一、高频大功率VDMOS场效应晶体管（论文文献综述）
李寿全[1]（2021）在《金属封装功率器件管壳镀金层腐蚀机理研究》文中认为金属封装形式的氧化物半导体场效应晶体管（VDMOS）,在经历筛选试验后,管壳表面的金属层出现了腐蚀形貌,通过显微镜观察、扫描电镜、 EDS能谱分析和切片镜检等方法,对腐蚀样品进行了分析,确定了失效原因,并详细地阐述了腐蚀发生的机理。
于淼,宋李梅,李科,丛密芳,李永强,任建伟[2]（2021）在《采用平面分栅结构的高增益宽带射频VDMOS研制》文中研究表明硅基射频场效应晶体管具有线性度好、驱动电路简单、开关速度快、热稳定性好、没有二次击穿等优点,在HF、 VHF和UHF波段具有广阔的应用前景。针对射频场效应晶体管宽带、高增益和高效率的应用需求,基于标准平面MOS工艺,采用平面分栅（split gate）结构,通过优化结构和工艺参数研制出一款工作电压为28 V的硅基射频垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管（VDMOS）。该器件在30～90 MHz频段范围内,小信号增益大于19 dB,在60 MHz频点下连续波输出功率可以达到87 W,功率附加效率达72.4%,具有优异的射频性能。
周猛[3]（2021）在《毫米波单片集成混频器设计技术研究》文中研究说明随着低频端通信频段越来越拥挤,微波及其以下频带的频率已逐渐满足不了现代电子通信的需求。世界无线电通信大会（WRC）已经明确下一代超宽带通信技术采用的通信频率将延伸到毫米波波段。砷化镓和单片技术的快速发展也不断为研究毫米波集成电路提供新的热点。其中,光纤-无线通信系统技术（RoF）利用光毫米波接收技术把光纤通信的巨大带宽与毫米波超高频率通信技术融合起来,可以有效解决超宽带高频率通信技术的难题。在光毫米波频段接收技术中,混频器是实现频率变化的核心,它的性能直接决定了整个RoF系统的质量。因此在毫米波通信中,研发设计高性能、高质量的单片集成毫米波频段混频器显得极其重要。本文基于0.15μm PHEMT GaAs工艺设计了一款单片集成基波镜像抑制混频。在基波镜像抑制混频器整体电路中,通过Wilkinson功分器将等幅度同相位的本振信号源馈入到一对PHEMT管的栅极,采用Lange耦合器将接收到的射频信号等幅度正交相位的馈入到PHEMT管的漏极端口,最后将相位正交的两路中频信号分别从上、下两支混频管漏极取出。联合仿真结果表明:基波镜像抑制混频器在射频信号33～40GHz,本振功率10dBm,变频损耗小于11dB,镜像抑制度大于24dB,达到了预设指标。同时,考虑到不同的毫米波信号接收机可提供的本振源功率能力不同。为了能够降接收机对本振荡源输出稳定的毫米波同频段信号的高要求,本文采用上述同种工艺还设计了一款单片集成二次谐波镜像抑制混频器。在谐波镜像抑制混频器中,采用本振信号的二次谐波与接收到的射频信号进行混频,大大降低了整体接收机的实现难度、成本。该谐波混频器采用双Marchand Balun结构将等幅度同相位的本振信号分别馈到一对PHEMT管的栅极,再采用Lange耦合器将等幅度正交相位的射频信号馈到对应的PHEMT管的漏极,最后从上下两对PHEMT管漏极端取出正交输出的中频信号。联合仿真结果表明:二次谐波镜像抑制混频器在射频信号33-40GHz,本振功率18dBm,变频损耗小于18dB,镜像抑制度17～32dB,基本达到了预设指标。
姜光远[4]（2021）在《GaN基异质结场效应晶体管中势垒层和P-GaN层与极化库仑场散射相关研究》文中进行了进一步梳理GaN 基异质结场效应晶体管（GaN-Based heterostructure field effect transistors,GaN-Based HFETs）是新一代半导体器件的杰出代表,由于其具有高电子迁移率、高临界击穿电场等优越性能,在高频、大功率领域具有广阔应用前景,是支撑下一代无线通讯、航空航天、新能源汽车等高新技术产业的核心电子元器件,契合国家重大战略需求,有利于国家产业自主创新发展和转型升级,具有重要的研究价值。经过近三十年发展,对GaN-Based HFETs相关物理机制的认识逐渐加深,对GaN-Based HFETs材料和器件结构、制备工艺等进行了长期的探索,器件性能得到了大幅提升,商业化进程不断加快,目前,在部分领域,已经推出了商业化的芯片产品。但是,当前也存在制约进一步商业化应用的因素:强极化效应、表面态问题和电流崩塌等对GaN-Based HFETs可靠性产生重要影响,还有增强型GaN-Based HFETs技术不够成熟,这些都亟需进一步解决。加之,GaN-Based HFETs依然有很多问题需要进一步深入研究。例如:极化库仑场（polarization Coulomb field,PCF）理论与GaN-Based HFETs器件性能关联关系的进一步深入研究,主要包括:器件势垒层优化和增强型器件性能与PCF散射关联关系等。这些研究对于明确GaN-Based HFETs器件物理机制,进一步提升GaN-Based HFETs器件性能具有重要意义。强极化效应是GaN材料区别于其它半导体材料的重要特征,其对GaN-Based HFETs性能产生了重要影响。无需掺杂,GaN-Based HFETs异质结界面就可以产生～1×1013cm-2 的二维电子气（two-dimensional electron gas,2DEG）。PCF 散射是与GaN-Based HFETs中强极化效应紧密相关的一种散射机制,它是由势垒层应变分布不均匀产生微扰散射势对电子散射引起。自从该散射提出以来,从器件工艺、器件尺寸等方面进行了大量研究,研究表明,PCF散射对器件性能和可靠性会产生重要影响。然而,对于PCF散射,理论模型有待进一步完善。器件势垒层优化是提高器件性能的重要途径,AlGaN/GaN HFETs的AlGaN势垒层Al组分和厚度改变会对AlGaN势垒层强极化效应产生影响,由此,影响AlGaN/GaN HFETs器件性能,这些影响因素与PCF散射的关联关系亟需明确。此外,随着GaN-Based HFETs在超高频领域的发展,需要对器件尺寸进行缩放,为了保持大的纵横比,避免出现短沟道效应,以超薄AlN作为势垒层的AlN/GaNHFETs出现,该结构成为GaN-Based HFETs在超高频领域应用非常有前途的器件结构之一。AlN材料极强的极化效应和超薄的厚度与PCF散射关联关系是一个需要研究的重要问题。另外,由于AlGaN/GaN异质结存高密度的2DEG,常规AlGaN/GaN HFETs是耗尽型（depletion mode,D-模）器件,在功率转换应用中,电源转换器开启时,功率器件的栅极必须施加负栅偏压,保持器件通道的关断,否则,器件会短路。因此,要实现功率转换系统结构简单、低功耗和低成本的要求,需要采用增强型（enhanced mode,E-模）器件。P-GaN/AlGaN/GaNHFETs 被认为是最具商业化应用潜力的实现增强型器件的方法。PCF散射对P-GaN/AlGaN/GaN HFETs器件性能的影响还从未有过研究报道。本文从以上问题出发,将PCF散射与当前GaN-Based HFETs面临问题相结合,首先研究了 PCF散射的电子体系,进一步完善和发展了 PCF散射理论模型。再基于PCF散射理论,研究确定了 AlGaN/GaN HFETs AlGaN势垒层Al组分和厚度与PCF散射的关联关系,为势垒层优化提供了新的思路。又对具有超薄AlN势垒层的AlN/GaN HFETs中AlN势垒层极强的极化效应和超薄的厚度与PCF散射的关联关系进行分析研究。最后对P-GaN/AlGaN/GaNHFETs中PCF散射对器件电学性能的影响机制进行研究,首次发现PCF散射引起的增强型P-GaN/AlGaN/GaN HFETs寄生源电阻（Rs）的栅极偏置依赖性。通过本文研究,力图通过完善和发展PCF散射理论,深入理解GaN-Based HFETs中强极化效应与器件性能相互作用的相关机理,为提高器件可靠性,优化器件电学性能提供新的理论依据。具体内容如下:1.AlGaN/GaN异质结场效应晶体管中极化库仑场散射的电子体系研究对AlGaN/GaN HFETs中PCF散射的电子体系进行研究。制备了栅长为200nm、100nm和30nm,栅-源间距为1μm,栅宽为40×2μm的AlGaN/GaN HFETs。针对当前PCF散射基态哈密顿量选取原则不明确的问题,采取把栅-源、栅下和栅-漏区域2DEG看作三个独立电子体系和漏-源沟道2DEG看作统一电子体系两种不同计算PCF散射的方法分析计算上述三个不同栅长AlGaN/GaN HFETs器件,对应两种不同的方法选取不同的基态哈密顿量,结合测试得到的制备器件的电流-电压（I-V）数据,通过自洽迭代的方法计算得到栅下电子迁移率和附加极化电荷。从附加极化电荷角度分析两种方法哪种更合理。由于栅下区域2DEG会随着栅偏压的减小（栅偏压减小对应栅偏压负偏压增大）而降低,而把漏-源沟道2DEG看作统一电子体系的方法在计算过程中不能够考虑栅下2DEG密度随栅偏压的变化,基态波函数中使用的是栅偏压为0V时的2DEG密度,这就使2DEG密度被高估,影响计算结果准确性,在栅长越大和栅偏压越小的情况下产生的影响越大。而把漏-源沟道2DEG划分为三个电子体系,栅-源电子体系、栅下电子体系和栅-漏电子体系,计算每个电子体系的PCF散射时,以该体系的极化电荷作为基准,其他两个体系极化电荷与基准极化电荷的差值作为附加散射势产生对该体系电子的PCF散射,这就可以在计算过程中充分考虑栅下2DEG密度随栅偏压的变化,更能真实反应PCF散射机制,使计算结果准确,该成果完善了 PCF散射理论。2.AlGaN/GaN异质结场效应晶体管中AlGaN势垒层Al组分与极化库仑场散射关联关系研究基于PCF散射理论,研究确定了 AlGaN/GaN HFETs中AlGaN势垒层Al组分与PCF散射的关联关系。在AlGaN势垒层Al组分为0.17和0.26的AlGaN/GaN异质结材料上制备了相同尺寸的双指栅AlGaN/GaNHFETs,器件栅长为0.6μm,栅-源（栅-漏）间距为1.5μm,栅宽为40×2μm。通过实验测试得到电流-电压（I-V）和电容-电压（C-V）数据,基于PCF散射理论模型计算得到栅下附加极化电荷和电子迁移率。通过对栅下附加极化电荷、电子迁移率和2DEG密度的综合分析,发现增加AlGaN势垒层Al组分会导致栅下附加极化电荷和2DEG密度都增加,这两种因素都会对PCF散射强度产生重要影响。更多的栅下附加极化电荷产生更强的PCF散射势,因此,这个因素会增强PCF散射;然而,PCF散射是一种对2DEG密度很敏感的库仑散射,2DEG密度越高,AlGaN/GaN异质结三角形量子阱更深,量子限制效应强,电子动能更大,PCF散射势对2DEG的散射作用减弱,而且2DEG密度高时,较强的库仑屏蔽效应也会减弱PCF散射强度。所以,更大的2DEG密度会削弱PCF散射。栅下附加极化电荷和2DEG密度对PCF散射的贡献是相反的。对于本文研究的样品,2DEG密度增加对PCF散射的影响大于栅下附加极化电荷增多产生的影响。可以推断,PCF散射强度随Al组分的增加而增加或减少,这取决于栅下附加极化电荷和2DEG密度对PCF散射的影响谁占主导地位。本研究确定了 AlGaN/GaN HFETs中AlGaN势垒层Al组分与PCF散射的关联关系,并为优化AlGaN势垒层中的Al组分、根据不同需要调整PCF散射强度提供了新思路。该成果有益于AlGaN/GaNHFETs材料和器件结构优化。3.AlGaN/GaN异质结场效应晶体管中AlGaN势垒层厚度与极化库仑场散射关联关系研究基于PCF散射理论,研究确定了 AlGaN/GaN HFETs中AlGaN势垒层厚度与PCF散射的关联关系。在AlGaN势垒层厚度为15.5nm、19.3nm和24.7nm的AlGaN/GaN异质结材料上制备了相同尺寸的AlGaN/GaN HFETs,器件栅长为4μm,栅-源（栅-漏）间距为10μm,栅宽为70μm。利用实验测试得到的I-V和C-V数据,基于PCF散射理论模型计算得到栅下附加极化电荷和电子迁移率。对栅下附加极化电荷、电子迁移率和2DEG密度进行综合分析,发现AlGaN势垒层厚度较厚的样品,当栅极施加相同栅偏压时,栅下势垒层中电场强度更小,栅下势垒层逆压电效应更弱,所以导致栅下产生更少的附加极化电荷,更少的附加极化电荷对应更弱的PCF散射势;而且,AlGaN势垒层厚度较厚的样品2DEG密度更高,更高的2DEG密度也会使PCF散射强度减弱。所以,AlGaN势垒层厚度的增加会使栅下附加极化电荷减少和2DEG密度增加,这两个因素都会减弱PCF散射强度。可以推断,AlGaN势垒层越厚,PCF散射越弱（不发生应变弛豫的情况下）。因此,可以通过增加势垒层厚度来降低PCF散射强度。本研究确定了 AlGaN/GaN HFETs中AlGaN势垒层厚度与PCF散射的关联关系,并为优化AlGaN势垒层厚度,抑制PCF散射强度提供了新思路。该成果也有益于AlGaN/GaN HFETs材料和器件结构优化。4.AlN/GaN异质结场效应晶体管中AlN势垒层与极化库仑场散射的关联关系研究研究确定了 AlN/GaN HFETs中AlN势垒层极强的极化效应和超薄的厚度与PCF散射的关联关系。在具有超薄势垒层的AlN/GaN异质结材料上制备了亚微米T型栅AlN/GaN HFETs,器件栅长为0.5μm和0.6μm,栅-源（栅-漏）间距为1.7μm,栅宽为40×2μm。基于PCF散射理论计算了两样品附加极化电荷和电子迁移率。一方面,由于AlN/GaN HFETs的AlN势垒层非常薄,栅极施加栅偏压后,势垒层中电场强度很强,且AlN材料压电系数大,因此,逆压电效应很强。栅下产生大量附加极化电荷,这会产生较大的PCF散射势,从而增强PCF散射。然而,栅偏压引起的逆压电效应不能使AlN势垒层无限应变,随着栅偏压的减小,附加极化电荷会出现饱和现象。另一方面,AlN/GaN HFETs的AlN势垒层非常薄,栅下2DEG密度更容易被施加的负栅偏压耗尽。随着栅偏压的减小,栅下2DEG密度迅速降低。2DEG密度的减少将使附加散射势对2DEG的散射效果增强,从而使PCF散射强度增大。本研究确定了 AlN/GaN HFETs中AlN势垒层极强的极化效应和超薄的厚度与PCF散射的关联关系,为AlN/GaN HFETs材料和器件结构优化提供新的理论依据。5.极化库仑场散射对增强型P-GaN/AlGaN/GaN异质结场效应晶体管寄生源电阻的影响研究在Si（111）衬底的P-GaN/AlGaN/GaN异质结材料上制备了不同器件尺寸的增强型（E 模）P-GaN/AlGaN/GaN HFETs,针对 PCF 散射对增强型 P-GaN/AlGaN/GaNHFETs寄生源电阻（Rs）的影响机制进行了研究。通过栅探针法（gate-probe method）测试得到每个样品不同栅偏压对应的Rs,发现Rs随栅偏压有明显变化,不同器件尺寸样品的Rs随栅偏压的变化也不同。分析表明Rs的变化由栅-源区域电子迁移率决定。器件工艺和栅偏压引起的附加极化电荷产生附加微扰势对栅-源区域电子具有PCF散射作用。器件尺寸和栅偏压影响PCF散射强度,进而引起不同尺寸器件的栅-源区域电子迁移率不同以及相同尺寸器件在不同栅偏压下栅-源区域电子迁移率也不同。本文研究首次发现PCF散射引起增强型P-GaN/AlGaN/GaN HFETs的Rs栅极偏置依赖性,为深入研究增强型P-GaN/AlGaN/GaN HFETs的Rs,优化器件性能提供了新的理论依据。
曲畅[5]（2021）在《高功率半导体激光器低频噪声产生机理及表征特性研究》文中认为随着理论研究和制备工艺的发展,高功率半导体激光器（High-power Semiconductor Laser Diodes,简称为HP-LDs）以其转换效率高、体积小、重量轻、能直接调制及易与其他半导体器件集成等特点,在军事、工业加工、激光医疗、光通信、光存储等领域中得到广泛应用。近年来,随着高功率半导体激光器输出光功率的日益提高,新的有源材料不断涌现,应用领域日渐扩大,人们对其可靠性提出更高要求,这使得利用低频噪声作为高功率半导体激光器可靠性评估的方法因其便捷、无损、快速等优点备受关注。不仅如此,低频噪声作为一种普遍存在于高功率半导体激光器中的物理现象,是其内部载流子微观运动的外在表现,将内在现象和外在表现建立其联系,势必能够更好地反映其微观性质以促进HP-LDs在材料生长、芯片制备等技术的发展。然而,HP-LDs的低频噪声（主要是1/f噪声）的噪声模型仍不完善,并且相较于其他常规半导体器件,HP-LDs中存在其特有的低频1/f光噪声,同时其低频噪声现象和机制也更为复杂,蕴含着更多导致HP-LDs退化和失效以及能够指导其可靠性管理等有用信息。为了利用HP-LDs的低频噪声实现无损地表征其可靠性和器件质量的筛选,本文以高功率半导体激光器低频噪声产生机理及表征特性展开研究。从理论建模、模拟仿真、实验测试相结合的方法开展了HP-LDs噪声产生机理及特性、小注入下HP-LDs1/f噪声模型及产生机理分析、激光状态下HP-LDs结电压1/f涨落模型以及与光子数涨落之间的量子相关性、以及HP-LDs低频噪声表征特性这四部分内容的研究。本文主要研究内容和研究成果概括如下:1.双异质结HP-LDs的1/f噪声产生机理与特性研究。以经典的朗之万（Langevin）方程为基础,展开了单异质结HP-LDs和双异质结HP-LDs中少数载流子输运机制以及其漂移过程的分析,探讨了与HP-LDs结电流噪声有关的两种机制,即少数载流子热涨落和产生-复合噪声,建立了单异质结和双异质结HP-LDs噪声等效电路模型。在此基础上,引入寄生参量和有源区参量等性能影响因素,建立了双异质结HP-LDs等效电路模型,并推导出了由接触电阻、封装引线电阻等的涨落引起的1/f噪声模型,对比了理论模型与实验结果,验证了模型的正确性并进一步分析讨论了双异质结HPLDs 1/f噪声特性及产生机理。2.小注入条件下HP-LDs 1/f噪声模型及产生机理研究。在小注入条件下,基于HP-LDs以表面复合为主要输运机制,考虑载流子简并、高能级注入以及非辐射复合等因素,理论推导了小注入下HP-LDs 1/f噪声模型,得到了小注入下其1/f噪声的形成与由缺陷、杂质、位错等因素引起的非辐射复合电流具有相似机制。利用电致发光表示非辐射电流,研究了小注入下HP-LDs在老化试验过程中表面状态、1/f噪声特性以及如P-V和I-V等电特性的变化,验证了1/f噪声能够用来表征HP-LDs表面稳定性的有效性,并为HP-LDs表面质量评估提供一定依据。3.激光状态下HP-LDs结电压1/f涨落模型以及与光子数涨落的量子相关性。基于量子化的朗之万（Langevin）方程,建立了HP-LDs结电压1/f涨落理论模型,并探讨了其物理机制。基于激光理论中受激辐射和自发辐射等经典的量子力学过程,证明了电流驱动的HP-LDs可以抑制泵浦噪声、并在腔宽以下的频率区域产生相位最小不确定态,获得了HP-LDs产生的接近粒子数-相位最小不确定态（即振幅压缩态）,由于其泵浦噪声被抑制,且具有很高的量子效率,降低了振幅噪声。理论预测了激光状态下HP-LDs来自外场的光子数涨落与结电压1/f涨落之间量子相关性的存在,并对比了二者之间的互相关系数的理论预测值和实验结果,实验结果与理论预测具有较好的一致性,验证了理论预测的正确性。4.高功率半导体激光器低频噪声表征特性研究。提出了一种用于808 nm HP-LDs可靠性表征的低频光、电噪声相关性方法,实验验证了低频光、电噪声相关性作为一种可靠性评估工具的可行性和有效性;针对传统加速老化试验对器件具有破坏性以及利用单一初测噪声作为单一筛选指标筛选结果缺乏全面性等技术问题,提出了一种结合低频噪声测量和加速老化试验的垂直腔面发射激光器（VCSEL）预筛选方法,建立了VCSEL的预筛选模型,并通过实验验证了模型的正确性;探讨了基于1/f噪声的HPLDs辐射效应退化机理和辐射损伤表征,建立了引入辐照缺陷的HP-LDs 1/f噪声表征模型,讨论了辐射对HP-LDs特性等的影响。本文针对高功率半导体激光器所建立的1/f噪声模型以及所提出的表征特性方法通过仿真分析和实验结果对比,验证了其有效性,为高功率半导体激光器可靠性无损表征和质量筛选研究提供了解决方案。
冯新[6]（2021）在《1200V N沟道VDMOS研制》文中指出随着工艺技术的发展,现代VDMOS可承受的击穿电压值越来越高,常规的VDMOS结构由于极厚的外延层,因此导通电阻值随着耐压的增加而大幅增加,高压VDMOS器件为了降低导通电阻只能通过增加芯片面积的方法,但随之而来的成本的增加又是商业生产不可忽视的因素。目前国内具有优良特性的高压VDMOS产品较少,大多微电子公司选择进口国外的VDMOS器件,而随着半导体进口量超越石油成为进口量最大的商品,自主研发高压VDMOS的要求日益严峻。下面列出了高压VDMOS设计过程中需要主要考虑的器件参数及其影响因素1、雪崩击穿电压BVDSS与导通电阻值Ron:雪崩击穿电压与导通电阻值是一对对立的参数,由于器件的击穿通常发生在P-body区的拐角处或者N-飘移区的穿通击穿,为了增加器件的耐压通常的做法是降低漂移区注入剂量或者增加漂移区的材料电阻率而这会直接增加器件的导通电阻,因此在实际设计过程中,只能根据设计要求的指标对这两个参数进行仿真拉偏优化,最终选择合适漂移区参数满足击穿电压的要求的同时尽量降低器件的导通电阻值。2、VDNOS电场分布:VDMOS中的电场分布密度会影响到器件的击穿电压值,硅片厚度、硅片杂质浓度、改变硅片厚度、P基区间距、垂直扩散的结深等都会影响到器件纵向电场分布,通过改变外加偏置模拟得到VDMOS纵向电场的分布结构与分布密度,再根据设计要求调整工艺参数。3、寄生电容。影响VDMOS器件寄生电容的因素有:硅片厚度、垂直扩散时的结深和VDMOS栅源电压,本论文的主要指标之一就是寄生的栅漏电容值,这将在后续的设计过程进行详细的分析。由于VDMOS器件多用高频领域,寄生电容直接关系到器件的开关特性,为了降低器件的开关时间,减小器件的开关损耗,本文在常规VDMOS结构上做出了调整,并对该结构进行了仿真优化。本论文通过计算机工艺仿真软件Silvaco TCAD设计了1200V VDMOS及其终端结构。传统VDMOS的设计过程多是从工艺与参数的方面来对现有VDMOS器件进行优化,本文则是在模拟仿真了多个结构的基础上,选用了合适新型结构。综合优化工艺步骤和元胞参数的方法,最终设计出性能优异的1200V功率MOS。
谢佳明[7]（2021）在《超高频、低延时、大功率IGBT驱动模块》文中指出绝缘栅双极型晶体管（IGBT）功率开关器件兼具双极结型晶体管（BJT）及金属-氧化层半导体场效应晶体管（MOSFET）的特性,使其具有较高输入阻抗,较低导通阻抗,同时具备较好的高频开关特性,适用于高压大电流的工作状态,目前在交流电机、开关电源、高铁、新能源汽车及照明等电路中运用广泛。目前IGBT主流工作频率为几十k Hz,极少存在1MHz。但是IGBT运用场合不断朝着电压等级更高、功率更大、频率更高的目标发展。为了达到这一目标,一方面从IGBT本身出发,通过新材料应用及新技术更新迭代,增大IGBT耐压等级、功率等级和减小其等效输入电容大小,但限于硅基材料的物理极限,创新成果缓慢。另一方面则是通过设计一款合适的IGBT驱动模块,使其拥有强大的驱动能力及抗干扰性,驱动IGBT在超高频、大功率工作状态下稳定工作,因此设计一款优秀的驱动模块是目前使IGBT工作频率达1MHz最为可行的方法。本文设计了一款超高频、低延时、大功率IGBT驱动模块。将外接输入信号通过数字隔离器SI8621BC进行波形的整形及隔离,由SI8621BC输出的信号输入至优化后的不对称式图腾柱电路,对信号进行电平位移及功率放大,提升驱动能力及减小延时,将此驱动信号通过优化的驱动回路参数,减小IGBT关断瞬间驱动波形的振荡,最后再传输至IGBT的栅极端,由此控制IGBT的工作状态。同时对驱动模块的电源系统进行合理的电源滤波处理,提高电源完整性,通过PCB多层板的合理布局优化模块整体电磁兼容特性,使模块的抗干扰能力得以提升,提高IGBT的使用安全性。利用仿真验证了本文提出优化的不对称式图腾柱电路对信号电平位移及功率放大,以及优化的驱动回路参数对提高驱动功率和减小IGBT关断瞬间驱动波形振荡的可行性。在实测中利用本文所设计的驱动模块驱动FS75R12KT3模块中IGBT单管,主电路负载采用0.25Ω大功率电阻,驱动模块在外接一路市电电源（220V,50Hz）,以及一路+5V电源情况下,实测得驱动模块性能指标为:模块输入信号为0V～5V的方波,模块输出0V～12V的方波驱动信号,当IGBT主电路输入功率达500W时,IGBT的开通波形上升沿时间约为56ns,关断波形下降沿时间约为100ns,驱动频率高达1MHz,且驱动信号从数字隔离器传输至IGBT输入端延时为10ns,驱动模块及IGBT主电路长期稳定工作。
刘永东[8]（2021）在《超低占空比脉冲合成与调理模块设计》文中研究指明超低占空比脉冲信号源是电子技术领域一种重要的测试激励工具,广泛应用于数据域测试和高频模拟测试等领域,具有可编程的多样化信号和足够大的驱动能力,能够为被测系统提供频率、脉宽、电平、幅度、时延等参数可编程和工作模式、触发方式等可选的脉冲信号。本文围绕超低占空比脉冲信号发生技术开展相关研究,对超低占空比脉冲信号的合成与调理进行技术分析并设计电路,完成了输出频率1Hz～1MHz、占空比0.01%～1%的超低占空比脉冲模块的设计,实现了最小脉宽100ps,脉宽分辨率0.5ps,最大输出幅度3Vpp,幅度分辨率10m Vpp等指标要求。在对比课题指标与设计难点,分析相关理论与技术的基础上,论文主要开展了以下几个方面的研究工作:（1）超低占空比脉冲合成设计对超低占空比脉冲合成技术进行了深入研究,结合课题宽脉宽范围、高脉宽分辨率和最窄脉宽极窄的特性,确定了基于相对延时的脉冲合成技术。设计了亚皮秒级精密延时系统,实现了100ps～10ms的精准延时,采用高性能T触发器构成数字脉冲合成电路,完成了超低占空比脉冲合成。（2）超宽带信号调理系统研究为了解决超低占空比脉冲信号频带过宽、高频分量频率过高给信号调理带来的极大困难,论文探索设计了以滤波器组为核心的基于信号分解与合成的超宽带信号调理系统。通过模拟滤波器组逼近数字滤波器组响应的方式设计并仿真了基于信号分解与合成的超宽带信号调理系统,并利用双工器、合路器等射频器件仿真了超低占空比脉冲信号的调理。同时,论文对比分析了分频段调理的超宽带信号调理系统,完成了课题的超低占空比脉冲调理系统设计。（3）超低占空比脉冲调理设计针对课题设计指标分析了各种线性调理技术和非线性调理技术,结合超宽带信号调理系统完成了超低占空比脉冲调理电路设计。低频调理电路利用基于差分放大电路的非线性调理技术结合恒流源、恒压源电路构建,高频调理电路利用射频放大器为核心的射频放大技术结合射频衰减器、射频偏置树构建。本文顺利完成了全部工作内容,经过调试与测试分析,所设计的超低占空比脉冲合成与调理模块满足课题功能指标要求。
乔明,袁柳[9]（2021）在《功率集成器件及其兼容技术的发展》文中研究表明功率集成器件在交流转直流（AC/DC）电源转换IC、高压栅驱动IC、LED驱动IC等领域均有着广泛的应用。介绍了典型的可集成功率高压器件,包括不同电压等级的横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管（LDMOS）以及基于硅和SOI材料的横向绝缘栅双极型晶体管（LIGBT）,此外还介绍了高低压器件集成的BCD工艺和其他的功率集成关键技术,包括隔离技术、高压互连技术、d V/dt技术、di/dt技术、抗闩锁技术等,最后讨论了功率集成器件及其兼容技术的发展趋势。
武庆智[10]（2021）在《宽禁带半导体微波器件机理及其模型研究》文中研究表明随着国防武器装备和社会生产生活的科技化与信息化程度越来越高,电子信息技术产业在近几十年呈现迅速发展态势,尤其随着新一代5G通讯和装备信息化时代的到来,对射频功率器件性能提出了更高的要求。以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）和金刚石（Diamond）等材料为代表的第三代宽禁带半导体材料是近些年微波功率器件得以在高性能和小型化方面快速发展的重要基础,其中尤以GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）最具代表性。但由于GaN HEMT器件工作过程中存在较为复杂的物理效应,对其工作机理和特性表征方面的研究仍需继续。器件模型作为连接器件制备工艺和电路设计开发的桥梁,是深入研究GaN HEMT器件工作机理的重要手段。目前已开发出的经验基等效电路模型（紧凑模型）普遍存在拟合参数较多、参数提取困难和物理意义不明确、难以关联器件工艺等问题。且随着新材料和新结构的出现,经验模型也不便于将多种物理效应进行嵌入和表征,不利于后续模型随工艺线升级而更新换代,而物理基紧凑模型可以较好地解决上述问题。因此,本文围绕AlGaN/GaN HEMT器件,从器件半导体理论出发,建立了物理含义明晰、能够准确表征器件特性且能够用于电路设计的物理基紧凑模型。并深入研究器件热效应及力电效应,分别针对金刚石基GaN HEMT器件和柔性AlGaN/AlN/GaN HEMT器件建立了物理解析热电耦合模型和力电耦合模型。主要研究内容包括:（1）费米势Ef与二维电子气密度ns解析模型研究。针对现有物理模型存在的模型方程连续性差、计算量大以及难以集成进紧凑模型进行电路设计应用等问题,本文提出了一种准确计算费米势和2DEG（two-dimensional electron gas）密度的解析建模方法。首先通过研究三角势阱中二维电子气形成机理,分区域推导得到了Ef和ns在各工作区域中关于偏置栅压的解析表达式。然后引入区域过渡函数,建立了全域内连续、统一的Ef和ns解析模型。通过与数值计算结果进行对比验证,表明解析模型与数值解吻合度达到98%,且具备良好连续性,为后续建立器件物理基大信号模型奠定基础。（2）基于表面势的GaN HEMT物理基大信号模型研究。针对经验基等效电路模型拟合参数较多、参数提取难度大和参数缺乏物理意义等问题,以及传统表面势模型迭代计算量大、方程为隐性表达式难以嵌入电路设计的缺陷,本文提出了一种基于表面势的物理基大信号紧凑模型建模方法。基于表面势推导得到了连续可导的电流-电压（I-V）和电荷/电容-电压（Q/C-V）特性方程,实现了自热效应、陷阱效应、载流子速率饱和与击穿等物理效应的准确解析建模。结合分区域缩放原则,最终建立了具有缩放特性的物理基大信号紧凑模型。通过与X波段国产0.25μm工艺不同栅宽器件进行对比验证,结果表明模型具备良好的连续性和对称性,能够准确模拟器件直流、S参数、大信号功率、效率和高次谐波等特性,模型的输出功率和功率附加效率精度均大于94%,满足电路设计要求。本文提出的模型与Angelov经验基模型相比拟合参数数量减少47%,与最新报道的准物理基区域划分模型相比参数数量减少24%,且具有物理效应更易嵌入的优点。（3）金刚石基GaN HEMT器件热效应及其紧凑模型研究。针对现有GaN HEMT器件热模型因忽略界面热阻或简单将其采用定值代替而造成的结温预估不准确问题,本文基于有限元分析方法建立了一种可准确反映器件沟道结温的三维热仿真模型,并采用物理意义明确的物理解析方法实现键合层热效应Radh表征。将所提取的与结构尺寸、材料参数和耗散功率相关的解析热阻模型嵌入到大信号模型中,最终实现了大信号热电耦合模型建立。与红外热成像测试数据对比表明热模型精度达到97%,仿真精度提高10%,大信号热电模型输出功率和效率精度均大于95%。通过衬底转移前后器件特性对比分析和沟道结温影响因素分析,表明该模型既可用于研究工艺参数与器件热特性之间的关系,也可用于分析金刚石衬底引入的作用机理及对大信号特性的影响。（4）柔性GaN HEMT器件物理解析力电耦合模型研究。现有柔性GaN HEMT器件应力模型大多为三维有限元仿真模型,难以嵌入电路仿真软件中对功率特性进行研究。少数解析模型也仅停留在电流模型的定性分析层面,且无法对相同应变状态下器件应变特性相反的现象进行解释。基于以上问题,本文提出了一种针对柔性GaN HEMT器件的力电耦合模型。在二维电子气密度方程推导过程中引入应变参量,综合考虑了压电极化效应、肖特基势垒高度、能带结构和表面态密度等因素对器件应变特性的影响。模型能够准确预测器件在不同应变状态下的输出特性,同时可用来解释GaN HEMT器件在相同应变状态下展现出相反的应变特性这一现象,具备更好的适用性。通过所制备的0.25μm工艺Parylene衬底柔性AlGaN/AlN/GaN HEMT器件验证表明,模型可准确描述器件不同应变状态下的阈值电压、电子气密度、电流和输出功率等特性,输出功率和功率附加效率的精度均大于96%。该模型对于深入了解GaN HEMT器件应变特性,并对通过应变工程改善器件工艺、提高器件性能具有指导意义。
二、高频大功率VDMOS场效应晶体管（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高频大功率VDMOS场效应晶体管（论文提纲范文）
（1）金属封装功率器件管壳镀金层腐蚀机理研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 样品与试验 |
| 1.1 样品 |
| 1.2 分析试验 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 外部目检 |
| 2.2 SEM |
| 2.3 EDS能谱分析 |
| 2.4 擦除验证 |
| 2.5 腐蚀点切片镜检 |
| 2.6 管壳排查 |
| 2.7 机理分析 |
| 3 结束语 |
（2）采用平面分栅结构的高增益宽带射频VDMOS研制（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 器件设计 |
| 1.1 基本原理 |
| 1.2 器件仿真 |
| 2 射频性能评估 |
| 2.1 电性能测试 |
| 2.2 射频小信号测试 |
| 2.3 窄带射频性能测试 |
| 2.4 宽带射频性能测试 |
| 3 结论 |
（3）毫米波单片集成混频器设计技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 毫米波概述 |
| 1.1.2 毫米波通信系统概述 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 课题简介 |
| 1.3.1 技术指标 |
| 1.3.2 论文简介 |
| 第2章 单片微波集成电路技术简介 |
| 2.1 MMIC基片材料类型 |
| 2.2 无源器件类型 |
| 2.3 有源器件类型 |
| 2.3.1 双极型晶体管 |
| 2.3.2 场效应晶体管 |
| 2.4 MMIC设计流程与工艺 |
| 2.4.1 MMIC设计流程 |
| 2.4.2 MMIC设计软件选择 |
| 2.4.3 MMIC工艺流程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 毫米波混频器原理 |
| 3.1 混频分类 |
| 3.1.1 二极管混频 |
| 3.1.2 电阻型场效应管混频 |
| 3.1.3 有源场效应管混频 |
| 3.2 电阻型场效应晶体管混频器简介 |
| 3.2.1 电阻型场效应管混频器基本原理 |
| 3.2.2 电阻型场效应管混频器的结构 |
| 3.3 镜像抑制混频器的原理 |
| 3.3.1 加装滤波器式镜像抑制混频器 |
| 3.3.2 相位平衡式镜像抑制混频器 |
| 3.4 混频器的技术指标 |
| 3.4.1 变频损耗 |
| 3.4.2 端口隔离度 |
| 3.4.3 镜像抑制度IRR |
| 3.4.4 噪声系数 |
| 3.4.5 交调系数 |
| 3.4.6 动态范围 |
| 3.5 本章小节 |
| 第4章 Ka波段基波镜像抑制混频器 |
| 4.1 基波混频器基本设计方案 |
| 4.2 基波混频器件分析 |
| 4.3 Wilkinson功分器 |
| 4.4 Lange耦合器设计 |
| 4.5 整体电路版图设计和仿真 |
| 4.5.1 芯片整体电路设计 |
| 4.5.2 芯片仿真结果 |
| 4.6 本章小节 |
| 第5章 Ka波段二次谐波镜像抑制混频器 |
| 5.1 谐波混频器基本设计方案 |
| 5.1.1 谐波混频的理论基础 |
| 5.1.2 二谐波镜像抑制混频器的整体设计 |
| 5.2 二次谐波混频单元分析 |
| 5.3 电容加载式Marchand Balun设计 |
| 5.4 整体电路版图设计和仿真 |
| 5.4.1 芯片整体电路设计 |
| 5.4.2 芯片仿真结果 |
| 5.5 本章小节 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文和研究成果 |
| 致谢 |
（4）GaN基异质结场效应晶体管中势垒层和P-GaN层与极化库仑场散射相关研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 第一章 绪论 |
| §1-1 氮化镓(GaN)基电子器件研究背景与意义 |
| 1-1-1 GaN材料特点 |
| 1-1-2 GaN基电子器件应用和市场潜力 |
| §1-2 GaN基异质结场效应晶体管(HFETs)发展历史及研究进展 |
| 1-2-1 GaN基异质结材料发展历史及研究进展 |
| 1-2-2 耗尽型GaN-Based HFETs发展历史及研究进展 |
| 1-2-3 增强型GaN-Based HFETs发展历史及研究进展 |
| §1-3 极化库仑场散射理论的发展历史及研究进展 |
| §1-4 本论文的研究内容和安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 器件制备与测试 |
| §2-1 GaN基异质结材料的外延生长技术 |
| 2-1-1 衬底选择 |
| 2-1-2 外延生长 |
| §2-2 GaN基异质结材料的表征 |
| 2-2-1 2DEG密度、迁移率、方块电阻测试 |
| 2-2-2 高分辨率X射线衍射(HRXRD)测试 |
| 2-2-3 原子力显微镜(AFM)测试 |
| 2-2-4 微区拉曼(Micro-Raman)测试 |
| §2-3 GaN-Based HFETs制备工艺 |
| 2-3-1 器件版图设计与光刻技术 |
| 2-3-2 耗尽型GaN-Based HFETs制备工艺 |
| 2-3-3 增强型GaN-Based HFETs制备工艺 |
| §2-4 GaN-Based HFETs性能测试 |
| 2-4-1 聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB-SEM)测试 |
| 2-4-2 电容-电压(C-V)测试 |
| 2-4-3 直流(D-C)测试 |
| 参考文献 |
| 第三章 AlGaN/GaN异质结场效应晶体管中极化库仑场散射的电子体系研究 |
| §3-1 AlGaN/GaN异质结材料中的极化效应 |
| §3-2 AlGaN/GaN HFETs中的极化库仑场散射 |
| 3-2-1 极化库仑场散射的理论模型 |
| 3-2-2 两种方法的计算结果与分析 |
| §3-3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 AlGaN/GaN异质结场效应晶体管中AlGaN势垒层Al组分与极化库仑场散射关联关系研究 |
| §4-1 实验和理论方法 |
| §4-2 AlGaN势垒层Al组分与极化库仑场散射关联关系分析 |
| §4-3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 AlGaN/GaN异质结场效应晶体管中AlGaN势垒层厚度与极化库仑场散射关联关系研究 |
| §5-1 实验和理论方法 |
| §5-2 AlGaN势垒层厚度与极化库仑场散射关联关系分析 |
| §5-3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 AlN/GaN异质结场效应晶体管中AlN势垒层与极化库仑场散射关联关系研究 |
| §6-1实验和理论方法 |
| §6-2 AlN势垒层与极化库仑场散射的关联关系分析 |
| §6-3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 极化库仑场散射对增强型P-GaN/AlGaN/GaN异质结场效应晶体管寄生源电阻的影响研究 |
| §7-1 实验方法 |
| §7-2 极化库仑场散射对增强型P-GaN/AlGaN/GaN HFETs寄生源电阻的影响分析 |
| §7-3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第八章 总结 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| Paper 1 |
| Paper 2 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）高功率半导体激光器低频噪声产生机理及表征特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 激光与高功率半导体激光器 |
| 1.1.2 低频噪声及其应用 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 半导体器件低频噪声研究现状 |
| 1.2.2 半导体激光器低频噪声研究现状 |
| 1.3 论文的主要内容 |
| 1.3.1 论文研究思路 |
| 1.3.2 论文结构安排 |
| 第2章 高功率半导体激光器的噪声理论基础 |
| 2.1 噪声的统计特性 |
| 2.2 白噪声 |
| 2.2.1 热噪声 |
| 2.2.2 散粒噪声 |
| 2.3 高功率半导体激光器中的低频噪声及其特性 |
| 2.3.1 1/f噪声 |
| 2.3.2 G-R噪声 |
| 2.4 高功率半导体激光器的电噪声特性 |
| 2.5 高功率半导体激光器的光噪声特性 |
| 2.6 高功率半导体激光器低频噪声测量系统 |
| 2.6.1 低频噪声测量方法概述 |
| 2.6.2 HP-LDs低频光、电噪声测量系统 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 高功率半导体激光器噪声产生机理及特性研究 |
| 3.1 单异质结HP-LDs噪声等效电路模型 |
| 3.1.1 I-V特性 |
| 3.1.2 少数载流子的热涨落 |
| 3.1.3 产生-复合噪声 |
| 3.1.4 噪声等效电路模型建立 |
| 3.2 双异质结HP-LDs噪声等效电路模型 |
| 3.2.1 I-V特性 |
| 3.2.2 产生-复合噪声 |
| 3.2.3 噪声等效电路模型建立 |
| 3.3 双异质结高功率半导体激光器1/f噪声特性分析 |
| 3.3.1 双异质结HP-LDs1/f噪声模型建立 |
| 3.3.2 实验结果分析与1/f噪声特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 小注入下HP-LDs1/f噪声模型及产生机理研究 |
| 4.1 小注入下HP-LDs1/f噪声模型构建 |
| 4.1.1 HP-LDs中载流子的统计分布 |
| 4.1.2 非辐射复合电流形成机理 |
| 4.1.3 1/f噪声模型 |
| 4.2 小注入下HP-LDs1/f噪声特性分析与讨论 |
| 4.2.1 980 nm In Ga As/Ga As HP-LDs外延层结构 |
| 4.2.2 1/f噪声特性分析及讨论 |
| 4.3 小注入下HP-LDs1/f噪声产生机理及应用 |
| 4.3.1 利用电致发光表示非辐射复合电流 |
| 4.3.2 小注入下经老化试验后的HP-LDs1/f噪声特性讨论 |
| 4.3.3 小注入下1/f噪声表征HP-LDs表面稳定性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 激光状态下HP-LDs结电压1/f涨落模型以及与光子数涨落的量子相关性研究 |
| 5.1 激光的半经典理论基础 |
| 5.2 激光状态下HP-LDs结电压1/f涨落模型构建 |
| 5.2.1 量子化朗之万(Langevin)方程 |
| 5.2.2 结电压1/f涨落模型 |
| 5.2.3 模型验证与讨论 |
| 5.3 光子数涨落与结电压1/f涨落之间的量子相关性研究 |
| 5.3.1 量子相关性理论推导 |
| 5.3.2 实验验证与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 高功率半导体激光器低频噪声表征特性研究 |
| 6.1 基于低频光、电噪声相关性的808 nm HP-LDs可靠性表征方法研究 |
| 6.1.1 808 nm HP-LDs外延层结构 |
| 6.1.2 经出厂寿命测试的808 nm HP-LDs低频光、电噪声特性分析 |
| 6.1.3 性能退化的808 nm LDs低频光、电噪声相关性及可靠性分析 |
| 6.2 基于低频噪声与加速老化试验相结合的VCSEL预筛选方法研究 |
| 6.2.1 VCSEL器件低频噪声测量 |
| 6.2.2 VCSEL预筛选判据模型构建 |
| 6.2.3 预筛选结果讨论及方法优势分析 |
| 6.3 基于1/f噪声的HP-LDs辐射效应退化机理及辐射损伤表征研究 |
| 6.3.1 引入辐照缺陷的HP-LDs 1/f噪声模型构建 |
| 6.3.2 实验验证及结果讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（6）1200V N沟道VDMOS研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 VDMOS发展历程 |
| 1.2.1 传统VDMOS |
| 1.2.2 沟槽栅MOS |
| 1.2.3 超结VDMOS |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.3.1 国内研究现状 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.3.3 选题意义 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 VDMOS基础理论 |
| 2.1 VDMOS结构及其特点 |
| 2.1.1 VDMOS结构 |
| 2.1.2 VDMOS特点 |
| 2.1.3 VDMOS的结构优势 |
| 2.2 VDMOS的工作原理 |
| 2.3 静态参数 |
| 2.3.1 阈值电压 |
| 2.3.2 导通电阻 |
| 2.3.3 跨导 |
| 2.3.4 击穿电压 |
| 2.3.5 漏电流 |
| 2.4 动态参数 |
| 2.4.1 栅电容 |
| 2.4.2 最高工作频率 |
| 2.4.3 开关特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 1200VVDMOS的元胞设计 |
| 3.1 设计指标 |
| 3.2 工艺设计 |
| 3.2.1 工艺流程设计 |
| 3.2.2 关键工艺设计 |
| 3.3 元胞设计 |
| 3.3.1 新结构分析 |
| 3.3.2 尺寸设计 |
| 3.3.3 漂移区参数设计 |
| 3.3.4 P-body区参数 |
| 3.3.5 JFET区推结时间 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 VDMOS的终端与版图设计 |
| 4.1 平面结 |
| 4.1.1 柱面结 |
| 4.1.2 球面结 |
| 4.2 浮空场限环结构 |
| 4.3 终端结扩展 |
| 4.4 版图设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（7）超高频、低延时、大功率IGBT驱动模块（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景及依据 |
| 1.2 IGBT器件及其驱动模块国内外研究现状 |
| 1.2.1 IGBT器件国内外研究现状 |
| 1.2.2 IGBT驱动模块国内外研究现状 |
| 1.3 本论文主要研究内容 |
| 第二章 IGBT器件基本原理及其驱动策略分析 |
| 2.1 IGBT器件原理分析 |
| 2.2 IGBT工作特性 |
| 2.2.1 IGBT静态特性 |
| 2.2.2 IGBT动态特性 |
| 2.3 IGBT内部等效电路分析 |
| 2.4 IGBT有源等效模型 |
| 2.5 IGBT驱动策略分析 |
| 2.5.1 IGBT驱动电路模块组成 |
| 2.5.2 输入信号整形模块 |
| 2.5.3 输入信号隔离模块 |
| 2.5.4 功率放大模块 |
| 2.5.5 驱动回路参数模块 |
| 2.5.6 驱动保护模块 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 不对称式图腾柱电路和驱动回路参数分析及优化设计 |
| 3.1 不对称式图腾柱电路驱动板与集成芯片驱动分析 |
| 3.1.1 不对称式图腾柱驱动板驱动MOSFET原理分析 |
| 3.1.2 不对称式图腾柱驱动板驱动实物 |
| 3.1.3 不对称式图腾柱驱动板驱动MOSFET实测波形 |
| 3.1.4 集成芯片直接驱动MOSFET分析 |
| 3.1.5 SG3525 驱动板驱动MOSFET实测波形 |
| 3.1.6 本文驱动板设计思路 |
| 3.2 不对称式图腾柱驱动电路优化设计 |
| 3.3 驱动回路参数优化设计 |
| 3.3.1 开通驱动回路建模 |
| 3.3.2 关断驱动回路建模 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 驱动板的电源完整性及电磁兼容性分析设计 |
| 4.1 驱动板整体原理图分析 |
| 4.2 驱动板的电源完整性分析 |
| 4.2.1 驱动板电源完整性的研究意义 |
| 4.2.2 驱动板电源噪声来源分析 |
| 4.2.3 电容退耦分析 |
| 4.2.4 退耦电容的选择 |
| 4.2.5 多级π型滤波 |
| 4.3 驱动板电路优化设计 |
| 4.3.1 直流电源电路电源完整性优化设计 |
| 4.3.2 SI8621BC电路电源完整性优化设计 |
| 4.3.3 不对称式图腾柱电路优化设计 |
| 4.3.4 电源指示灯电路 |
| 4.4 驱动板的电磁兼容性分析 |
| 4.4.1 驱动板电磁兼容性的研究意义 |
| 4.4.2 电磁兼容性含义及其组成 |
| 4.4.3 PCB板层叠设计 |
| 4.4.4 驱动板的PCB设计 |
| 4.5 驱动板实物 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 仿真与实测波形验证 |
| 5.1 不对称式图腾柱电路及驱动回路参数仿真 |
| 5.1.1 不对称式图腾柱电路仿真 |
| 5.1.2 驱动回路参数仿真 |
| 5.2 驱动板实测平台 |
| 5.3 驱动板实测波形验证 |
| 5.3.1 SI8621BC芯片实测波形 |
| 5.3.2 不对称式图腾柱电路实测波形 |
| 5.3.3 驱动板传输延时实测波形 |
| 5.3.4 传统及优化驱动回路参数实测波形及驱动板更高驱动频率展示 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读硕士学位期间学术成果 |
（8）超低占空比脉冲合成与调理模块设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 1.3.1 设计指标与工作内容 |
| 1.3.2 章节安排 |
| 第二章 脉冲信号特性分析与总体方案设计 |
| 2.1 脉冲信号特性分析 |
| 2.1.1 脉冲信号时域特性分析 |
| 2.1.2 脉冲信号频域特性分析 |
| 2.2 总体方案设计 |
| 2.2.1 指标分析 |
| 2.2.2 方案设计 |
| 2.3 设计难点分析 |
| 2.3.1 脉冲合成设计难点分析 |
| 2.3.2 脉冲调理设计难点分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 超低占空比脉冲合成技术分析与电路设计 |
| 3.1 超低占空比脉冲合成技术可行性分析 |
| 3.1.1 基于阶跃恢复二极管的脉冲合成技术 |
| 3.1.2 基于高速比较器的脉冲合成技术 |
| 3.1.3 基于相对延时的脉冲合成技术 |
| 3.2 超低占空比脉冲合成方案设计 |
| 3.3 超低占空比脉冲合成电路设计 |
| 3.3.1 时钟电路设计 |
| 3.3.2 亚皮秒级精密延时电路设计 |
| 3.3.3 脉冲合成电路设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 超低占空比脉冲调理技术分析与电路设计 |
| 4.1 超宽带信号调理系统分析 |
| 4.1.1 基于信号分解与合成的超宽带信号调理系统 |
| 4.1.2 基于分频段调理的超宽带信号调理系统 |
| 4.2 脉冲调理技术分析 |
| 4.2.1 基于集成运放的线性调理技术 |
| 4.2.2 基于射频放大器的线性调理技术 |
| 4.2.3 基于差分放大电路的非线性调理技术 |
| 4.2.4 基于引脚驱动器的非线性调理技术 |
| 4.3 超低占空比脉冲调理方案设计 |
| 4.4 超低占空比脉冲调理电路设计 |
| 4.4.1 低频调理电路设计 |
| 4.4.2 高频调理电路设计 |
| 4.5 辅助电路设计 |
| 4.5.1 电源设计 |
| 4.5.2 高速电路板设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 测试与分析 |
| 5.1 整机调试与测试方法 |
| 5.1.1 整机调试 |
| 5.1.2 测试方法 |
| 5.2 指标测试与分析 |
| 5.2.1 测试内容与结果 |
| 5.2.2 指标测试 |
| 5.2.3 测试分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的成果 |
| 附录 |
（9）功率集成器件及其兼容技术的发展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 功率集成器件 |
| 2.1 LDMOS |
| 2.2 LIGBT |
| 3 功率集成电路工艺 |
| 4 功率集成技术 |
| 4.1 隔离技术 |
| 4.1.1 自隔离技术 |
| 4.1.2 结隔离技术 |
| 4.1.3 介质隔离技术 |
| 4.2 高压互连技术 |
| 4.2.1 厚介质层互连技术 |
| 4.2.2 掺杂优化技术 |
| 4.2.3 场板屏蔽技术 |
| 4.2.4 自屏蔽技术 |
| 4.3 抗d V/dt技术与di/dt技术 |
| 4.4 抗闩锁技术 |
| 4.5 版图技术 |
| 5 展望 |
| 5.1 低Qg技术 |
| 5.2 Ga N、Si C功率器件及其集成技术 |
| 5.3 部分SOI |
| 6 结束语 |
（10）宽禁带半导体微波器件机理及其模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 微波GaN HEMT器件与模型的国内外发展动态 |
| 1.2.1 器件方面 |
| 1.2.2 模型方面 |
| 1.3 本论文的研究内容和结构安排 |
| 第二章 GaN HEMT器件表面势模型基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 GaN材料与器件特性 |
| 2.2.1 材料特性 |
| 2.2.2 器件典型结构和工作原理 |
| 2.3 紧凑模型基础 |
| 2.4 GaN HEMT表面势模型建模基础 |
| 2.4.1 模型基本方程 |
| 2.4.2 费米势E_f和2DEG密度n_s解析计算 |
| 2.4.3 结果验证及分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 SiC基 AlGaN/GaN HEMT器件物理基表面势模型研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 内核模型方程推导及验证 |
| 3.2.1 本征漏源电流I_(ds)模型建模 |
| 3.2.2 本征栅源电容C_(gs)、栅漏电容C_(gd)模型建模 |
| 3.3 物理基表面势大信号模型研究 |
| 3.3.1 小信号模型建模 |
| 3.3.2 自热效应研究 |
| 3.3.3 陷阱效应研究 |
| 3.3.4 模型分析与在片测试验证 |
| 3.4 模型缩放特性研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 金刚石基GaN HEMT器件热效应及其紧凑模型研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 金刚石基GaN HEMT器件结构和制备流程 |
| 4.3 三维热仿真模型建立及热阻提取 |
| 4.3.1 固体传热模型和热阻概念 |
| 4.3.2 三维热仿真模型建立及验证 |
| 4.3.3 沟道温度的关键影响因素分析 |
| 4.4 界面热特性分析及热电耦合模型建模 |
| 4.4.1 GaN/金刚石界面特性研究和热阻提取 |
| 4.4.2 衬底转移前后的器件性能对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 柔性AlGaN/AlN/GaN HEMT器件力电耦合模型研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 柔性GaN HEMT器件制备和应变测试方法 |
| 5.2.1 柔性GaN HEMT器件结构和制备流程 |
| 5.2.2 弯曲测试实验方案介绍 |
| 5.3 物理基解析力电耦合模型建模 |
| 5.3.1 AlGaN/AlN/GaN结构2DEG密度解析模型 |
| 5.3.2 物理基解析应力模型建模 |
| 5.4 模型验证与结果分析 |
| 5.5 本章小节 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
四、高频大功率VDMOS场效应晶体管（论文参考文献）
- [1]金属封装功率器件管壳镀金层腐蚀机理研究[J]. 李寿全. 电子产品可靠性与环境试验, 2021(04)
- [2]采用平面分栅结构的高增益宽带射频VDMOS研制[J]. 于淼,宋李梅,李科,丛密芳,李永强,任建伟. 电子技术应用, 2021(07)
- [3]毫米波单片集成混频器设计技术研究[D]. 周猛. 云南师范大学, 2021(08)
- [4]GaN基异质结场效应晶体管中势垒层和P-GaN层与极化库仑场散射相关研究[D]. 姜光远. 山东大学, 2021(11)
- [5]高功率半导体激光器低频噪声产生机理及表征特性研究[D]. 曲畅. 长春理工大学, 2021(01)
- [6]1200V N沟道VDMOS研制[D]. 冯新. 电子科技大学, 2021(01)
- [7]超高频、低延时、大功率IGBT驱动模块[D]. 谢佳明. 昆明理工大学, 2021(01)
- [8]超低占空比脉冲合成与调理模块设计[D]. 刘永东. 电子科技大学, 2021(01)
- [9]功率集成器件及其兼容技术的发展[J]. 乔明,袁柳. 电子与封装, 2021(04)
- [10]宽禁带半导体微波器件机理及其模型研究[D]. 武庆智. 电子科技大学, 2021(01)
标签：igbt驱动电路论文; 驱动电路论文; 异质结论文; 高频电路论文; 通信论文;