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GaN HEMT源漏通道区电阻的自热和准饱和效应模型
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作者 姚若河 姚永康 耿魁伟 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1-8,共8页
GaN HEMT在栅极与源极和漏极之间存在一段通道区域,在等效电路模型中通常等效为一电阻,称为源漏通道区电阻R_(D,S)。准确构建GaN HEMT R_(D,S)模型,对于分析GaN HEMT直流和射频特性,构建GaN HEMT大信号模型具有十分重要的意义。本研究... GaN HEMT在栅极与源极和漏极之间存在一段通道区域,在等效电路模型中通常等效为一电阻,称为源漏通道区电阻R_(D,S)。准确构建GaN HEMT R_(D,S)模型,对于分析GaN HEMT直流和射频特性,构建GaN HEMT大信号模型具有十分重要的意义。本研究给出考虑自热和准饱和效应的R_(D,S)模型。首先由源漏通道区温度T_(CH)与耗散功率P_(diss)的关系,推导出非线性自热效应模型。进一步基于准饱和效应和Trofimenkoff模型,给出源漏通道区电子漂移速度与电场强度的关系表达式,构建非线性R_(D,S)模型。在环境温度Tamb=300~500 K时,源漏通道区二维电子气2DEG面密度n_(S,acc)(T_(CH))和迁移率μ_(acc)(T_(CH))随T_(CH)的升高而下降,这导致低偏置条件下的源漏通道区电阻R_(D0,S0)随T_(CH)呈非线性增长。将本研究和文献报道的R_(D,S)模型与TCAD(Technology Computer Aided Design)仿真数据进行对比,结果显示:本研究与文献报道的漏通道区电阻RD模型的平均相对误差分别为0.32%和1.78%,均方根误差(RMSE)分别为0.039和0.20Ω;RS模型的平均相对误差分别为0.76%和1.73%,RMSE分别为0.023和0.047Ω。与文献报道的实验数据进行对比,结果显示:本研究与文献RD模型的平均相对误差分别为0.91%和1.59%,RMSE分别为0.012和0.015Ω;RS平均相对误差分别为1.22%和2.77%,RMSE分别为0.0015和0.0034Ω。本研究提出的R_(D,S)模型具有更低的平均相对误差和均方根误差,能够更加准确地表征GaN HEMT线性工作区R_(D,S)随漏源电流I_(DS)的变化。可将本模型用于器件的设计优化,也可作为Spice模型用于电路仿真。 展开更多
关键词 源漏通道区电阻 GaN HEMTs 自热效应 准饱和效应
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小尺寸功率VDMOS晶体管中准饱和效应的研究 被引量:1
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作者 张珺 程东方 徐志平 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期380-383,共4页
分析了功率VDMOS晶体管在小尺寸时准饱和效应的成因,并对其进行了理论证明和模拟验证.研究结果表明,在晶体管导通状态下,由于寄生JFET电阻Rj和MOS沟道电阻Rch的分压作用,致使在MOS沟道内载流子漂移速度由饱和变为不饱和,而在寄生JFET沟... 分析了功率VDMOS晶体管在小尺寸时准饱和效应的成因,并对其进行了理论证明和模拟验证.研究结果表明,在晶体管导通状态下,由于寄生JFET电阻Rj和MOS沟道电阻Rch的分压作用,致使在MOS沟道内载流子漂移速度由饱和变为不饱和,而在寄生JFET沟道中载流子漂移速度由不饱和变为饱和,造成器件在高栅源电压VGS时,器件漏端电流IDS大小与栅源电压VGS无关,从而形成准饱和效应. 展开更多
关键词 VDMOS 准饱和效应 导通电阻
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高压LDMOS准饱和效应研究
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作者 翟宪振 吴海峰 罗向东 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期466-471,共6页
借助于SILVACO TCAD仿真工具,研究了高压LDMOS电流准饱和效应(Quasi-saturation effect)的形成原因。通过分析不同栅极电压下漂移区的耗尽情况以及沟道与漂移区电势、电场和载流子漂移速度的分布变化,认为当栅压较低时,LDMOS的本征MOSFE... 借助于SILVACO TCAD仿真工具,研究了高压LDMOS电流准饱和效应(Quasi-saturation effect)的形成原因。通过分析不同栅极电压下漂移区的耗尽情况以及沟道与漂移区电势、电场和载流子漂移速度的分布变化,认为当栅压较低时,LDMOS的本征MOSFET工作在饱和区,栅压对源漏电流的钳制明显,此时沟道载流子速度饱和;而在大栅压下,随着沟道导电能力的增加以及漂移区两端承载的电压的增大,本征MOSFET两端压降迅速降低,器件不能稳定地工作在饱和区而进入线性工作区,此时沟道中的载流子速度不饱和。LDMOS器件的源漏电流的增大主要受漂移区影响,栅压逐渐失去对器件电流的控制,此时增大栅压LDMOS器件的源漏电流变化很少,形成源漏电流的准饱和效应。最后,从器件工作过程对电流与栅压的关系进行了理论分析,并从理论结果对电流准饱和效应进行了深入分析。 展开更多
关键词 横向双扩散金属氧化物半导体晶体管 准饱和效应 线性工作区
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一款超高压LDMOS管的物理建模 被引量:1
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作者 程东方 汪维勇 +1 位作者 易志飞 沈伟星 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期538-541,共4页
借助二维数值模拟软件ATHENA和ATLAS,研究分析了一款耐压为700 V的外延型LDMOS管的工作特性。按其工作机制,提出了用一个MOST和两个JFET有源器件构建成可用于电路仿真的LDMOST宏模型,并在电路仿真器HSPICE上验证了该宏模型的正确性;证明... 借助二维数值模拟软件ATHENA和ATLAS,研究分析了一款耐压为700 V的外延型LDMOS管的工作特性。按其工作机制,提出了用一个MOST和两个JFET有源器件构建成可用于电路仿真的LDMOST宏模型,并在电路仿真器HSPICE上验证了该宏模型的正确性;证明了LDMOST输出曲线中的准饱和特性源自寄生JFET的自偏置效应;采用参数提取软件UTMOSTⅢ,提取了相应的参数;给出了该LDMOST开关延迟时间的表达式和相关模型参数的提取方法等。所得结论与实测结果基本吻合。 展开更多
关键词 LDMOS 宏模型 准饱和效应 物理模型
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功率VDMOS器件的新型SPICE模型
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作者 朱荣霞 黄栋 +3 位作者 马德军 王锦春 孙伟锋 张春伟 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期478-482,共5页
为解决垂直双扩散金属氧化物半导体(VDMOS器件)模型精确度差的问题,建立了一套新的VDMOS模型.与其他模型相比,该模型在VDMOS器件源极、漏极、栅极3个外部节点的基础上,又增加了4个内部节点,从而将VDMOS器件视为1个N沟道金属氧化物半导体... 为解决垂直双扩散金属氧化物半导体(VDMOS器件)模型精确度差的问题,建立了一套新的VDMOS模型.与其他模型相比,该模型在VDMOS器件源极、漏极、栅极3个外部节点的基础上,又增加了4个内部节点,从而将VDMOS器件视为1个N沟道金属氧化物半导体(NMOS)与4个电阻的串联.采用表面势建模的原理计算了积累区的电阻,并对寄生结型场效应晶体管(JFET)耗尽及夹断2种状态进行分析,计算出寄生JFET区的电阻.分别考虑VDMOS器件外延层区与衬底区的电流路径,建立了这2个区域的电阻模型.模型仿真值与器件测试值的比较结果表明,该模型能够准确拟合VDMOS器件线性区、饱和区及准饱和区的电学特性. 展开更多
关键词 VDMOS SPICE模型 内部节点 准饱和效应
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功率VDMOS器件中纵向电场的研究
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作者 任向兵 鲍嘉明 宁可庆 《电子设计工程》 2017年第8期83-86,共4页
本课题的研究目的旨在从改变功率VDMOS的结构参数入手得到外延层厚度和栅源电压对功率VDMOS纵向电场的影响,并且在结构参数变化的范围内分析出最大电场位置的变化,为优化器件的性能起到指导作用。通过二维仿真工具TSUPREM4和MEDICI仿真... 本课题的研究目的旨在从改变功率VDMOS的结构参数入手得到外延层厚度和栅源电压对功率VDMOS纵向电场的影响,并且在结构参数变化的范围内分析出最大电场位置的变化,为优化器件的性能起到指导作用。通过二维仿真工具TSUPREM4和MEDICI仿真器件的结构和电场并以图表的形式计算得到最大电场位置的变化趋势。通过修改器件的外延层厚度得到了在不同的参数下其纵向电场的分布接近封闭的拱形曲线并且随着外延层厚度的增加最大电场的位置接近线性的变化趋势,外延层厚度每增加1.5um到2.5um,最大电场点的位置会上升外延层厚度的百分之3到百分之6。改变器件的栅源电压使器件在进入准饱和区之后纵向电场分布十分稳定不在受栅源电压的影响而没有进入准饱和区时电场随着栅源电压的增大而增大。 展开更多
关键词 纵向电场 外延层厚度 栅源电压 准饱和效应
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