Статическая модель мощного кремниевого полевого транзистора с изолированным затвором
Аннотация
Предложена компактная модель высоковольтного кремниевого полевого транзистора с изолированным затвором для электронных симуляторов. Модель получена путем экстраполяции известной модели для ненасыщенного режима, учитывающей зависимость подвижности носителей заряда от поперечного электрического поля, в область насыщения вольт-амперных характеристик. Параметры экстраполирующей функции определяются из условия непрерывности первых двух производных подобно тому, как это осуществляется в кубической сплайн-аппроксимации. Модель имеет всего четыре параметра, что позволяет эффективно определять их методом наименьших квадратов по результатам измерения ВАХ. Приведены результаты определения параметров мощных кремниевых транзисторов. Среднеквадратическая ошибка моделирования шести транзисторов разных типов составляла от 1,7 до 13 % в максимально допустимых техническими условиями диапазонах токов и мощностей.
- C<sub>2</sub>-continuity
- characterization
- compact model
- least squares
- power MOSFET
Abstract (in English)
Static model of power silicon MOSFET
This paper introduces a model of high-voltage long-channel MOS field-effect transistor. The new compact model is produced from a one-dimensional Shockley model of a MOSFET by introducing the dependence of the mobility of charge carriers on the electric field of the gate. Extensions are made for improved modeling of high-voltage MOSFETs, and one new parameter is introduced to correct the unsaturated region of the known model. The current in the saturated mode of the proposed model is obtained by non-linear extrapolation of the transistor current in the unsaturated mode by Padé approximant so that the current is maintained continuous along with its two first derivatives. The model has only four parameters, which are determined by the experimental current-voltage characteristics by the least squares method. The results of an experimental verification of the modeling accuracy of several high-power n and p -channel MOSFETs are presented.
Для цитирования
Бирюков В.Н., Харитонова В.Р., Портных Д.А. Статическая модель мощного кремниевого полевого транзистора с изолированным затвором // Журнал радиоэлектроники. – 2020. – № 8. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.8.8