反激式開關(guān)電源用600V低EMI噪聲高能效超結(jié)VDMOS結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

1、反激式開關(guān)電源由于具有高能效、電路簡單化、低成本等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)信息設(shè)備的電源充電器中。超結(jié)垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)晶體管(Vertical-Diffused Metal-Oxide-S emiconductor Field-Effect Transistor,VDMOS)作為反激式開關(guān)電源中的功率開關(guān)器件，具有耐壓高、導(dǎo)通電阻低、開關(guān)速度快等優(yōu)勢，但是其過快的開關(guān)速度會(huì)在系統(tǒng)中形成強(qiáng)烈的輻射電磁干擾(Electro

2、magnetic Interference，EMI)噪聲，嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能，因此研究超結(jié)VDMOS器件輻射EMI噪聲機(jī)制具有重大意義。
　　本文首先搭建系統(tǒng)級輻射EMI噪聲測試平臺(tái)，實(shí)測結(jié)果得出零開啟電流尖峰變化率越大，輻射EMI噪聲越大，然后結(jié)合環(huán)路輻射噪聲、超結(jié)VDMOS電流特性理論進(jìn)行分析推導(dǎo)，得出增大器件柵極平臺(tái)電壓、柵極電容、柵極電阻等電學(xué)特性參數(shù)可以減小系統(tǒng)輻射EMI噪聲，通過搭建器件級輻射EMI噪聲仿真平臺(tái)對現(xiàn)有器件

3、進(jìn)行零開啟電流諧波仿真及近場輻射實(shí)測，驗(yàn)證上述結(jié)論。進(jìn)而，提出了一種網(wǎng)格溝槽柵超結(jié)VDMOS器件結(jié)構(gòu)，其采用網(wǎng)格柵結(jié)構(gòu)有效增大柵電容，從柵極平臺(tái)電壓、柵電容對輻射EMI噪聲、開關(guān)特性影響角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得該結(jié)構(gòu)在保證了高能效特點(diǎn)的同時(shí)，同一系統(tǒng)條件下可以大大減小輻射EMI噪聲。
　　本文所提出并設(shè)計(jì)的網(wǎng)格溝槽柵超結(jié)VDMOS器件基于600V深溝槽刻蝕工藝進(jìn)行流片，最終器件的流片測試結(jié)果顯示，在國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)下，應(yīng)用有本文所提出超結(jié)VDM