具有过流过温保护功能的DMOS设计

作     者：刘小龙 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李泽宏

授予年度：2012年

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：VDMOS 自保护功能 功率器件 SPICE模型 

摘      要：功率器件的自保护功能包括限流保护和过温保护等,这些功能使得器件可以对一系列故障进行及时检测与处理。拥有自保护功能的功率器件不仅提高了器件自身的可靠性、延长器件的使用寿命,而且得益于功率集成工艺技术,减小了芯片的体积,节约了系统的成本。该课题来源于模拟集成电路重点实验室,要求设计一款具有过温保护、过流保护、ESD保护、过电压保护功能的VDMOS。本文主要介绍其中的过温保护功能以及过流保护功能的DMOS的设计、仿真和版图设计。 1、建立了具有过温保护功能以及过流保护功能的DMOS工艺制程,并在此工艺基础上进行了VDMOS、CMOS和电阻等元器件的设计,其中VDMOS器件的反向耐压大于50V,阈值电压为1.737V,同时在输入电压为5V、环境温度为25℃的情况下,器件的导通电阻22mΩ。从仿真结果分析可知,所设计的VDMOS各项参数完全满足设计要求。同时,还进行了VDMOS、CMOS等器件的模型提取。 2、设计了过温保护和过流保护电路模块,引入该工艺下的器件模型,进行电路的仿真和优化。其中在输入电压为5V的情况下,过温保护阂值点为172℃,迟滞温度为22℃;在输入电压为5V,环境温度为25℃的情况下,芯片限流能力为30A。基本满足指标要求。 最后进行了版图设计、版图验证等工作,该设计正在流片中。