基于bsim3v3对vdmos模型研究

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1、杭州电子科技大学硕士学位论文基于BSIM3v3对VDMOS模型的研究研究生：陈峰指导教师：孙玲玲教授刘军副教授2013年12月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterAStudyonthemodelingofVDMOSbasedonBSIM3v3Candidate:ChenFengSupervisor:Prof.SunLinglingA.P.LiuJunDecember，2013杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明

2、本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技

3、大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。(保密论文在解密后遵守此规定)论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日杭州电子科技大学硕士学位论文摘要功率VDMOS（垂直双扩散场效应晶体管）器件是功率电子的主流产品之一。凭借其输入阻抗高、安全工作区宽、开关速度快和热稳定性好等很多特点，VDMOS广泛地应用于开关电源、电机驱动、节能灯和汽车电子部件等各种领域。我国在VDMOS器件研究方面已经取得了不少进展，但是还不够成熟，而且我国很

4、多VDMOS产品需要进口，于是，对功率VDMOS器件的特性探究及其模型建立和模型优化存在着非常重要的意义。论文选取了某半导体技术有限公司自主研发推出的一款功率VDMOS。本文简要介绍了VDMOS应用和发展前景以及模型研究的意义，概述了模型相关理论，包括SPICE模型及其发展，还有BSIM3v3模型的特点和主要考虑的器件物理机制，接着介绍器件测试系统和模型提取软件及较详细全面的模型提取步骤，然后介绍功率VDMOS的结构发展以及分析了其直流特性、热温度特性和动态电容特性，最后对VDMOS进行直流测试和动态电容测试，包括输出特性曲线、

5、转移特性曲线（I-V曲线）以及动态电容曲线（C-V曲线），选用专门的模型提取软件对VDMOS建模。过程中发现初始BSIM3v3模型由于主要是面向低压低功率MOSFET器件，所以无法很好地对VDMOS器件进行表征。由此，在BSIM3v3模型的基础上，通过子电路的形式，在VDMOS的漏极添加一个受栅极电压跟漏极电压控制的电阻，很好地拟合VDMOS测试数据，提高模型精度，同时论文还在BSIM3v3模型的VA（Verilog-A）模型文件中进行一些改动，在Verilog-A代码中修改原始方程，添加个别主要用于拟合线性区和饱和区的参数，从

6、而使得优化后的BSIM3v3模型仿真曲线与VDMOS实际IV特性相符。对于CV曲线拟合的解决办法，论文主要是对实测数据进行一个分段函数的近似，然后把分段函数用子电路的形式表达出来，最后通过Cadence仿真得到的CV曲线拟合度很高。关键词：VDMOS，BSIM3v3，Verilog-A，参数提取，曲线拟合，子电路I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTPowerVDMOSdevice（VerticalConductionDouble-DiffusedMetalOxideSemiconductor）isoneofthepow

7、erelectronicmainstreamproducts.Withitshigherinputimpedance,widersafetyoperatingarea,fasterswitchingspeedandbetterthermalstabilitythanothergeneralpowertransistors,VDMOSisusedwidelyintheswitchingpowersupply,motordrive,energysavinglight,automotiveelectronics,andsoforth.

8、inrecentyears,ChinahasmadeprogressintheresearchofVDMOSpowerdevices,butstillitisnotverymature,andalotoftheVDMOSproductsinChinaneedto