一種低溫度系數(shù)觸發(fā)電流的可控硅設(shè)計.pdf

1、可控硅從上世紀(jì)50年代問世以來，經(jīng)過近60年的發(fā)展已經(jīng)在現(xiàn)代社會的生產(chǎn)和生活中扮演著越來越重要的角色：由于具有優(yōu)良的調(diào)頻、變速性能，可控硅被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)；同時可控硅也被大量應(yīng)用在漏電保護(hù)器、白色家電以及摩托車配件等消費(fèi)電子領(lǐng)域。根據(jù)觸發(fā)電流的大小，可控硅被大致劃分為強(qiáng)觸發(fā)可控硅和微觸發(fā)可控硅兩大類。其中微觸發(fā)可控硅由于具有常溫下觸發(fā)電流小、柵極功耗低等優(yōu)點(diǎn)越來越受到市場的重視，但是微觸發(fā)可控硅的觸發(fā)電流受溫度影響較大，高溫下觸發(fā)電

2、流減小會帶來誤觸發(fā)的問題，嚴(yán)重時甚至?xí)箍煽毓杼幱陂L開狀態(tài)，失去開關(guān)的作用；低溫下觸發(fā)電流增大會帶來觸發(fā)困難，柵極功耗增大的問題。基于此，本文分別提出可以減小低溫環(huán)境和高溫環(huán)境下觸發(fā)電流溫度系數(shù)的方法，并且提供一種低溫度系數(shù)觸發(fā)電流的可控硅設(shè)計，旨在穩(wěn)定微觸發(fā)可控硅的觸發(fā)電流溫度系數(shù)，使其在高溫下能穩(wěn)定工作，避免誤觸發(fā)等問題的發(fā)生。本設(shè)計的主要參數(shù)指標(biāo)是：正反向耐壓均在800V以上，導(dǎo)通電壓小于2V，常溫下（25℃）的觸發(fā)電流小于100

3、μA，高溫下（80℃）觸發(fā)電流和常溫下觸發(fā)電流大小的比值大于0.5。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹可控硅的觸發(fā)原理，從理論上分析觸發(fā)電流隨溫度變化的原因，分別提出能夠穩(wěn)定低溫和高溫下觸發(fā)電流溫度系數(shù)的方法。⑵對帶有多晶硅電阻條的可控硅結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝仿真，拉偏工藝參數(shù)，優(yōu)化過后使仿真結(jié)果符合設(shè)計要求。確定各部分尺寸后進(jìn)行版圖設(shè)計。⑶完成工藝仿真、版圖設(shè)計后進(jìn)行流片實(shí)驗(yàn)，流片完成后進(jìn)行測試，測試結(jié)果：正向擊穿電壓為800V，反向擊穿電