高频晶体管式电阻点焊电源的研制

针对微型零件对焊接电源的特殊要求,设计了一种基于晶体管的高频开关式电阻点焊电源,提高了电阻点焊电源控制的精密性.文中主要介绍了电阻点焊电源的主电路结构、工作原理以及以dsPIC30F6010为核心的控制系统的设计.将电阻点焊电源的开关频率提高到100kHz,从而提高了系统的控制精度和响应速度,获得了理想的焊接电流波形.通过与其它微型零件点焊电源的电流输出特性对比.结果表明,该电源具有精密零件焊接的独特优势,是一种理想的精密焊接电源.

晶体管式电阻点焊电源及其复合模式控制研究

为解决精密电阻焊过程中接触电阻变化范围大且难以预估,并由此产生焊接飞溅、虚焊等焊接质量不良的问题,设计了一种晶体管式电阻点焊电源及复合控制模式。主要介绍了晶体管式电源的主电路结构、工作原理、以dsPIC33FJ64GS610为核心的控制系统及复合控制方法。电源输出采用MOSFET开关100 kHz斩波控制,最大输出电流4000 A,能够对电压、电流反馈快速响应。复合控制模式将恒压控制与恒流控制相结合,焊接初期采用电压反馈控制适应接触电阻的变化,在短时间内降低电阻焊过程中的不确定因素,后期利用恒流模式焊接,保证焊点发热。实验结果表明,针对初期接触电阻差异大的工件结构,复合控制模式能够有效提高其焊接稳定性。

NJA—50型晶体管式微束TIG焊电源的研制

介绍NJA-50型晶体管式微束TIG焊电源。该弧焊电源性能稳定,引弧可靠,可用于直流TIG焊、脉冲TIG焊。该电源可以保证小电流时电弧稳定,特别适用于薄壁件、微型器件的焊接。

航空发动机晶体管式点火系统火花频率稳定性研究

为了提高航空发动机晶体管式点火系统火花频率的稳定性,通过电路原理分析,找出影响火花频率稳定性的因素,进而采取电压补偿和温度补偿,并做了补偿前后火花频率对比测试。在高低温及电压波动情况下,补偿后的点火系统输出的火花频率稳定性提高了50%左右。

晶体管式点火系统升压电路的研究

航空点火系统是确保航空发动机稳定运行的关键,但点火系统中电嘴在寿命后期发火端面会有严重的电腐蚀,致使点火装置产生的高脉冲电压难以满足电嘴因腐蚀而升高的最小发火电压,影响发动机运行稳定性。研究了一种点火装置的二次升压电路,并分析了升压电路计算过程和影响因素,从而提升了点火系统点火寿命并保证了点火的可靠性。

一款晶体管式交流电焊机空载自停节电电路

各种型号电焊机在焊接工作中，从焊好一道缝到焊接下一道焊缝，经常要做些辅助工作。这时的电焊机处于空载运行状态，即电焊机变压器初级绕组中仍有空载电流。这样，就要白白地浪费较多的电能。笔者为降低交流电焊机的空载无电损耗，在实践中取得应用技巧，按图所示的接线的方式对各种型号的电焊机进行革新改造达到节电的目的，经实际使用证明，取得满意节电效果。

简易全晶体管式点火系统的检查方法

在调试发动机的过程中突然发动机熄火，再也发动不起来了。遇到这种情况如何是好呢？从何处下手检查呢？将会使你感到困惑和不知所措吧。一般来讲这可能是油路或电路出了故障。油路或机械故障可以看得见摸得着，而电路出了问题就不那么简单了。不过也是可以通过一定的程序...

垂直氮化镓鳍式功率场效应晶体管优化设计

主要研究了垂直氮化镓鳍式功率场效应晶体管的器件特性。利用理论计算和器件模拟,系统地设计和优化了n型氮化镓漂移层的掺杂浓度和厚度以及鳍宽度的参数,使得击穿电压和导通电阻达到最佳的折衷。经过最终优化后,当n型氮化镓漂移层的掺杂浓度、漂移层的厚度、鳍宽度分别为5×10^(15)cm^(-3)、10μm、0.2μm时,得到高击穿电压为1150 V、低导通电阻为1.01 mΩ·cm^(2)、高Baliga优值为1.31 GW/cm^(2)。结果表明,通过本文方法优化的垂直氮化镓鳍式功率场效应晶体管可用于大功率和高压场合。

一种源漏缓冲浮栅型低漏电场效应晶体管

为解决当前主流晶体管MOSFET的反向泄漏电流较大的问题,并对传统FINFET做进一步优化,提出一种源漏缓冲浮栅型的具有较低漏电的场效应晶体管。所设计出的双向开关装置具有低静态功耗和低反向泄漏电流,只需一个独立外部供电的栅电极就可控制器件的导通、关断和浮栅擦写功能。通过改变器件中浮栅注入的电荷类型以及半导体中的掺杂浓度,即可使器件工作在不同的模式下,还可使整个器件拥有更低的反向漏电流和更高的正向导通电流。整体结构相互对称,源漏可以互换,因此具有更好的兼容性。

10纳米鳍式晶体管架构FinFET工艺

FET的全名是场效应晶体管(Field Effect Transistor,FET),先从大家较耳熟能详的MOS来说明。MOS的全名是金属-氧化物-半导体场效晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET),鳍式场效应晶体管是闸极长度缩小到20纳米以下的关键,拥有这个技术的制程与专利,才能确保未来在半导体市场上的竞争力,这也是让许多国际大厂趋之若骛的主因。创新半导体架构和制造工艺才是关键。

厚度式晶体管框架分离技术

探讨根据框架厚度进行框架分离的基本原理和要求。

鳍式场效应晶体管的有利特性及目前的研究方向

在后摩尔时代,为了满足成本、技术等方面的需求,人们对MOSFET在尺寸方面的要求不断提高,短沟道效应的影响日益显著,为了回避短沟道效应的影响,鳍式场效应晶体管应运而生。文章将从鳍式场效应晶体管的物理特征出发,将其与传统的MOSFET进行对比,阐述其具有的优势,最后简单介绍了鳍式场效应晶体管目前已经公开发表的研究内容与方向。

英飞凌在IEDM展示新型穿隧式场效应晶体管

2004年12月13-15日，在美国旧金山举行的2004年IEEE国际电子器件会议(IEDM)上，英飞凌科技公司(Infineon Technologies)的科学家宣读了几份论文，展示了他们取得的成果。英飞凌和德国慕尼黑科技大学共同提出了一种适用于制造低压数字和模拟电路的可伸缩性晶体管概念。现在，人们终于可以将互补穿隧式场效应晶体管(TFET)用于标准硅工艺，制造出具备出色静态和动态性能的芯片。

FinFET器件单粒子翻转物理机制研究评述

鳍式场效应晶体管(FinFET)器件由于其较高的集成度以及运算密度,已成为未来航天应用领域的重要选择。FinFET器件的辐射敏感性与其制作工艺和工作条件息息相关。为了解FinFET器件的单粒子翻转(SEU)敏感机制,文章结合国内外开展的相关研究,从SEU机理出发,分析了器件特征尺寸、电源电压和入射粒子的线性能量传输(LET)值等不同条件对器件SEU敏感性的影响,最后结合实际对FinFET器件SEU的研究发展方向进行展望。

压接式IEGT寄生电感对其内部并联支路均流特性的影响研究

压接式注入增强门极晶体管(press pack injection enhanced gate transistors,PP-IEGT)通过并联多个芯片增加其额定容量,然而芯片所在空间位置的差异会导致封装内寄生电感的分布不均,引发并联芯片间的电流分布不一致及热分布不均和芯片热失效。为准确分析PP-IEGT封装内寄生电感对并联芯片电流均衡性的影响,文中首先利用串联谐振曲线,提取单芯片子模组、凸台和驱动回路等组件的寄生电感,利用S参数法对测量的电感值进行验证。搭建双脉冲测试平台,结合实验数据和有限元仿真,研究寄生电感对并联芯片电流均衡性和电磁特性的影响。结果表明,寄生电感是影响电流分布的重要因素,驱动回路的寄生参数与距离栅极信号入口的长度成正比。随着PP-IEGT额定容量的增大,并联支路数量的增多,芯片间电参数不均问题更加严重;改变凸台的栅极豁角结构有助于提高电磁参数分布的均衡性。

一种新型双Fin ESD防护单元研究

为满足小尺寸器件的ESD防护需求,基于Fin技术,提出了一种具有寄生SCR的STI双Fin结构。通过采用双Fin布局和深掺杂技术,减小了器件的基区宽度,避免了Fin技术中由弱电导调制导致的SCR无法开启的现象。仿真结果表明,相比于DFSD结构,新结构失效电流It2/Wlayout从21.67 mA/μm增加到28.33 mA/μm;触发电压V_(t1)从14.08 V减小到9.64 V。在ESD来临时,新结构能够实现有效的开启,泄放大电流。

14 nm pFinFET 器件抗单粒子辐射的加固方法

为探究先进互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺在空间应用中的可靠性问题,研究14 nm工艺下P型沟道鳍式场效应晶体管(pFinFET)器件中的抗单粒子瞬态(SET)加固策略。通过在器件中插入平行于鳍方向的重掺杂N型沟槽(Ntie)和P型沟槽(Ptie)来减缓SET的影响。三维TCAD仿真结果表明:加固之后器件的抗SET特性和沟槽本身的偏置条件相关。当重掺杂沟槽处于零偏状态时,抗辐射加固的性能最好,SET脉冲宽度降低程度可达40%左右;然而,当处于反偏状态时,由于特殊的电荷收集过程的存在,使得SET脉冲幅度反而会明显增大,脉冲宽度减小程度并不明显。此外,还研究沟槽面积、间距及掺杂浓度对pFinFET中的SET脉冲宽度的影响,得到提高抗SET效果的加固方法。

FinFET芯片TEM样品制备及避免窗帘效应方法

制备高质量纳米尺度芯片透射电子显微镜(TEM)样品对于探索半导体器件结构设计、材料分布与芯片性能之间的关系具有重要的意义。使用聚焦离子束(FIB)/扫描电子显微镜(SEM)双束系统制备14 nm鳍式场效应晶体管(FinFET)截面TEM样品,制备过程中从技术角度提出了两种自下而上制样方案来抑制窗帘效应。为扩大样品的可表征视场范围,在避免样品弯曲的前提下,提出了一种薄片提取方法。结果表明,离子束流越大,窗帘效应越严重,自下而上方法能有效规避窗帘效应;离子束电压30 kV时采用清洗截面(CCS)模式、5 kV/2 kV时采用矩形模式,样品台倾斜补偿角度为1.5°~3.5°,进行交叉减薄,且最终铣削长度控制在1μm时减薄效果最好;新的薄片提取方法改变了样品的铣削方向,在避免窗帘效应破坏感兴趣结构和样品弯曲的前提下,将样品的可表征视场范围扩大了5倍。研究结果对优化TEM样品制备方法以及芯片失效分析提供了参考。

张应力调制SOI FinFET器件及其性能

针对具有立体结构的绝缘体上硅鳍式场效应晶体管(SOI FinFET),研究了表面淀积50 nm张应力SiN薄膜后SOI FinFET器件的电学特性,并对关键电学参数,如开态电流I_(on)、电流开关比I_(on)/I_(off)、跨导g_(m)、漏致势垒降低V_(DIBL)和亚阈值摆幅S_(ss)等,进行了深入分析。研究结果表明,应变对栅长较小器件的I_(on)和S_(ss)有更明显的改善,随着张应力的引入使g_(m)提升,从而显著提高了器件的I_(on),且I_(on)/I_(off)较引入前有着2个量级的提升。而g_(m)的提升归结于张应力引入而导致SOI FinFET沟道载流子迁移率的提升。V_(DIBL)和S_(ss)的改善,表明张应力的引入使器件的栅控能力显著提高。

微细电火花加工用脉冲电源技术的基础研究

在微细电火花加工中,使用RC放电回路容易得到数十至数百纳秒的窄脉宽电流,但RC放电回路由于向电容器充电所需时间而不能得到很高的放电频度,严重影响其加工效率。为此,本研究开发了微细电火花加工用晶体管式脉冲电源,并对其加工特性进行了评价,找出了适合于微细电火花加工的晶体管式脉冲电源。实验结果表明,自振式晶体管脉冲电源因其加工速度慢并不适于微细放电加工。通过开发等脉宽晶体管脉冲电源,可实现脉宽80 ns的放电电流,与传统的RC放电回路相比,加工速度可提高2至3倍。