基于MEDICI软件的高维持电流SCR器件的仿真优化

为了设计满足不同静电放电(ESD)设计窗口需求的可控硅整流器(SCR)器件,提出一种提高ESD用SCR器件维持电流的方法。该方法基于器件仿真软件MEDICI,通过仿真分析SCR器件在ESD工作条件下的内部电流流向、载流子分布和电导调制过程,从器件尺寸、掺杂浓度和电流路径三个方面对SCR器件的维持电流进行了仿真优化。仿真结果表明,优化后的SCR器件的维持电流增大了10倍。该仿真优化方法可以提高学生的器件仿真能力,同时使他们对微电子器件的优化设计过程有更加直观和全面的认识。

Science Letters:A robust polysilicon-assisted SCR in ESD protection application

A novel polysilicon-assisted silicon-controlled rectifier (SCR) is presented and analyzed in this paper, which is fabricated in HHNEC's 0.18 μm EEPROM process. The polysilicon-assisted SCRs take advantage of polysilicon layer to help bypass electro-static discharge (ESD) current without occupying extra layout area. TLP current-voltage (I-V) measurement results show that given the same layout areas, robustness performance of polysilicon-assisted SCRs can be improved to 3 times of con- ventional MLSCR's. Moreover, one-finger such polysilicon-assisted SCRs, which occupy only 947 μm2 layout area, can undergo 7-kV HBM ESD stress. Results further demonstrate that the S-type I-V characteristics of polysilicon-assisted SCRs are adjustable to different operating conditions by changing the device dimensions. Compared with traditional SCRs, this new SCR can bypass more ESD currents and consumes smaller IC area.

LDMOS-SCR ESD器件漂移区长度对器件性能的影响

采用软件仿真一系列的横向扩散金属氧化物半导体(Laterally diffused metal oxide semiconductor,LDMOS)可控硅(Silicon controlled rectifier,SCR)静电放电(Electrostatic discharge,ESD)保护器件,获取工作状态的I-V曲线。结果表明,随着漂移区间距缩小,单位面积的失效电流增大,器件的ESD保护水平提高,但器件的维持电压减小,器件的鲁棒性降低。仿真提取关键点的少数载流子浓度、电流密度、电压强度等电学特性,根据采样结果和理论分析,内部载流子输运能力增强,但导通电阻无明显变化是该现象的内在原因。采用0.5μm 5V/18V CDMOS(Complementary and double-diffusion MOS,互补型MOS和双扩散型MOS集成)工艺流片并测试器件,测试结果证实了仿真结论。为了提高器件的失效电流且不降低维持电压,利用忆阻器无源变阻的特性,提出了一种新型的LDMOS-SCR ESD保护器件(M-ESD器件),理论分析表明,该器件内部忆阻器与寄生晶体管组成的系统能够有效地协同工作,在不增大芯片面积和不降低维持电压的情况下,使器件的失效电流增加,提高器件保护水平。

应用于片上ESD防护中新式直通型MOS触发SCR器件的研究

在基于0.13μm CMOS工艺制程下,为研究片上集成电路ESD保护,对新式直通型MOS触发SCR器件和传统非直通型MOS触发SCR进行了流片验证,并对该结构各类特性进行了具体研究分析。实验采用TLP(传输线脉冲)对两类器件进行测试验证,发现新式直通型MOS触发SCR结构要比传统非直通型MOS触发SCR具有更低的触发电压、更小的导通电阻、更好的开启效率以及更高的失效电流。

基于STM32单片机控制的可控硅调节设计

基于功率器件晶闸管的单相交流电压控制器,常用于小功率单相电动机控制、照明控制和电加热控制等场合。基于电源一体化方案,选取了STM32F407作为主控制器设计了可控硅调节器,通过获取外部输入信号或检测信号反馈,按设定方式调节PWM触发信号控制可控硅导通时间,实现小型功率器件的输出调节。以光线调节为例设计了单片机控制的可控硅调光设备,实现光线的自动调节、手动调节以及感光调节等功能。最后搭建了基于单片机控制的光线调节实验系统,进行了相关的测试与分析,结果表明,所设计方案能够根据输入信号或检测结果触发不同的导通角,实现光线的强弱控制。所设计方案可应用于光线调节、电机闭环调速等多种控制场景。并可用于光耦过零检测、不控整流、稳压降压以及光线检测反馈控制等电子技术知识的综合实验普及,以及程序编写、中断、外设及PWM等单片机知识的学习。所提方案不受功率器件和场所限制,可有效降低成本。

50kV/4A输出高压恒流电源

介绍了适用于脉冲功率技术大容量电容器组快速高效充电的一种变频恒流高压电源 ,它采用三相半控晶闸管桥式整流 ,经由两只开关管、储能电感、续流二极管和霍尔电流传感器构成的恒流网络 ,再由桥式晶闸管电路逆变成 1 k Hz后升压、整流。

20kV小电流可控硅固体开关的研制

利用脉冲变压器隔离驱动,采用28个可控硅(TYN1225)串联成20kV固体开关。解决了变压器输出一致性和绝缘问题,对串联电路中各开关的均压等相关技术进行了讨论,并给出了测试结果。

过零触发比例选控电路的设计与分析

过零触发比例选控电路以可控硅作为触发开关功率元件，它把负载与电源接一定的通断率接通和断开，使负载上获得完整的正弦波形，并使其功率得到精细的调整．电路可广泛应用于数字化仪器及自动化控制设备中．

基于可控硅整流器的静电放电防护器件延迟特性

为提高静电放电(ESD)防护器件的开启速度,减小被保护电路的损伤概率,在0.18μm CMOS混合信号工艺下,研究了结构参数、脉冲幅值对基于可控硅整流器(SCR)的ESD防护器件开启时间的影响。在基区渡越时间的基础上,加上了结电容的影响因素,完善了器件防护延迟模型,当注入脉冲电压值增大到700V时,模型最大误差<0.5ns,在分析快沿脉冲的防护时更符合实际情况。仿真结果表明:当阱间距取5.00μm,N+与P+间隔取0.50μm,SCR的开启时间可降为1ns。此外,在大幅值的脉冲注入下,由于结电容的充电速度加快,SCR的开启也更为迅速。实验结果验证了模型和仿真分析的准确性,在一定程度上增大阱间距的宽度,减小N+与P+的间隔可以缩短SCR的开启时间,为该类型防护器件的设计、参数优化提供了理论依据。

现场测试自并励机组发电机T_(d0)′的一种简便方法

提出了一种适用于自并励机组的简便试验方法。该方法通过关断可控硅触发脉冲电源,使转子与已导通的2个晶闸管及励磁变压器副边形成放电回路,从而测得该回路的放电时间常数。该方法不但明显节约试验成本,减少试验时间,而且测量误差较小。通过电路叠加原理从理论上证明了该方法的合理性。结合实际情况进行误差分析,结果表明该方法的试验误差可以满足工程需要。最后举出了试验实例,该方法适用于自并励发电机的现场参数测试,只要发电机励磁调节器具备切断可控硅触发脉冲电源的功能,均可使用该方法。

一种总线式结构的新型低压无功补偿装置

介绍了一种采用RS 4 85总线技术的新型低压无功补偿装置 ,RS 4 85总线技术优化了装置的系统结构 ,提高了运行的可靠性 ,且具有独特的可控硅实时监测与诊断功能。较好地解决了在运行中准确判断可控硅器件好坏这一困扰现场运行人员的问题。

基于模糊PID算法的电阻炉温度控制系统设计

以单片机为主体,设计一个能处理较复杂数据和控制功能的电加热炉温度控制系统。该系统具有自动检测、数据实时采集、处理及控制结果显示、打印等功能。软件采用模糊控制算法,自适应在线修改PID参数,构成模糊自整定,结合了模糊控制快速性,保持较小超调量的优点和PID控制方法成熟,可消除稳态误差。

一种数字控制的三相移相触发电路

设计了一款用于可控硅控制的三相移相触发电路。针对点电网及现场出现的噪声干扰问题．提出了一种去抖动电路设计方案，阐述了移相电路的基本设计思路。通过仿真和实际测试，该触发器的移相范围达到0°～178°，移相精度为0．35°／mV。

PDP用烧成炉及烧结工艺技术的研究

本文对几种 PDP用烧成炉的结构和特点进行了比较和分析 ;介绍了烧成炉设计时的气氛控制、加热器分布及电气控制方法 ;对 PDP材料的烧成技术、工艺进行了研究和分析 ;最后从降低生产成本的角度 ,探讨了烧成技术的发展方向。

可控硅串级使用触发电路

可控硅作为开关元件在高压测控领域中应用越来越多。为了更好的保证高电压作业条件下的人身安全、元器件性能稳定、测试数据更加精准,对可控硅串级使用中电路的改进显得尤为必要。文章利用R-C回路进行了动态均压保护以及并联R的静态均压保护方法,提出了一种在高电压条件下可控硅作为开关元件串级使用的触发电路的改进方法,使可控硅串级触发电路的稳定性有了进一步的提高,解决了使用中容易误触发、不能同步触发、温度过高等缺点。在现场试验中,串级后的可控硅各项性能稳定、可靠。

新式顺序触发开关电路

介绍了一种利用双向可控硅构成的顺序开关电路，并分析了工作原理．试验表明，此电路具有结构简单，布线方便等特点，宜于实际应用．

CMOS器件自锁现象的探讨

结合最近开发的绝缘油耐压测试仪中出现的CMOS自锁现象,系统分析了在电路设计中尤其是强电磁场等特殊环境下普遍存在的CMOS器件自锁现象产生的机理、触发条件和原因,并提出了抑制该类干扰的各种措施。

基于数字信号处理器的晶闸管焊接电源相序自适应控制

主回路采用Y/△接法,同步变压器采用Y/Y接法的三相全桥晶闸管焊接电源对电源三相进线接入顺序有要求.在分析了电源三相进线不同接入顺序三相同步电压和主回路三相线电压的相位相序关系的基础上,建立了一种基于数字信号处理器(DSP)的全数字化晶闸管焊接电源,利用软件实现同步信号的检测、主回路线电压相序的判别、电源自适应控制及缺相保护.焊接试验证明,基于DSP的相序自适应控制晶闸管焊接电源工作稳定可靠,能够很好地满足各种焊接工艺性能.

简单实用的电风扇节能调速器设计

介绍了一种设计简单、性能优良的调功型调速器 ,解决了现有调速器功耗大、功率因数低、调速范围小、谐波污染等问题。

国产电动呼吸机控制系统的程控改进

本文针对目前一些国产呼吸机控制电路的缺陷，提出了用单片机程控系统取代原有的模拟电路控制系统的方法。改进后明显提高了呼吸机的稳定性，可靠性和安全性，且成本低，易于操作。经过临床实用，效果良好。