功率晶体管直流增益温度变化率的研究及埋层结构优化

利用TCAD半导体器件仿真软件,依据NPN型大功率晶体管电参数指标要求,针对直流增益及其高、低温变化率进行了研究。为拓宽满足直流增益要求的结构参数范围并改善直流增益高、低温变化率,提出一种新型带P~+埋层的高反压大功率晶体管结构。仿真结果表明:通过对P~+埋层掺杂浓度和厚度进行优化,可有效折中直流增益和集电极-发射极击穿电压的矛盾关系,使得发射区、基区结构参数在较大范围内满足直流增益指标要求,增大了工艺裕量。P~+埋层的存在,可针对满足直流增益及其高、低温变化率的要求来调整发射区、基区结构参数。     

功率晶体管击穿电压与硅片电阻率的取值关系

介绍了用于节能灯照明电路的高耐压功率晶体管的反向击穿电压、饱和压降和开关时间等参数的设计要求。合理选用硅片单晶材料的电阻率 ,对器件工艺设计和制造起到了关键作用。     

基区复合电流对双极晶体管厄利电压的影响

推导了在考虑了基区复合电流后双极晶体管厄利电压的理论表达式。用该表达式计算了Si/SiGe异质结双极晶体管的厄利电压,并且与仿真结果进行了比较。比较结果表明,两种情况下计算出的厄利电压值符合良好。     

宽温高频高反压沟道基区晶体管研制

耗尽基区双极晶体管也称为双极静电感应晶体管（ＢＳＩＴ）,其电流放大系数（ｈＦＥ）具有负的温度系数．双极结型晶体管（ＢＪＴ）的ｈＦＥ具有正的温度系数．将ＢＳＩＴ与ＢＪＴ并联,采用ＢＪＴ常规平面工艺制造了宽温高频高反压沟道基区双极ＰＮＰ晶体管．本文描述了这种新器件结构、工作原理、设计与制造．新器件突出特点是：当温度变化较大时,ｈＦＥ漂移较小．测试结果表明：环境温度从２５℃升到１８０℃时,器件的ｈＦＥ随温度Ｔ的变化率小于３５％．优于同类型的常规双极结型晶体管,平均改善２０％．当温度从２５℃降到－５５℃,器件的ｈＦＥ变化率小于或等于３０％．     

异质结双极晶体管基区复合电流的解析模型

从求解异质结双极晶体管基区的二维电流连续性方程出发，推导出了基区少数载流子浓度的解析解，由此获得了基区各处复合电流的解析表达式。基于该模型完成了算法研究和软件编制，计算出了器件所能达到理论电流增益。     

3.1～3.4GHz长脉宽高增益硅功率晶体管

最近南京电子器件研究所在研制长脉宽工作、高增益硅脉冲功率晶体管领域取得重大进展。器件工作频率 3.1～ 3.4GHz,脉冲宽度 30 0μs,占空比 1 0 % ,输出功率大于 1 2 W,功率增益大于 9.5 d B,效率大于 35 % ,顶降小于 0 .5 d B,带内平坦度小于 1 .2 5 d B。器件具有抗 1 d B输入过激励、3∶ 1输出失配的能力。图 1　器件外型图( E:发射极 ;B:基极 ;C:集电极 )Fig.1　 Devise outline( E:Emitter;B:Base;C:Collector)芯片在 76 mm硅工艺线上研制成功 ,具有较高成品率和可靠性。器件采用共基极结构、气密性金属陶瓷封装 ,C类工作。…     

一种新的梳状基区RF功率晶体管

给出一种新的 RF功率器件结构 -梳状基区结构 .在不增加本征集电结面积的情况下 ,该结构能显著改善 RF功率晶体管散热特性 ,增大器件的耗散功率和输出功率 ,较好地缓解了传统结构中高工作频率与大输出功率之间的矛盾 .模拟分析表明 ,采用该结构 ,器件的雪崩击穿电压能提高到理想平行平面结的 90 %以上 ,器件的大电流特性和频率特性也有所改进 .采用该技术制作的试验样管 DCT375同传统结构器件相比 ,其热电特性得到显著的改善 .这种结构为新型超高频、微波大功率管的研制开辟了新途径 .     

一种新的梳状基区RF功率晶体管

给出一种新的RF功率器件结构-梳状基区结构.在不增加本征集电结面积的情况下,该结构能显著改善RF功率晶体管散热特性,增大器件的耗散功率和输出功率,较好地缓解了传统结构中高工作频率与大输出功率之间的矛盾.模拟分析表明,采用该结构,器件的雪崩击穿电压能提高到理想平行平面结的90%以上,器件的大电流特性和频率特性也有所改进.采用该技术制作的试验样管DCT375同传统结构器件相比,其热电特性得到显著的改善.这种结构为新型超高频、微波大功率管的研制开辟了新途径.     

新型功率晶体管频率高 表面装 功率大

工业界预测,今年功率晶体管将至少增长16％,明年可能增长13％。虽然对功率晶体管的需求在增长,但象日本这样的国家没有新的制造厂家涉足这一领域,中国台湾供应厂商的数量实际上也在减少。而中国的公司却在扩大其生产能力,不过现在也面临着国内市场的日渐饱和。 现在主要原材料的价格在     

基区复合电流对双极晶体管厄利电压的影响

推导了在考虑了基区复合电流后双极晶体管厄利电压的理论表达式。用该表达式计算了 Si/Si Ge异质结双极晶体管的厄利电压 ,并且与仿真结果进行了比较。比较结果表明 ,两种情况下计算出的厄利电压值符合良好     

硅脉冲双极型微波功率管参数退化探索

首先提出了硅脉冲双极型微波功率晶体等在应用中会出现功率增益、饱和压降以及EB结反向击穿电压参数的退化现象,并对此进行了研究探索.测试了良品和失效品EB结的正向特性和C-V特性.通过比较分析两者的区别,从理论推导并得出了退化的一大原因是由于基区浓度值的减小以及浓度梯度降低的结论.分析表明,导致基区浓度发生变化的原因是器件长期工作在高温下而发生了杂质再扩散.     

阶梯分布埋氧层固定电荷SOI高压器件新结构和耐压模型

提出了具有阶梯分布埋氧层固定电荷(SBOC)SOI新型高压器件,并借助求解多区二维泊松方程建立其击穿电压模型,对阶梯数n从0到∞时的器件击穿特性进行了研究.结果表明,该结构突破常规SOI结构纵向耐压极限,使埋氧层电场从常规75V/μm提高到500V/μm以上;同时得到均匀的表面电场分布,缓解了器件尺寸和击穿电压之间的矛盾,因此SBOC结构是一种改善SOI耐压的良好结构.     

串联型稳压电路中调整管最大功耗的讨论

调整管是串联型稳压电路的核心元件,为保证电路正常工作。必须考虑调整管的安全工作区。指出了常用教材在调整管最大功耗计算方法上存在的不严密之处以及由此得到的不准确的结论。探讨了另一种有效的求解方法——求导法。求导法物理概念清晰,数学推导严密。具有一定的工程应用价值。最后通过实例将上述两种方法的计算结果进行了对比。经MATLAB模拟验证。结果与求导法完全吻合。进一步证明了该方法的准确性和可行性。     

3CD104型硅PNP大功率晶体管的研制

讲述TO 257金属扁平封装3CD104型PNP大功率晶体管的研制过程。根据产品技术要求,进行产品结构及工艺流程设计,通过合理地减少发射区条形宽度,增大发射区周长和面积之比值。通过合理选取和控制基区宽度,解决大功率和高频率相矛盾的问题。测试和试验表明,该产品各项参数均满足设计指标。     

基于LDMOS 器件的高功率宽带小型化功率放大器

相对于双极型Si功率器件,LDMOS功率器件在增益、线性度、可靠性等方面具有明显的优势而且成本较低。理论分析表明,固态雷达发射系统应用该功率器件可以减轻发射系统的重量和减小体积,提高输出功率和功率密度。本文依据相控阵雷达实际需求,利用LDMOS功率器件设计出一款P波段1000W高功率宽带小型化功率放大器。通过设计宽带输入、输出匹配网络实现放大器宽带工作(相对工作带宽50%),通过小型化紧凑电路设计和减重设计减小功率放大器体积和减轻重量,实现功放模块体积小(55×95mm)、重量轻(120g)的设计要求,通过漏极调制电路提高功率放大器的效率。实测结果与传统Si器件功率放大器相比,该功率放大器具有高输出功率及功率密度、体积小、重量轻、工作带宽宽的特点。     

一种级联型结构的固体开关式高压脉冲电源的研制

针对串级型结构的固体开关式脉冲电源存在的电源可靠性受同步驱动、均压等技术条件影响严重的问题,设计了一种由多个相对独立的低压固体开关式脉冲电源叠加构成的级联型高压脉冲电源。各低压脉冲电源输出端的固体开关均单独采用光纤光电耦合器和专用驱动模块控制,各光纤光电耦合器的输入端由同一PWM脉冲控制。电源的输出指标为：脉冲电压幅值100～3000V,脉冲频率5～40kHz,脉冲占空比5％～40％,脉冲电流幅值25A,额定功率50kW。研制的电源可靠性高,可实现模块化,可通过增减模块单元的数量,满足不同输出电压的需要。     

一种隐埋缓冲掺杂层高压SBD器件新结构

提出了一种新型隐埋缓冲掺杂层(IBBD)高压SBD器件,对其工作特性进行了理论分析和模拟仿真验证.与常规高压SBD相比,该IBBD-SBD在衬底上方引入隐埋缓冲掺杂层,将反向击穿点从常规结构的PN结保护环区域转移到肖特基势垒区域,提升了反向静电释放(ESD)能力和抗反向浪涌能力,提高了器件的可靠性.与现有表面缓冲掺杂层...     

具有多等位环的高压屏蔽新结构MER-LDMOS耐压分析

提出一种多等位环(multiple equipotential rings,MER)的高压屏蔽新结构MER-LDMOS,并解释了该结构的屏蔽机理,通过2D器件模拟验证了屏蔽机理的正确性.讨论了p-top剂量、等位环长度、等位环间距以及氧化层厚度对MER-LDMOS击穿电压的影响.结果表明MER-LDMOS突破常规LDMOS高压屏蔽的能力,击穿电压较常规LDMOS提高一倍以上;同时,该结构具有工艺简单、工艺容差大、反向泄漏电流小等优点,为高压集成电路中高压屏蔽的问题提供了一种新的解决方案.     

具有多等位环的高压屏蔽新结构MER-LDMOS耐压分析

提出一种多等位环(multiple equipotential rings,MER)的高压屏蔽新结构MER-LDMOS,并解释了该结构的屏蔽机理,通过2D器件模拟验证了屏蔽机理的正确性.讨论了p-top剂量、等位环长度、等位环间距以及氧化层厚度对MER-LDMOS击穿电压的影响.结果表明MER-LDMOS突破常规LDMOS高压屏蔽的能力,击穿电压较常规LDMOS提高一倍以上;同时,该结构具有工艺简单、工艺容差大、反向泄漏电流小等优点,为高压集成电路中高压屏蔽的问题提供了一种新的解决方案.     

性能优良的RCA微波功率晶体管

首次采用多晶硅发射区 RCA技术制备出微波功率晶体管。在工作频率为 3 .1 GHz时 ,该器件输出功率达到 6W,功率增益达到 1 0 d B。与普通多晶硅发射区 HF晶体管相比 ,此种晶体管具有电流增益 h FE随温度变化小、并且在一定温度下达到饱和的优点 ,从而可以在一定程度上抑制微波双极功率晶体管由于温度分布不均匀导致的电流集中。文中还讨论了不同的杂质激活条件对 RCA器件直流增益的温度特性的影响及对微波性能的影响