【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造领域，特别是涉及一种阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型，还涉及一种阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型的建模方法。
技术介绍
1、横向绝缘栅双极晶体管(lateral insulated gate bipolar transistor，ligbt)因其导通压降低、输入阻抗高、电流密度大和易于集成等优点被广泛应用在集成电路系统(ic，integrated circuit)中，其中阳极短路横向绝缘栅双极晶体管(sa-ligbt)有着高耐压、高功率密度、开关速度快等特点，但是阳极短路横向绝缘栅双极晶体管有着很多难以表征的效应，这些效应用常规的igbt模型难以准确地表征。因此需要一种仿真准确度高的阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型及其建模方法。
技术实现思路
1、基于此，有必要提供一种仿真准确度高的阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型及其建模方法。
2、一种阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型，适用于阳极具有npn三极管的sa-ligbt，所述sa-ligbt包括第一导电类型的基区，位于所述基区中的第二导电类型的体区，位于所述体区中的第一导电类型掺杂区，以及位于所述体区中的第二导电类型掺杂区，所述第一导电类型掺杂区和第二导电类型掺杂区引出作为所述sa-ligbt的集电极；所述模型包括：nmos管m1，所述nmos管m1的源极连接所述sa-ligbt的发射极，所述nmos管m1的栅极连接所述sa-ligbt的栅极；npn三极管qn1，所述npn三极管qn1的发射极连接所述
3、上述阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型，适用的igbt器件阳极具有npn结构，从而具有较小的拖尾电流，没有正向电压折回现象。模型与该结构匹配，设置受控电流源g2来模拟拖尾电流，能够很好地拟合器件的开关特性，仿真准确度高。
4、在其中一个实施例中，所述阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型还包括受控电流源g1，所述受控电流源g1的一端连接所述pnp三极管qp1的发射极，另一端连接所述pnp三极管qp1的集电极，所述受控电流源g1产生的电流受控于所述pnp三极管qp1的电流。
5、在其中一个实施例中，所述受控电流源g1包括相互并联的第一电流源、第一电容及第一电阻，所述第一电容根据所述pnp三极管qp1的电流产生电容端电压，从而构成与所述电容端电压相关的受控电流源。
6、在其中一个实施例中，所述受控电流源g2包括相互并联的第二电流源、第二电容及第二电阻，所述第二电容根据所述nmos管m1的电流产生电容端电压，从而构成与所述电容端电压相关的受控电流源，所述第二电阻用于通过选择合适的电阻值来调整拖尾电流的大小。
7、在其中一个实施例中，所述阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型还包括：漏端电阻rd1，一端连接所述nmos管m1的漏极，另一端连接所述受控电流源g2与所述npn三极管qn1的发射极的公共端；基极电阻rb1，一端连接所述pnp三极管qp1的基极，另一端连接所述受控电流源g2与所述npn三极管qn1的发射极的公共端；外部电容c1，一端连接所述nmos管m1的栅极，另一端连接所述npn三极管qn1的集电极；其中，所述npn三极管qn1和pnp三极管qp1使用g-p bjt模型进行表征，所述nmos管m1使用bsim3模型或bsim4模型进行表征，且所述nmos管m1使用的模型将内部漏端电容参数关闭。
8、在其中一个实施例中，所述漏端电阻rd1是压控电阻。
9、在其中一个实施例中，所述基极电阻rb1是压控电阻。
10、在其中一个实施例中，所述阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型还包括基极电阻rp，所述基极电阻rp的一端连接所述npn三极管qn1的基极，另一端连接所述pnp三极管qp1的发射极。
11、还有必要提供一种阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型的建模方法。
12、一种阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型的建模方法，包括：步骤a，建立如权利要求1所述的阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型，并设置所述sa-ligbt的器件参数；步骤b，调节所述nmos管m1的电容-电压参数以拟合电容-电压曲线；步骤c，调节所述nmos管m1的阈值电压参数以拟合所述sa-ligbt的开启电压；步骤d，调节所述npn三极管qn1的器件参数以拟合所述sa-ligbt开启时所述sa-ligbt的最小vce的转移特性曲线；步骤e，调节所述nmos管m1的线性区参数和所述pnp三极管qp1的器件参数以拟合所述sa-ligbt的vce处于第一电压值区间时的转移特性曲线；步骤f，调节所述nmos管m1的饱和区参数和所述pnp三极管qp1的器件参数以拟合所述sa-ligbt的vce处于第二电压值区间时的转移特性曲线，以及拟合所述sa-ligbt的输出特性曲线；所述第二电压值区间的左端点的电压值大于所述第一电压值区间的右端点的电压值；步骤g，调节温度系数以拟合所述sa-ligbt的温度特性曲线；步骤h，调节所述受控电流源g2的参数以拟合所述sa-ligbt的开关特性。
13、在其中一个实施例中，所述阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型还包括：漏端电阻rd1，一端连接所述nmos管m1的漏极，另一端连接所述受控电流源g2与所述npn三极管qn1的发射极的公共端；基极电阻rb1，一端连接所述pnp三极管qp1的基极，另一端连接所述受控电流源g2与所述npn三极管qn1的发射极的公共端；外部电容c1，一端连接所述nmos管m1的栅极，另一端连接所述npn三极管qn1的集电极；基极电阻rp，一端连接所述npn三极管qn1的基极，另一端连接所述pnp三极管qp1的发射极；所述步骤b包括：调节所述nmos管m1的电容-电压参数以及所述外部电容c1的参数以拟合电容-电压曲线；所述步骤d包括：调节所述npn三极管qn1的器件参数和所述基极电阻rp的电阻值以拟合所述最小vce的转移特性曲线；所述步骤e包括：调节所述nmos管m1的线性区参数、所述pnp三极管qp1的器件参数以及所述基极电阻rb1的参数以拟合所述vce处于第一电压值区间时的转移特性曲线；在所述步骤f之后还包括步骤f1：调整所述漏端电阻rd1以拟合所述输出特性曲线的线性区部分。
14、在其中一个实施例中，所述阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型还包括受控电流源g1，所述受控电流源g1的一端连接所述pnp三极管qp1的发射极，另一端连接所述pnp三极本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型，其特征在于，适用于阳极具有NPN三极管的SA-LIGBT，所述SA-LIGBT包括第一导电类型的基区，位于所述基区中的第二导电类型的体区，位于所述体区中的第一导电类型掺杂区，以及位于所述体区中的第二导电类型掺杂区，所述第一导电类型掺杂区和第二导电类型掺杂区引出作为所述SA-LIGBT的集电极；所述模型包括：
2.根据权利要求1所述的阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型，其特征在于，还包括受控电流源G1，所述受控电流源G1的一端连接所述PNP三极管QP1的发射极，另一端连接所述PNP三极管QP1的集电极，所述受控电流源G1产生的电流受控于所述PNP三极管QP1的电流。
3.根据权利要求2所述的阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型，其特征在于，所述受控电流源G1包括相互并联的第一电流源、第一电容及第一电阻，所述第一电容根据所述PNP三极管QP1的电流产生电容端电压，从而构成与所述电容端电压相关的受控电流源。
4.根据权利要求1所述的阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型，其特征在于，所述受控电流源G2包括相互并联的第二电
5.根据权利要求1所述的阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求1所述的阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型，其特征在于，还包括基极电阻Rp，所述基极电阻Rp的一端连接所述NPN三极管QN1的基极，另一端连接所述PNP三极管QP1的发射极。
7.一种阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型的建模方法，包括：
8.根据权利要求7所述的阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型的建模方法，其特征在于，所述阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型还包括：
9.根据权利要求8所述的阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型的建模方法，其特征在于，所述阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型还包括受控电流源G1，所述受控电流源G1的一端连接所述PNP三极管QP1的发射极，另一端连接所述PNP三极管QP1的集电极，所述受控电流源G1产生的电流受控于所述PNP三极管QP1的电流；
10.根据权利要求9所述的阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型的建模方法，其特征在于，所述步骤F2之后只在所述步骤B、步骤C、步骤D、步骤F、步骤F1、步骤F2的拟合精度均满足要求的情况下才执行所述步骤G，否则返回所述步骤B；
...【技术特征摘要】
1.一种阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型，其特征在于，适用于阳极具有npn三极管的sa-ligbt，所述sa-ligbt包括第一导电类型的基区，位于所述基区中的第二导电类型的体区，位于所述体区中的第一导电类型掺杂区，以及位于所述体区中的第二导电类型掺杂区，所述第一导电类型掺杂区和第二导电类型掺杂区引出作为所述sa-ligbt的集电极；所述模型包括：
2.根据权利要求1所述的阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型，其特征在于，还包括受控电流源g1，所述受控电流源g1的一端连接所述pnp三极管qp1的发射极，另一端连接所述pnp三极管qp1的集电极，所述受控电流源g1产生的电流受控于所述pnp三极管qp1的电流。
3.根据权利要求2所述的阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型，其特征在于，所述受控电流源g1包括相互并联的第一电流源、第一电容及第一电阻，所述第一电容根据所述pnp三极管qp1的电流产生电容端电压，从而构成与所述电容端电压相关的受控电流源。
4.根据权利要求1所述的阳极短路横向绝缘栅双极晶体管模型，其特征在于，所述受控电流源g2包括相互并联的第二电流源、第二电容及第二电阻，所述第二电容根据所述nmos管m1的电流产生电容端电压，从而构成与所述电容端电压相关的受控电流源，...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈丽君，刘新新，韩晓婷，李新红，张心凤，杨洋，
申请(专利权)人：无锡华润上华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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