新型SOI-LDMOS高壓功率器件在開關電源Buck電路中的應用研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，帶動了各種高壓功率器件的發(fā)展，同時，也對開關電源的需求日益增大。新一代大功率半導體器件——絕緣體上硅的橫向雙擴散金屬－氧化物場效應晶體管（SOI-LDMOS），是高壓智能功率集成電路的核心部件。本研究從高壓功率集成電路（HVIC）出發(fā)，引入了功率器件和集成電路。分別從器件的結構和開關電源應用兩個方向進行研究分析，實現(xiàn)功率器件和集成電路的有機結合。
　　（1）器件結構方面。介紹了SOI-LDMOS器件的結構特

2、點，基于ENDIF(ENhanced DIelectric layer Field)理論提出了三角槽SOI-LDMOS器件新結構，隨后對器件的耐壓機理進行分析，并用二維仿真軟件 MEDICI進行靜態(tài)、動態(tài)性能仿真，通過與常規(guī)的SOI-LDMOS結構仿真結果進行比較，突出新結構在耐壓、溫度、開關特性上的性能優(yōu)勢。最后，通過大量仿真分析，得到優(yōu)化結構參數(shù)后的新型SOI-LDMOS器件結構。
　?。?）開關電源應用方面。首先介紹開關電源

3、的實際應用范圍、工作原理、開關電源的性能指標；隨后重點分析開關電源變換器中的Buck電路，分析Buck電路的工作原理和各元器件的選擇依據(jù)。最后，提取兩種SOI-LDMOS器件的PSPICE仿真結構模型，在Cadence環(huán)境下利用PSPICE電路仿真工具進行Buck電路仿真，實現(xiàn)開關電源的DC-DC降壓轉(zhuǎn)換。在外圍電路相同的條件下，利用SOI-LDMOS和三角槽SOI-LDMOS做開關元件，通過仿真結果，比較二者電壓、電流和功率的輸出情況