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关键词： 超结MOSFET   工艺仿真   深槽刻蚀填充技术   半导体  

摘要： 功率MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)作为绝缘栅控制的开关型器件,因其功率大,驱动简单,应用越来越广泛。采用深槽刻蚀填充技术设计的650 V高压型超结结构MOSFET器件,主要应用于汽车充电桩等电源管理,力求在保持参数不变的前提下,优化导通电阻。通过工艺仿真技术测试功率MOSFET器件的性能,研究了槽偏移距离以及掺杂浓度对导通电阻和击穿电压的关系。结果表明,槽偏移会导致超结部分的电荷不平衡,槽偏移不论正负,只要是在同一水平位置,那么两者的总电荷数就是不同的。在柱宽不变的情况下,随着浓度的增加,其击穿电压和导通电阻都缓慢下降,并且导通电阻随着掺杂浓度的提高而降低。本研究对半导体领域器件设计优化和提升具有一定的参考意义。

关键词： 双面散热   双向开关SiC模块   热-机械应力   杨氏模量  

摘要： 随着功率模块朝着高温、高功率、高密度方向发展,这对模块的封装结构提出了新的要求。较传统的引线键合结构,双面散热结构由于具有高散热能力和低寄生电感等特点受到广泛关注。但是双面散热结构材料间热膨胀系数的差异使之承受较大的热-机械应力,降低了功率模块的可靠性。因此,为设计具有低热-机械应力双面散热双向开关,本研究首先使用仿真分析了芯片布局对模块散热性能以及寄生电感的影响,在此基础上提出了一种具有低杨氏模量的柔性缓冲垫块,综合仿真及试验初步证明其降低热-机械应力、提高模块可靠性的可行性。

关键词： 欧姆定律   滑动变阻器   电流表   二次函数  

摘要： 探究电流与电压和电阻间关系的试题中存在一些根深蒂固的错误,主要为滑动变阻器用法错误、随意拼凑数据和三组数据无法得到确定的反比关系三种典型错误。剖析了每种错误的具体原因,给出了修改建议,期待能促进物理学科命题的严谨性与科学性。

关键词： 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管   短路保护   漏源电压积分   母线电压   自适应  

摘要： SiC MOSFET因其高击穿电压、高开关速度、低导通损耗等性能优势而被广泛应用于各类电力电子变换器中。然而,由于其短路耐受时间仅为2~7μs,且随母线电压升高而缩短,快速可靠的短路保护电路已成为其推广应用的关键技术之一。为应对不同母线电压下的Si C MOSFET短路故障,文中提出一种基于漏源电压积分的自适应快速短路保护方法(drain-sourcevoltageintegration-basedadaptivefast short-circuit protection method,DSVI-AFSCPM),研究所提出的DSVI-AFSCPM在硬开关短路(hardswitchingfault,HSF)和负载短路(fault under load,FUL)条件下的保护性能,进而研究不同母线电压对DSVI-AFSCPM的作用机理。同时,探究Si CMOSFET工作温度对其响应速度的影响。最后,搭建实验平台,对所提出的DSVI-AFSCPM在发生硬开关短路和负载短路时不同母线电压、不同工作温度下的保护性能进行实验测试。实验结果表明,所提出的DSVI-AFSCPM在不同母线电压下具有良好的保护速度自适应性,即母线电压越高,短路保护速度越快,并且其响应速度受Si CMOSFET工作温度影响较小,两种短路工况下工作温度从25℃变化到125℃,短路保护时间变化不超过90 ns。因此,该文为Si CMOSFET在不同母线电压下的可靠使用提供一定技术支撑。

关键词： SiC功率MOSFET   电离辐射   中子辐射   时间依赖的介质击穿(TDDB)   可靠性  

摘要： 利用等效1 MeV中子和γ射线对1200 V SiC功率MOSFET进行辐射,研究了电离损伤和位移损伤对器件的影响,并分析了辐射后器件栅氧长期可靠性。结果表明:中子辐射后器件导通电阻发生明显退化,与辐射引入近界面缺陷降低载流子寿命和载流子迁移率有关。时间依赖的介质击穿(TDDB)结果表明,栅泄漏电流呈现先增加后降低趋势,与空穴捕获和电子捕获效应有关。中子辐射后栅漏电演化形式未改变,但氧化层击穿时间增加,这是中子辐射缺陷增加了Fowler-Nordheim(FN)隧穿势垒的缘故。总剂量辐射在器件氧化层内引入陷阱电荷,使得器件阈值电压负向漂移。随后的TDDB测试表明,与中子辐射一致,总剂量辐射未改变栅漏电演化形式,但氧化层击穿时间提前。这是总剂量辐射在氧化层内引入额外空穴陷阱和中性电子陷阱的缘故。

关键词： 集成电路   电磁干扰   测试设备   干扰信号源   大驱动  

摘要： 为了解决集成电路抗扰性测试设备占据空间大、存在外部电路元件击穿等安全隐患问题,提出了一种可以对集成电路芯片源端电压进行周期性扰动的板级干扰器。该干扰器以低阻抗MOS管与肖特基二极管串联结构作为输出驱动,通过FPGA来周期性控制MOS管开关,根据相位累加的原理合成出干扰电源信号,且能通过改变FPGA输出频率和反馈电阻大小来实现干扰电源信号频率与幅度的调节。将干扰器接入负载电路进行测试,结果表明:干扰器在1 MHz~10 MHz与60 MHz~100 MHz频段,对3Ω,50 pF负载的电源端扰动幅值达到0.6 V以上,驱动能力理想。因此该干扰器适合作为干扰信号源应用于实际的芯片电源端在1 MHz~10 MHz与60 MHz~100 MHz频段的电磁干扰测试实验;相比较于现有的设备,其具有结构简单、低功耗、大驱动、成本低、安全方便等优点。

关键词： 并联均流   多管并联   驱动芯片   MOSFET   电力传输   驱动方案   系统可靠性   系统功率  

摘要： 在大功率变换系统中,多管并联能提升电流承载能力,增加输出功率,常用于电机驱动、电动汽车、电力传输等场景。但多管并联均流是一大挑战,这影响了系统中器件的温度分布,进而影响系统可靠性,最终成为限制系统功率和效率的瓶颈。为了实现多管并联均流,瞻芯电子基于SiC MOSFET和SiC专用·比邻驱动TMIVCR1412芯片开展了均流研究,在不同均流驱动方案和不同条件下,测试影响均流的因子,以提供均流方案建议。

关键词： SiC MOSFET   可靠性   栅氧   高温栅偏  

摘要： 碳化硅SiC(silicon carbide)具有优良的电学和热学特性,是一种前景广阔的宽禁带半导体材料。SiC材料制成的功率MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)非常适合应用于大功率领域,而高温栅氧可靠性是大功率MOSFET最需要关注的特性之一。通过正压高温栅偏试验和负压高温栅偏试验对比了自研SiC MOSFET和国外同规格SiC MOSFET的高温栅氧可靠性。负压高温栅偏试验结果显示自研SiC MOSFET与国外SiC MOSFET的阈值电压偏移量基本相等,阈值电压偏移量百分比最大相差在4.52%左右。正压高温栅偏试验的结果显示自研SiC MOSFET的阈值电压偏移量较小,与国外SiC MOSFET相比,自研SiC MOSFET的阈值电压偏移量百分比最大相差11%。自研器件占优势的原因是在SiC/SiO2界面处引入了适量的氮元素,钝化界面缺陷的同时,减少了快界面态的产生,使总的界面态密度被降到最低。

关键词： MOSFET   CNTFET   SRAM   Hybrid   Carbon nanotube  

摘要： More than 10,000 carbon nanotube field-effect transistors(CNTFETs)have been successfully integrated into one semiconductor chip using conventional semiconductor design procedures and manufacturing processes.These transistors offer advantages such as high carrier mobility,large saturation velocity,low intrinsic capacitance,flexibility,and transparency.The three-dimensional multilayer structure of the CNTFET semiconductor chip,along with ongoing research in CNTFET manufacturing processes,increases the potential for creating a hybrid MOSFET-CNTFET semiconductor chip.This chip combines conventional metal-oxide-semiconductor field-effect transistors(MOSFETs)and CNTFETs in one integrated system.This paper discusses a methodology to design 6T binary static random-access memory(SRAM)using a hybrid MOSFET-CNTFET.This paper introduces a method for designing a hybrid MOSFET-CNTFET SRAM by leveraging existing MOSFET SRAM or CNTFET SRAM design approaches.Additionally,this paper compares its performance with conventional MOSFET SRAM and CNTFET SRAM designs.

关键词： 初中物理   科学思维   欧姆定律  

摘要： 科学思维作为物理核心素养的重要因素,贯穿于中学物理教学的始终.本文根据学习进阶理论,以“欧姆定律”教学为例,将科学思维推向学生的最近发展区,尽可能符合所有学生的认知水平,提升学生的核心素养.