强激光与粒子束
2024, 36(1): 013006
中国工程物理研究院 a.微系统与太赫兹研究中心, 四川成都 610200电子工程研究所, 四川绵阳 621999
双极型晶体管性能统计分布在电离辐射之后会发生变化, 从辐射前对称的正态分布转化为辐射后非对称的对数正态分布, 这一统计特性转化缺乏清晰的物理图像。为了从微观机理层次解释这一转化过程, 通过大样本定制晶体管电离辐射效应实验, 获得基极电流、界面陷阱电荷辐射前后的统计特性, 发现两者统计特性转化具有一致性。基于基极电流的解析物理模型分析发现辐射前后基极电流统计特性转化源自于界面陷阱电荷统计特性转化, 并基于中心极限定理给出了界面陷阱电荷辐射前后统计特性转化的物理解释, 即界面缺陷面密度的分散性转化源于多个随机变量以乘积形式实现界面缺陷物理过程。
电离辐射 双极型晶体管 统计特性 irradiation bipolar transistor statistical distribution 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(12): 1513
1 中国电子科技集团公团 第五十八研究所， 江苏 无锡 214035
2 株洲中车时代半导体有限公司， 湖南 株洲 412000
3 电子科技大学 功率集成技术实验室， 成都 610054
4 电子科技大学 广东电子信息工程研究院， 广东 东莞 523808
提出了一种基于体硅的表面超结横向绝缘栅双极晶体管(SSJ LIGBT)。分析了工艺参数注入剂量和注入能量对器件性能的影响，基于耐压需求的考虑，设计并优化了SSJ LIGBT器件及其终端。对该SSJ LIGBT进行了击穿特性、输出特性和转移特性的测试。测试结果表明，该SSJ LIGBT的耐压达到693 V，比导通电阻仅为6.45 Ω·mm2。
横向绝缘栅双极型晶体管 表面超结 终端设计 耐压 比导通电阻 LIGBT surface superjunction termination technology withstand voltage specific on-resistance
基于0.4 μm标准BCD工艺, 设计了一种带有软关断和欠压保护的IGBT去饱和过流检测电路(DESAT)。采用Cadence软件设计并搭建电路, 在Hspice软件中进行仿真调试。结果表明, 在开始一段时间, 欠压锁定电路(UVLO)输出低电平, 强制使器件处于关断状态; 当UVLO输出高电平之后, DESAT被激活并开始检测集电极电压, 一旦检测到集电极电压超过预设6.5 V阈值电压, 便对器件执行软关断动作, 软关断的持续时间为10 μs。该检测电路实现了UVLO和DESAT对IGBT的协同保护。
去饱和过流保护 欠压锁定 绝缘栅双极型晶体管 软关断 desaturation and over-current protection under-voltage lockout IGBT soft turn-of
1 School of Microelectronics, Xidian University, Key Laboratory of Wide Band-Gap Semiconductor Materials and Devices, Xi’an7007, China
2 Electrical Engineering College, Henan University of Science and Technology, Luoyang47103, China
提出了一种改进的直接提取方法来提取InP HBT小信号等效电路中的模型参数，并将其成功地应用InP异质结双极晶体管（HBT）小信号等效电路。在所采用的模型中考虑了分布式基极-集电极电容效应。与其他直接参数提取方法相比，该方法从外围寄生元件到内部本征元件依次进行参数提取，提取过程较为清晰。除寄生参数外，其余所有的参数计算均未经过任何简化近似。该方法依赖于S参数的测量，所有等效电路参数直接从S参数数据中提取，而无需任何基于初始值的近似。在0.1 ~ 40 GHz的频率范围内，直接提取法在InP HBT上得到了成功的验证，并在整个频率范围内得到了较好的测量结果与计算结果的一致性。
直接提取法 磷化铟异质结双极型晶体管 小信号模型 参数提取 direct extraction method InP HBT small-signal model parameter extraction
南京电子器件研究所 微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室, 江苏 南京 210016
报道了一种高性能的3英寸磷化铟双异质结双极型晶体管工艺.发射极尺寸为0.5 μm×5 μm的磷化铟双异质结双极型晶体管, 电流增益截止频率以及最高振荡频率分别达到350 GHz以及532 GHz, 击穿电压4.8 V.基于该工艺研制了114 GHz静态分频器以及170 GHz动态分频器两款工艺验证电路, 这两款电路的工作频率均处于国内领先水平.
磷化铟 异质结双极型晶体管 分频器 InP heterojunction bipolar transistor frequency divider
1 中国科学院微电子研究所 微波器件与集成电路研究室，北京 100029
2 西安电子科技大学 微电子学院，陕西 西安 710071
采用fT= 214 GHz, fmax= 193 GHz 的InGaAs/InP异质结双极型晶体管工艺，设计了一款基于时钟驱动型反相器的动态二分频器.该分频器工作频段为60~100 GHz,但由于测试系统上限频率的限制,只能测出62~83 GHz的工作范围.在-4.2 V和-5.2 V的单电源直流偏置下该分频器的功耗分别为596.4 mW、1060.8 mW.此分频器的成功制作对于工作在W波段锁相环的构建有较大的意义.
磷化铟 异质结双极型晶体管 动态分频器 时钟驱动型反相器 InP DHBT dynamic frequency divider clocked-inverter
中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
500 kV全固态Marx发生器采用Z型电路结构，以28个最大工作电压达22 kV、满载最高连续重复运行频率达200 Hz的绝缘栅双极型晶体管组件作为脉冲控制开关，采用以金属化膜电容器和线绕电感构成的梯形脉冲形成网络作为储能和脉冲形成器件。目前已实现500 kV脉冲输出，在50 Hz的重复频率下实现数十个脉冲的猝发输出。该发生器的输出脉冲电压峰值与已有文献报道的最高功率固态Marx发生器技术指标相近，输出脉冲电流峰值提高1倍，达到1000 A，发生器输出脉冲功率峰值达到500 MW。在采用电容器作为储能元件时，此Marx发生器输出脉冲宽度可在3～10 μs范围内连续调整。
全固态 Marx发生器 绝缘栅双极型晶体管 重复频率 all-solid-state Marx generator isolated gate bipolar transistor repetitive rate
1 四川大学 物理科学与技术学院, 成都 610064
2 微电子技术四川省重点实验室, 成都 610064
3 模拟集成电路国家重点实验室, 重庆 400060
研究了伽玛辐照效应对SiGe异质结双极型晶体管的集电极电流和厄尔利电压的影响。经过104 Gy的伽玛总剂量辐照后, 集电极电流和厄尔利电压均增加。另外, 辐照后发射结和极电结的开启电压和击穿电压也均有一定程度的减小。以上这些变化均是由于辐照产生的缺陷引起发射区和集电区有效掺杂浓度减小所致。
异质结双极型晶体管 自建电势 掺杂浓度 集电极电流 厄尔利电压 伽玛辐照 heterojunction bipolar transistor built-in electric potential doping concentration collector current Early voltage gamma irradiation
华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430073
根据IGBT对驱动电路的各项要求,在采用专用驱动模块EXB841及带有过流保护功能的驱动电路的基础上,设计了简化的IGBT驱动电路,并提出了构建实际驱动电路的注意事项。通过对PWM信号、IGBT动态驱动信号、IGBT开通时驱动信号上升沿、IGBT关断时驱动信号下降沿等波形的实际观测,表明此驱动电路工作正常。该驱动电路已用于某型脉冲固体激光电源中,运行良好,可靠性较高。
绝缘栅双极型晶体管 专用驱动模块 驱动信号 激光电源 IGBTs specific driving module driving signal laser power supply
