电子邮件:1 s.laafar@gmail.com 摘要 本文讨论了 CoolMOS 功率晶体管的宏建模。正在建立一个能够提供准确结果的新型功率 CoolMOS 晶体管宏模型。它基于将 CoolMOS 功率晶体管细分为本征 MOSFET、JFET、齐纳二极管和电压控制电压源。所有这些组件都包含在一个子电路中,以描述功率 CoolMOS 晶体管的饱和和准饱和等效应。本文将在介绍新的子电路模型的同时清楚地解释这些影响以及参数提取过程。通过将所提出的模型在 PSpice 下的仿真结果与制造商提供的数据表结果以及英飞凌科技提供的模型进行比较,验证了所提出的模型的有效性。我们的模型为直流特性的所有工作区域提供了准确的描述。它给出的输出特性平均误差百分比小于 5.5%。
质量和可靠性专家通常使用图1中的图形表示形式描述了产品人群的寿命,通常称为浴缸曲线。浴缸曲线由三个时期组成:婴儿死亡率期的失败率降低;其次是正常的寿命(也称为“使用寿命”),其失败率较低,相对恒定;并以磨损期结束,表现出越来越多的故障率。通过采用适当的测试程序,可以将婴儿死亡率失败降低到可忽略的价值,而磨损失败并不是一个问题,因为当产品设计良好时,只有在指定的寿命结束后才发生。另一方面,顾名思义,随机失败在产品的整个生命周期内随机发生,因此其故障率是恒定的。因此,这种失败是产品在产品使用寿命期间观察到的故障率的主要因素。
现代高压功率 MOSFET 的发展催生了超快开关和超低电阻器件。最新的英飞凌 CoolMOS™ 第 7 代技术在 600 V 至 950 V 的电压等级范围内提供无可争议的一流 R DS(on)。英飞凌的技术领先地位不仅使新的更小封装(如 ThinPAK 5x6 或 SOT-223)成为可能,而且还使现有封装中 R DS(on) 值小得多的 CoolMOS™ 产品成为可能。仅在十年前生产的类似功率半导体需要至少三倍的面积才能实现相同的性能。换句话说,前几代功率 MOSFET 的 R DS(on) 至少是现代 CoolMOS™ 第 7 代芯片(具有相同的芯片面积)的三倍。然而,SJ MOSFET 技术向超快开关发展的进步也带来了某些缺点。尽管现代高压 SJ MOSFET 因其开关模式 (SM) 操作而受到赞赏,但它们也存在一些不适合某些应用的局限性。有两个特点值得注意:首先,最新的 HV SJ MOSFET 的安全工作区 (SOA) 图变窄了。面积减小的原因是,对于给定的通道上电阻 (R DS(on) ),当今最先进的功率 MOSFET 使用的硅片面积要小得多。不幸的是,这也意味着特定 R DS(on) 的功率处理能力 (P tot ) 会降低,因为热阻值 (R th 和 Z th ) 会随着芯片面积的减小而增加。这可以用以下公式来解释:
抗辐射功率 MOSFET(CoolMOS™ 技术) 100V、150V、250V,SMD-0.5、SMD-2、TO-254AA、TO-257AA TID>100Krads(可根据要求提供 300Krads),SEE >LET 55 / 85 MeV “SAM” 为电气功能样品 “P” 为面包板和 EM 上使用的专业级 “ES” 为 ESA 空间级,用于完全合格的卫星飞行模块 微波晶体管 硅双极晶体管技术 额定电源电压从 4V 到 12V 输出功率从 20mA 到 150mA 转换频率从 6.5GHz 到 42GHz 微波硅二极管 小信号、肖特基和 PIN 二极管 I Fmax= 120mA 至 5A,V BR= 40V 至 150V,R F= 0.9Ω 至 10Ω可提供芯片(裸片) 客户特定筛选 抗辐射功率 MOS、MW 晶体管 ESA 资格 ESCC 合格产品 所有产品均在欧洲生产 - 无需出口许可证