加辉 胡帅 徐云峰 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第10期1064-1071,1080,共9页
针对农业生产中栽培基质pH值在线检测准确性差的问题,采用化学腐蚀法制备TiO_(2)电极作为pH传感器的工作电极,设计并制作了一种基于延伸式栅极场效应晶体管(extended-gate field-effect transistor,EGFET)的pH传感器及栽培基质pH值在线... 针对农业生产中栽培基质pH值在线检测准确性差的问题,采用化学腐蚀法制备TiO_(2)电极作为pH传感器的工作电极,设计并制作了一种基于延伸式栅极场效应晶体管(extended-gate field-effect transistor,EGFET)的pH传感器及栽培基质pH值在线检测系统.该系统硬件主要包括电源电路、EGFET传感器电路、信号处理电路、电压跟随电路、主控电路等.主控电路以STM32芯片为核心,ESP8266模块作为辅助,包括UART、ⅡC等接口电路.系统软件主要包括主控程序、物联网平台与用户端APP程序等.系统依托阿里云物联网平台与手机端APP进行远程异地交互,实现对栽培基质pH值异地在线检测.对基于EGFET与传统电位法的pH传感器响应性能对比测试得到:基于EGFET的pH传感器响应时间、漂移、迟滞和线性度等性能均有不同程度的提升.通过对相对质量含水率71.4%的栽培基质应用试验得到:基于EGFET传感器在线检测系统pH值在线检测相对误差最大约为2.63%,相较于传统电位法传感器,相对误差降低16.51%,其应用有助于促进栽培基质pH值在线检测与调控. 展开更多
关键词 PH传感器 栽培基质 延伸式栅极场效应晶体管 二氧化钛电极 pH值在线检测
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可重构铁电数据选择器设计及在映射中的应用
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作者 吴乾火 王伦耀 +2 位作者 查晓婧 储著飞 夏银水 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第9期3321-3332,共12页
目前以铁电晶体管(FeFET)为基础的存算一体逻辑电路的映射以阵列为主,该文提出一种以铁电晶体管-数据选择器(FeFET-MUX)为基本电路单元存算一体逻辑电路的实现方法。该方法主要包含两方面内容:(1)提出一种可重构的Fe FET-MUX电路,该电... 目前以铁电晶体管(FeFET)为基础的存算一体逻辑电路的映射以阵列为主,该文提出一种以铁电晶体管-数据选择器(FeFET-MUX)为基本电路单元存算一体逻辑电路的实现方法。该方法主要包含两方面内容:(1)提出一种可重构的Fe FET-MUX电路,该电路具有结构共享和数据输入端可扩展的特点。(2)提出适合该Fe FET-MUX映射的逻辑函数分割方法,通过将待实现的逻辑函数表示成二元决策图(BDD),然后将BDD分割成适合FeFETMUX映射的子BDD集合,最后完成逻辑函数用FeFET-MUX的映射。该文所提FeFET-MUX电路的逻辑功能用已有的FeFET模型进行仿真验证,用于映射的BDD分割算法用C++实现。实验结果表明,相比于传统的非结构共享二选一FeFET-MUX电路的映射结果,采用所提结构共享FeFET-MUX电路结合BDD分割算法,FeFET的使用数量平均可以减少79.9%。 展开更多
关键词 逻辑电路映射 存算一体 铁电晶体管电路 数据选择器 二元决策图分割
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抑制碳化硅MOSFET阈值电压漂移的驱动电路
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作者 赵柯 蒋华平 +6 位作者 汤磊 钟笑寒 谢宇庭 胡浩伟 肖念磊 黄诣涵 刘立 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第9期50-56,共7页
碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)的阈值电压漂移严重影响了其在应用中的可靠性。针对该问题,文中总结了碳化硅MOSFET阈值电压漂移的特点与现有的理论模型,提出抑制阈... 碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)的阈值电压漂移严重影响了其在应用中的可靠性。针对该问题,文中总结了碳化硅MOSFET阈值电压漂移的特点与现有的理论模型,提出抑制阈值电压漂移的驱动方法与驱动电路。该驱动电路通过引入中间电平的方式,将被控器件关断动态过程与关断稳态后的栅极电压区分开来,以此来达到降低碳化硅MOSFET的阈值电压漂移量的目的,同时还可以保留负栅极关断电压的优势。搭建了实验平台来验证该驱动电路对碳化硅MOSFET阈值电压漂移的抑制效果,结果表明,在文中的实验条件下该驱动电路相比于传统的驱动方式阈值电压漂移量降低了37%。 展开更多
关键词 碳化硅 金属-氧化物-半导体场效应晶体管器件 阈值电压 栅极驱动器
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基于SiC和Si器件的燃料电池汽车DC-DC变换器的性能 被引量:3
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作者 周晓敏 马后成 高大威 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2017年第1期79-86,共8页
为实现燃料电池汽车输出电压、功率的调节与控制,采用了一种交错式双Boost电路的大功率直流-直流(DC-DC)变换器,其中应用了Si和SiC功率器件。基于电路损耗计算和效率仿真手段,对比分析了全SiC[金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器... 为实现燃料电池汽车输出电压、功率的调节与控制,采用了一种交错式双Boost电路的大功率直流-直流(DC-DC)变换器,其中应用了Si和SiC功率器件。基于电路损耗计算和效率仿真手段,对比分析了全SiC[金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件、SiC二极管]、SiC MOSFET和Si二极管的混合器件和全硅Si[绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件、Si二极管]的变换器在电路损耗。结果表明:Si IGBT的开通和关断损耗约是SiC MOSFET的3倍和10倍,在不同工况下,全SiC变换器的转换效率比全Si变换器高1%~3.1%。因而,SiC功率器件在大功率DC-DC变换器的应用中,能够提高功率密度、可靠性和动力系统工作效率。 展开更多
关键词 燃料电池汽车 直流-直流(DC-DC)变换器 交错式双Boost电路 SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET) Si绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 电路损耗
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n型纳米非对称DG-TFET阈值电压特性研究
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作者 李妤晨 沈路 +1 位作者 张鹤鸣 刘树林 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期585-591,共7页
n型纳米非对称双栅隧穿场效应晶体管(DG-TFET)速度快、功耗低,在高速低功耗领域具有很好的应用前景,但其阈值电压的表征及其模型与常规MOSFET不同。在深入研究n型纳米非对称DG-TFET的阈值特性基础上,通过求解器件不同区域电场、电势的方... n型纳米非对称双栅隧穿场效应晶体管(DG-TFET)速度快、功耗低,在高速低功耗领域具有很好的应用前景,但其阈值电压的表征及其模型与常规MOSFET不同。在深入研究n型纳米非对称DG-TFET的阈值特性基础上,通过求解器件不同区域电场、电势的方法,建立了n型纳米非对称DG-TFET器件阈值电压数值模型,探讨了器件材料物理参数以及漏源电压对阈值电压的影响,通过与Silvaco Atlas的仿真结果比较,验证了模型的正确性。研究表明,n型纳米非对称DG-TFET的阈值电压分别随着栅介质层介电常数的增加、硅层厚度的减薄以及源漏电压的减小而减小,而栅长对其阈值电压的影响有限。该研究对纳米非对称DG-TFET的设计、仿真及制造有一定的参考价值。 展开更多
关键词 双栅隧穿场效应晶体管(DG-TFET) 带带隧穿 亚阈值摆幅 阈值电压 纳米非对称结构
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AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管传感器的栅极功能化处理方法综述
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作者 王浩宇 郭焱 +3 位作者 周玉刚 陈敦军 张荣 郑有炓 《材料导报》 北大核心 2025年第13期38-47,共10页
半导体场效应晶体管(FET)在传感器中的应用是当前传感领域的热门研究方向之一。以AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)等为代表,FET传感器在检测限、灵敏度、特异性和操作便捷性等方面均优势明显,且易于集成化。器件传感表面的功能化处... 半导体场效应晶体管(FET)在传感器中的应用是当前传感领域的热门研究方向之一。以AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)等为代表,FET传感器在检测限、灵敏度、特异性和操作便捷性等方面均优势明显,且易于集成化。器件传感表面的功能化处理是器件制造的核心工艺之一,是场效应晶体管传感器后续发展的重要方向。本文综述了国内外基于AlGaN/GaN HEMT的传感器栅极功能化处理方法的研究进展,分别对气体、溶液离子和生物物质检测等常用的处理方法进行了介绍,并指出了一些现有处理手段中存在的局限性,展望了未来相关研究的部分发展方向。 展开更多
关键词 高电子迁移率晶体管 栅极功能化处理 气体探测 离子敏传感器 生物传感
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h-BN/Al_(2)O_(3)栅介质氢终端金刚石场效应晶体管 被引量:2
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作者 王维 蔚翠 +5 位作者 何泽召 周闯杰 郭建超 马孟宇 高学栋 冯志红 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第9期687-691,724,共6页
金刚石是实现高频大功率器件的理想候选材料,但是其较低的载流子迁移率制约了器件的性能,六方氮化硼(h-BN)作为氢终端金刚石场效应晶体管(FET)的栅介质材料有望提升金刚石材料的载流子迁移率。利用商业化大面积h-BN材料,制备了h-BN/Al_(... 金刚石是实现高频大功率器件的理想候选材料,但是其较低的载流子迁移率制约了器件的性能,六方氮化硼(h-BN)作为氢终端金刚石场效应晶体管(FET)的栅介质材料有望提升金刚石材料的载流子迁移率。利用商业化大面积h-BN材料,制备了h-BN/Al_(2)O_(3)栅介质的氢终端金刚石FET,h-BN/Al_(2)O_(3)/氢终端金刚石材料的载流子迁移率得到提升,达到186 cm^(2)/(V·s)。相较于Al_(2)O_(3)栅介质的金刚石FET,h-BN/Al_(2)O_(3)栅介质的金刚石FET最大饱和电流密度和最大跨导均得到提升,分别为141 mA/mm和9.7 mS/mm。通过电容-电压(C-V)测试计算了栅介质和金刚石间界面固定电荷密度和陷阱密度,h-BN/Al_(2)O_(3)栅介质的金刚石FET界面负固定电荷密度为5.4×10^(12)cm^(-2)·eV^(-1),低于Al_(2)O_(3)栅介质的金刚石FET(8.5×10^(12)cm^(-2)·eV^(-1))。固定电荷密度低、载流子迁移率高是h-BN/Al_(2)O_(3)栅介质金刚石FET性能提升的主要原因。 展开更多
关键词 金刚石 场效应晶体管(FET) 氢终端 六方氮化硼(h-BN) 栅介质
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基于聚二硫二丙烷磺酸膜修饰FET延长栅极的L-胱氨酸传感器
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作者 杨佳 张煜杨 +5 位作者 刘陈 李佳欣 肖忠良 李丹 张玲 曹忠 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2386-2394,共9页
将场效应晶体管(FET)的栅极金电极(GGE)延长一定距离,在GGE表面自组装上聚二硫二丙烷磺酸(SPS)膜,构建了一种可检测L-胱氨酸(L-cystine)的新型传感装置.该传感界面的SEM表征、电化学性能测试和XPS分析结果表明,在溶液中带负电荷的SPS聚... 将场效应晶体管(FET)的栅极金电极(GGE)延长一定距离,在GGE表面自组装上聚二硫二丙烷磺酸(SPS)膜,构建了一种可检测L-胱氨酸(L-cystine)的新型传感装置.该传感界面的SEM表征、电化学性能测试和XPS分析结果表明,在溶液中带负电荷的SPS聚阴离子膜可通过静电作用吸附结合带正电荷的目标物L-胱氨酸,形成双电层结构而产生识别一价有机铵离子的膜电位.该电极在磷酸盐缓冲溶液(pH=5. 0)中对L-胱氨酸有良好的电位响应性能,线性范围为5. 0×10^(-6)~1. 0×10-3mol/L,响应灵敏度为(58. 25±1. 5)m V/-pc(25℃),检出限为2. 69×10^(-6)mol/L.该电极响应快(30 s),重现性及稳定性好.常见氨基酸如L-甘氨酸、L-丙氨酸、L-缬氨酸、L-天冬氨酸、L-脯氨酸、L-苏氨酸、L-组氨酸、L-亮氨酸、L-色氨酸及L-甲硫氨酸等均不干扰电极对L-胱氨酸的测定.该电极可用于实际猪血清样品中L-胱氨酸的测定,回收率为91. 2%~107. 8%,说明该方法是一种装置简便,能准确测定L-胱氨酸的新手段. 展开更多
关键词 L-胱氨酸 栅极金电极 场效应晶体管 聚二硫二丙烷磺酸 电位传感器
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面向栽培基质的二氧化钛电极EGFET pH传感器设计 被引量:1
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作者 张西良 高涵 +3 位作者 张家祺 徐云峰 陈成 陆海燕 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第7期743-748,共6页
针对农业生产中栽培基质直接在线检测pH准确性差的问题,采用化学腐蚀法,制备出具有氢离子敏感特性和超亲水特性的二氧化钛(TiO_(2))电极,并且采用退火工艺以提高电极表面硬度;将TiO_(2)电极与金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)组合成基于... 针对农业生产中栽培基质直接在线检测pH准确性差的问题,采用化学腐蚀法,制备出具有氢离子敏感特性和超亲水特性的二氧化钛(TiO_(2))电极,并且采用退火工艺以提高电极表面硬度;将TiO_(2)电极与金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)组合成基于延伸式栅极场效应晶体管(EGFET)的pH传感器.测试得到传感器灵敏度为0.05063 V/pH,重复性试验的变异系数最大为0.0057.测试结果表明该传感器具有良好的灵敏度、重复性和稳定性.选取4种典型栽培基质进行pH在线检测应用试验,pH检测误差的绝对值最大为0.18,经过温度补偿后误差的绝对值最大为0.11;使用后电极表面的亲水性依旧保持良好.应用试验结果表明,该传感器适用于栽培基质pH在线检测. 展开更多
关键词 PH传感器 二氧化钛电极 延伸式栅极场效应晶体管 栽培基质 pH在线检测
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SiC MOSFET高温栅氧可靠性研究 被引量:4
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作者 刘建君 陈宏 +3 位作者 丁杰钦 白云 郝继龙 韩忠霖 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期147-152,共6页
碳化硅SiC(silicon carbide)具有优良的电学和热学特性,是一种前景广阔的宽禁带半导体材料。SiC材料制成的功率MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)非常适合应用于大功率领域,而高温栅氧可靠性是大功率MOSFET最... 碳化硅SiC(silicon carbide)具有优良的电学和热学特性,是一种前景广阔的宽禁带半导体材料。SiC材料制成的功率MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)非常适合应用于大功率领域,而高温栅氧可靠性是大功率MOSFET最需要关注的特性之一。通过正压高温栅偏试验和负压高温栅偏试验对比了自研SiC MOSFET和国外同规格SiC MOSFET的高温栅氧可靠性。负压高温栅偏试验结果显示自研SiC MOSFET与国外SiC MOSFET的阈值电压偏移量基本相等,阈值电压偏移量百分比最大相差在4.52%左右。正压高温栅偏试验的结果显示自研SiC MOSFET的阈值电压偏移量较小,与国外SiC MOSFET相比,自研SiC MOSFET的阈值电压偏移量百分比最大相差11%。自研器件占优势的原因是在SiC/SiO2界面处引入了适量的氮元素,钝化界面缺陷的同时,减少了快界面态的产生,使总的界面态密度被降到最低。 展开更多
关键词 SiC MOSFET 可靠性 栅氧 高温栅偏
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SiC MOSFET器件栅氧可靠性研究综述 被引量:4
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作者 胡嘉豪 王英伦 +2 位作者 代豪豪 邓小川 张波 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期1-11,共11页
碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管SiC MOSFET(silicon carbide metal-oxide-semiconductor field effect transistor)因具有高压、高频、低导通损耗等优异特性而获得产业界广泛关注,但相比于硅基IGBT,SiC/SiO_(2)栅氧界面高缺陷密度... 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管SiC MOSFET(silicon carbide metal-oxide-semiconductor field effect transistor)因具有高压、高频、低导通损耗等优异特性而获得产业界广泛关注,但相比于硅基IGBT,SiC/SiO_(2)栅氧界面高缺陷密度引起的栅氧可靠性问题成为制约SiC MOSFET器件规模化应用的关键瓶颈。通过对近年来国内外SiC MOSFET栅氧可靠性研究成果的梳理和分析,阐述了当前栅氧可靠性问题的形成原因,归纳总结了各类常用的栅氧可靠性评估方法,并进行了比较分析,最后重点探讨了极端工况下SiC MOSFET栅氧可靠性及其提升技术的发展现状。 展开更多
关键词 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管 栅氧可靠性 评估方法 极端工况
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SiC MOSFET驱动特性及器件国产化后的影响分析 被引量:3
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作者 姚常智 张昊东 +1 位作者 申宏伟 王建军 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期138-145,164,共9页
碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管SiC MOSFET(silicon carbide metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)作为一种新型、广泛应用的开关器件,在实际应用中具有更快的开关速度和更低的器件损耗,可以提高变换器的效率,体现... 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管SiC MOSFET(silicon carbide metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)作为一种新型、广泛应用的开关器件,在实际应用中具有更快的开关速度和更低的器件损耗,可以提高变换器的效率,体现更好的性能。针对SiC MOSFET驱动特性,分析寄生参数对其的影响;搭建双脉冲实验平台,分析栅源电压与SiC MOSFET导通时间的关系;针对现有国产SiC MOSFET存在的不足之处,基于搭建的实验平台及其他电源产品,对SiC MOSFET进行国产化器件替代后导通时间、驱动损耗及负压幅值变化的相关分析。 展开更多
关键词 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管 寄生参数 栅源电压 国产化
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栅氧老化下SiC MOSFET开通瞬态栅极振荡特性研究 被引量:2
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作者 李豪 成芮俊杰 +1 位作者 向大为 田鑫 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3656-3664,I0027,共10页
栅氧老化问题已成为制约碳化硅(SiC)金属半导体氧化物场效应管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)可靠性的关键因素,该文尝试利用SiC MOSFET高速开关在变换器中引起的高频开关振荡获取栅氧状态信息,重点研究... 栅氧老化问题已成为制约碳化硅(SiC)金属半导体氧化物场效应管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)可靠性的关键因素,该文尝试利用SiC MOSFET高速开关在变换器中引起的高频开关振荡获取栅氧状态信息,重点研究栅氧老化对开通瞬态栅极高频振荡特性的影响。首先,分析SiC MOSFET栅氧老化机理及其对器件开通时间的影响。然后,建立开通瞬态栅极回路分阶段高频等效电路模型,揭示SiC MOSFET栅极开通振荡电流的形成机理和影响因素。最后,通过33 V高压栅偏加速老化实验进行验证。研究结果表明,随着栅氧老化程度的加深,SiC MOSFET阈值电压会逐渐增加而开通速度变慢,导致栅极开通振荡电流显著减小(约28%)。该文的工作有望为SiC MOSFET栅氧老化在线监测提供一种新的思路。 展开更多
关键词 碳化硅金属半导体氧化物场效应管(SiC MOSFET) 栅氧老化 栅极振荡 在线状态监测
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一种改进型抑制SiC MOSFET桥臂串扰的门极驱动设计 被引量:1
15
作者 李庆辉 潘三博 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期300-308,共9页
针对传统驱动中SiC MOSFET在高开关频率下其寄生参数造成的桥臂串扰更加严重,而现有抑制串扰驱动电路多以增加开关损耗、增长开关延时和增加控制复杂度为代价的问题,根据降低串扰产生过程中驱动回路阻抗的思路,提出1种在栅源极间增加PN... 针对传统驱动中SiC MOSFET在高开关频率下其寄生参数造成的桥臂串扰更加严重,而现有抑制串扰驱动电路多以增加开关损耗、增长开关延时和增加控制复杂度为代价的问题,根据降低串扰产生过程中驱动回路阻抗的思路,提出1种在栅源极间增加PNP三极管串联二极管和电容的新型有源米勒钳位门极驱动设计,分析其工作原理,并对改进驱动电路并联电容参数进行计算设计;搭建直流母线电压为300 V的同步Buck变换器双脉冲测试实验平台,分别与传统串扰抑制电路、典型串扰抑制电路的正负向串扰电压尖峰抑制效果和开通关断速度进行对比分析。实验结果表明,所提串扰抑制驱动电路正负向电压尖峰分别比传统和典型串扰抑制电路降低了80%和40%,同时减少了32%的器件开关延时。 展开更多
关键词 SiC MOSFET 串扰抑制 桥式电路 栅极驱动电路
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高温栅偏和电子辐照对SiC MOSFET阈值电压影响研究
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作者 张子扬 梁琳 +2 位作者 尚海 盛轲焱 黄江 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期288-294,共7页
为研究栅氧化物在不同老化程度下电子辐照对SiC MOSFET可靠性的影响,结合高温栅偏和电子辐照2种实验对SiC MOSFET电学特性进行分析,讨论栅氧化物受到高温和强电场应力后电子辐照对SiC MOSFET阈值电压的影响。为避免封装材料在高温和电... 为研究栅氧化物在不同老化程度下电子辐照对SiC MOSFET可靠性的影响,结合高温栅偏和电子辐照2种实验对SiC MOSFET电学特性进行分析,讨论栅氧化物受到高温和强电场应力后电子辐照对SiC MOSFET阈值电压的影响。为避免封装材料在高温和电子辐照下对阈值电压产生影响,实验时将被测器件裸露于空气中。实验结果表明,高温正栅偏后器件阈值电压对电子辐照更加敏感,因此提出了电子辐照对SiC MOSFET高温栅偏老化后阈值电压影响的指数关系,且0.2 MeV电子能量辐照300 kGy剂量可将39 V、150℃、2 h高温栅偏后的器件阈值电压恢复至初始值。在Sentaurus TCAD仿真软件中建立SiC MOSFET基础数值模型,设置氧化物内电子浓度和空穴陷阱,模拟高温栅偏和电子辐照对器件阈值电压的影响,讨论阈值电压恢复机制。 展开更多
关键词 SiC MOSFET 高温栅偏 电子辐照 阈值电压
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基于栅极参考电压的SiC MOSFET栅极氧化物健康状态在线监测方法 被引量:2
17
作者 于圣旭 王智强 +3 位作者 辛国庆 时晓洁 谭令其 马凯 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期248-257,共10页
栅极氧化物退化是限制SiC MOSFET进一步广泛应用的关键可靠性问题。在线监测能够实时获取栅极氧化物健康状态,是提升SiC MOSFET可靠性的重要手段,因此提出一种基于栅极参考电压的SiC MOSFET栅极氧化物健康状态在线监测方法,并详细介绍... 栅极氧化物退化是限制SiC MOSFET进一步广泛应用的关键可靠性问题。在线监测能够实时获取栅极氧化物健康状态,是提升SiC MOSFET可靠性的重要手段,因此提出一种基于栅极参考电压的SiC MOSFET栅极氧化物健康状态在线监测方法,并详细介绍了利用栅极参考电压监测栅极氧化物健康状态的基本原理;提出一种栅极参考电压在线提取电路,经脉冲测试验证可以实现在线提取,经老化试验验证可以有效监测栅极氧化物健康状态。所提电路可以集成在栅极驱动中,不会显著增加系统复杂程度。 展开更多
关键词 栅极氧化物 健康状态 SIC MOSFET 在线监测
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基于BSIM⁃CMG紧凑模型的NSFET直流特性建模 被引量:1
18
作者 陈光前 王悦杨 +1 位作者 唐敏 刘伟景 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第5期442-448,共7页
随着半导体制造工艺技术的发展,纳米片场效应晶体管(NSFET)成为下一代集成电路的核心器件,建立能准确描述NSFET特性的SPICE模型对提高基于NSFET的集成电路设计的成功率和缩短先进工艺的开发周期至关重要。结合Sentaurus TCAD仿真与伯克... 随着半导体制造工艺技术的发展,纳米片场效应晶体管(NSFET)成为下一代集成电路的核心器件,建立能准确描述NSFET特性的SPICE模型对提高基于NSFET的集成电路设计的成功率和缩短先进工艺的开发周期至关重要。结合Sentaurus TCAD仿真与伯克利短沟道绝缘栅场效应晶体管公共多栅(BSIM⁃CMG)紧凑模型,对NSFET进行直流特性建模。使用器件模型提取工具XModel提取器件的直流特性参数,包括单器件参数提取、温度及自热效应参数提取。结果表明,单器件直流特性参数提取平均误差小于5%,温度及自热效应的参数提取结果精准度较好,验证了模型的准确性。最后,构建并验证分组模型与工艺角模型。这些模型能准确描述不同尺寸和工艺波动对NSFET器件特性的影响,为加快高性能、低功耗NSFET的开发提供理论参考和实践指导。 展开更多
关键词 纳米片场效应晶体管(NSFET) TCAD 伯克利短沟道绝缘栅场效应晶体管公共多栅(BSIM⁃CMG)紧凑模型 直流特性 参数提取
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碳化硅功率器件技术综述与展望 被引量:126
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作者 盛况 任娜 徐弘毅 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1741-1752,共12页
碳化硅(silicon carbide,Si C)器件作为一种宽禁带半导体器件,具有耐高压、高温,导通电阻低等优点。近20年来,Si C器件是国内外学术界和企业界的一大研究热点,该文对近些年来不同Si C器件的发展进行分类梳理,介绍二极管、结型场效应晶... 碳化硅(silicon carbide,Si C)器件作为一种宽禁带半导体器件,具有耐高压、高温,导通电阻低等优点。近20年来,Si C器件是国内外学术界和企业界的一大研究热点,该文对近些年来不同Si C器件的发展进行分类梳理,介绍二极管、结型场效应晶体管、金氧半场效晶体管、绝缘栅双极型晶体管及门极可断晶闸管器件,并对比分析器件结构及参数性能,针对关键问题展开论述。最后,对SiC器件近年的发展进行总结和展望。 展开更多
关键词 碳化硅 功率器件 二极管 结型场效应晶体管 金氧半场效晶体管 绝缘栅双极型晶体管 门极可断晶闸管
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一种改进SiC MOSFET开关性能的有源驱动电路 被引量:14
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作者 李先允 卢乙 +3 位作者 倪喜军 王书征 张宇 唐昕杰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第18期5760-5769,共10页
与硅金属氧化物半导体场效应管(silicon metal oxide semiconductor field effect transistor,SiMOSFET)相比,碳化硅(silicon carbide,SiC) MOSFET具有更高的击穿电压,更低的导通电阻,更快的开关速度和更高的工作温度,正被广泛应用于光... 与硅金属氧化物半导体场效应管(silicon metal oxide semiconductor field effect transistor,SiMOSFET)相比,碳化硅(silicon carbide,SiC) MOSFET具有更高的击穿电压,更低的导通电阻,更快的开关速度和更高的工作温度,正被广泛应用于光伏逆变器、电动汽车和风力发电等领域,但是SiC MOSFET的高开关速度会导致器件开关过程中发生电流、电压过冲和振荡,不仅会增加器件的开关损耗,甚至会导致器件损坏。文中首先对SiC MOSFET的开关过程进行详细分析,得出器件开关过程中电流、电压过冲和振荡的产生机理,然后根据影响电流、电压过冲和振荡的关键因数,设计一款有源驱动电路。该电路能够在器件开关的特定阶段内同时增加驱动电阻阻值和减小栅极电流,从而抑制器件开关过程中的电流、电压过冲和振荡。实验结果表明,与传统驱动电路相比,所设计的有源驱动电路能够在不同驱动电阻、负载电流和SiC MOSFET条件下,均有效抑制器件的电流、电压过冲和振荡。 展开更多
关键词 碳化硅金属氧化物半导体场效应管 有源驱动电路 过冲 振荡
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