MOS-D快速二极管的设计分析与优化

发布时间：2017-05-23 15:10

  本文关键词：MOS-D快速二极管的设计分析与优化，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：VDMOS的正向导通压降较小、功率适用范围广,现如今在功率器件市场上占据着相当重要的地位,在电路设计中VDMOS器件与双极型二极管的配套使用也在不断发展。然而,双极型二极管与MOS器件在配套使用中存在着诸多缺陷。例如双极型二极管的反向恢复时间较长就严重影响了两者在高频领域的配套使用,双极型二极管的缺陷越来越限制了电子器件的更新换代以及技术提升。本文的目的是为了设计优化出一种电学性能更加优秀的新结构多元胞MOS-D二极管器件。该MOS-D结构的功率二极管融合了MOSFET技术优点,是由若干个栅源短接的VDMOS管“元胞”并联构成的,具有正向导通压降小、温度特性好、高温反向漏电小、抗雷击能力强等优点。本文首先对MOS-D二极管的工作原理进行了分析介绍。在理论分析以及综合考虑各种性能参数的基础之上设置了MOS-D二极管的具体结构参数,然后利用Silvaco软件初步建立了MOS-D二极管模型,在初始MOS-D二极管模型的基础上探究单一方面因素改变对器件产生的影响,并且在单一方面优化的基础之上再进行该项过程。在综合考虑各个方面影响因素的基础上,不断进行优化得到具有稳定以及优良参数特性的MOS-D二级管结构参数。最终使得MOS-D二极管元胞的开启电压为0.3V,并且MOS-D二极管元胞在正向电压为0.45V条件下电流量级为10~(-6)A,反向电压为100V条件下漏电流级别为10~(-11)A。在MOS-D二极管元胞并联数量达到十万数量即正向电流为10 A时,得到了MOS-D二极管的正向压降低于0.45V,反向漏电流低于20μA。
【关键词】：MOS-D二极管 栅源短接 元胞
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN386
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 发展状况10-11
• 1.3 课题研究意义11
• 1.4 课题主要目的11-13
• 第2章 MOS-D二极管结构和工作原理13-26
• 2.1 VDMOSFET的基本结构13-14
• 2.2 VDMOSFET的工作原理14-16
• 2.3 MOS-D二极管结构16
• 2.4 MOS-D二极管工作原理16-19
• 2.5 MOS-D二极管的主要参数19-25
• 2.5.1 阈值电压19
• 2.5.2 导通电阻19-21
• 2.5.3 击穿电压21-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第3章 MOS-D二极管的参数设计26-31
• 3.1 外延层的参数设计26-27
• 3.2 N+区域的设置27
• 3.3 P-区域的设置27-28
• 3.4 栅极多晶硅的设置28
• 3.5 源极接触沟槽深度和宽度的设置28-29
• 3.6 其他参数的设置29-30
• 3.7 MOS-D二极管参数的具体设置30-31
• 第4章 MOS-D二级管具体参数的优化31-45
• 4.1 沟道长度的优化31-32
• 4.2 栅极多晶硅深度的优化32-36
• 4.3 源极接触沟槽的沟槽深度和宽度的优化36-40
• 4.4 栅极多晶硅宽度的优化40-41
• 4.5 MOS-D二极管的反向恢复时间仿真41-45
• 第5章 MOS-D二极管的模拟45-56
• 5.1 Silvoco TCAD简介45-48
• 5.2 MOS-D二极管的ATHENA模拟48-56
• 第6章 结论56-57
• 参考文献57-59
• 在学研究成果59-60
• 致谢60

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 永贵;黄海军;许岩;;菱形网格的行人疏散元胞自动机模型[J];物理学报;2013年01期

2 颜能,庄文君;基于广义联结度的群法及其在多元胞布局中的应用[J];计算机辅助设计与图形学学报;1993年03期

3 杨吉新;;并行元胞单元法[J];计算力学学报;2006年01期

4 方薇;何留进;宋良图;;因特网舆情传播的协同元胞自动机模型[J];计算机应用;2012年02期

5 郭仪;杨华磊;付海东;;信息量与时间的数理通路——信息元胞方程[J];哈尔滨商业大学学报(自然科学版);2012年03期

6 顾国庆,陈戈,车宏安;可加元胞自动器的几个严格结果[J];自然杂志;1995年03期

7 刘佶鑫;赵英凯;;蚁群元胞模型的应用研究[J];计算机工程与设计;2009年09期

8 黄光球;沈小刚;;区域耦合状态转移概率化元胞自动机模型[J];计算机应用;2011年11期

9 唐南奇;尹陈红;张黎明;范侃;余榕钦;罗宏辉;;基于复合因子元胞自动机模型的福州城市用地变化模拟[J];福建农林大学学报(自然科学版);2014年01期

10 刘勇;马良;;非线性0-1规划的元胞蚁群算法[J];系统管理学报;2010年03期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 单博文;;基于元胞传输模型的疏散逆向车道设置策略研究[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 陶亦舟;行人流数值模拟的若干新方法[D];上海大学;2015年

2 崔建勋;基于元胞传输模型的道路交通区域疏散应急管理研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

3 杨吉新;元胞单元法理论研究及程序设计[D];武汉理工大学;2002年

4 傅志坚;考虑人员运动特征的通道行人流与房间人群疏散模拟研究[D];中国科学技术大学;2015年

5 李明;第2类装配平衡问题的多规则组合优化算法研究[D];武汉科技大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李莉;沿海低地镇肌理的创成实验[D];天津大学;2013年

2 马晓武;MOS-D快速二极管的设计分析与优化[D];沈阳工业大学;2016年

3 满文峰;元胞自动化的动力学行为及演化复杂性研究[D];东北大学;2011年

4 单博文;台风登陆前基于元胞传输模型的逆向车道设置策略研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

5 闫海兰;基于改进元胞传输模型的城市区域路网建模与仿真分析[D];长安大学;2014年

6 胡婷婷;基于改进元胞机的多品种多工艺多单元制造鲁棒调度研究[D];浙江工业大学;2011年

7 杨勇;自动元胞机理论在岩土数值试验中的应用[D];天津大学;2009年

8 许恢虎;自动元胞理论模型在混凝土与剪力墙数值试验中的应用[D];天津大学;2009年

9 田聪;基于元胞传输模型的城市交通拥堵机理研究[D];华中科技大学;2012年

10 詹腾;元胞多目标进化算法的改进及其工程应用研究[D];三峡大学;2014年

  本文关键词：MOS-D快速二极管的设计分析与优化，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：388296