VDMOS器件新型SPICE模型研究：提高仿真精度

"功率VDMOS器件的新型SPICE模型 (2013年) - 东南大学学报(自然科学版)" 这篇2013年的学术论文聚焦于改进垂直双扩散金属氧化物半导体（VDMOS）器件的SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）模型。VDMOS是一种广泛用于功率电子设备的半导体开关元件，因其高击穿电压和良好的开关性能而受到重视。然而，传统的VDMOS模型在模拟精度上存在不足，尤其是在描述器件的复杂行为时。 作者们提出的新模型旨在提高模拟的准确性，他们通过增加4个内部节点来扩展原有的VDMOS模型，这使得模型能够更好地模拟器件内部的物理过程。这些内部节点使得VDMOS可以被看作是一个N沟道金属氧化物半导体（NMOS）与四个电阻的串联结构。这一创新提高了模型对于器件源极、漏极、栅极三个外部节点之间动态行为的描述能力。 论文中，研究者利用表面势建模的方法来计算积累区的电阻，这是VDMOS器件工作中的关键区域。同时，他们还分析了寄生结型场效应晶体管（JFET）在耗尽和夹断状态下的电阻，这两个状态对于理解VDMOS的开关性能至关重要。通过这种方式，他们能够计算出寄生JFET区域的电阻值，进一步提升了模型的精确度。 此外，论文还考虑了VDMOS器件的两个重要区域——外延层区和衬底区的电流路径，分别建立了这两个区域的电阻模型。这种分区处理的方法允许模型更精细地捕捉不同区域对器件整体性能的影响。 通过比较模型仿真结果与实际器件测试数据，研究证明了新模型能够在VDMOS器件的线性区、饱和区以及准饱和区（一个介于线性和饱和之间的过渡状态）有效地匹配其电学特性。这一成果对于提高电力电子系统的设计效率和可靠性具有重要意义，特别是在高功率应用中。 关键词：VDMOS；SPICE模型；内部节点；准饱和效应 这篇论文不仅展示了对VDMOS器件物理特性的深入理解和建模技术的进步，也反映了在模拟技术领域的持续发展，对于理解和优化功率电子设备的设计有着重要的理论与实践价值。