pdp驱动芯片用100v+nldmos安全工作区的提取与验证

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1、东南大学工程硕士学位论文八十年代后，出现了第四代功率管——复合型功率管，其主要有两种：由功率MOSFET分别与双极型功率晶体管和晶闸管相结合而成。前者有绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、MOS晶体管(MGT)等，后者有静电感应晶闸管(SITH)、MOS晶闸管(MCT)等。根据功率器件的工作机理并结合其发展历程，又可以将功率器件简单分为以下三类：第一类为双极型器件为主的传统功率半导体器件；第二类为以MOSFET和IC为主的现代功率半导体器件；第三类为在前两者基础上发展起来的特大功率器件。其中，功率MOSFET主要是中小功率器件，大多用在消费电子领域。从输入

2、整流，到电路控制，再到信号逆变，都可以看到功率MOSFET的影子。功率MOS晶体管从其诞生至今也已发展了三十多年，总结其发展轨迹，可以看到其一直在向两个方向发展：一是向着传统的双极型功率器件，即希望器件既有较高的击穿电压又有较低的导通电阻，典型的器件如；IGBT、MCT等；另一个方向是对其自身结构、材料等方面的提高，并向极低的内阻方向发展，这个方向如LDMOS、VDMOS性能的优化，SOI材料的启用等。功率MOS的发展推动了功率集成电路的产生。功率集成电路是功率半导体技术与微电子技术相结合的产物。目前功率集成电路主要用于电机控锖f](Motorcont

3、r01)、开关电源(Switchingpower)、电子镇流计(Electricalballast)、汽车电子、平板显示驱动(Panneldisplaydrive)和射频基站(REbasestation)等．根据实现的功能不同，功率集成电路又可以分为两类：一类是高压集成电路(HVIC)，它是将高压电子器件与起控制作用的传统逻辑电路或模拟电路的集成。目前主要采用了两种技术，一是RESURF(ReducedSurfaceField)技术，二是硅的直接键合技术(SBD技术)；另一类是智能功率集成电路(SPIC)，它是功率电子器件与控制电路、保护电路、驱动电路

4、和传感器电路等多种功能电路的单片集成，与分立元件相比，体积减小了三分之二，成本下降了三分之一，而效率、可靠性则得到大幅度提耐11。随着电力电子使用的增加，越来越多的应用要求有效的功率转换，功率半导体将成为影响21世纪科技发展的关键技术之一。而功率器件的发展水平，则是这一技术发展的基础。由于应用领域的要求，功率器件需要有处理大电流、大电压并在此条件下稳定工作的能力。在多种功率器件中，由于与CMOS工艺的兼容性等原因，LDMOS(Lateraldouble-diffusedMOS)器件是应用最为广泛的功率器件之一。但随着CMOS工艺的发展，工艺线宽越来越小

5、，为了保证工艺的兼容性，功率器件的尺寸也在不断缩小：同时为了提高功率器件的性能，满足应用的需要，人们也从结构和工艺上提出了很多新技术来提高器件的性能，例如大家所熟知的RESURF(ReducedSurfaceField)结构。而器件能否满足需要，则是电路设计人员最为关心的问题。近年来，彩色PDP在关键技术方面取得了重大突破，它凭借数字化、大屏幕、高清晰度、视角2第一章绪论宽、厚度薄等优点，并且可以和多媒体应用兼容，被认为是下一代壁挂式电视和多媒体显示应用的首选显示方式。但是，功耗大是其面临的重要问题。所以，作为PDP系统重要组成部分的驱动芯片，也需要尽

6、可能降低功耗。对于芯片内部的器件而言，就要降低工作电压，缩小器件面积，但同时还要保证器件的工作能力，这就对器件的可靠性提出了严峻的挑战。因此，能够反映器件工作条件的安全工作区(SafeOperatingArea，SOA)成为电路性能设计和可靠性设计的重要参考依据。只有保证器件的工作条件在SOA以内，才能保证器件正常的工作和寿命，否则很容易由于过应力而加速器件参数退化甚至导致器件失效，使芯片可靠性大大降低。所以，确定一个器件的安全工作区是十分有用而且非常必要的。1．2国内外研究现状集成电路技术发展的目标是不断地提高集成电路的性能价格比，而提高系统性能价格

7、比最有效的途径就是不断的缩小特征尺寸，提高集成度。从集成电路自身的发展来说，高性能和可靠性是其发展的两个制高点。与一般的集成电路相比，功率集成电路大多工作在高温、高压、大电流的条件下，因而其面临的可靠性风险要比一般的集成电路大得多。最为明显的一点就是功率集成电路中，相应的功率器件在各电极上承受着更高的电压，器件内部的电场更强，温度也更高，因而器件的许多效应较之一般的低压MOSFET器件也更加严重。所以，随着微电子工艺线宽的不断减小，由于功率器件的可靠性造成的电路失效已成为制约功率集成电路进一步发展的瓶颈。所以，与功率器件可靠性的有关研究已成为研究人员关

8、注的重点。可靠性的定义是：“产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力"。“规定的工