肖特基二极管spice模型及其形成方法、应用方法_3

文档序号:9375929阅读:来源:国知局
通过接入第二分流电阻R2,可以对经过肖特基二极管的阴极N和衬底接头I之间的模拟电路的电流进行分流,从而能够消除或者降低肖特基二极管的阴极N和衬底接头I之间的反向泄漏对肖特基二极管SPICE模型在进行电路模拟时的影响。而同时接入这两个分流电阻,则很好地消除或降低了肖特基二极管的阴极N和阳极P之间、阴极N和衬底接头I之间以及阳极P和衬底接头I之间的反向泄漏对肖特基二极管SPICE模型在进行电路模拟时的影响,能够使得使用SPICE模型对肖特基二极管进行模拟最终所获得的结果更加准确。
[0071]在第二种实施方式中,也可以仅保留第一分流电阻Rl或者第二分流电阻R2,对于提升肖特基二极管SPICE模型的模拟性能,均能够有明显改善。
[0072]作为一种优选的方案,第一分流电阻Rl和第二分流电阻R2均为热敏电阻,即第一分流电阻Rl和第二分流电阻R2的阻值是跟随者温度的变化而相应地变化的。这种设计可以使得分流电阻与肖特基二极管的温度特性相匹配,获得更加真实准确的模拟结果。
[0073]例如,第一分流电阻Rl在25摄氏度时的电阻为le7至Iell欧,优选地为2e9欧;第二分流电阻R2在125摄氏度时的电阻为le6至IelO欧,优选地为8e8欧。
[0074]第一分流电阻Rl和第二分流电阻R2的电阻值可以从与自对准多晶硅化物的伏安特性相匹配的电路模型中提取。
[0075]本申请还提供了一种肖特基二极管SPICE模型的形成方法,该形成方法包括:步骤S1:提供第一二极管,并将第一二极管的阴极N连接至第一限流电阻rsl的第一端;步骤S2:提供第二二极管,并将第二二极管的阴极N连接至第二限流电阻rs2的第一端;步骤S3:将第一限流电阻rsl的第二端连接在肖特基二极管的阴极N,将第二限流电阻rs2的第二端连接在第一限流电阻rsl的第二端。通过该种形成方法,可以形成如图5所示的肖特基二极管SPICE模型的直流等效电路。
[0076]作为对所形成的肖特基二极管SPICE模型的进一步改进,形成方法还可以包括:提供第一分流电阻R1,并将第一分流电阻Rl的第一端连接在第一二极管的阳极P,将第一分流电阻Rl的第二端连接在第一限流电阻rsl的第二端。通过该第一分流电阻R1,可以消除或者降低在模拟肖特基二极管的阴极N和阳极P之间的伏安特性时,由于反向泄漏所导致的偏压问题,提高测试的准确性。
[0077]作为对所形成的肖特基二极管SPICE模型的另一种改进,形成方法还包括:提供第一分流电阻R1,并将第一分流电阻Rl的第一端连接在第一二极管的阳极P,将第一分流电阻Rl的第二端连接在第一限流电阻rsl的第二端。通过该第二分流电阻R2,可以消除或者降低在测试肖特基二极管的阴极N和衬底接头I之间的伏安特性时,由于反向泄漏所导致的偏压问题,提高测试的准确性。
[0078]作为对所形成的肖特基二极管SPICE模型的第三种改进,形成方法还包括:提供第一分流电阻R1,并将第一分流电阻Rl的第一端连接在第一二极管的阳极P,将第一分流电阻Rl的第二端连接在第一限流电阻rsl的第二端;提供第二分流电阻R2,并将第二分流电阻R2的第一端连接在第二二极管的阳极P,将第二分流电阻R2的第二端连接在第二限流电阻rs2的第二端。通过同时提供第一分流电阻Rl和第二分流电阻R2所形成的肖特基二极管SPICE模型,可以更好地更加全面地消除或降低肖特基二极管的阴极N和阳极P之间、阴极N和衬底接头I之间以及阳极P和衬底接头I之间的反向泄漏对肖特基二极管SPICE模型模拟肖特基二极管的伏安特性时的影响。
[0079]在上述肖特基二极管SPICE模型的基础上,本申请还提供了一种肖特基二极管SPICE模型的应用方法,该应用方法包括:将肖特基二极管的阳极P连接至电源正极,将所述肖特基二极管的阴极N连接至电源负极,模拟所述肖特基二极管SPICE模型的阳极P至阴极N的伏安特性曲线;将所述肖特基二极管的衬底接头I连接至所述电源正极,将所述肖特基二极管的阴极N连接至所述电源负极,模拟所述肖特基二极管SPICE模型的衬底接头I至负极的伏安特性曲线;将所述肖特基二极管的阳极P连接至所述电源正极,将所述肖特基二极管的衬底接头I连接至所述电源负极,模拟肖特基二极管SPICE模型的阳极P至衬底接头I的伏安特性曲线。
[0080]下面结合图6至图10以及图12至16来对应用本申请中的肖特基二极管SPICE模型之后的伏安特性进行分析。
[0081]图6至图10示出了基于本申请中的第一种实施方式中的肖特基二极管SPICE模型模拟出的肖特基二极管的伏安特性曲线与肖特基二极管的实际伏安特性曲线的比较图,其中的LI为肖特基二极管SPICE模型模拟出的肖特基二极管的伏安特性曲线,L2为肖特基二极管的实际伏安特性曲线。
[0082]图6中示出的是第一种实施方式中的肖特基二极管的阳极P到阴极N的模拟伏安特性曲线与实际伏安特性曲线的比较图,从图6和图7中可以看出,采用第一种实施方式的肖特基二极管SPICE模型模拟出的肖特基二极管的伏安特性曲线LI与肖特基二极管的实际伏安特性曲线L2是基本相吻合的,也即采用第一种实施方式基本上可以比较真实地对肖特基二极管的伏安特性进行模拟。
[0083]图7是对图6沿纵轴方向按一定比例进行放大之后(即在水平电压轴不变的情况下对纵向电流轴的单位按一定比例进行放大)所得到的比较图,其目的是为了更加清楚地显示通过第一种实施方式的SPICE模型所获得的伏安特性曲线LI在正向偏压时与实际的肖特基二极管的阳极P到阴极N的模拟伏安特性曲线L2之间的区别。从图7中可以看出,虽然采用第一种实施方式基本上可以模拟出真实的肖特基二极管的伏安特性,但是由于反向泄漏的存在,会产生反向偏压,这就导致在模拟肖特基二极管的阳极P到阴极N的模拟伏安特性曲线LI时,所获得的伏安特性曲线LI在正向偏压时与实际的肖特基二极管的阳极P到阴极N的模拟伏安特性曲线L2相匹配,而在反向偏压时,则存在较大差异,实际情况下,如果不存在反向泄漏,在肖特基二极管的阳极P到阴极N之间应该存在反向电流,但是由于反向偏压的存在,在通过SPICE模型模拟出的伏安特性曲线LI中,反向电流几乎为零,且是稳定不变的,这使明显与实际的伏安特性曲线L2相背离的。
[0084]图8中示出的是肖特基二极管的衬底接头I到阴极N的模拟伏安特性曲线LI与实际伏安特性曲线L2的比较图,从图8中可以看出,采用第一种实施方式的肖特基二极管SPICE模型模拟出的肖特基二极管的伏安特性曲线LI与肖特基二极管的实际伏安特性曲线L2是基本相吻合的,也即采用第一种实施方式基本上可以比较真实地对肖特基二极管的伏安特性进行模拟。
[0085]图9是对图8沿纵轴方向按一定比例进行放大之后(即在水平电压轴不变的情况下对纵向电流轴的单位按一定比例进行放大)所得到的比较图,其目的是为了更加清楚地显示通过第一种实施方式的SPICE模型所获得的伏安特性曲线LI在正向偏压时与实际的肖特基二极管的阳极P到阴极N的模拟伏安特性曲线L2之间的区别。从图9中可以看出,虽然采用第一种实施方式基本上可以模拟出真实的肖特基二极管的衬底接头I到阴极N之间的伏安特性曲线LI,但是由于反向泄漏的存在,会产生反向偏压,这就导致在模拟肖特基二极管的衬底接头I到阴极N的模拟伏安特性曲线LI时,所获得的伏安特性曲线LI在正向偏压时与实际的肖特基二极管的阳极P到阴极N的模拟伏安特性曲线L2相匹配,而在反向偏压时,则存在一些差异,虽然这个差异相比于阴极N和阳极P模拟时的差异较小,但仍然会影响到采用SPICE模型对肖特基二极管进行模拟时的准确性。从图9中可以明显看出,实际情况下,如果不存在反向泄漏,在肖特基二极管的衬底接头I到阴极N之间应该存在反向电流,但是由于反向偏压的存在,在通过SPICE模型模拟出的伏安特性曲线LI中,反向电流几乎为零,且是稳定不变的,这使得模拟出的肖特基二极管的衬底接头I到阴极N的伏安特性曲线LI明显与实际的伏安特性曲线L2不相匹配,也即通过SPICE模型模拟出的衬底接头I到阴极N的伏安特性曲线LI也是存在较大误差的。
[0086]图10中示出的是肖特基二极管的阴极N到衬底接头I的模拟伏安特性曲线LI与实际伏安特性曲线L2的比较图,从图8中可以看出,不管是存在正向偏压还是反向偏压,采用第一种实施方式的肖特基二极管SPICE模型模拟出的肖特基二极管的伏安特性曲线LI与肖特基二极管的实际伏安特性曲线L2的匹配性均是有所欠缺的,并不能够十分准确地模拟出肖特基二极管的伏安特性曲线。
[0087]图12至图16示出了基于本申请中的第二种实施方式中的肖特基二极管SPICE模型模拟出的肖特基二极管的伏安特性曲线与肖特基二极管的实际伏安特性曲线的比较图,其中的LI为肖特基二极管SPICE模型模拟出的肖特基二极管的伏安特性曲线,L2为肖特基二极管的实际伏安特性曲线。
[0088]图12中示出的是第二种实施方式中的肖特基二极管的阳极P到阴极N的模拟伏安特性曲线与实际伏安特性曲线的比较图,从图12中可以看出,采用第二种实施方式的肖特基二极管SPICE模型模拟出的肖特基二极管的伏安特性曲线LI与肖特基二极管的实际伏安特性曲线L2是基本相吻合的,也即采用第二种实施方式基本上可以比较真实地对肖特基二极管的伏安特性曲线进行模拟。
[0089]图13是对图12沿纵轴方向按一定比例进行放大之后(即在水平电压轴不变的情况下对纵向电流轴的单位按一定比例进行放大)所得到的比较图,其目的是为了更加清楚地显示通过第二种实施方式的SPICE模型所获得的伏安特性曲线LI在正向偏压时与实际的肖特基二极管的阳极P到阴极N的模拟伏安特性曲线L2之间的区别。从图13中可以看出,采用第二种实施方式基本上可以模拟出真实的肖特基二极管的伏安特性,且由于第一分流电阻Rl的存在,可以很好地消除或者
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