一种改进的基于110 GHz在片S参数测试的HEMT器件寄生电阻提取方法

提出了一种改进的高电子迁移率晶体管寄生电阻提取方法,该方法利用了特殊偏置点(V_(gs)>V_(th),V_(ds)=0V)的等效电路模型,推导了寄生电阻的表达式,采用半分析法对寄生电阻进行了优化。1~110 GHz S参数实测结果和仿真的S参数一致,证明该方法是有效的。

电感寄生电阻对DC-DC变换器电压闭环控制的影响

以Boost变换器为例,用状态空间平均法推导出DC-DC变换器(包含寄生电阻)的电压开环传递函数,在此基础上构建了变换器的电压闭环传递函数以实现电压闭环控制.使用Matlab/Simulink仿真对比了电感寄生电阻变换器模型与理想变换器模型在电压闭环控制下的动态性能.

寄生电阻对DC-DC变换器性能影响的研究

研究了DC-DC变换器电压增益、工作效率和元器件、电路板(PCB)寄生电阻之间的数量关系。以Zeta变换器为例运用状态空间平均法研究了电路增益、效率的影响因素,推导出增益和效率与电路参数(包括寄生电阻)的关系式;分析DC-DC电路电压增益跌落和效率下降的根源,分别研究各元器件寄生电阻、PCB环路寄生电阻对电压增益及效率造成的影响,推导出各寄生电阻对电压增益、效率影响的比重,为电路设计及有选择地进行优化提供了理论依据;最后,实验室搭建2台50 W的电路样机进行仿真及实验。实验结果验证理论分析的正确性。

三维寄生电阻电容直接边界元计算

应用直接边界元素法求解表征寄生电阻电容的混合边界条件拉普拉斯方程，处理角点法向电场间断是一个难点。作者曾提出多重法向导数方法处理２Ｄ角点问题，取得良好效果［２，４］。本文详细介绍多重法向导数方法在３Ｄ情形的推广。

14 nm工艺3D FinFET器件源漏寄生电阻提取与建模

随着CMOS技术进入14 nm技术结点,三维鳍型场效应晶体管（FinFET）源漏寄生电阻的提取随结构的改变而变得更为复杂,高精度寄生电阻的提取对器件建模及电路性能至关重要。根据FinFET器件结构将源漏寄生电阻分割为3部分：由凸起源漏与接触孔所引入的寄生电阻（R_（con））、狭窄鳍到宽源漏区的过渡区寄生电阻（R_（sp））以及源漏与沟道之间的寄生电阻（R_（ext））。考虑电流拥挤效应、电流展宽和栅压控制效应,分别采用平均电流长度法和微元积分法等对R_（con）,R_（sp）和R_（ext）进行建模。最后,将所建模型与TCAD仿真进行对比验证,结果表明所建模型可准确反映源漏寄生电阻的变化,其中过渡区寄生电阻的相对误差小于1%。

考虑滤波环节寄生电阻的三相电压型逆变器的数学模型分析

针对三相电压型逆变器这个时变的、耦合的、多输入、多输出的开关型非线性系统,应用开关函数建立了考虑滤波环节寄生电阻的系统数学模型,引入开关周期平均算子将时变的系统转化为连续系统,建立了系统的大信号动态数学模型,同时应用小信号扰动法建立了系统的小信号数学模型,得出从占空比输入到逆变器输出的传递函数。讨论了大小信号模型的适用范围,分析了小信号模型中寄生电阻对系统频率特性的影响。理论分析和仿真结果表明,不考虑寄生电阻理想情况下的逆变器稳定性能差于考虑寄生电阻的非理想逆变器。因此,在分析逆变器稳定性能和闭环设计过程中,可优先考虑理想情况下的逆变器数学模型。

衬底寄生电阻对高压器件ESD性能的影响

随着高压集成电路的广泛应用,高压器件的ESD性能越来越受广大设计者的重视。从理论上分析了衬底寄生电阻对高压LDMOS器件ESD特性的影响,采用几种结构,对上述参数进行优化,并在0.35μm BCD工艺下进行流片试验。测试结果表明,优化衬底电阻可以有效地提高器件的ESD泄放能力,最优结构的二次击穿电流由原始器件的0.75A增大到3.3A。

具有寄生电阻消除功能的远端测温芯片

设计并流片实现了一款具有寄生电阻消除功能的远端测温芯片。分析了远端测温原理和寄生电阻对测温精度的影响,利用差分结构采集远端三极管产生的温度信号。采用一阶Σ-Δ模数转换器(ADC)将温度信号进行量化,并使用寄生电阻消除技术降低寄生电阻对测温精度的影响。该芯片采用0.18μm BCD工艺设计并流片,测试结果表明,当远端三极管在-40℃下,使用寄生电阻消除技术可以将1.5 kΩ寄生电阻对测温精度的影响降低到0.5℃以内;远端三极管在-40~125℃温度范围内,消除寄生电阻影响后远端测温芯片的3σ误差小于±0.6℃。

二维任意形状寄生电阻电容的边界元计算

由于集成电路技术高速发展，精确提取任意形状寄生电阻电容变得十分重要。本文以直接边界元素法为基础，利用圆弧样条插值近似任意曲线边界，使插值曲线具有整体一阶连续性，并克服了大挠度与多值的困扰。在直线边界使用线性连续元，在曲线边界使用二次连续元。对两邻边为直线的角点，我们曾提出处理角点处存在多重法向导数的一种方法［３，６］。这里，它被推广到角点邻边含曲线段的情形。数值结果表明模拟器是可行的。

寄生电阻对有源箝位Z源逆变器的影响

研究了一种高增益Z源逆变器的主电路寄生电阻对电路性能的影响。以有源箝位软开关变压器型准Z源逆变器SSTZSI(soft-switching trans-Z-source inverter)为例,运用状态空间平均法建立了电路模型,推导出寄生参数影响下逆变器直流链升压比和效率表达式,分析了逆变器电压增益、工作效率与各元器件寄生电阻的关系。在具体的功率等级下,通过仿真测试以及实验验证了电压增益、工作效率与寄生参数的关系,主电路寄生电阻对电路效率影响明显,尤以电感一次侧ESR为盛。为电路设计及优化提供了理论依据。

3-D寄生电阻电容线性元计算的并行实现

ＶＬＳＩ电路中，深亚微米工艺及多层布线技术的广泛应用使互连寄生效应成为制约电路性能的主要因素，直接边界元素法３－Ｄ寄生电阻电容提取的计算量很大，采用并行计算是快速提取的重要途径之一。本文介绍运用ＰＣ机网络计算软件ＰＶＭ实现寄生电阻电容线性元分布式计算的方法，讨论了线性方程组建立和求解过程采用的并行计算方案。最后，对算法的并行效率及负载平衡作了分析。

一种提取纳米CMOS器件中源/漏寄生电阻的恒定迁移率方法

源/漏寄生电阻作为器件总电阻的一个重要组成部分,严重制约着纳米CMOS器件性能.随着纳米CMOS器件尺寸不断减小,源/漏寄生电阻占器件总电阻比例越来越高,已经成为衡量CMOS器件可靠性的一个重要参数.本文提出一种恒定沟道迁移率条件下提取纳米CMOS器件中源/漏寄生电阻的方法.本方法通过测量固定偏压条件下一个器件的两条线性区I_d-V_(gs)曲线之比,推导出纳米CMOS器件中源/漏寄生电阻,操作简单,精确度高,避免了推导过程中由沟道迁移率退化引入与器件栅长相关的误差.我们详细研究并选取合适外加偏压条件,保持推导过程中沟道迁移率恒定,确保源/漏寄生电阻值的稳定性.在固定外加偏压条件下,我们提取了45 nm CMOS工艺节点下不同栅长器件的源/漏寄生电阻值,结果表明源/漏寄生电阻值与栅长不存在直接的依赖关系.最后,我们研究了工艺过程和计算过程引入的波动并进行了必要的误差分析.

短沟道MOSFET源漏寄生电阻的二维半解析模型

根据金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的工作原理,在MOSFET的源/漏区域引入了矩形等效源,提出了源/漏电阻的二维定解问题。通过用分离变量法、傅里叶展开和积分方程相结合建立MOSFET源/漏电阻的二维半解析模型,得到了源/漏电阻与几何尺寸之间的关系。该模型避免了数值分析时的方程的离散化,且具有较高的精度。计算和仿真结果表明,模型计算出的源/漏电阻阻值接近于Silvaco的仿真值。

纳米MOSFET寄生电阻模型分析

随着器件尺寸的缩小，寄生电阻对器件性能的影响不可忽视，为准确预测器件的寄生电阻并了解器件参数对寄生电阻的影响，需要有准确的寄生电阻模型。该文分析了短沟道寄生电阻模型．研究了短沟道寄生电阻模型在栅压较小时与模拟结果存在较大误差的原因，并对模型进行了改进。最后分析了器件参数对寄生电阻的影响，提出未来减小寄生电阻需要和可能采取的措施。

MOSFET漏源寄生电阻及有效沟道长度的萃取方法

提出一个精确萃取MOSFET漏源寄生电阻及有效沟道长度等参数的方法.这些参数的确定对于器件特性的模拟、分析以及对于生产工艺的监控具有实际意义.该方法采用一组特定的测试器件并使用计算机程序辅助来进行参数的萃取.使用萃取到的参数计算器件的漏电流特性并将其与实测数据进行比较,结果表明两者相符很好.

对寄生电容不灵敏的开关电容有源FDNR滤波器的设计

采用单位缓冲器设计对寄生电容不灵敏的开关电容(SC)频率相关负电阻(FDNR)元件,利用该元件对椭园函数式LC低通滤波器进行SC模拟。为了获得电容最佳值,提出了一种简单的最优化方法;并采用寄生电阻预畸变与SC负电阻相结合的办法,设计的SC滤波器对寄生电容不灵敏,且电路简单。在电子工作平台(EWB)上进行五阶椭园低通SC-FDNR滤波器仿真,测量数据最大相对误差为0.948％,仿真结果表明该方法实用可行,效果明显。

基于开通波形的IGBT开关特性测试平台寄生电感提取方法

IGBT动态测试平台的寄生电感影响IGBT器件的开关参数以及开关损耗,因此,提取动态测试平台回路的寄生电感对于准确获得IGBT器件的开关参数具有重要意义。传统的寄生电感提取方法忽略了回路寄生电阻的影响,给寄生电感的提取带来误差。为了提高寄生电感提取的准确性,提出了采用IGBT开通波形来计算动态特性测试平台寄生电感的方法,通过对开通电流上升过程的分析,建立了包含回路寄生电阻的等效电路模型及电路方程。仿真结果表明该方法的计算误差低于传统计算方法。为验证该方法的正确性,搭建了IGBT动态特性测试平台,实验结果表明,该方法实现了寄生电感参数的提取,为提供准确的IGBT器件开关参数奠定了基础。

封装寄生参数对并联IGBT芯片瞬态电流分布的影响规律

大功率IGBT器件通过并联多个IGBT芯片来获得大电流等级,并联芯片动静态电流分布的一致性对于提高器件电流等级以及可靠性至关重要。首先介绍了大功率IGBT模块内部布局不一致导致的封装寄生参数差异性。其次,结合IGBT等效电路模型及其开关特性,分析了寄生参数差异性对于并联IGBT芯片瞬态电流分布特性的影响规律。最后,建立了并联IGBT芯片的等效电路模型,并应用SynopsysSaber软件建立了仿真电路,从封装寄生电感参数差异性、封装寄生电阻参数差异性,分析了参数差异对并联芯片的瞬态电流分布特性的影响。

基于新型CD单元的两相交错并联高增益Boost变换器

为减少基于电容-二极管(CD)升压单元的两相交错并联高增益Boost变换器的CD单元数量,提升变换器电压增益,提出一种最后两级CD单元电容并联充电、串联供电的新型两相交错Boost变换器拓扑结构,进一步发挥CD单元的升压能力。分析新型3CD、4CD两相交错并联Boost变换器的拓扑演化过程,提出新型NCD两相交错并联Boost变换器的拓扑演化规律。以新型4CD两相交错并联Boost变换器为例,分析变换器工作原理,以及电感、电容寄生电阻对变换器电压增益的影响。最后在StarSim硬件在环实验平台搭建1 kW的新型4CD单元交错并联Boost变换器,验证该文所提拓扑的正确性。

矿用变频器LRC滤波器寄生参数影响研究

LRC滤波器寄生参数易引起串并联自谐振,影响滤波器对矿用变频器长线传输系统中电动机端尖峰电压和电压变化率的抑制性能,甚至造成器件烧损,但目前缺少该方面的研究成果。建立了变频器长线传输系统数学模型,在分析LRC滤波器元件寄生效应的基础上,采用频域分析方法研究了寄生参数对LRC滤波器滤波性能的影响,得出结论:LRC滤波器中电阻寄生电感对滤波效果的影响最为突出,导致LRC滤波器滤波性能下降、变频器长线传输系统在阶跃响应过程中超调和震荡问题严重,其他寄生参数的影响微弱。对LRC滤波器电阻寄生电感对滤波性能及变频器长线传输系统动态特性的影响进行了仿真和实验研究,结果表明:LRC滤波器采用铝壳功率电阻时,电动机端电压波形出现失真,上升及下降过程中存在明显的震荡;采用厚膜功率无感电阻可消除因电阻寄生电感引起的系统超调、震荡现象,使LRC滤波器达到较理想的滤波效果。