摘要：提出了双面阶梯埋氧层部分绝缘硅(silicon oninsulator,SIO)高压器件新结构.双面阶梯埋氧层的附加电场对表面电场的调制作用使表面电场达到近似理想的均匀分布,耗尽层通过源极下硅窗口进一步向硅衬底扩展,使埋氧层中纵向电场高达常规SOI结构的两倍,且缓解了常规SOI结构的自热效应.建立了漂移区电场的二维解析模型,获得了器件结构参数间的优化关系.结果表明,在导通电阻相近的情况下,双面阶梯埋氧层部分SOI结构击穿电压较常规SOI器件提高58%,温度降低10—30 K.

摘要：针对栅、源两种场板氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMTs),提出了一种包含非线性热网络的电热大信号模型。该模型基于电热耦合理论,采用有限元电热仿真方法,提取了两种场板器件的热阻和热容参数,建立了与功耗相关的非线性热网络,并嵌入到改进的Angelov经验模型中;分析了场板结构对微波小信号特性和大信号负载阻抗的影响等。在片测试及仿真结果表明,针对两种场板GaN HEMTs器件,在0~40 GHz频带内,该模型能较精确地预测S参数、输出功率(Pout)、增益(Gain)和功率附加效率(PAE)等参数;为成功地完成电路设计,提供了较为精确的电热大信号模型。

摘要：随着大功率半导体器件的发展,其局部热流密度急剧增加。为防止器件功能失效,需要可靠的建模技术来研究器件的热学行为,进而指导其冷却设计。本文采用非等温能量平衡模型研究了自热效应对栅长为500nm的多指GaAs赝配高电子迁移率固态微波功率器件(PHEMT)的热学特性的影响。基于泊松方程、连续性方程、输运方程和晶格热方程,数值求解得到了器件的热点位置和温度分布,并通过实验进行了验证。最后,应用(?)理论,进-步分析了(?)耗散热阻在评价器件热学性能方面的适用性。

摘要：在激光测距系统中，为了消除温度对半导体激光器调制特性及雪崩光电二极管接收性能的影响，使系统更加稳定地工作，温度控制系统的设计十分关键。通过对控温箱的合理设计，减小了周围环境对温控系统的影响；对Pt电阻测温的误差产生机理做了详细的分析，提出了脉冲供电的方案，分析了脉冲电流产生的自热效应，给出了脉冲宽度和热量积累的关系，通过合理控制脉冲宽度，减小了自热效应引起的测温误差；使用高阶正交多项式拟合的方法对Pt电阻的非线性进行了补偿，由该系统温度测量模块测量数据与一级标准铂电阻温度值的比较实验结果可知，在不同的温度点，该温度测量系统的最大误差为0．0006℃。在0-15℃的温度范围内各温度点控制稳定度均优于±0．005℃，满足了激光测距系统的需要。

摘要：针对高精度测温系统在实现过程中受测温非线性、自热效应及热电动势等干扰源影响的问题，以阻值比较法测温电路为基础，引人序列激励电压控制抑制测温电路的自热效应及消除热电动势，并采用MSP430F149设计多通道差分放大电路。给出了系统总体设计方案，测温电路参数设计，序列激励电压控制和数字滤波补偿具体实现。测试结果表明：该系统在-40-200℃范围内，测温精度能达到±0．008℃，具有测温精度高、可靠性好等优点，可广泛应用于工业生产和军事领域的高精度测温场合。

摘要：为了解决在体声波(BAW)滤波器的设计中对功率容量指标考虑欠缺的问题,提出了一种BAW滤波器功率容量的评估方法。首先通过BAW滤波器在特定输入功率和环境温度下的声-电磁-热多物理场仿真,得到在自热效应下各单元谐振器的叠层温度平均值;然后将叠层温度平均值作为设计参量引入到Mason模型中,搭建含温度参量的Mason(T)(T为温度)模型;最后在Mason(T)模型中模拟BAW滤波器的传输曲线,根据在全温度范围内各项性能指标是否超标来评估BAW滤波器的功率容量水平。仿真结果表明,在输入功率为23 dBm、环境温度为全温度范围(-25~85℃)时,BAW滤波器的各项指标均未超标;在输入功率为30 dBm、环境温度为30℃时,BAW滤波器的上频带插入损耗和带外抑制已超标,性能出现明显退化。

摘要：针对常规SOI器件纵向耐压低和自热效应两个主要问题,提出了变k介质埋层SOI(variablekdielectricburiedlayerSOI,VkDSOI)高压功率器件新结构.该结构在高电场的漏端采用低k介质以增强埋层电场,在高电流密度的源端附近采用高热导率的氮化硅埋层,从而器件兼具耐高压和降低自热效应的优点.结果表明,对于k1=2,k2=7·5(Si3N4),漂移区厚2μm,埋层厚1μm的器件,埋层电场和器件耐压分别达212V/μm和255V,比相同厚度的常规SOI器件的埋层电场和耐压分别提高66%和43%,最高温度降低52%.

摘要：针对氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)器件自热效应以及电流崩塌效应导致器件性能退化和失效的问题,研究了通过合理改变器件参数尺寸优化GaN基HEMT器件的设计,提高器件性能。通过仿真软件模拟了器件各参数对于GaN器件电学性能的影响,分析了不同衬底构成对GaN HEMT器件自热效应的影响,系统研究了GaN HEMT器件相关参数改变对自热效应及器件电学性能的影响。结果表明:Si及金刚石组成的衬底中减小Si层的厚度有利于减小器件的自热效应,降低有源区最高温度。为提高器件性能以及进一步优化GaN基HEMT器件设计提供了一定的理论参考。

摘要：为了预测体声波谐振器(BAWR)的热行为并评估其功率容量,提出一种BAWR热行为仿真方法。首先提取BAWR电磁模型中的导体表面损耗,并以此作为热仿真的热源,得到谐振器的温度分布。然后就信号馈送边、有源区形状、功率容量这3方面进行了研究。仿真结果表明,为了减弱BAWR的自热效应,信号馈送宜遵循"长边馈入、长边馈出"原则;有源区形状对自热效应影响甚小;所设计的BAWR功率容量可达3 W。

摘要：提出了部分局域电荷槽SOI(partial locating charge trench SOI,PTSOI)高压器件新结构.该结构在槽内产生随漏极电压变化的界面电荷,此电荷使埋氧层纵向电场从传统的3ESi,C升高到接近Si O2的临界击穿电场ESi O2,C;另外,硅窗口将耗尽层引入衬底,因而提高了器件的击穿电压.同时,硅窗口的存在大大缓解了自热效应.借助二维器件仿真研究了器件的击穿特性和热特性.结果表明,漂移区厚2μm,埋氧层厚1μm的PTSOI耐压可达700V以上;对埋氧层厚1μm和3μm的PTSOI,其器件的最高温度分别比TSOI低6K和25K.