Температурные характеристики простого токового зеркала на кремниевых высоковольтных nLDMOS с большой drift областью

Обложка
  • Авторы: Новоселов А.С.1, Гусев М.Р.1, Масальский Н.В.1
  • Учреждения:
    1. Федеральное государственное автономное учреждение “Федеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”
  • Выпуск: Том 54, № 3 (2025)
  • Страницы: 241-250
  • Раздел: ПРИБОРЫ
  • URL: https://journals.rcsi.science/0544-1269/article/view/304936
  • ID: 304936

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обсуждаются результаты исследования температурных характеристик простого токового зеркала на высоковольтных КНИ nLDMOS транзисторах с большой областью дрейфа с топологическими нормами 0.5 мк в расширенном диапазоне внешних температур. Экспериментально исследованы характеристики простого токового зеркала при температурах –60, 25, 125 °С. Разработана математическая модель высоковольтного КНИ nLDMOS транзистора с большой DRIFT областью для статического режима в области высоких стоковых напряжений и широкого диапазона окружающей температуры. Из результатов экспериментальных и численных исследований установлен температурный диапазон, в котором передаточная характеристика токового зеркала сохраняет линейность. Он составляет 300 °С от –110 до 190 °С в диапазоне управляющих напряжений от 25 до 55 В. В этом же диапазоне температур коэффициент передачи (зеркальности) линейно зависит от уровня входного тока. На основании полученных данных сформулированы условия определения SOA простого токового зеркала на КНИ LDMOS транзисторах.

Об авторах

А. С. Новоселов

Федеральное государственное автономное учреждение “Федеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”

Email: volkov@niisi.ras.ru
Москва, Россия

М. Р. Гусев

Федеральное государственное автономное учреждение “Федеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”

Email: volkov@niisi.ras.ru
Москва, Россия

Н. В. Масальский

Федеральное государственное автономное учреждение “Федеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: volkov@niisi.ras.ru
Москва, Россия

Список литературы

  1. Razavi B. Design of Analog CMOS Integrated Circuits. McGraw-Hill International Edition, 2001.
  2. Gray P.R., Hurst P.J., Lewis S.H., Meyer R.G. Analysis and Design of Analog Integrated Circuits. J. Wiley & Sons, 4th edition, 2001.
  3. Pozar D.M. Microwave Engineering, 3rd ed. New York: Wiley, 2005.
  4. Gregorian R. Introduction to CMOS Op-Amps and Comparators. J. Wiley & Sons, 1999.
  5. Lan M.F., Tammineedi A., Geiger R. Current mirror layout strategies for enhancing matching performance // Analog Integrated Circuits and Signal Processing. 2001. V. 28. P. 9–26.
  6. Bushnell M.L., Agrawal V.D. Essentials of electronic testing for digital, memory and mixed-signal VLSI circuits. Springer, 2000.
  7. Souliotis G., Haritantis I. Current-mode filters based on current mirror arrays // Int. J. Circuit Theory Appl. 2008. V. 36. P. 173–183.
  8. Tehranipoor M.M., Guin U., Forte D. Counterfeit Integrated Circuits: Detection and Avoidance. Springer, 2015.
  9. Senani R., Bhaskar D., Singh A.K., Singh V.K. Current Feedback Operational Amplifiers and Their Applications. New York, NY, USA: Springer, 2013.
  10. Theeuwen S.J.C.H., Qureshi J.H. LDMOS Technology for RF Power Amplifiers // IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques (special issue on Power Amplifiers) // 2012. V. 60. Issue 6. Part 2. P. 1755–1763.
  11. International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) Interconnect, 2020 Edition. [Online] Available: https://irds.ieee.org/editions/2020 (data access 22.06.2024)
  12. Румянцев С.В., Новоселов А.С., Масальский Н.В. Исследование эффекта самонагревания в высоковоль- тных КНИ транзисторах с большой областью дрейфа. Микроэлектроника. 2022. T. 51. № 5. C. 377–385.
  13. Aggarwal B., Gupta M., Gupta A.K. A comparative study of various current mirror configurations: Topologies and characteristics // Microelectron. J. 2016. V. 53. P. 134–155.
  14. Guin U., Forte D., Tehranipoor M. Design of Accurate Low-Cost On-Chip Structures for Protecting Integrated Circuits Against Recycling // IEEE Trans Very Large Scale Integr (VLSI) Syst. 2016. V. 24. P. 1233–1246.
  15. Baker R.J. CMOS: circuit design, layout, and simulation. IEEE Press Series on Microelectronic Systems, 2010.
  16. Nanoelectronics: Devices, Circuits and Systems. Editor by Brajesh Kumar Kaushik. Elsevier, 2018.
  17. Mukherjee C., Ardouin B., Dupuy J-Y., Nodjiadjim V., Riet M., Zimmer T. Reliability-Aware Circuit Design Methodology for Beyond-5g Communication Systems // IEEE Trans. Dev. Mat. Reliab.2017. V. 17. No. 3. P. 490–506.
  18. Jindal C., Pandey R. A high output resistance, wide bandwidth, and low input resistance current mirror using flipped voltage follower cell // Int. J. Circuit Theory Appl. 2021. V. 49. P. 3286–3301.
  19. Aggarwal B. Novel current mirrors based on folded flipped voltage follower configuration // Wirel. Pers. Commun. 2022. V. 123. P. 645–653.
  20. Huang J., Wang C., Zhou T., Lu W., Zhao Y., Liu Y., Li Y. A shifting current mirror driver circuit for electrical impedance tomography applications // IEEE Trans. Circuits Syst. II Express Briefs. 2023. V. 70. P. 3832–3836.
  21. Kumngern M., Khateb F., Kulej T. A Novel Multiple-Input Single-Output Current-Mode Shadow Filter and Shadow Oscillator Using Current-Controlled Current Conveyors // Circuits Syst. Signal Process. 2024. V. 43. P. 5438–5462.
  22. de Jong M.J., Salm C., Schmitz J. Effect of Ambient on the Recovery of Hot-Carrier Degraded Devices // In Proceedings of the 2020 IEEE International Reliability Physics Symposium (IRPS), Dallas, TX, USA, 28 April-30 May 2020, P. 1–6.
  23. Новоселов А.С., Масальский Н.В. Влияние деградации горячих носителей на характеристики высоковольтного КНИ транзистора с большой областью дрейфа // Микроэлектроника. 2023. T. 52. № 5. C. 423–430.
  24. Новоселов А.С., Гусев М.Р., Масальский Н.В. Температурные зависимости напряжения пробоя высоковольтного КНИ LDMOS транзистора // Микроэлектроника. 2024. T. 53. № 5. C. 456–463.
  25. Fayyaz A., Castellazzi A. High temperature pulsed-gate robustness testing of SiC power MOSFETs // Microelectronics Reliability. 2015. V. 55, Issues 9–10. P. 1724–1728.
  26. Shrivastava A., Pandey R., Jindal C. Low-voltage flipped voltage follower cell based current mirrors for high frequency applications // Wirel. Pers. Commun. 2020. V. 111. P. 143–161. doi: 10.31857/S0544126925030069, EDN: PXKCDY

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».