基于Verilog-A的LDMOS器件建模方法的研究

发布时间：2019-10-02 05:31

【摘要】：LDMOS器件具有耐高压、驱动能力强和易与CMOS工艺技术兼容等优点,因而在开关电源、汽车电子、工业控制、家用电器等领域得到了广泛的应用。近年来,对LDMOS模型的研究逐渐增多,但相比于常规的MOS器件,LDMOS在应用中所观察到的一些特殊的物理现象使其建模相对困难。因此,建立准确的LDMOS器件模型显得非常重要。本课题通过对LDMOS器件结构和物理特性进行分析,在物理推导的基础上,采用近似方法处理,建立半经验的紧凑型模型。为了将更多精力用于建模本身而非过多关注仿真器的接口问题,缩短模型开发周期,本文用Verilog-A语言来实现LDMOS模型。本文工作主要有以下几点:1、介绍了LDMOS模型的概况、器件建模语言的发展历史以及Verilog-A语言建模的优点。2、考虑到模型的实现方法,分析了器件建模语言Verilog-A的结构和实现过程,包括语法结构、模型加载、输入数据处理、中间数据计算和模型运算等。以一个0.18 um 25 V BCD工艺为例,阐述了LDMOS器件的结构和工艺流程,重点介绍了LDMOS器件区别于普通MOS器件的横向双扩散沟道以及漂移区结构,并在此基础上详述了LDMOS工作于高压状态时的一些特殊的物理现象,例如准饱和效应和自加热效应。3、在分析了LDMOS特殊效应的基础上,通过物理推导和近似处理,建立半经验的LDMOS模型,包括准饱和效应模型和自加热效应模型。LDMOS建模难点在于漂移区建模,漂移区在栅极电压和漏极电压都很小时,电阻几乎不变,可看做常数电阻,随着栅极电压和漏极电压增大,漂移区电阻随之变化,可将漂移区等效为一个受栅极电压和漏极电压控制的受控电阻。对自加热效应,则采用热阻热容网络模型,并在此基础上加以简化,主要考虑热阻对电流的影响。对于建好的LDMOS模型,在BSIM4的Verilog-A模型的基础上,修改源代码,加入准饱和效应模型和自加热效应模型。最后,用模型提取软件MBP(Model Builder Program)对LDMOS模型进行参数提取,得到了与测试数据符合良好的仿真曲线。
【图文】：

图 1-1 SPICE 模型连接代工厂和电路设计公司厂准确地提取器件模型，电路设计者若想较好地使用 SPIC，还需很好地理解器件模型和各种模型参数。集成电路中，包括二极管，，三极管，场效应管。各种器件都有它独特

图 1-2 SPICE 模型与仿真器 并非完美的，由于它是免费的，因而缺乏产品支持公司根据自身需要，在 SPICE 的基础上，开发出能力、用户界面及特殊的分析模式的 SPICE 衍生
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN386

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本文编号：2544768