高压功率LDMOS阈值电压温度系数的分析

分析了高压LDMOS在-27℃至300℃温度范围内的温度特性,并给出了阈值电压温度系数的计算公式.根据计算结果,可以得到以下结论:高压LDMOS的阈值电压温度系数在相当宽的温区内是一常数;可用温度的线性表达式来计算阈值电压温度系数;薄栅氧化层和高沟道掺杂浓度可减小高压功率LDMOS的阈值电压温度系数.     

功率LDMOS阈值电压温度系数的优化分析

讨论高压LDMOS阈值电压的温度特性,并给出了它的温度系数计算公式.根据计算结果,可以得到以下结论:通过提高沟道掺杂浓度或减少栅氧化层能够降低阈值电压随温度的变化.阈值电压的温度系数可以用温度的线性表达式来计算,从而可以得出功率LDMOS阈值电压的温度系数最优化分析.     

高温、高压LDMOS导通电阻的特性

本文提出了高温、高压LDMOS的等效电路,讨论了LDMOS泄漏电流及其本征参数在高温下随温度变化的规律.根据分析,漏pn结的反向泄漏电流决定了LDMOS的高温极限温度,导通电阻与温度的关系为Ron∝((T)/(T1))y(y=1.5～2.5).     

一种新型的BCD工艺栅驱动集成电路

分析了高压栅极驱动集成电路热耗散产生的原因和隔离技术的特点,研制出一种新型的700VBCD工艺栅驱动集成电路.通过减小LDMOS电流和开启时间降低芯片高速工作时的发热量,配合电路设计调整了BCD工艺,解决了高功耗和地线浮动等制约其发展和应用的难题.仿真和测试结果表明,该集成电路工作在1MHz,400V时,总功耗仅为0.4W.     

基于衬底偏压电场调制的高压器件新结构及耐压模型

提出一种基于衬底偏压电场调制的薄层硅基LDMOS高压器件新结构,称为SB LDMOS.通过在高阻P型衬底背面注入N~+薄层,衬底反偏电压的电场调制作用重新分配体内电场,纵向漏端电压由源端和漏端下两个衬底PN结分担,器件的击穿特性显著改善.求解漂移区电势的二维Poisson方程,获得表面电场和击穿电压的解析式,研究器件结构参数对表面电场和击穿电压的影响.仿真结果表明,与埋层LDMOS相比,SB LDMOS击穿电压提高63%.     

双导层结构横向功率器件的导通电阻模型及应用研究

横向高压器件是智能功率集成电路的核心器件,而漂移区结构参数是影响器件导通和击穿性能的重要因素。为此,提出了LDMOS三种经典结构的导通电阻模型并研究了漂移区结构参数对导通电阻的影响,它们分别是:Single RESURF,Double RESURF,Dual conduction layer结构。然后借助这些模型研究了漂移区掺杂浓度、漂移区长度、漂移区厚度对器件导通电阻的影响。利用MATLAB计算相同器件参数下模型的解析结果。对比模型的解析结果和仿真结果,发现解析结果和仿真结果基本一致,证明了解析模型的正确性。     

爬壁机器人的轮式移动机构的转向功耗

移动机构转向功耗是爬壁机器人的关键性能参数.该文基于Herz接触理论建立了轮式移动机构转向功耗计算模型,仿真分析了分别采用纯滚动转向、滑动转向及滚动滑动混合转向的3种典型轮式移动机构的原地转向功耗,并与双履带式移动机构进行了比较.研制了上述3种轮式移动机构样机.根据仿真及实验结果确定爬壁机器人采用纯滚动转向差动驱动方案,移动机构的原地转向阻力接近直线行驶时的滚动阻力,转向功耗小.     

基于LDMOS电容的振荡器设计

基于0.5μm CMOS工艺,考虑面积、功耗和工作状态中电容容值等因素,采用LDMOS电容来实现高精度频率的振荡器.一般的CMOS电容特性是非单调变化的,而LDMOS电容只工作在积累区和耗尽区,电容特性可近似理想电容.仿真和测试结果表明,在电源电压1.5～5 V大范围变动的情况下,振荡频率稳定性高,达到设计预期效果.在给电容充电用的静态电流只有40 nA的低电流条件下,振荡器模块中电容的版图面积只有65 μm×65 μm,而且LDMOS工艺和CMOS工艺兼容,可以在不增加工艺复杂度的前提下,用较小的版图面积产生高精度时钟信号.     

n阱LDMOS伏安特性线性区的分析

对小电压下的LDMOS伏安特性线性区进行了分析。为了避免求解复杂的偏微分方程并且得到解析的结果,这里采用了将场区等效为积累层电阻、扩展电阻、体电阻和漏极分布电阻的串联等效电路。根据LDMOS的结构特点分别给出了各个电阻的具体计算方法。最后给出了精确的LDMOS导通电阻表达式。     

LDMOS功率放大器热效应最小化偏置电路设计

LDMOS功率放大器热效应会导致放大器的性能恶化,在LDMOS场效应管自热效应模式的基础上分析和仿真了一种最小化器件热效应得偏置电路设计。实验结果证实了偏置电路的仿真设计方法的有效性。     

大气压下针状电极电晕放电静电消除效果实测与特性研究

为了研究高压静电消电效果和静电防护有效性,采用离子化测试方法,对影响大气压下针状电极电晕放电的电压、频率、消电距离、电极间隙、平衡电压等因素进行了系统测试与分析.结果表明,交流高压电晕放电在频率[1.8 kHz,2.0 kHz]区间内具有最佳消电效果;直流和脉冲高压电晕消电具有明显逆带电现象,且消电效果随电压升高、消电距离减小而提高.      

加场极板LDMOS的击穿电压的分析

在LDMOS中加入电场控制极板是一种有效的提高其击穿电压的方法,本文分析了PDP选址驱动芯片的LDMOS场极板对其漏击穿电压的影响,指出了场极板的分压作用和场极板边缘效应对击穿电压的影响,给出击穿电压的计算公式,计算结果与实验能够吻合,说明了给出的公式是正确的。     

新型高速低功耗CMOS动态比较器的特性分析

为了降低sigma-delta模数转换器功耗,针对应用于sigma-delta模数转换器环境的UMC 0.18 μm工艺,提出1种由参考电压产生电路、预放大器、锁存器以及用作输出采样器的动态锁存器组成的新型高速低功耗的CMOS预放大锁存比较器.该比较器中输出采样器由传输门和2个反相器组成,可在较大程度上减少该比较器的功耗.电路采用标准UMC 0.18 μm工艺进行HSPICE模拟.研究结果表明:该比较器在1.8 V电源电压下,分辨率为8位,在40 MHz的工作频率下,功耗仅为24.4 μW,约为同类比较器功耗的1/3.     

低功耗CMOS两级运算放大器的设计与分析

在IC电路设计中,功耗问题越来越受到重视。因此提出一种工作在亚阈值电压范围内的低功耗CMOS两级运放的设计方法,并对电路的参数和性能做深入分析是很必要的。对电路进行仿真的结果显示,与传统的工作在饱和区的放大器电路相比,工作在压阈值条件下的电路功耗明显降低。     

基于低电压高线性度的变频混频器设计

采用LC-tank折叠结构设计了一种低电压高线性度的混频器,解决了传统Gilbert混频器中跨导级与开关级堆叠带来的高电压高功耗问题,以及在跨导级的高跨导、高线性与开关级的低噪声间进行折中设计难题.基于TSMC 0.25 μm工艺,Agilent公司的ADS软件对所设计混频器电路进行了仿真.其仿真结果表明：工作电压1.0 V,RF频率2.5 GHz,本振频率2.25 GHz,中频频率250 MHz,转换增益1.080 dB,三阶交调点25.441 dBm,单边带噪声系数4.683 dB,双边带噪声系数8.387 dB,功耗7.088 mW.