空间辐射环境下SiC功率MOSFET栅氧长期可靠性研究

利用等效1 MeV中子和γ射线对1200 V SiC功率MOSFET进行辐射,研究了电离损伤和位移损伤对器件的影响,并分析了辐射后器件栅氧长期可靠性。结果表明:中子辐射后器件导通电阻发生明显退化,与辐射引入近界面缺陷降低载流子寿命和载流子迁移率有关。时间依赖的介质击穿(TDDB)结果表明,栅泄漏电流呈现先增加后降低趋势,与空穴捕获和电子捕获效应有关。中子辐射后栅漏电演化形式未改变,但氧化层击穿时间增加,这是中子辐射缺陷增加了Fowler-Nordheim(FN)隧穿势垒的缘故。总剂量辐射在器件氧化层内引入陷阱电荷,使得器件阈值电压负向漂移。随后的TDDB测试表明,与中子辐射一致,总剂量辐射未改变栅漏电演化形式,但氧化层击穿时间提前。这是总剂量辐射在氧化层内引入额外空穴陷阱和中性电子陷阱的缘故。

功率MOSFET抗单粒子加固技术研究

针对功率MOSFET的单粒子效应(SEE)开展了工艺加固技术研究,在单粒子烧毁(SEB)加固方面采用优化的体区掺杂工艺,有效降低了寄生双极晶体管(BJT)增益,抑制了单粒子辐照下的电流正反馈机制。在单粒子栅穿(SEGR)加固方面,通过形成缓变掺杂的外延缓冲层来降低纵向电场梯度,减弱了非平衡载流子在栅敏感区的累积,并开发了台阶栅介质结构提升栅敏感区的临界场强。实验结果表明,经过加固的功率MOSFET在满额漏源工作电压和15 V栅源负偏电压的偏置条件下,单粒子烧毁和栅穿LET值大于75 MeV·cm^(2)/mg。在相同辐照条件下,加固器件的栅源负偏电压达到15~17 V,较加固前的7~10 V有显著提升。

功率MOSFET泄漏电流测试研究

功率MOSFET属于电压控制型器件,在电路中主要起到电子开关的作用。栅源施加开启电压,器件开启功率信号通过,如果器件栅源和漏源阻断时泄漏电流较大,会导致产生器件自热相应,从而降低器件可靠性。由于功率MOSFET由于自身结构和工艺本身存在寄生电容,寄生电容在充电时会出现充电电流,该充电电流会对泄露电流的测试产生严重的干扰。本文通过原理分析和实际测试模拟,结果表明泄漏电流的测试脉宽对泄漏电流的测试有着直接的影响,特别是对于芯片面积较大或寄生电容较大的功率MOSFET。

基于扩展规格书数据的SiC功率MOSFET建模

本文提出一种实用的SiC功率MOSFET建模方法。所建立的模型可在图形化仿真软件中实现,用于电力电子电路损耗分析。首先,基于器件规格书数据建立器件的静态模型;然后,对SiC功率MOSFET的物理结构、物理特性进行分析,依据分析结果对规格书数据进行扩展,建立模型的各个动态部分,从而构成完整的模型;最后,建立多种商用SiC功率MOSFET模型,并对模型进行仿真和实验验证,验证结果显示模型具有令人满意的精度和适用范围。本文建模方法所用数据仅源自产品规格书,无须通过测量获取规格书之外的其他数据。

基于功率MOSFET的大电流智能汽车电子开关的研究

汽车的功率开关器件普遍采用传统电磁继电器,针对传统电磁继电器开关速度慢、存在机械寿命等问题,结合指标需求,设计了基于CAN通信的智能汽车电子开关。智能电子开关主要分为硬件和软件设计,以英飞凌XC2234L微控制器、功率MOSFET和CAN通信完成作为其硬件控制核心,最终完成对硬件电路的模块化设计;采用英飞凌开发工具完成底层驱动代码,完成软件的模块化设计。该无运动零部件的电子式智能开关具备通信以及报警功能,可通过CAN与上位机通信,实时监测工作电流、电压以及工作温度。测试结果表明,该继电器满足设计指标,在最大负载电流100 A持续通电过程中,上位机显示功率MOSFET温度小于85℃,且不会自动关断。

启方半导体与威世签署功率MOSFET长期生产代工协议

韩国8英寸纯晶圆代工厂启方半导体(KeyFoundry)近日宣布,该公司已经与威世集团(Vishay Intertechnology Inc.)(NYSE:VSH)签署了多款功率MOSFET产品的长期供应协议。功率MOSFET是在高电压、大电流的工作状态下,具备低功耗、高速开关能力和高可靠性的,几乎可以应用于所有电子设备的典型的功率分立器件。

基于功率MOSFET的超磁致伸缩执行器驱动电源

在分析超磁致伸缩材料的驱动特性及超磁致伸缩执行器驱动电源特点的基础上 ,采用连续调整型恒流源的原理 ,并选用功率 MOSFET作为功率放大元件 ,研制出 - 3～ +3A连续可调的高精度超磁致伸缩执行器驱动电源。实际测试的结果表明其性能良好 。

基于功率MOSFET的高压纳秒脉冲源研究

为进行钝感火工品电安全性测试,对一种以MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)为开关元件的纳秒双快沿脉冲源进行分析与实验研究。简要介绍其结构的基础上,着重从高压场效应管的开关机理、推挽MOSFET动作时序以及主要寄生参数对输出脉冲波形影响等几方面来详细分析提高高压纳秒脉冲源输出脉冲特性的方法和途径。实验结果表明,该脉冲源可以产生脉冲上升沿约为5 ns、下降沿约为8 ns,幅值300 V左右的准方波脉冲,性能指标满足钝感火工品的电安全性试验的要求。

同步整流功率MOSFET特性及研究现状

为了降低开关电源的功率损耗,同步整流技术采用功率MOSFET替代肖特基二极管,实现了更高的整流效率。简要介绍了同步整流技术的原理,并结合原理,深入分析了应用于同步整流的功率MOSFET与常规功率MOSFET在电学特性上的差异。总结了近年来同步整流功率MOSFET领域的研究进展。

新型双功率MOSFET管谐振驱动电路

提出一种新型双功率MOSFET管互补谐振驱动电路,对电路的工作原理、性能特性和关键电路参数设计进行分析,并建立仿真和样机实验。该驱动电路由1个变压器和6个半导体器件组成,类似反激变换器的电路结构,并且以谐振方式工作。理论分析表明,该电路具有拓扑结构和控制简单、驱动损耗低、驱动速度快、驱动电路中的开关管实现了部分软开关等优点。仿真和实验结果验证了理论分析。

桥式拓扑结构功率MOSFET驱动电路设计

针对桥式拓扑功率MOSFET因栅极驱动信号振荡产生的桥臂直通问题,给出了计及各寄生参数的驱动电路等效模型,对栅极驱动信号振荡的机理进行了深入研究,分析了驱动电路各参数与振荡的关系,并以此为依据对驱动电路进行参数优化设计,给出了实验波形。理论分析和实验结果表明,改进后的驱动电路成功地解决了驱动信号的振荡问题,从而保证了功率MOSFET能够安全、可靠地运行。

适合于PSPICE的一种精确的功率MOSFET等效电路

建立了一种新的功率ＭＯＳＦＥＴ等效电路，以便利用先进的电路模拟软件ＰＳＰＩＣＥ对功率ＭＯＳＦＥＴ所有特性进行模拟和分析．对ＩＲ公司的各类ＨＥＸＦＥＴ进行的模拟结果与其数据手册中的实验曲线十分吻合，表明该模型具有较高的精确性．

简单实用的功率MOSFET驱动电路

设计了采用脉冲变压器隔离的功率MOSFET无源驱动电路 ,可工作在任意占空比下 ,具有实用性强、电路结构简单、响应速度快、输出阻抗小等优点。介绍了该驱动电路在零电流开关电路中的简化应用 。

功率MOSFET反向特性的分析模拟

本文对功率MOSFET的反向特性进行了模拟，着重分析了N沟功率MOSFET体内集成二极管的独特的作用，并对P沟器件在特性模拟时由于PSPICE模型参数的限制而表现出来的误差进行了分析，提出了改善措施，并得到了与实际相符合的结论．

星用功率MOSFET器件单粒子烧毁试验研究

针对国产功率MOSFET器件JTMCS081和JTMCS062,利用实验室的MOSFET器件单粒子烧毁试验测试系统,在252Cf模拟系统上开展了单粒子烧毁评估试验研究。通过试验研究获得了被试器件单粒子烧毁的电压阈值,为被测器件在卫星型号的使用提供技术参考依据。

星用功率MOSFET器件总剂量效应试验研究

本文针对星用功率MOSFET器件JANTXV 2N7261和SR7262V,进行了钴-60γ射线辐照试验研究。在γ射线辐照过程中,采用JT?1型晶体管特性图示仪和计算机控制的摄像机,实时监测器件电参数随辐照剂量变化的特征,通过试验研究获得了被试器件阈值电压、漏电流和击穿电压随总剂量变化的特征照片和曲线,得出被试器件的抗总剂量水平。

功率MOSFET并联均流问题研究

对频率为MHz级情况下功率MOSFET并联均流问题进行了研究,详细分析了影响功率 MOSFET并联均流诸因素。通过Q轨迹把器件参数和外围电路联系起来,得出较大的Q值和适当的Ls/Lx有利于并联均流。大量的仿真和小功率实验结果均表明该方法的正确性。

功率MOSFET并联应用及研究

对作用在C类状态下频率为MHz以上的功率MOSFET并联均流情况进行了研究,分析功率MOSFET并联时造成不均流的各种因素,着重解析稳态和暂态电流平衡问题,并通过仿真提出一些解决方法和建议。实验结果表明,使用参数尽量一致的MOSFET管对称分布进行并联,并采取合理的电路布局,通过调节电路参数能获得较好的均流效果。

基于结构函数的功率MOSFET器件热阻研究

热阻是衡量功率MOSFET器件散热能力的重要参数,对其准确测试与分析具有重要意义。基于结构函数理论,同一功率MOSFET器件在不同条件下进行两次实验,通过积分结构函数分离点来确定器件热阻。该方法简单准确,可重复性好,实验测试结果为0.5 K/W,与有限元(FE)建模获得的0.44 K/W符合较好。对比两不同批次器件的微分结构函数,其中一种器件微分结构函数发生0.2 K/W偏移,超声波扫描(SAM)发现该器件焊料层存有空洞,该方法可用来判断器件内部工艺的好坏。

功率MOSFET器件单粒子烧毁^(252)Cf源模拟试验研究

本工作涉及利用252Cf源进行辐射效应试验研究的方法。结合功率MOSFET器件单粒子烧毁测试技术,对功率MOSFET器件辐射效应进行模拟试验研究。研究结果表明:在空间辐射环境下,功率MOSFET器件尽量使用在低电压范围内;在电路设计中附加必要的限流电阻是1种十分有效的抗单粒子烧毁措施。