用于CPU電源電路的功率開關管的功耗對比研究.pdf

1、隨著各種移動設備特別是電腦的普及率在逐年升高，科技發(fā)展對用于筆記本電腦中CPU開關電源中功率器件的性能提出了更高的要求，需要其具備更快的開關時間和更低的功耗。溝槽柵MOSFET在作為功率開關管已存在相當長的時間，近年來國際上業(yè)已開發(fā)出常閉型結(jié)型場效應管(e-JFET)用作開關電源電路中的開關管，并開始圍繞e-JFET的性能進行改進研究，但尚未見到有公開發(fā)表的論文對于典型的e-JFET器件和溝槽柵MOSFET器件在功耗組成及對比方面進行詳

2、細的分析和優(yōu)勢比較。 因此根據(jù)需要本課題主要針對以下兩點進行研究：一是對目前廣泛使用的兩種典型結(jié)構(gòu)即溝槽柵MOSFET和e-JFET在不同工作頻率下的功耗分布和總功耗進行定量的仿真和對比分析；二是在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的e-JFET的基礎上，提出創(chuàng)造性的改進，即把溝槽柵下的臨近電極處的部分Si層替換為絕緣的且電容率僅為硅1/3的SiO2層，以此來減小柵溝PN結(jié)的面積和介質(zhì)的電容率從而有效的減小柵—漏電容Cgd，進而降低開關時間，減小開關損耗

3、，針對新結(jié)構(gòu)器件，通過仿真得到其與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)器件在功耗上的具體的對比優(yōu)勢。為了達到以上兩種實驗目的，本文對開關電源電路的工作原理，功耗組成和分布，以及現(xiàn)有結(jié)構(gòu)e-JFET和溝槽柵MOSFET以及本研究提出的新結(jié)構(gòu)e-JFET的工作原理和功耗計算等方面進行了理論分析，并在此基礎上運用ISE仿真工具對以上三種不同結(jié)構(gòu)的器件在同等外部工作條件下進行了靜態(tài)特性和開關特性的仿真對比。 結(jié)果顯示，在工作頻率為1MHz時，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)e-JFET比