基于matlab的功放温度仿真与研究开题报告

 2022-03-01 19:53:33

1. 研究目的与意义

随着现代电子技术快速发展,电子设备集成度不断提升。随着集成度快速提升,功耗也随之不断增大,大量功耗带来了大量的热流密度。许多设备由于工作环境差,工作时间长,工作环境复杂等情况,尤其是功率电路由于自身大电流、高电压的特点,其许多应用都要求在高温下工作。一旦工作温度上升到电子元件极限温度就会使电子设备出现大量故障,降低电子设备的工作稳定性。因此电子产品对半导体器件的工作温度提出了越来越高的要求。

电学元件的功耗作为热学网络的热源,而热学网络中不同温度值作为参数会影响电学系统中元器件及其性能。集成电路在没有外源的情况下,由电压、电流作用产生的功耗使得芯片本身温度升高。温度升高一方面会导致电流下降、电路延时增加,影响电路性能,另一方面会造成电路可靠性的下降。因此对于器件温度的预测具有十分重要的研究,针对其模型的研究也会越来越深入。

传统检测器件的温度的方法通常使用红外测量仪感测器件的温度,然而此方法获取的温度值仅为器件某位置的温度,以局部温度代替器件整体温度,显然存在它的局部性。为避免此类测量法存在的不足,目前已提出多种方法用于计算层状结构的稳态温度分布,如fem和fdm数值方法。这些方法计算精确,可用于分析复杂结构,能够精确呈现温度的稳态分布。但由于这些方法计算量大,不能有效植入电路仿真器。采用镜像法可为简单的层状结构计算二维的温度分布,此方法简单、精确,避免了使用红外热成像仪的高成本操作方式。温度的精确表征为功率器件的设计,功放的设计都提供了依据,是一种实用的计算方法。

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2. 研究内容和预期目标

内容:(1)实际工作中的功率放大器由于焦耳效应而使得温度升高,温升结果致使其性能发生变化,温度的预测有助于功放设计的结果

(2)有效简化热源结构与功率单元,采用简单有效的方式对相应的结构的温度进行研究

(3)采用镜像结构计算方法,用matlab软件编程

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3. 研究的方法与步骤

1. (1)首先查阅课题相关的资料,对热传导率、功率密度、绝热及镜像法有基本的了解;

(2)其次探寻课题的相关分析方法,对器件的单元简化结构、热源区域知晓;

(3)最后通过matlab进行仿真;

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4. 参考文献

[1]杨烨,滑育楠,孙晓红等.镜像法在计算LDMOS热模型中的运用[J].电子器件,2010, 33(3):299-302.

[2]王钦,孙伟锋,刘侠等.体硅高压LDMOS器件温度分布模型[J].电子器件,2007,30(3):6779-782.

[3]王扬,张万荣,谢红云等.多发射极指分段结构功率SiGe HBT的热分析[J].微电子学. 2008,38(1):81-85.

[4]赵昕,张万荣,金冬月等.改善多指HBT热稳定性的非均匀指间距技术[J].微电子学. 2011,41(4):577-581.

[5]胡广华,钱兴成,汪宇.功率放大器的热设计研究[J].电子与封装.2012,12(7):18-20.

[6] D.皮茨,L.西索姆著.传热学[M].第二版.葛新石等译.北京:科学出版社.2001:1-16.

[7]刘淼,周润德,贾松良.CMOS集成电路的电热耦合效应及其模拟研究[J].微电子学.2001.Vol.

[8]高光渤,李学信.半导体器件可靠性物理[ M].北京:科学出版社,1987.

[9]金冬月,张万荣,沈珮,谢红云,王扬.非均匀条间距结构功率SiGe HBT(英文)[J].半导体学报.2007(10) .

[10]金冬月,张万荣,吴春瑜.射频功率HBT自加热效应及补偿方法[J].微电子学. 2006(03).

[11]汪宇,吴礼群,吴刚,周明,罗运生.星用固态脉冲功率放大器的热设计研究[J].固体电子学研究与进展.2011(06).

[12]李静.第三代移动通信系统中应用的LDMOS器件[J].半导体情报.2001(05).

[13]余建祖编著.电子设备热设计及分析技术[M]. 高等教育出版社.2002.

[14]谢德仁编.电子设备热设计[M].东南大学出版社.1989.

[15]邱成悌.电子设备结构设计原理[M].东南大学出版社,2005.

[16] Marsh S P. Direct extraction technique to derive the junction temperature of HBT's under high self-heating bias conditions [J].IEEE Transactions on Electron Devices,2000.47(2):288-291.

[17] Lu K, Snowden, Christopher M, Analysis of thermal instability in multi-finger power AlGaAs/GaAs HBT's [J].IEEE Transactions on Electron Devices.1996.43(11): 1799-1805.

[18] Sun X H, Wu H D, Chen Q, et al. Steady state temperature study with structure modification[J].Engineering ,2012.4(7):379-383.

[19] Roig J, Flores D, Urresti J, et al. Modeling of non-uniform heat generation in LDMOS transistors [J].Solid State Electronics.2005.49(1):77-85.

[20] Ramman A, Walker D G, Fisher T S. Simulation of nonequilibrium thermal effects in power LDMOS transistors [J].Solid State Electronics.2003.47(8):1265-1273.

5. 计划与进度安排

(1)2022.2.20-2022.2.26图书馆查阅资料;

(2)2022.2.27-2022.3.5 网上查阅资料;

(3)2022.3.6-2022.3.12 完成开题报告;

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