[논문]A Study on Temperature Dependent Super-junction Power TMOSFET

Lho, Young Hwan

doi:10.7471/ikeee.2016.20.2.163

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[국내논문] A Study on Temperature Dependent Super-junction Power TMOSFET 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.20 no.2, 2016년, pp.163 - 166

Lho, Young Hwan (Dept, of Railroad Electricity, Woosong University)

Abstract ▼ AI-Helper

It is important to operate the driving circuit under the optimal condition through precisely sensing the power consumption causing the temperature made mainly by the MOSFET (metal-oxide semiconductor field-effect transistor) when a BLDC (Brushless Direct Current) motor operates. In this letter, a Super-junction (SJ) power TMOSFET (trench metal-oxide semiconductor field-effect transistor) with an ultra-low specific on-resistance of $0.96m{\Omega}{\cdot}cm^2$ under the same break down voltage of 100 V is designed by using of the SILVACO TCAD 2D device simulator, Atlas, while the specific on-resistance of the traditional power MOSFET has tens of $m{\Omega}{\cdot}cm^2$, which makes the higher power consumption. The SPICE simulation for measuring the power distribution of 25 cells for a chip is carried out, in which a unit cell is a SJ Power TMOSFET with resistor arrays. In addition, the power consumption for each unit cell of SJ Power TMOSFET, considering the number, pattern and position of bonding, is computed and the power distribution for an ANSYS model is obtained, and the SJ Power TMOSFET is designed to make the power of the chip distributed uniformly to guarantee it's reliability.

Keyword

참고문헌 (8)

B. J. Baliga, "Advanced Power MOSFET Concepts," NY. USA: Springer-Science, pp.265-354, 2010.
H. Kock et. al., "Design of a test chip with small embedded temperature sensor structures realized in a common-drain power trench technology," IEEE Conference on Microelectronic Test Structure, Amsterdam, The Netherlands, April 4-7, pp. 176-181, 2011.
Young Hwan Lho, "Design of Super-junction TMOSFET with Embedded Temperature Sensor", Vol. 19, No. 2, Journal of Korean Electrical and Electronics Engineers, pp. 232-236, June 2015.
SILVACO TCAD Manual, Atlas, 2011
H. Dia, "A temperature dependent power MOSFET model for switching application," Thermal Investigation of ICs and Systems, THERMINIC 2009.15th International Workshop on, pp. 87-90, 7-9, Oct. 2009.
Stefano de Filippis, et. al., "ANSYS based 3D electro-thermal simulations for the evaluation of power MOSFETs robustness," Microelectroni cs Reliability 51, pp. 1954-1958, 2011.

상세보기
Messaadi Lofti, et. al., "The Electro-Thermal Subcircuit Model for Power Mosfets," Microelectronics and Solid State Electronics, 1(2), pp. 26-32, 2012.
LTspice IV, Linear Technology Corporation, 2014.

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