帶溫度保護(hù)電路的SiGe功率晶體管設(shè)計(jì).pdf

1、分類(lèi)號(hào)密級(jí)UDC1注學(xué)位論文帶溫度保護(hù)電路的SiGe功率晶體管設(shè)計(jì)（題名和副題名）劉華（作者姓名）指導(dǎo)教師姓名張慶中副教授電子科技大學(xué)成都（職務(wù)、職稱(chēng)、學(xué)位、單位名稱(chēng)及地址）申請(qǐng)專(zhuān)業(yè)學(xué)位級(jí)別碩士專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)微電子學(xué)與固體電子學(xué)論文提交日期2008.5論文答辯日期2008.5學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)答辯委員會(huì)主席評(píng)閱人2008年月日注1：注明《國(guó)際十進(jìn)分類(lèi)法UDC》的類(lèi)號(hào)摘要I摘要隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的快速發(fā)展，SiGeHBT(異質(zhì)結(jié)雙極

2、性晶體管)以其優(yōu)異的頻率和功率特性以及材料、工藝和價(jià)格等方面的優(yōu)勢(shì)在高頻功率領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但隨著集成電路在現(xiàn)代電子工業(yè)中的廣泛使用，其功能越來(lái)越強(qiáng)，集成度也越來(lái)越高。而集成電路器件尺寸的不斷縮小，使得芯片中晶體管經(jīng)常工作在較高的電流密度下；同時(shí)，由于現(xiàn)有SOI技術(shù)以及低熱阻率介質(zhì)在器件隔離技術(shù)的應(yīng)用使得由器件與電路本身產(chǎn)生的耗散功率而引起的自加熱和熱耦合效應(yīng)對(duì)器件的影響越來(lái)越顯著加劇了芯片表面溫度分布的不均勻性這樣很容易導(dǎo)

3、致器件在功率應(yīng)用時(shí)產(chǎn)生退化和燒毀。SiGeHBT放大雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但長(zhǎng)期以來(lái)，電流集中，溫度過(guò)熱現(xiàn)象一直是影響其可靠性，制約其使用壽命的主要問(wèn)題。本文詳細(xì)分析了功率SiGeHBT的材料結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)工藝、應(yīng)用方式，及其溫度特性與電學(xué)特性之間的關(guān)系，總結(jié)了大功率SiGeHBT容易在工作中產(chǎn)生過(guò)熱的原因。分別討論了多種對(duì)其進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)的可行辦法。然后然后利用SiGe與傳統(tǒng)的硅工藝技術(shù)兼容，尤其是于CMOS工藝兼容等特點(diǎn)，提出了專(zhuān)門(mén)適用于對(duì)Si

4、Ge晶體管進(jìn)行熱保護(hù)的，簡(jiǎn)單可靠的辦法，即設(shè)計(jì)一種便于集成在功放芯片內(nèi)部的過(guò)溫保護(hù)電路。使用此種解決方案，可以避免輸出鎮(zhèn)流電阻對(duì)功率放大增益降低的影響，也不用進(jìn)行大量的數(shù)學(xué)運(yùn)算和調(diào)試，來(lái)修改調(diào)整發(fā)射極條。它設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，工藝方便，通用性強(qiáng)，可用于各種不同的功率芯片上。在設(shè)計(jì)熱保護(hù)電路時(shí)，本文先簡(jiǎn)單介紹了其工作原理，再根據(jù)一般熱保護(hù)電路應(yīng)用中的多個(gè)要求，分別討論設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的功能模塊：溫度傳感器；遲滯比較器；電流鏡；使能輸入結(jié)構(gòu)。并對(duì)熱保護(hù)電路