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高压MOSFET与IGBT SPICE模型

只要时间足够,大部分工程师都能找到正确的方向。作为工程师,您是否经常需要了解电路应用中每个组件的性能?是的。一般来说,来自半导体公司的模型能否反映真实的电路应用条件?嗯…不一定。即使找到正确的方向,充

 只需时刻满足,大部分工程师都能找到正确的方向。 作为工程师,您是否常常需求了解电路运用中每个组件的功能? 是的。一般来说,来自半导体公司的模型能否反映实在的电路运用条件? 嗯…不一定。 即便找到正确的方向,充沛并迅速地了解供货商供给的仿真模型是否实在反映既定运用空间内的器材仍然是扎手的问题。

  与竞争对手的模型不同,Fairchild的超级结MOSFET和IGBTSPICE模型根据一个物理可扩展模型,适用于整个技能渠道,而非针对每个器材尺度和类型别离建模的独立分立式模型库。模型直接盯梢布局和制程技能参数(图1)。可扩展参数答应选用CAD电路规划东西进行规划优化。关于给定运用,最佳设备无法在固定的、分立式设备尺度或额定值数据库中找到。因而,规划人员常常束手束脚,不得已地选用次优器材。图2显现了一个模型盯梢超级结MOSFETS的挑战性缩放CRSS特性并在IGBT中传递特性的才能。

  曾经,SPICE级的功率MOSFET模型是以简略分立式子电路或功能模型为根底的。简略的子电路模型常常过于简略,不足以捕获一切器材功能,如IV(电流与电压)、 CV(电容与电压)、瞬态和热功能,且不包括任何器材结构联系和制程参数。电热功能模型改进了精度,可是,模型与物理设备结构和制程参数之间的联系仍不行清晰。并且,众所周知,这种功能模型存在速度和聚合问题。这点十分要害,规划人员不期望模型在仿真中不能当即收敛或直接产生毛病,只是是因为某些数字性溢出毛病。

  

  

  图1:超级结MOSFET (a)和IGBT (b)横截面,模型中包括嵌入式样品制程参数

  

  

  图2:可从一个物理模型扩展(a) SuperFET CRSS(b) IGBT IC与VGE

  Fairchild的新式HV SPICE模型不只是是匹配数据表。咱们执行了广泛的设备和电路等级的特性剖析来保证模型精度。例如,选用行业标准双脉冲测验电路来验证模型的精度,如图所示。经过实践电路作业条件下的设备操作来验证模型的电热精度(图4),而非只是供给数据表冷却曲线图。完好的电热仿真功能带电热启用符号(图5)答应体系级的电热优化。

  

  

  

  图3:SuperFET双脉冲查验(a)简化原理图(b)导通(c)关断

  

  图4:电热查验: ID与脉冲宽度

  

  图5:电热IGBT符号

  现在,新开发的物理可扩展SPICE模型集成了工艺技能,坐落规划流程的最前沿。凭仗SPICE模型,规划人员可先模仿产品功能再进行器材制造,这样就能缩短规划和制造周期,从而降低成本并加速产品上市时刻。SPICE模型可合作新HV技能开发运用,以便制造虚拟产品原型。在老练技能中,规划人员可对虚拟器材尺度进行扩展以优化新开发的SP%&&&&&%E模型。

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