高壓VDMOS物理模型及其等效電路模型的研究與應用.pdf

1、彩色等離子顯示器(PDP)作為新一代的顯示技術具有非常廣闊的應用前景，其專用驅動芯片中應用的高壓VDMOS器件和功率集成電路都需要自主研發(fā)，芯片制造商也沒有成熟的模型支持，所以，建立用于電路仿真的高壓VDMOS器件模型成為電路設計成敗的關鍵。 本文深入研究了高壓VDMOS器件內部物理機制，在此基礎上，建立了高壓VDMOS的物理模型。其中，對VDMOS雙擴散的溝道區(qū)，本文提出了更為符合溝道區(qū)中實際情況的假設，即溝道區(qū)中橫向電場為線

2、性分布而非常數，基于此假設，本文用解析方法求解了溝道區(qū)中的橫向電場與橫向電壓分布，從而建立了一個更加穩(wěn)定有效的VDMOS溝道區(qū)模型；對VDMOS的漂移區(qū)，根據其電場分布特點和電場對電子遷移率的影響等多方面的考慮，給出了VDMOS物理模型中的關于漂移區(qū)縱向電場的微分方程，該方程可以更好地描述漂移區(qū)電場分布，更為重要的是，該微分方程雖然較為復雜，但是本文依然用解析方法在整個漂移區(qū)范圍內求解了該微分方程，而且在電子流動橫截面積發(fā)生變化的部分中

3、，求解該微分方程而得到的電場分布，沒有忽略電子密度分布對電場分布的影響，因此得到了一個更為精確有效的VDMOS漂移區(qū)模型。 基于本文的VDMOS物理模型，細致分析了VDMOS中各種電荷分布變化，各種寄生效應，以及漂移區(qū)電子流向變化，溫度變化和元胞形狀等因素的影響，提出了一個VDMOS的等效電路模型。該等效電路模型物理意義完整，精度高，收斂性好，并且考慮了PDP行驅動芯片中VDMOS器件的特殊結構和應用環(huán)境。 為了將提出的

4、模型能夠用于功率集成電路的設計，本文詳細研究了目前能夠得到的各種電路模擬軟件，最終確定采用成熟可靠的，能夠將外部模型嵌入其中的電路模擬軟件SABER，而且根據SABER對外部用戶自定義模型的具體要求，對模型的不同部分計算和功能實現(xiàn)作了分工，并且對其進行了適當的改造，從而將模型嵌入了電路模擬軟件SABER。 為了驗證模型的精確性和有效性，按照PDP行驅動芯片中高壓VDMOS的工藝條件和結構參數，分別對靜態(tài)特性和動態(tài)特性進行了計算，