绝缘栅场效应管工作原理的统一表述

关于绝缘栅场效应管的工作原理,现行教材有几种不同的讲解,观点各不相同。结构示意图和特性曲线画法不同。但是,对同一类的场效应管而言,结构示意图和特性曲线只能有一种表述形式是正确的。从场效应管的基本结构出发,用新观点、新方法说明其基本工作原理,击穿的位置,击穿的原因。提出工作原理结构示意图的统一表述方法应当是在源衬、漏衬PN结之间是正负离子对应的耗尽层,在反型层与衬底之间是单一离子层(它不应该与耗尽层混同)。漏极特性曲线的统一表述规律是截止状态时的漏源击穿电压|BV′_DS|是各个不同V_GS时,击穿电压的最大值。

伯克利短沟道绝缘栅场效应晶体管模型的研究进展

随着金属氧化物半导体（MOS）集成电路工艺的飞速发展,体硅金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）模型经历了从物理到经验,最后到半经验物理的转变。介绍了以阈值电压和反转电荷为建模基础的伯克利短沟道绝缘栅场效应晶体管模型（BSIM）,以及该模型中阈值电压、饱和电流和电容的基本建模理论。回顾了近年来体硅MOSFET BSIM的研究进展,着重从各种模型的优缺点、建模机理和适用范围方面分析了4种最有代表性的BSIM,即BSIM3v3,BSIM4,BSIM5和BSIM6。从模型的发展历史可以看出模型是随着MOSFET尺寸的缩小而不断完善和发展的。最后,对体硅MOSFET的模型发展趋势进行了展望。

Bi_2Ti_2O_7薄膜制备及 Bi_2Ti_2O_7绝缘栅场效应管研制

采用化学溶液沉积法，以硝酸铋和钛酸四丁酯为原料成功地制备了 Bi_2Ti_2O_7介质膜。 制膜过程简单，成本低廉，得到的薄膜具有良好的绝缘性和较高的介电常数， 用其制备的绝缘栅场效应管与相同尺寸的 SiO2绝缘栅场效应管相比，具有较高的跨导和较低的开启电压。

双路绝缘栅型场效应管亚微秒级电火花脉冲电源

以绝缘栅型场效应管 ( MOSFET)作为开关元件的独立式单路控制微能脉冲电源设计存在着缺陷 ,不利于稳定加工 .通过对实验中采集到的波形分析 ,找出了缺陷产生的原因 ,在此基础上 ,设计了双路控制的 MOSFET开关电路 ,并根据 MOSFET的开关特性 ,采用合理电路参数 ,计算出理论波形 .通过对比实验 ,不仅验证了实际波形与理论波形吻合 ,而且改进后的电源可以将波形有效压缩至亚微秒级 ,加工表面放电痕的形貌得到了极大改善 ,提高了加工的尺寸精度和表面精度 。

Bi_2Ti_2O_7薄膜的制备及在栅场效应管中的应用

采用化学溶液沉积法,用价格低廉的原料成功地制备了Bi2Ti2O7介质膜.制膜过程简单,成本低廉,得到的薄膜具有良好的绝缘性和较高的介电常数.用其制备的绝缘栅场效应管与相同尺寸的SiO2绝缘栅场效应管相比,前者具有较高的跨导和较低的开启电压.

缘栅耗尽型场效应管沟道类型和工作区类型的判别研究

模拟电子技术是电气、电子通信类等工科类专业的专业基础课。晶体三极管和场效应管是模拟电子技术课程的重要内容,场效应管和晶体三极管相比,具有许多优良性能如低噪声、低功耗、良好的热稳定性,现已被广泛用于电子电路中。在教学过程中发现场效应管这部分知识较抽象,学生理解该知识点有一定难度。对此,该文提出一种绝缘栅耗尽型场效应管沟道类型的判别方法和工作区类型的判别方法。实践证明,该判决方法不仅能便于学生理解场效应管工作原理,更能辅助学生准确地判别其沟道类型和工作区类型。

双栅MOSFET沟道侧壁绝缘柱(DP)表面势解析模型

采用抛物线近似方法求解二维泊松方程,建立了漏端沟道侧壁绝缘柱表面电势解析模型。在该解析模型下,求解了不同漏压下的表面势,并与Atlas仿真结果做对比。比较了在相同条件下,DPDG MOSFET与DG MOSFET的沟道侧壁电势与电场分布。在不同沟道长度下,分析了DPDG MOSFET器件的阈值电压(Vth),亚阈值斜率(SS)以及漏感应势垒降低效应(DIBL),并与DG MOSFET作对比。结果表明,添加绝缘柱DP后,不仅减小了源漏端电荷分享,而且增强了栅对电荷控制,从而改善了器件的DIBL效应,并有效提高了器件的可靠性。

基于BSIM⁃CMG紧凑模型的NSFET直流特性建模

随着半导体制造工艺技术的发展,纳米片场效应晶体管(NSFET)成为下一代集成电路的核心器件,建立能准确描述NSFET特性的SPICE模型对提高基于NSFET的集成电路设计的成功率和缩短先进工艺的开发周期至关重要。结合Sentaurus TCAD仿真与伯克利短沟道绝缘栅场效应晶体管公共多栅(BSIM⁃CMG)紧凑模型,对NSFET进行直流特性建模。使用器件模型提取工具XModel提取器件的直流特性参数,包括单器件参数提取、温度及自热效应参数提取。结果表明,单器件直流特性参数提取平均误差小于5%,温度及自热效应的参数提取结果精准度较好,验证了模型的准确性。最后,构建并验证分组模型与工艺角模型。这些模型能准确描述不同尺寸和工艺波动对NSFET器件特性的影响,为加快高性能、低功耗NSFET的开发提供理论参考和实践指导。

脉冲超声传感器激发/接收电路设计

围绕磁致伸缩式超声传感器用脉冲激发/接收电路的设计,讨论了场效应功率管在脉冲超声波激发电路中的应用,重点研究了场效应管驱动电路、脉冲超声波高压激发电路及接收保护电路,并简要介绍了其余电路的实现。对研制的电路进行了性能分析,所用电子元器件均无过热现象,并获得较为理想的电脉冲信号。设计的电路板已成功用于磁致伸缩式超声传感器测量材料弹性模量。

新一代智能化磁致伸缩液位传感器

围绕一种智能化磁致伸缩液位传感器的实现,介绍了磁致伸缩传感器的工作原理、C8051F015单片机的主要特性以及数字信号处理核心器件FPGA的功能和使用方法,并从硬、软件设计两个方面进行了详细论述,作为新一代智能化传感器,已完成试验投入试生产。

宽带场强测试仪电路的研究

研制了 4种高灵敏度、宽通频带的测量空间杂散电磁场电路 ,即晶体管电路、结型场效应管电路、绝缘栅场交应管电路及复合管电路 ,并进行实验测试 .经测试 ,这些电路可靠。

单相谐振MOSFET逆变电源的研究

给出一种用于中频感应加热装置的ＭＯＳＦＥＴ逆变电源．在ＭＯＳＦＥＴ的控制信号方面，提出了一种新的控制方法，即正弦波控制法，它能够自动地产生‘死区时间’，对于避免同桥壁上、下管子直通有可靠的保护作用．文中详细叙述了装置主电路和控制电路的原理，并给出了试验波形．

一种用于多狭缝条纹相机的快门脉冲产生器

研制了一种用于多狭缝条纹相机的条纹变像管快门脉冲产生器.以绝缘栅场效应管作为开关,采用截波法实现,克服了以雪崩晶体管为开关的储能电缆放电方法的缺点,具有体积小,脉宽连续可调,电源利用率高等优点.在10pF负载下,获得矩形负脉冲,脉冲下降沿16ns,上升沿20ns,触发延时26ns,脉冲输出幅度800V,半高全宽最小100ns.

一种用于高速摄影仪的快门脉冲发生器

设计基于绝缘栅型场效应管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)的快门脉冲发生器,将MOSFET串联作为开关组,采用电平移位法对其进行驱动,由可编辑逻辑器件FPGA控制延时触发,经过脉冲形成电路分别得到高压脉冲的快前沿与快后沿.结果表明,在1.1μF的负载下,可获得幅值为800 V、前后沿均小于1μs、脉宽为81μs的高压快脉冲,该系统抗干扰能力强,可靠性好.

全桥移相软开关IGBT弧焊逆变电源设计

针对普通的PWM控制的弧焊逆变器 ,在高频情况下会产生很大的开关损耗 ,影响电源的可靠性问题。提出了功率管利用谐振电感和谐振电容的谐振 ,在零电压下开通或关断。来减小开关损耗的方法。设计了采用IGBT作为开关元件的软开关弧焊电源 ,实现了移相控制的电压软开关桥式逆变电路和采用电流传感器的电流反馈系统及驱动电路。试验结果证实了该电路具有开关损耗低 ,可靠性高的优点。

矿车用开关磁阻电机功率变换器的设计

介绍一种矿车用开关磁阻电动机(SRM)调速系统用功率变换器,详细介绍了主电路结构及元器件定额的计算。

对秦曾煌主编《电工学(中册)》中几个问题的意见

我曾三次使用秦曾煌老师主编的《电工学(中册)》(1981年修订本)作教材.在使用时,感到有以下一些问题应提出讨论.一、关于单结晶体管触发电路该教材在第306页至第307页上,利用图1所示的单结晶体管同步触发电路得出如图2所示的电压波形。我认为这种作法是错误的.因为图1所示的电路。

氧化槽隔离型RC-IGBT的设计与仿真

提出了一种新型的RC-IGBT器件,相比于常规RC-IGBT,新型的RC-IGBT在集电极侧引入了一个类似于栅极的多晶硅沟槽结构,不同之处是沟槽底部结构没有氧化层将多晶硅与硅体区相隔离,于是可将此重掺杂的多晶硅区作为新型的RC-IGBT的集电极的N+短路区,故称为TO-RC-IGBT(Trench oxide reverse conducting IGBT)。由于集电极P+阳极层与N+短路区之间的氧化层隔离,TO-RC-IGBT并未出现常规RC-IGBT导通时的回跳现象。为了避免产生回跳现象,常规RC-IGBT的元胞宽度通常达数百微米,而TO-RC-IGBT元胞宽度只有20μm,因而TO-RC-IGBT不会出现常规RC-IGBT的反向电流分布不均匀的问题。

袖珍式数字PH计

本文分析了新颖化学敏感半导体传感器——Si_3N_4绝缘栅场效应管,对H^+离子的敏感机理。提出了袖珍式数字酸度计的设计原则和方法,并对进一步改进PH传感器进行了讨论。

对哈尔滨工业大学《电工学(中册)》教材中几个问题的讨论

哈尔滨工业大学秦曾煌教授主编的《电工学(中册)》是一本获得国家优秀奖的好教材.我曾数次将该书(1981年修订本)用作非电类专业和管理类专业电子技术基础课程的教材.在使用过程中,感到有以下几个问题应该提出来讨论.