文档介绍：摘要
功率是功率电力电子的主流产品之一。它具有高输入阻抗、高开关速度、宽安全工作区
以及很好的热稳定性等特点,广泛地应用于开关电源、汽车电子、马达驱动、节能灯等各种领域。
由于我国以上产品需要进口,因此对器件的物理特性及电学特性研究与建模有
着重要实际意义。本文研究和建立了两个在设计与应用中的关键模型。
一个是导通电阻模型,导通电阻是衡量性能的重要指标。本文从器件
物理结构出发,利用半导体基本物理方程,提出了一种建立导通电阻模型的新方法。本文提出的导
通电阻二维模型与数值模拟结果以及试验数据的吻合度较好。该模型具有显示曰解析
表达式,勿需迭代,物理意义明显,它可以准确分析导通电阻随各种结构参数变化的关系,这对于
优化设计该类器件具有指导惫义。
另一个是等效电路模型。本文详细分析了的物理结构中各种寄生效应
对电学性能的影响,在此基础上建立了等效电路模型,并利用田软件给出
了提取等效电路模型参数的方法与步骤。所建立的模型能够进行直流分析和瞬态分析,能
够得到全电压范围内连续的一特性曲线,其中包括线性区、饱和区和准饱和区,并实现了线性区
与饱和区之间的平滑过渡。该等效电路模型能够应用于电力电子电路的设计之中,满足工程应
用的需要。此外,由于本文建立的模型基于器件物理结构,因此也可以用来对器件进行结
构优化设计。
除以上两个模型以外,本文还补充分析了其他需要重点考虑的与密切相关的参数与特
性。
关键词,导通电阻,,模型,
比团,
,,即盯】臼朽,弓悦口此
,讯,阳丘勺。伴花口
加,
加卯比坦助州司比歇孙
勿
幼沈丁七已一劝彻止
, 加劝
滋川胡司即州喇仍亡刀
却叫歹对阶一加叮
州,加对助
叮扭‘一加
世时
翻
’嘟丁七即出幽而
岛认已已
】引以如肥
耐勿, 比劝
】诉,
理姆’
叭五℃幻胃,翻时叮即
,,一沈,,、七
东南大学学位论文独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成
果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表
或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过
的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并
表示了谢意。
研究生签名龟公⋯日期夕‘二“
东南大学学位论文使用授权声明
东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的
复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内
容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可
以公布包括刊登论文的全部或部分内容。论文的公布包括刊登授权东南大学研
究生院办理。
研究生签名宁令孤导师签名嘘在日期呱啄户
第一章绪论
第一章绪论
功率场效应晶体管是在集成电路工艺基础上发展起来的新一代电力电子开关器件,在
微电子工艺基础上实现电力设备高功率大电流的要求。自从垂直导电双扩散浦
加旧新结构诞生以来,电力’得到了迅速发展。
由于具有高输入阻抗、低驱动功率、高开关速度、优越的频率特性、以及很好的热稳定性等
特点,因此它广泛地应用于开关电源、汽车电子、马达驱动、工业控制,电机调速、音频放大、高
频振荡器、不间断电源、节能灯、逆变器等各种领域词
年晶闸管的问世标志世界电力电子技术的诞生,从此电力电子器件得到了迅速发展。
在年由等人提出后,逐步改变了整个功率半导体器件的面貌。八十年代
是器件和晶闸管并行发展的年代。到了九十年代器件迅速占领了相当大部分的中小功率器
件市场。经过近余年的发展,商用产品日趋成熟,应用渐趋广泛。
本章首先总结了在低压大电流和高压大电流两方面的发展趋势,然后分析了的
市场前景,最后概述了本文的主要内容与工作。
场效应晶体管的研究现状与发展趋势
晶体管经过余年的发展,目前已经取得了长足的进步。对于低压器件,人们一方面
希望缩小芯片面积,节约成本,另一方面想方设法降低导通电阻对于高压器件,希望外延层在保
持高击穿电压的前提下,降低导通电阻。无论高压还是低压,降低导通电阻是提高
性能的主要标志。
低压大电流相晶体管的研发趋势
由于具有高输入阻抗,低导通电阻,高开关速度等一系列优势,因此在低压功率开关半
导体市场上占有统治地位二尽管如此,由于便携式设备及无线通信对功耗要求越来越低,因而减小
导通电阻、降低功耗是功率研发的首要任务,此外对低压设备输出电流要求越来越大,现在的
处理器电流达到以上,甚至