论文部分内容阅读
功率VDMOS（垂直双扩散场效应晶体管）器件是功率电子的主流产品之一。凭借其输入阻抗高、安全工作区宽、开关速度快和热稳定性好等很多特点，VDMOS广泛地应用于开关电源、电机驱动、节能灯和汽车电子部件等各种领域。我国在VDMOS器件研究方面已经取得了不少进展，但是还不够成熟，而且我国很多VDMOS产品需要进口，于是，对功率VDMOS器件的特性探究及其模型建立和模型优化存在着非常重要的意义。论文选取了某半导体技术有限公司自主研发推出的一款功率VDMOS。本文简要介绍了VDMOS应用和发展前景以及模型研究的意义，概述了模型相关理论，包括SPICE模型及其发展，还有BSIM3v3模型的特点和主要考虑的器件物理机制，接着介绍器件测试系统和模型提取软件及较详细全面的模型提取步骤，然后介绍功率VDMOS的结构发展以及分析了其直流特性、热温度特性和动态电容特性，最后对VDMOS进行直流测试和动态电容测试，包括输出特性曲线、转移特性曲线（I-V曲线）以及动态电容曲线（C-V曲线），选用专门的模型提取软件对VDMOS建模。过程中发现初始BSIM3v3模型由于主要是面向低压低功率MOSFET器件，所以无法很好地对VDMOS器件进行表征。由此，在BSIM3v3模型的基础上，通过子电路的形式，在VDMOS的漏极添加一个受栅极电压跟漏极电压控制的电阻，很好地拟合VDMOS测试数据，提高模型精度，同时论文还在BSIM3v3模型的VA（Verilog-A）模型文件中进行一些改动，在Verilog-A代码中修改原始方程，添加个别主要用于拟合线性区和饱和区的参数，从而使得优化后的BSIM3v3模型仿真曲线与VDMOS实际IV特性相符。对于CV曲线拟合的解决办法，论文主要是对实测数据进行一个分段函数的近似，然后把分段函数用子电路的形式表达出来，最后通过Cadence仿真得到的CV曲线拟合度很高。