[发明专利]一种基于物理结构的沟槽型MOSFET电路模型及其建立方法

说明书

本申请实施例提供了一种基于物理结构的沟槽型MOSFET电路模型及其建立方法，包括，电压控制电压源，第一MOSFET，第二MOSFET，第一电阻，第二电阻，第一电容，第二电容和二极管；本申请提供的技术方案基于电流电压方程的参数拟合，结合SPICE仿真技术，实现一种精度高、速度快、符合器件物理特性的SPICE宏模型，该模型适用于沟槽型MOSFET器件，兼容各种SPICE仿真器，提高了仿真精确度与速度，缩短了电源器件设计周期。

技术领域

本申请各实施例属于导体器件的建模与仿真领域，具体涉及基于物理结构的沟槽型MOSFET电路模型及其建立方法。

背景技术

近年来，沟槽型MOSFET被广泛地应用于电路输出接口、LCD驱动、电源管理等电路，其工作电压14-60V左右，工艺较横向扩散MOS(LDMOS)简单，且与传统CMOS工艺兼容，提高期间耐压的同时，大大降低了成本，它是电力电子由低频向高频的转变，实现功率变频突破性的关键性和基础性产品。目前沟槽型MOSFET的广泛应用，使得越来越多的超大规模集成电路设计仿真中需要精确的晶体管模型。

业界对于功率MOSFET的建模采用以下两种方法：(1)使用伯克利短沟道绝缘栅场效应晶体管模型(BSIM)对器件进行建模；(2)基于SPICE3构造宏模型(Macro Model)，对器件进行建模。

目前功率器件业内应用最为广泛的BSIM模型，虽然精确度高于SPICE3，但其仿真建模难度则大大提升，给建模工作带来了很多不利因素。而基于SPICE3构造的宏模型，可以在保证一定精度情况下实现更快速的建模，对电路仿真及使用也更加方便，但缺乏对物理结构参数的反映，很难保证器件特征的自洽性。

正因现存的沟槽型MOSFET模型存在种种不足，需要创造更为精确、快速、具有物理意义的新沟槽型MOSFET宏模型。

发明内容

本申请实施例目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减上述问题，本申请提供的技术方案基于电流电压方程的参数拟合，结合SPICE仿真技术，实现一种精度高、速度快、符合器件物理特性的SPICE宏模型。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于物理结构的沟槽型MOSFET电路模型，包括，电压控制电压源，第一MOSFET，第二MOSFET，第一电阻，第二电阻，第一电容，第二电容和二极管；

电压控制电压源的输入端与第一电阻的第一端连接，第一电阻的第二端引出电路模型的栅极；

第一MOSFET的漏极连接第二电阻的第一端，第二电阻的第二端引出电路模型的漏极，第一MOSFET的源极引出电路模型的源极；第一MOSFET的衬底连接第一MOSFET的源极，第一MOSFET的栅极连接电压控制电压源的输出端；

第二MOSFET的源极和漏极均与第一MOSFET的源极连接，第二MOSFET的栅极与电压控制电压源的输出端连接，第二MOSFET的衬底与第二电阻的第二端连接；

第一电容的第一端与第一MOSFET的栅极连接，第一电容的第二端与第一MOSFET的源极连接；

第二电容的第一端与第二MOSFET的栅极连接，第二电容的第二端与第二MOSFET的衬底连接；

二极管两端分别与第一MOSFET的源极和漏极连接。

作为本发明的一优选实施例，第一MOSFET为N型，第二MOSFET为P型；或，

第一MOSFET为P型，第二MOSFET为N型。

作为本发明的一优选实施例，电压控制电压源包括，电压源，电流源和第三电阻；

电压控制电压源的控制输入端连接电压源的正极，电压控制电压源的控制输出端连接第三电阻的第一端和电流源的流出端，电压源的负极、第三电阻的第二端与电流源的流入端共同与第一MOSFET的源极连接。