一种SOI CMOS/LDMOS单片智能功率集成电路

介绍了一种单片智能功率硅集成电路的设计和制造工艺,该电路包括工作于9V低压的常规CMOS管和两个最高耐压为80V、电流通过能力大于3A的LDMOS管。电路采用SOI介质隔离CMOS/LDMOS工艺,芯片面积约50mm2。基于一种简单的二维模型,认为,在功率集成中,纵向导电的VDMOS管由于其导通电阻有一个自限制特点,因此并不特别适合智能功率集成。

智能功率集成电路中功率半导体器件的研究

随着我国经济的不断发展和电子信息技术的推广普及,电力电子技术受到社会各界的广泛关注,智能功率集成电路和功率半导体器件的完美组合,形成了有鲜明时代特征的电力电子技术,这一技术能够高效地将电能从一种方便传输的形式变为另一种符合应用需求的形式,具有应用的高度适应能力和能源利用的高效性等显著特点,是一种符合绿色经济发展模式的智能技术。

智能功率集成电路及高压功率器件可靠性研究

随着社会的发展,科学技术的不断变革,智能功率集成电路开始在越来越广阔的领域和行业中运用。这不但极大地便利了人们 日常生活,还为物质资料生产方式的变革提供了新的思路。但智能功率集成电路想要取得长足的发展,就要对内部的高压电力驱动芯片性 能进行细致的研究。高压功率器件的性能会极大地影响到整个智能功率集成电路的性能优劣。本文对智能功率集成电路和它所依靠的高压 功率器件做一个简单的研究。

1200V功率MOS栅驱动集成电路的设计

文章在国内首次设计并研制出1200V功率MOS栅驱动集成电路。该电路最高偏置电压(Voffset(max))为1200V,最大输出峰值电流为1A,最高工作频率100kHz,温度范围-55～125°C,可同时驱动系统中用于三相图腾柱式输出的高低端功率器件,是SPIC的一种典型电路。

BCD集成电路技术的研究与进展

飞速增长的单芯片智能功率集成电路(SPIC)市场,极大地推动了BCD工艺的发展。文章简要论述了BCD集成电路技术给智能功率IC带来的优势,介绍了当今世界知名功率IC厂商的BCD集成电路技术。根据不同的应用,介绍了高压BCD、高功率BCD、VLSI-BCD、RF-BCD和SOI-BCD等五类工艺的特点及各自的发展标准;讨论了BCD技术的总体发展趋势。

电子科技大学集成电路设计中心

电子科技大学是一所以电子信息科学技术为核心的全国重点大学,1997年首批成为由中央经费支持建设的"211工程"高等学校,2001年9月进入"21世纪教育振兴行动计划"部省共建重点高校行列。电子科技大学的半导体专业是全国最早的相关工科专业之一,是我国首批硕士学位授权学科,在微电子学与固体电子学领域拥有学士、硕士、博士授予权,建有七个省部级重点实验室。

数字集成电路的发展及未来

本文分析了智能功率集成电路的发展历程、应用状况和研究现状,希望能抛砖引玉,对相关领域的研究有所贡献。

一种用于智能高边功率IC的负载开路检测电路

基于BCD工艺,设计了一种用于智能高边功率开关的新型开态负载开路检测电路.采用双重判决电路,解决了传统检测方法所带来的额外电压降和小电流检测误差太大的问题,提高了负载开路检测的精度和可靠性,且能实现1 mA^10 mA的低阈值电流检测.Cadence Spectre仿真表明,在开路检测阈值电流为3 mA的情况下,检测精度达98%;在电源电压为24 V的情况下,电荷泵输出电压为27.67 V,充电时间为16.89μs,放电时间为20.3μs,此智能高边功率电路开关时间远远小于英飞凌同类型产品100μs左右的开关时间.

电荷泵高端浮动自举式H桥功率驱动电路

提出了一种可以实现极低频甚至是 0 Hz下的高压 H桥功率驱动电路的电荷泵高端浮动自举电路。通过理论分析、仿真和实验 ,证实了在保证驱动器的开关速度不变的情况下 ,该电路能提供稳定的高端浮动电源。同时 ,对 H桥功率驱动电路中高端浮动自举电路的设计方法也进行了探讨。

一种新型集成荧光灯电子镇流器用过流保护电路

针对集成荧光灯电子镇流器中存在两个功率开关管直接短路的危害,提出了一种逐时钟周期方式的过流保护电路。与采用逐开关周期的传统过流保护电路相比,它具有更高的可靠性。文章阐述了过流产生的原因及采用本文所提出的过流保护电路的优越性,并仔细分析了电路的工作原理。最后,利用Cadence软件,给出了与理论分析相一致的实际电路的模拟结果。

一种新型的用浮空场限环实现的可集成在SPIC中的高压电压探测器(英文)

提出一种可以集成在 SPIC(智能功率集成电路 )内部的高压电压探测器的方法 ,其理论是基于基本的结终端技术中的浮空场限环系统 ,把场限环系统作为表面电压分压器 .在通常的场限环外侧再增加两个环 ,对外侧环电压再一次分压 ,并把最外侧环设计成高压电压探测器 .这样当主结电压上升到一个高压时 ,最外侧的环可以只有几伏到十几伏的变化 ,这样环 (探测器 )上的信号既可以表征主结高电压 ,又可以由低压逻辑电路处理 .以一个 40 0 V的结构为例 ,分析并模拟了这个结构 .结果证明可以有效探测 SPIC的高压并可以集成在 SPIC中 .同时 ,该结构可以与 CMOS和 BCD工艺兼容 。

智能型高压SENSFET器件的设计分析和实现

基于JFET原理,采用Double RESURF技术,对SENSFET的降场层注入剂量、始点位置和长度以及Nwell注入剂量等进行优化设计,得到了耐压730V、JFET线性区电阻为7.2×105Ω·μm的智能高压SENSFET器件.流片结果表明,器件宽度为75μm情况下,SENSFET的击穿电压为700V,线性区电阻为10kΩ.设计分析和实验结果吻合得很好.借助该SENSFET器件可以很好地实现智能功率集成电路中高压器件的信号检测和电路的自供电功能.

一种新型的荧光灯电子镇流器用振荡电路的简易实现方法

本文针对预热式荧光灯 ,提出了一种应用于电子镇流器的可以实现荧光灯工作需要的频率变化曲线的CMOS方波发生器电路。该电路用于电子镇流器的智能功率集成电路中的控制部分 ,不仅完成了荧光灯在预热、启动及正常发光各阶段的频率要求 ,而且具有结构简单、外接元件少、成本低、频率可调控等优点。

一种应用于高边驱动芯片的负载开路检测电路设计

本文基于SOI工艺,设计优化了一种应用于高边驱动芯片的负载开路检测电路。针对传统检测方法消耗冗余电压降和检测误差大的问题,本电路使用双重判决模式加以解决;针对传统电路存在信号干扰引起的振荡及开关管开关损耗的问题,本电路使用滞回比较器加以解决,提高了负载开路检测的精度、有效性和可靠度。仿真结果表明,该电路可实现低阈值高精度电流检测,当设定的检测电流阈值为3mA时,电流检测精度高达98.5%;此外实现2V的抗干扰冗余电压,能够保证芯片正常运行。

有n缓冲层SOI RESURF结构的电场分布解析模型

提出了有n缓冲层SOIRESURF结构的电场分布解析模型,采用MEDICI数值仿真,验证了上述模型的正确性。基于所建立的解析模型,获得了缓冲层的最优杂质浓度分布,提出了提高SOIRESURF结构耐压的缓冲层分段变掺杂新结构。

基于TOPSwitch的AC/DC开关电源的研制

介绍了单片开关电源芯片TOPSwitch的工作原理,给出了AC/DC隔离式稳压开关电源的完整应用电路设计方案,并对电路调试和高频变压器设计进行了说明。实验证明,此种开关电源体积小、功率密度高、运行稳定,对于单板系统供电设计具有很高的实用价值。

一种硅基新结构TG VDC SOI LIGBT

针对传统的槽栅SOI LIGBT无法满足日益发展的智能功率集成电路对耐压性能和大电流处理能力需求的问题,文中提出了一种槽栅纵向双单元SOI LIGBT新结构。该结构在传统槽栅SOI LIGBT的漂移区引入了一个第二埋氧层,将器件隔离成上下两个并联的LIGBT单元,利用第二埋氧层的隔离增强器件的电流处理能力,并采用RESURF技术改善器件的正向阻断特性。Silvaco TCAD仿真结果表明,与常规TG SOI LIGBT相比,基于这种结构的通态电流提高了1. 2倍,击穿电压提高了1倍。

空穴注入控制型横向绝缘栅双极晶体管

提出了空穴注入控制型横向绝缘栅双极晶体管（ Ｃ Ｉ Ｌ Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ），它可以有效地控制高压下阳极区空穴注入，提高器件的闭锁电压。通过对阳极区反偏 ｐ＋ ｎ＋ 结击穿电压 Ｂ Ｖ Ｚ、取样电阻 Ｒ Ａ 和阳极区结深的优化，提高了 Ｃ Ｉ Ｌ Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ 的抗闭锁能力，降低了其导通压降，并获得了初步实验结果。

SPIC在雷达伺服系统中的应用

在直流力矩电动机驱动的某机载雷达伺服系统中 ,采用了智能型功率集成电路 (SPIC)实现功率驱动 ,能够满足机载环境的苛刻要求 。

一种具有死区控制功能的自举电荷泵设计

智能功率集成电路(SPICs)已成为工业自动化、汽车电子、电机系统等领域的关键产品。智能高侧功率开关作为智能功率集成电路的代表性产品,具有复用性高、可靠性强和可集成化等优点,其通常集成电荷泵实现功率管的栅极电压抬升以减小导通损耗。针对传统自举电荷泵使用电阻对自举管的栅电容充电而导致额外功率损耗的问题,设计了一种具有死区控制功能的自举电荷泵。将传统自举电荷泵中的电阻更换为P-LDMOS,并结合低功耗的高侧浮动电源轨电路和死区控制电路进行合理的死区控制,从而在实现电压自举泵升和高侧驱动功能的同时,显著降低了自举电荷泵在工作过程中使用电阻造成的额外功率损耗。基于0.18μm BCD工艺,使用Virtuoso进行电路的设计与仿真,仿真结果表明,该电路可使外置高侧功率管实现自举上电并具备100%占空比的高侧栅极驱动,P-LDMOS的平均功耗为1.8 mW,在相同的工作条件下,其相较于传统的电阻结构降低了约90%。