Print

基于高压MOS功率器件的高压集成电路的研究

论文摘要

功率集成电路(PIC)的出现对提高系统的可靠性,降低其成本、重量和体积,实现汽车电子、工业控制、通讯等领域中系统的小型化、智能化有着重要的意义。本文设计的脉宽调制功率放大器是用于中小功率直流电机控制的PIC系统,该系统包含了控制电路,驱动电路和高压H桥。在高压器件的研究中,设计了适用于高低压电路集成的LDMOS器件结构,采用Double RESURF技术和场板技术,耐压可达700伏。本文借助二维器件模拟软件MEDICI,分析了器件的参数对击穿电压和导通电阻的影响,从而实现了器件的高耐压和低导通电阻的要求。在电路设计中,本文给出了系统及各子电路的设计,同时使用Cadence下的EAD工具对电路进行了仿真模拟。仿真结果表明,所设计电路的性能参数基本满足设计指标。以标准的P阱CMOS工艺为基础,参考了国际上流行的BCD工艺,设计了适合本电路的高低压兼容工艺,在此工艺基础上完成了电路的版图设计。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题背景
  • 1.2 功率集成电路发展概况
  • 1.3 BCD集成电路技术的发展状况
  • 1.4 本文研究的内容和意义
  • 1.5 本文的主要工作
  • 第二章 高压MOS功率器件的研究
  • 2.1 器件击穿的理论分析
  • 2.1.1 碰撞电离
  • 2.1.2 雪崩击穿
  • 2.2 结终端技术
  • 2.2.1 场板技术
  • 2.2.3 场限环技术
  • 2.2.3 RESURF技术
  • 2.3 高压LDMOS器件结构
  • 2.3.1 器件结构分析
  • 2.3.2 Double RESRUF的电荷平衡
  • 2.4 MEDICI使用简介
  • 2.4.1 可分析的对象
  • 2.4.2 物理模型
  • 2.4.3 边界条件
  • 2.4.4 仿真原理
  • 2.5 器件耐压的二维仿真模拟及分析
  • 2.5.1 漂移区长度的影响
  • 2.5.2 栅极场板长度的影响
  • 2.5.3 P降场层浓度的影响
  • 2.5.4 P降场层长度的影响
  • 2.6 器件导通电阻的分析
  • 第三章 电路设计与仿真
  • 3.1 系统的组成及原理介绍
  • 3.2 系统参数特征及设计指针
  • 3.3 控制电路的设计
  • 3.3.1 压控振荡器的设计
  • 3.3.2 积分器的设计
  • 3.3.3 比较器的设计
  • 3.3.4 数字逻辑部分的设计
  • 3.3.5 控制电路的模拟仿真
  • 3.4 驱动电路的设计
  • 3.4.1 信号处理电路的设计
  • 3.4.2 电平位移电路
  • 3.4.3 高、低压驱动级电路的设计
  • 第四章 工艺及版图设计
  • 4.1 工艺设计
  • 4.1.1 兼容工艺设计
  • 4.1.2 高低压兼容工艺流程
  • 4.2 版图设计
  • 4.2.1 版图设计的步骤
  • 4.2.2 版图设计的一般要求
  • 4.2.3 部分版图
  • 第五章 总结与展望
  • 5.1 总结
  • 5.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 作者在读期间的研究成果
  • 附录

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/a825f2a942b317f7f1cfb581.html