浮动电极对屏蔽栅沟槽型MOSFET特性的影响

提出了在屏蔽栅沟槽型MOSFET(SGT)的沟槽侧壁氧化层中形成浮动电极的结构,通过改善电场分布,优化了特征导通电阻与特征栅漏电容。在传统SGT结构的基础上,仅通过增大外延层掺杂浓度,改变浮动电极的长度和位置以及氧化层厚度,最终得到击穿电压为141.1 V、特征导通电阻为55 mΩ·mm²、特征栅漏电容为4.72 pF·mm^-2的浮动电极结构。与相同结构参数的SGT结构相比,在击穿电压不变的条件下,浮动电极结构的特征导通电阻降低了9.3%,Baliga优值提升了13%,特征栅漏电容降低了28.4%。     

一款800V VDMOS终端结构的设计

设计了一款800 V VDMOS终端结构,采用场限环(FLR)与场板(FP)相结合的方式,在场限环上添加多晶硅场板与金属场板,有效地降低了表面电场峰值。通过调整终端结构,在135μm的有效终端长度上实现了848 V的击穿电压,最大表面电场为2.34×105 V/cm,小于工业界判断器件击穿场强标准(2.5×105 V/cm),且电场分布比较均匀,终端结构的稳定性和可靠性高。     

适用于DC-DC开关电源的振荡器设计

应用于手机等通信电子产品电源系统的DC-DC开关电源变换器芯片,要求具有高性能的振荡器。鉴于此要求,设计了一款具有充放电电容的高性能振荡器。该振荡器基于0.5μm BCD工艺库,利用Cadence和Hspice软件,在芯片系统典型应用环境下仿真,得到的内同步振荡频率为794 k Hz,外部EN同步振荡频率为1 MHz到2MHz;在VCC=5.5 V,0~125℃温度范围内振荡器的频率偏移在6%以内。仿真结果显示,该振荡器性能良好,适用于DC-DC开关电源。     

高压功率VDMOS元胞的研制

基于Sentaurus TCAD仿真软件,在外延层参数与生产工艺确定的情况下,通过调整元胞的多晶硅长度优化特征导通电阻,并通过对版图元胞面积的准确计算,设计了三款导通电阻目标值为2.4,3.0和3.3Ω的高压功率VDMOS芯片。流片结果显示,导通电阻的平均值与版图计算值吻合度均超过96%,表明了该设计方法、仿真参数及版图设计具有较高的可靠性。     

一种带曲率补偿的高精度带隙基准源设计

基于OKI 0.5 μm BCD工艺,设计了一种带曲率补偿的低温漂带隙基准源。采用Brokaw带隙基准核心结构,引入一个高阶效应的电流,对基准进行补偿。结合基准核心电路产生的无温度系数电压,利用简单的电路实现基准电流源的产生。仿真结果表明,在4.5 V供电电压下,-40 ℃~150 ℃温度范围内,基准电压的波动范围为1.1755~1.17625 V,温漂为3.9 ×10-6/℃,基准电流为3.635 μA,输出基准电流波动仅为2.2 nA,精度较高,低频时电路电源抑制比为-76 dB。     

一种高温度性能的带隙基准源

基于OKI 0.5μm BiCMOS工艺,设计了一种低温漂的带隙基准电压源。对传统基准源的电压模式输出级进行了改进,使之形成同时包含电压模式和电流模式的混合模式输出级,提高了温度补偿的灵活性。同时设计了一种基于分段线性补偿技术的高精度曲率校正电路,精确地对基准电压的高阶温度分量进行修调。 HSPICE仿真结果表明,在5 V的电源电压下,基准输出电压为1.2156 V,在-40℃~125℃温度范围内,基准电压的温度系数为0.43×10-6/℃,低频时电路电源抑制比低于-83 dB。电源电压在3.8 V~10 V范围内变化时,基准源的线性调整率为9.2μV/V。     

低功耗高性能限流比较器的设计与仿真

为了进一步改善DC-DC开关电源的效率、功耗和精度,以其中最关键的电路:限流电路为突破口,对传统CPM控制结构进行了改进,并引入了动态偏置的思想,采用0.6μmBICMOS工艺模型,设计了一种高性能、低功耗的限流比较器.分析了电路的设计原理和过程,并给出了仿真结果.     

一种沟槽型SGTMOSFET终端结构

为了在提升终端耐压的同时减少终端的使用面积,基于屏蔽栅沟槽型MOSFET (shielded gate trench MOSFET,简称SGTMOSFET)设计了一种沟槽型终端。通过Sentaurus TCAD软件对终端结构进行仿真,仅改变沟槽和P型环参数,最终使终端的耐压达到了135V,有效终端长度仅为18.5μm。此终端结构适用于中低压领域,且在SGTMOSFET元胞工艺步骤的基础上仅增加了一层掩膜,终端结构工艺和元胞工艺兼容,易于实现。     

一种高速高精度CMOS电流比较器

针对传统电流比较器速度慢,精度低等问题,提出了一种新型CMOS电流比较器电路。我们采用CMOS工艺HSPICE模型参数对该电流比较器的性能进行了仿真,结果表明当电源电压为3V,输入方波电流幅度为0．3uA时,电流比较器的延时为5．2ns,而其最小分辨率仅约为0．8nA。该比较器结构简单,速度快,精度高,适合应用于高速高精度电流型集成电路中。     

低功耗的过压比较器

设计了一种内置基准门限的比较器,该电路的结构简单易于实现,且其中内置门限的温度特性和电源抑制特性好,由于不需要专门的门限产生电路且减少了从电源到地的电流支路,使静态电流不超过3uA远低于传统比较器,将此结构应用在升压DC-DC转换器中,在保证原有保护功能和控制精度的前提下,能有效地降低静态电流从而提高效率。