超高压场效应管子电路模型建模方法技术

本发明专利技术提供了一种超高压场效应管子电路模型建模方法，包括：在原超高压场效应管子电路模型加入利用串联的旁路电阻和旁路电压源构成旁路电路，以形成更新的子电路模型；其中旁路电压源为电压控制电压源，旁路电阻一端连接至旁路电压源而且另一端接地；旁路电压源一端连接至一端连接至，而且另一端作为旁路节点；其中原超高压场效应管子电路模型包括与晶体管漏端连接的漏端寄生电阻和与晶体管源端连接的源端寄生电阻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压模拟电路的建模领域，更具体地说，本专利技术涉及一种。
技术介绍
目前业界模型对超高耐压LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)电压延展后的特性普遍不理想，即能描述准饱和效应又能有良好的VDS电压延展特性描述的模型没有。具体地说，高压场效应管LDMOS在模拟电路中的电源电路设计中有着广泛的应用，其应用电压范围较高，耐压大，被用于大功率电路应用中。图1是一种可以耐超高压的NLDMOS的电流电压特性曲线，它的击穿耐压高于500V，其电压的直流正常应用范围为40V，但是在一些驱动电路中，电路的过冲电压会达到500V以上，还有些驱动电路中，其瞬间应用电压会经常处于上百伏的状态。因此在发生电路过冲的状态下，器件的仿真结果也需要能反映客观的物理特性。从图1中的电流电压特性曲线可见，该NLDMOS同时具有高压场效应管普遍存在的准饱和效应，随着栅源电压Vgs的增大，喽源电流Ids逐渐靠拢，增大幅度减小，而实线中的模型仿真结果也同样能描述此现象。该模型为业界普遍采用的一种子电路模型，其构成为MOS晶体管串联一个漏端寄生电阻Rl和一个源端寄生电阻R2，其中G表示栅极。漏端寄生电阻阻值随偏压VDS的变化而变化，漏端寄生电阻Rl的电阻电压公式为:rl = rds* (l+vvl*abs (v (d, s)) +vv2*v (d, s) *v (d, s)) 公式(I)其中:rds为漏端寄生电阻估值，vvl、vv2为电压人为修正系数，V (d, s)为LDMOS源漏端电流，abs为SPICE仿真器内自带的绝对值函数。子电路中rl通过这个描述方式成功的在40V范围内对准饱和效应进行了良好的描述。但是假如把该模型的源漏端电流电源扩展到500V以后，我们发现漏极电流出现了下降的趋势，这是不物理的，因为实际LDMOS的电流只会呈现饱和但不会出现大幅度下降。但模型中上述电阻电压公式无法避免该现象，由于VV1、VV2分别是二次项的系数，只要随着v(d，s)的增大电阻就会始终增大。但实际情况中，当LDMOS的漏端电压达到一定数值后，漏端漂移区的耗尽区会趋向饱和，因此电阻并不会无穷变大。要解决模型的这一问题，就必须对电阻电压公式进行修正。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够构建更具有物理延展性的模型且能够为电路设计带来更精确的仿真参照的。为了实现上述技术目的，根据本专利技术，提供了一种，包括:在原超高压场效应管子电路模型加入利用串联的旁路电阻和旁路电压源构成旁路电路，以形成更新的子电路模型；其中旁路电压源为电压控制电压源，旁路电阻一端连接至旁路电压源而且另一端接地；旁路电压源一端连接至一端连接至，而且另一端作为旁路节点；其中原超高压场效应管子电路模型包括与晶体管漏端连接的漏端寄生电阻和与晶体管源端连接的源端寄生电阻。优选地，原超高压场效应管子电路模型中漏端寄生电阻的电阻电压公式为如下所不的第一公式: rl = rds* (l+vvl*abs (v (d, s)) +vv2*v (d, s) *v (d, s))其中rds为漏端寄生电阻估值，vvl、vv2为电压人为修正系数，v(d，s)为LDMOS源漏端电流，abs为SPICE仿真器内自带的绝对值函数。优选地，旁路节点的电压V(nvd，O)的电压为如下所示的第二公式:V (nvd, O) = ’ deltaVl—(deltaV2/(ecl/(abs (v (d, s) **a))+ec2* (abs (v (d, s))林b))**exp)’其中，旁路电压源eclf受V(d，s)控制，电压V(nvd，O)为v(d，s)数值构成的函数；deltaVl、deltaV2、ecl、ec2、a、b、exp7 为修正系数，其中 deltaVl、deltaV2、ecl、ec2 为数学修正系数，a、b、exp为指数修正系数。优选地，将所述第二公式代入所述第一公式得到如下修改公式:rl = rds* (1.0+vrl*v (nvd, O) +vr2*v (nvd, 0) *v (nvd, 0)) * (l+vvl*abs (v (d, s)))其中vrl、vr2为调节电流电压准饱和区幅度的修正系数。优选地，将针对超高压场效应管的实测数据与更新的子电路模型的仿真结果进行比对，通过调整参数deltaVl、deltaV2、ecl、ec2、a、b、exp、vrl、vr2，获得拟合结果。优选地，所述实测数据是在源漏电压介于O到40V的情况下测得的实测数据。优选地，针对拟合结果，将源漏电压延展到500V，检查其漏极电流的变化趋势。优选地，利用模型参数提取工具来将针对超高压场效应管的实测数据与更新的子电路模型的仿真结果进行比对。【附图说明】结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本专利技术有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中:图1示意性地示出了 40V高压场效应管的漏极电流Id与漏极电压Vds在25C室温下的测试同仿真对比，图中点线为实测数据，实线为原模型仿真数据。图2示意性地示出了高压场效应管模型Vds电压延展到500V后看到的仿真曲线，Ids电流出现非正常的下落趋势。图3示意性地示出了根据现有技术的LDMOS子电路模型。图4示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的子电路模型，其中NVD节点电压V (nvd, O)再人为的作用到rl的电压表达式中。图5示意性地示出了根据本专利技术的40V高压场效应管的漏极电流Id与漏极电压Vds在25C室温下的测试同仿真对比，图中点线为实测数据，实线为原模型仿真数据，经过rl公式中新加的参数的调整，在40V里获得较好的拟合曲线。图6示意性地示出了根据本专利技术的将源漏端电流延展到500V后的模型仿真结果。需要说明的是，附图用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。【具体实施方式】为了使本专利技术的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本专利技术的内容进行详细描述。针对图3所示的描述高压LDMOS的子电路结构，其中包括:与晶体管漏端D连接的漏端寄生电阻Rl和与晶体管源端连接的源端寄生电阻R2。其中rl = rds* (l+vvl*abs (v (d, s)) +vv2*v (d, s) *v (d, s)) 公式(I)要解决电阻随v(d，s)无穷变大的趋势，本专利技术首先对子电路结构进行了修改，修改成如图4所示当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高压场效应管子电路模型建模方法，其特征在于包括：在原超高压场效应管子电路模型加入利用串联的旁路电阻和旁路电压源构成旁路电路，以形成更新的子电路模型；其中旁路电压源为电压控制电压源，旁路电阻一端连接至旁路电压源而且另一端接地；旁路电压源一端连接至一端连接至，而且另一端作为旁路节点；其中原超高压场效应管子电路模型包括与晶体管漏端连接的漏端寄生电阻和与晶体管源端连接的源端寄生电阻。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王正楠，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31