pdk里可以找到晶体管击穿电压的击穿电压吗

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PDK introduction PDK(process design kit)是沟通 IC 设计公司、代工厂与 EDA 厂商的桥梁。 当我们需要开始采用一个新的半导体工艺时,第一件事就是需要开发一套 PDK,PDK 用代工 厂的语言定义了一套反映 foundary 工艺的文档资料,是设计公司用来做物理验证的基石,也 是流片成败关键的因素。PDK 包含了反映制造工艺基本的“积木块
”:晶体管、接触孔,互连线 等,除 PDK 的参考手册(Documentation)外,PDK 的内容还包括: 器件模型(Device Model):由 Foundry 提供的仿真模型文件 Symbols & View:用于原理图设计的符号,参数化的设计单元都通过了 SPICE 仿真的验证 CDF(Component Description Format,组件描述格式) & Callback:器件的属性描述文件,定义 了器件类型、器件名称、器件参数及参数调用关系函数集 Callback、器件模型、器件的各种视 图格式等 Pcell(Parameterized Cell,参数化单元):它由 Cadence 的 SKILL 语言编写,其对应的版图通过 了 DRC 和 LVS 验证,方便设计人员进行 Schematic Driven Layout(原理图驱动的版图)设计流 程 技术文件(Technology File):用于版图设计和验证的工艺文件,包含 GDSII 的设计数据层和工 艺层的映射关系定义、设计数据层的属性定义、在线设计规则、电气规则、显示色彩定义和图 形格式定义等; PV Rule(物理验证规则)文件:包含版图验证文件 DRC/LVS/RC 提取,支持 Cadence 的 Diva、 Dracula、Assura 等。 在开发 PDK 的演进中,有些事情在慢慢变化着:一是 Virtuoso 不再是这个领域唯一的玩 家,所有主要的 EDA 厂商都纷纷给出了自己的解决方案,但没有一家 EDA 工具能读写 Virtuoso 的 PDK。Virtuoso 的 PDK 是采用 Cadence 的 SKILL 语言开发的,目前没有将其公 开化。二是设计规则变得如此复杂,以至于开发一套特定工艺的 PDK 花费巨大。相应的开发 针对不同版图编辑器的 PDK 更是需要很多的经验,但此项工作又不能给代工厂或用户带来实 际的利益。 由于 Cadence 不愿意公开他的 PDK(也称 PCell),iPDK 作为一个 PDK 标准渐渐走入人们 的视线。这是由 IPL(Interoperable PDK Libraries Alliance)组织发起,联合 TSMC,采用 Ciranova's PyCell(基于 Python 而非 SKILL 语言)开发出的一套新 PDK 标准。目前被各大 EDA 厂商的版图编辑器所支持,尽管 Virtuoso 没在官方表态,实际上也在偷偷的支持这一标 准。也行这就是商业利益使然吧。 也许一个标准是好的,两个就更好了?实际上并非如此。还有另一个便携式的 PDK―― OpenPDK。在 Si2 大伞的庇护下,在极力推广,但这一项目自去年展开以来,至今还未有实 际的 PDK 采用此标准。OpenPDK 采用 OpenAccess 数据库,设计成支持各种格式的工艺数 据库,而不需要各 EDA 工具在内部实现 Openacess。 精彩的故事于是上演了,那谁能主 PDK 沉浮呢?iPDK 被视为 TSMC 的标准, GlobalFoundries 以及他们那帮“common platform”哥们当然不会买它的帐,他们只支持 Virtuoso PDK。不过这以壁垒也增加了他们的客户试图从 TSMC 以及其客户那里窃取技术机 密的难度。 在其他 EDA 公司看来 Si2 与 Cadence 走得太近了,如 OpenAccess and CPF 本就是 Cadence 的产品,只不是经由 Si2 摇身一变成了开放标准了。所以不得不怀疑 Cadence 是否 有兴趣公开 PDK 这一标准,因为除了 Virtuoso PDK 还没有第二个标准能与之相争,真是:倚 天不出,谁与争锋,倚天在何方?
2) 仔细核对设计库的版本更新情况,包括 PDK、Spectre Model 以及 RuleDecks。这些信 息可以直接可以从中科院 EDA 中心获得,或者从相应的合作单位进行沟通统一。这 ...PDK Porsche Doppel Kupplung 保时捷双离合变速箱 DFI Direct Fuel Injection 燃油直喷技术 PASM Porsche Active Suspension Management 保时捷主动悬挂管理系统 BMW(...6.安全件一览表(1) : 序号 元/部 件名 称 KWWB 系列 LTB 系列 JKL、JKW、PDK-2000 系列 JKL、JKW、PDK-2000 系列 JKF 系列 JKWC 系列 JKG 系列 MODKF...(井斜方位测井仪) PDK PDK-100 PROX Proximity Log (邻近侧向测井仪) RCI Reservoir Characterization Instrument (储层特征描述仪) RCOR Rotary Sidewall Coring ...(四)工作面合理的支护密度,可采用下列式计算: BLLqPDK ??? ?)( 式中: P――支架工作阻力, KN; q――支架的支护强度,0.723MPa; KL――端面距,0.28m ...Akt 还能通过 PDK2(如整 合素连接激酶 ILK)对其 Thr473 的磷酸化而被激活.活化的 Akt 通过磷酸化作用激 活或抑制其下游靶蛋白 Bad 、Caspase9、NF-κB、...仿真界面中, Setup -& Simulator/Directory/Host,选择 hspiceD 3.选择仿真模型,Setup -&modle libraries,选择$PDK_DIR/ncsu_basekit/models/hspice/ hspice_nom....这个加密过程完全按照各个用户特征来进行,因为这个密钥是由个人特征确定的,常常称为个人分配 密钥(PDK, Personal Distribute Key)。PDK 一般由 CA 系统设备自动产生...保时捷 PDK (Porsche Doppelkupplungsgetribe) 保时捷推出的双离合变速箱产品叫做 PDK,保时捷双离合 (Prosche Doppel Kupplungen)。事实上,保时捷在 1983 年便已经将...并且有利软件集团到 2005 年底,自行开发出独特的 “管理软件开发包” (Profits PDK),并在此开发平台成功地推出最完善的 APS 结合 ERP 的 产品。 http://www....
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电力晶体管(Giant Transistor——GTR)按英文直译为巨型晶体管,是一种耐高电压、大电流的双极结型晶体管(Bipolar JunctionTransistor——BJT)
GTR的结构和工作原理与普通的双极结型晶体管基本原理是一样的。
最主要的特性是耐压高、电流大、开关特性好。
GTR的结构、电气图形符号和内部载流子的流动
a) 内部结构断面示意图 b) 电气图形符号 c) 内部载流子的流动
1.采用至少由两个晶体管按达林顿接法组成的单元结构,并采用集成电路工艺将许多这种单元并联而成。
2.GTR是由三层半导体(分别引出集电极、基极和发射极)形成的两个PN结(集电结和发射结)构成,多采用NPN结构。
3.在应用中,GTR一般采用共发射极接法。集电极电流ic与基极电流ib之比为
称为GTR的电流放大系数,它反映了基极电流对集电极电流的控制能力。当考虑到集电极和发射极间的漏电流Iceo时,ic和ib的关系为
4.单管GTR的
值比处理信息用的小功率晶体管小得多,通常为10左右,采用达林顿接法可以有效地增大电流增益。
内部载流子的流动
一、GTR的基本特性
(1)静态特性
1.在共发射极接法时的典型输出特性分为截止区、放大区和饱和区三个区域。
2.在电力电子电路中,GTR工作在开关状态,即工作在截止区或饱和区。
3.在开关过程中,即在截止区和饱和区之间过渡时,一般要经过放大区。
共发射极接法时GTR的输出特性
(2)动态特性
1.开通过程
需要经过延迟时间td和上升时间tr,二者之和为开通时间ton。
增大基极驱动电流ib的幅值并增大dib/dt,可以缩短延迟时间,同时也可以缩短上升时间,从而加快开通过程。
2.关断过程
需要经过储存时间ts和下降时间tf,二者之和为关断时间toff。
减小导通时的饱和深度以减小储存的载流子,或者增大基极抽取负电流Ib2的幅值和负偏压,可以缩短储存时间,从而加快关断速度。
3.GTR的开关时间在几微秒以内,比晶闸管和GTO都短很多。
GTR的开通和关断过程电流波形
二、GTR的主要参数
1.电流放大倍数
、直流电流增益hFE、集电极与发射极间漏电流Iceo、集电极和发射极间饱和压降Uces、开通时间ton和关断时间toff
2.最高工作电压
GTR上所加的电压超过规定值时,就会发生击穿。
击穿电压不仅和晶体管本身的特性有关,还与外电路的接法有关。
发射极开路时集电极和基极间的反向击穿电压BUcbo
基极开路时集电极和发射极间的击穿电压BUceo
发射极与基极间用电阻联接或短路联接时集电极和发射极间的击穿电压BUcer和BUces
发射结反向偏置时集电极和发射极间的击穿电压BUcex
且存在以下关系:
实际使用GTR时,为了确保安全,最高工作电压要比BUceo低得多。
3.集电极最大允许电流IcM
规定直流电流放大系数hFE下降到规定的1/2~1/3时所对应的Ic。
实际使用时要留有较大裕量,只能用到IcM的一半或稍多一点。
4.集电极最大耗散功率PcM
指在最高工作温度下允许的耗散功率。
产品说明书中在给出PcM时总是同时给出壳温TC,间接表示了最高工作温度。
三、GTR的二次击穿现象与安全工作区
1.当GTR的集电极电压升高至击穿电压时,集电极电流迅速增大,这种首先出现的击穿是雪崩击穿,被称为一次击穿。
2.发现一次击穿发生时如不有效地限制电流,Ic增大到某个临界点时会突然急剧上升,同时伴随着电压的陡然下降,这种现象称为二次击穿。
3.出现一次击穿后,GTR一般不会损坏,二次击穿常常立即导致器件的永久损坏,或者工作特性明显衰变,因而对GTR危害极大。
4.安全工作区(Safe Operating Area——SOA)
将不同基极电流下二次击穿的临界点连接起来,就构成了二次击穿临界线。
GTR工作时不仅不能超过最高电压UceM,集电极最大电流IcM和最大耗散功率PcM,也不能超过二次击穿临界线。
GTR的安全工作区
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BJT击穿电压
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1基本概念因为BJT有三个电极,所以存在相应的三个不同的击穿电压值:BVcbo,BVceo和BVebo;这三个击穿电压实际上也就是对应于BJT的三个反向截止电流(Icbo,Iceo和Iebo)分别急剧增大时的电压。
这是集电极开路时、发射极与基极之间所能承受的最高反向电压,实际上也就是发射结的击穿电压。因为发射结两边的掺杂浓度都较高,一般都可以近似为单边突变结,则在雪崩击穿机理起决定作用的情况下,击穿电压主要由低掺杂一边——基区的掺杂浓度来决定。对于双扩散平面晶体管,因为基区的掺杂浓度不均匀(表面高、里面低),则应该选取基区扩散的表面杂质浓度来确定击穿电压。降低基区掺杂浓度,则有利于提高BVebo。由于BJT的发射结通常都工作在正偏状态,故对BVebo的要求通常并不高,同时基区的掺杂浓度也不能太低,所以BVebo一般是小于20V。
这就是BJT共基极组态的击穿电压,即发射结开路时、基极与集电极之间所能承受的最高反向电压,实际上也就是集电结的击穿电压。这时反偏集电结的情况与单个p-n结的差不多,在雪崩击穿机理起决定作用的情况下,因此也可以采用单边突变结或者线性缓变结的关系来确定该击穿电压。对于合金晶体管,集电结可很好的近似为单边突变结。但是,对于双扩散平面晶体管,因为基区的掺杂浓度高于集电区,则BVcbo主要决定于集电区的掺杂浓度。然而,由于集电结不一定是典型的单边突变结,则这时击穿电压的计算较为复杂。一般来说,当集电结较浅时,可近似为单边突变结,由集电区的掺杂浓度来确定;而当集电结较深时,可近似为线性缓变结,则这时的击穿电压将与掺杂浓度的梯度有关,于是BVcbo就需要根据线性缓变结的击穿电压关系来进行计算,或者通过查阅有关的关系曲线来确定出BVcbo,这时减小掺杂浓度梯度,即可提高BVcbo。由于BJT工作时,集电结常常处于反偏状态,故要求BVcbo较高;在大功率晶体管中,可高达数千伏。
这是共发射极组态的击穿电压,即基极开路时、集电极与发射极之间的击穿电压。由于在基极开路时,集电结是反偏、发射结是正偏的,即BJT处于放大状态。则当有集电结反向电流Icbo流过发射结时,即被放大为[β Icbo],从而这时输出的集电极反向电流——穿透电流为[Icbo+βIcbo],即比Icbo约大β倍。于是相应的击穿电压BVceo也就比BVcbo低得多:BVceo=BVcbo/(1+β)1/n,其中常数n值,决定于高阻集电区的材料种类和型号:对Si/n-p-n管为4,对Si/p-n-p管为2;对Ge/n-p-n管为3,对Ge/p-n-p管为6。可见:a) 总有BVceo&&BVcbo,即发射结有注入时的击穿电压BVceo总要远低于发射结没有注入时的击穿电压BVcbo(这是很自然的,因为BVcbo与单个p-n结的击穿电压很类似)。b) 为了提高BVceo,就必须提高BVcbo。c) 在BVcbo一定时,因为BVceo的高低还与电流放大系数β有关(β越大,BVceo就越低),所以为了不让BVceo太低,在应用中BJT的β也不可选取得过大。
①在实际测量BVceo时,有时发现会出现负阻型的击穿特性曲线,即当Vce增大到BVceo而发生击穿后,电流上升,而电压却下降。这种负阻的产生与电流放大系数随着Ic的增大而发生较大的变化有关。因为电流放大系数在小电流下是随着Ic的增大而增大的,但当电压达到BVceo、Ic急剧增加时,电流放大系数却又随着Ic的增大而下降,从而就出现了负阻特性。所以,对于那些电流放大系数随着Ic变化不大的晶体管,就不一定出现这种负阻型击穿特性。②对于实际应用中的BJT共发射极组态,往往在其输入端加有不同的偏置条件,则不同的偏置情况即对应有高低不同的反向截止电流和相应的击穿电压。基极开路的状况就对应于上述的击穿电压BVceo,如果基极-发射极短路的状况所对应的击穿电压为BVces、基极-发射极之间接有电阻Rb的状况所对应的击穿电压为BVcer、基极-发射极之间接有反向偏置电源的状况所对应于击穿电压为BVcex,基极-发射极之间接有正向偏置电源的状况所对应于击穿电压为BVcez,则这些击穿电压之间的大小关系为: BVcez&BVceo&BVcer&BVces&BVcex&BVcbo 。[1]- Database Error
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