[发明专利]超高压场效应管子电路模型建模方法

说明书

本发明提供了一种超高压场效应管子电路模型建模方法，包括：在原超高压场效应管子电路模型加入利用串联的旁路电阻和旁路电压源构成旁路电路，以形成更新的子电路模型；其中旁路电压源为电压控制电压源，旁路电阻一端连接至旁路电压源而且另一端接地；旁路电压源一端连接至一端连接至，而且另一端作为旁路节点；其中原超高压场效应管子电路模型包括与晶体管漏端连接的漏端寄生电阻和与晶体管源端连接的源端寄生电阻。

技术领域

本发明涉及高压模拟电路的建模领域，更具体地说，本发明涉及一种超高压场效应管子电路模型建模方法。

背景技术

目前业界模型对超高耐压LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)电压延展后的特性普遍不理想，即能描述准饱和效应又能有良好的VDS电压延展特性描述的模型没有。

具体地说，高压场效应管LDMOS在模拟电路中的电源电路设计中有着广泛的应用，其应用电压范围较高，耐压大，被用于大功率电路应用中。图1是一种可以耐超高压的NLDMOS的电流电压特性曲线，它的击穿耐压高于500V，其电压的直流正常应用范围为40V，但是在一些驱动电路中，电路的过冲电压会达到500V以上，还有些驱动电路中，其瞬间应用电压会经常处于上百伏的状态。因此在发生电路过冲的状态下，器件的仿真结果也需要能反映客观的物理特性。从图1中的电流电压特性曲线可见，该NLDMOS同时具有高压场效应管普遍存在的准饱和效应，随着栅源电压Vgs的增大，喽源电流Ids逐渐靠拢，增大幅度减小，而实线中的模型仿真结果也同样能描述此现象。该模型为业界普遍采用的一种子电路模型，其构成为MOS晶体管串联一个漏端寄生电阻R1和一个源端寄生电阻R2，其中G表示栅极。漏端寄生电阻阻值随偏压VDS的变化而变化，漏端寄生电阻R1的电阻电压公式为：

r1＝rds*(1+vv1*abs(v(d,s))+vv2*v(d,s)*v(d,s)) 公式(1)

其中rds为漏端寄生电阻估值，vv1、vv2为电压人为修正系数，v(d,s)为LDMOS源漏端电流，abs为SPICE仿真器内自带的绝对值函数。子电路中r1通过这个描述方式成功的在40V范围内对准饱和效应进行了良好的描述。

但是假如把该模型的源漏端电流电源扩展到500V以后，我们发现漏极电流出现了下降的趋势，这是不物理的，因为实际LDMOS的电流只会呈现饱和但不会出现大幅度下降。但模型中上述电阻电压公式无法避免该现象，由于VV1、VV2分别是二次项的系数，只要随着v(d,s)的增大电阻就会始终增大。但实际情况中，当LDMOS的漏端电压达到一定数值后，漏端漂移区的耗尽区会趋向饱和，因此电阻并不会无穷变大。要解决模型的这一问题，就必须对电阻电压公式进行修正。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够构建更具有物理延展性的模型且能够为电路设计带来更精确的仿真参照的超高压场效应管子电路模型建模方法。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种超高压场效应管子电路模型建模方法，包括：在原超高压场效应管子电路模型加入利用串联的旁路电阻和旁路电压源构成旁路电路，以形成更新的子电路模型；其中旁路电压源为电压控制电压源，旁路电阻一端连接至旁路电压源而且另一端接地；旁路电压源一端连接至一端连接至，而且另一端作为旁路节点；

其中原超高压场效应管子电路模型包括与晶体管漏端连接的漏端寄生电阻和与晶体管源端连接的源端寄生电阻。

优选地，原超高压场效应管子电路模型中漏端寄生电阻的电阻电压公式为如下所示的第一公式：

r1＝rds*(1+vv1*abs(v(d,s))+vv2*v(d,s)*v(d,s))

其中rds为漏端寄生电阻估值，vv1、vv2为电压人为修正系数，v(d,s)为LDMOS源漏端电流，abs为SPICE仿真器内自带的绝对值函数。