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笫 ６卷 。 ４朋
Ｖ １ ６ ＮＯ ４
½
电
子
与
封
装
Ｅ ＣＴ
ＬＥ ＲＯＮＩ
ＣＳ ＆ Ｐ ＫＡＧＩ
ＡＣ
ＮＧ
总 第３
６期
２０
０６年 ４月
微 电 子 制 造 与 可 靠 性
ＭＯＳ管器件 击穿机 理分 析
郑 若 成
（ 同电子 科技集团公 司第 ５ 研究所 ，江苏 无锡 ２ ４ ３
巾
８
１０ ５）
摘 要 ：讨论 了ＭＯＳ管击 穿的分 类 ，以及 击 穿时场强分布情 况 ，在此基础上 ，列举和 分析 了ＭＯ
Ｓ
管击穿的发生区域，主要是结击穿和漏区击穿 文章对雪崩击穿和穿通击穿机理进行了描述 ，并对
ＭＯＳ管 开启击 穿进行 了分析 。
关键词 ：击 穿 ；场强 ；Ｓ
ＮＡＰ ＢＡＣＫ
中图分 类号 ：Ｔ ４ ６
Ｎ ０
文献 标识 码 ：Ａ
文章编 号 ：½ ８ 一 ０ ０（ ０ ６） ４ ３ —４
６ １½ ７ ２ ０ ０ —６ ０
Ｔ½½Ａ½ ½ ½½½ ＯＳ Ｔ½ ½½½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½½ Ｍ ½ ½½ ½
½ ½ ½ ½Ｍ
½ ½½ ½Ｄ½ ½ ½Ｂ½ ½ ½ ½ ½½½
Ｚ½ ½ ½ ½ ½
½ ½Ｒ½ —½ ½½
（ ½½Ｅ ½ ½½ ½½Ｔ ½ ½ ½½ ½ ½ Ｃ½½ ½ ½ ½Ｎ½５ ½ ½ ½ ½Ｉ ½½ ½
Ｃ½½ ½½½ ½½ ½ ½ ½½ ½Ｇ½ ½ ½ ½ ½½ ． Ｒ ½ ½ ½ ½ ½ ½½，Ｗ½ ½ ½½ ½
½
８
½
½ ½ ½ ½
Ｊ
２１ ０ ５．Ｃ½ ½ ）
３
４
½½
Ａ½ ½½ ½ Ｍ ＯＳ ½½ ½½½ ½ ½ ½ ½½ ½½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½½½½½ ½ ½ ½ ½½ ½½½½ ½ ． ½ ½
½½ ½：
½ ½½ ½½ ½ ½½ ½½½ ½ ½ ½ ½ ½½½ ½ ½ ½½ ½ ½½ ½½ ½½ ½ ½ ½ Ａ½ ½½ ½½
½
½½
½
½
½½½
½
，
½ ½ ½ ½½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½½½ ＯＳ ½½ ½½½ ½ ½ ½ ½½
½½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½½½ ½ ½½½ ½½ ½½ ½ ½ Ｍ
½ ½ ½½ ½½ ½ ½ ½
．
，
½ ½ ½½½ ½½ ½½ ½ ½
½ ½½ ½ ½
½½
½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½
½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½
Ｋ½ ½½ ½½ Ｂ½½ ½½
½
½ ：
½ ½ ½½；Ｆ½ ½ ½ ½ ½
½½ ½ ½½
½；ＳＮＡＰ
ＢＡＣＫ
１ ＭＯ 管发生雪崩击穿 时场 强分 布
Ｓ
ＭＯ 管击穿发 时场强 分布 如图 ½
Ｓ
所示 ，
如果没
有栅 ，则 Ｐ
Ｎ结 的最大场强 现在结 ½ 问 Ｅ ，½ 于多
½
１ ½ ＿
½
½
晶栅 的存 在 ，则在 Ａ点 叉Ｈ 现一 个场强 峰值 Ｅ 。½
１
½
为 ＭＯ
Ｓ管具有栅结构 ，所以其 击穿和 单纯的 Ｐ
Ｎ结击
穿是不完全相 同的。
½ ＭＯ 管漏端剖面结 构
矧１
Ｓ
这里我仃 从 Ａ、Ｂ两点 的场强 Ｅ 和 Ｅ
Ｊ
½ ½的大小来
此 为 ０电½ ，所 以纵 向电场分 布和沟道电势 变化趋 势
一
讨论 ＭＯＳ管 的击 穿特性 ，
＝
．
如图 ½
所示 ，Ｘ½
½是衬底 中结耗½½度 ，Ｘ ½是
½
敛 。从 Ｂ到 Ａ点 ，电势 逐步升 高 ，因此 ，纵 向场
强增大 ，½ 是从 Ａ 到 Ｘ½
½，½管 电势仍 然升高 ，½
漏
结耗½½度。横向电场分布我们已经很了解 ，这
里主要看纵向电场分 布 ，从 Ｘ ½到 Ｘ ½
½
½ ，纵 向电场和
是 由于氧化层增厚 ，
因此场强有减小趋 势。 以在Ａ点
所
存 在一个峰值电场 。这个峰值 电场 的具½½½是否一
定在多品边缘正 下方和栅氧厚度有关 。½ Ａ点的½½
栅 沟道 电势差有关 ，在测试击穿时 ．栅是接地的 ，闭
收稿 日期 ： ０ ５Ｏ —６
２０ 一７１
—
３ 一
６
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第６
卷第 ４
邛 若成 ：
ＭＯ
Ｓ管器件 击穿机理分析
厂 Ｌ 熊 ½
■
½一
０
一
定在 多品边缘的外侧的漏区。
目 Ｅ
½
½½ 和 ½ 中最大场强 比为 １．３ ＝ 。在耗½层边缘 ，
½， ½
１ ／． ３
９ ９
电场强 度 为 ０
。
／½
½
½
ＸＢ Ｘ ‘
。
一
般氧化层的击 穿场强 为 ９
ＭＶ － ½½
½ ，则达 到
ＳＯ 击穿场强时 ½ 中的场强有 ３
½
½
ＭＶ ・½。
½ 。
，这个场
强下 Ｓ衬底早发生雪崩击穿。
½
一般 Ｓ衬底浓度在 １ ½
½
Ｅ４
到 １ ７变化时 ，Ｓ 衬底的雪崩击 穿场强在 ０２
Ｅ½
½
．
ＭＶ ・
½
½
．
；日
½０
，
６
ＭＶ ・ ½ 变 化 。若 Ｓ 衬底击 穿 场强 为
½
½
０
４
ＭＶ
Ｘ½
½
ＸＡ Ｘ½
½
・ ½。
½ 。 ＳＯ，
，则 ½ 中场强在 １２
．ＭＶ ・ ½。时 ，
½
½ 衬 底就击穿 。所 以 ，若 击穿 发生在这个 部½ ，则
½
（）
½
ＭＯ 管的击穿和栅氧厚度具有强烈卡关性。栅氧厚
Ｓ
½
Ｉ
度越薄 ， ½ 容易达到雪 崩击穿点 ，
½很
从而造成 ＭＯ 管
Ｓ
击穿 。
½２
ＭＯ 管击穿时漏端结构以及电场电势分布
Ｓ
（ ＭＯ
½）
Ｓ管漏端电场电势分布 ；
（
½）ＭＯＳ管 击穿时电场分解
实际例子 ：
１５ ½ （ Ｌ
．
无 ＤＤ结 构 ）
栅 氧 ２０
５Ａ
Ｎ管 击穿
Ｐ管击穿
同 ２（ 大致反映 了从 Ｘ½
½）
½到 Ｘ½
½的场强和 电
势 分布情况 ，同 ２（
½）则分别从纵 向和横 向反 映 电
场分布情况 。
２０
０ Ａ栅氧
（ ７ 、１０
１ ５ ５ Ａ栅氧一致 ）
１．
０５
Ｖ
一 ０５
１．
Ｖ
纵 向电场分两 部分 ，一部 分是 氧化层 巾 ，一 部
１．
２５
Ｖ
一２ Ｖ
１．
５
分是 ½ 巾耗 层 ；同样 ，电势也分两部分，一部分
½
是在氧化层上的降½ ，一部分是 ½ 中耗½层降½ 。Ｆ
½
½
½
于介 电常数 的关系 ，ＳＯ，
½ 中场强是 Ｓ 巾峰值场强 的 ３
３０ ½ （ Ｌ
．
无 ＤＤ 结构 ）
栅氧 ４ ０
０Ａ
Ｎ管击穿
Ｐ管击穿
栅氧 ６０
０Ａ
１Ｖ
５
一６
１Ｖ
倍 下 而讨 论在 Ｅ
½发 牛击 穿 的情 ½ ：
（１）在 Ａ 点 （
Ｅ½）击穿
１Ｖ
４
一５
１Ｖ
由于
漏端电阻小，
基本无电势降½， Ｄ
在Ｌ Ｄ上会
Ｈ现 电势降½ （
½
若无 Ｌ Ｄ结构 ，则Ａ点 的电势和Ｖ Ｃ
Ｄ
Ｃ
０８ ½ （ Ｌ
．
有 ＤＤ 结构 ）
栅氧 １ ５
７ Ａ、２ ０
０Ａ
栅氧 ２ ０
５Ａ
基本相等 ）
，降½到 Ａ点时，此时 Ａ点和多晶栅之
间的电势在栅氧和耗½层 中½成电场 ， Ｄ
Ｌ Ｄ处于耗½
状 态 ，会诱 发 ＬＤＤ 中雪 崩击 穿 。如 图 ３所示 。
Ｔ½ 、
½
、
Ｎ管击穿
Ｐ管击穿
１．
３Ｖ
５
½３ Ｖ
½．
５
１．
３Ｖ
５
—４ Ｖ
½．
３
所 以 ，若栅氧 较 厚 ，则 Ｐ 结 （
Ｎ
衬底 Ｉ 域 ）
）
（
首
先击穿的几率较大，若栅氧薄 ，则漏区 Ｌ Ｄ部½雪
Ｄ
．
崩击穿几率较大。
（
２）在 Ｂ 点 （ ½）击 穿
Ｅ
若在Ｅ 没有发生雪崩击穿，一般在栅氧比较厚
½
时是这样 的，这时在 Ｂ点就发生击 穿 ，即Ｐ
Ｎ结击穿 ，
（）
½
（）
½
根据源漏和衬 底浓 度关系 ，击 穿点一般发生在衬 底 。
ＭＯ 管 巾存在Ａ和ＢＮ个峰值电场点 ， ．ＭＯＳ
Ｓ
Ｎ½
Ｖ
Ｌ
管的击穿电压决定于这两个 区域 的电场 ，哪个 区域 电
３ Ａ点局部结构和电场 电势分布
（
½）漏 Ａ 点局部 结 构 ；
（
½）漏 区 Ａ点 电势 电场 分布
场 首 先 达 到 临界 电场 ，则 首 先 在该 点 击穿 ， 同 时
ＭＯＳ管 发生击 穿。
（
３）鸟 嘴对 Ａ 点 击 穿 的½ 响
对 Ｎ½½ 正 ，多 品接地 ，压降 降½在 氧化 层和
½接
耗½ 层上 ，氧 化层 中是匀 强 电场 ，耗 ½层 巾 电场 和
具½½ ½相 关 。
我们考察 ＭＯ
Ｓ管的另一种截 面½ ４
，在 ＭＯ
Ｓ管
Ｑ ＝ ０½：Ｓ，
Ｔ ￡ ½Ｅ ½，
½½ ０
的鸟嘴部½ ，
这里缺 陷和界面状态较复杂 ，
因此 ，
Ａ点
击穿部½首先发生在 鸟嘴边缘 （ 巾½圈部 分 ）
。
之所 以首先发 生在鸟嘴边缘 ，这是 因为 ：
首 先 ， 由于 场 氧 底 部 浓 度 较 高 ，杂 质 横 向扩
一
根 据高斯 定理 ：Ｑ ＝ ￡￡。
Ｐ ½。
这里 Ｑ 是总电荷 ，Ｑ 是多晶上的正电荷和耗½层中
Ｔ
负电荷 的和 。可 在 ½－½ ，
½ ½ 的界面处存在 电场突变现
½
象。Ｅ ½／ ½ 比值和 它们 的介 电常数成反 比。所 以
， 的
。
７
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第６ 第４
卷 期
电 子
与
封
装
½沟 道 中浓度 较½ 时 ，这 时沟道 容易耗 ½ ，出
现沟道穿通击穿 。穿通现象一般在长沟道器件 中不容
易 现 ，主要 出现在短沟道 中。
对 于 穿 通击 穿 ，有 以下一 些 特征 ：
（
１）穿通击 穿 的击穿点 ½ ，在击 穿过程 中 ，电
图４
ＭＯＳ 的鸟嘴
管
流有逐 步增大 的特征 ，这是 因为耗 ½层扩展较½ ，产
散 ，导致 场氧 边缘浓 度也 比沟 道 中高 。因此 ，场 氧
边缘的耗½ 区½度 比中间的要 窄 ，容易 出现结击穿 。
如 同 ５所示 。
生电流较大 。另一方面 ，
耗½层展½大容易发生 Ｄ Ｂ
ＩＬ
效应 ，½ 源衬底 结 正偏 出现 电流逐步 增大 的特征 。
（ 穿通击穿的½击 穿点 发生在源漏的耗½层相
２）
接时 ，此时源端的½½流子注入到耗 ½层 中 ，被耗½层
中电场加速达到漏端 ，因此 ，穿通击穿 的电流也有急
剧增大点 。这个 电流 的急剧增大和雪崩击穿时电流急
沟道 中间
—
—
—
—
—
乌嘴边 缘
漏 区
剧增大不同 ，
这时 的电流相½于源衬底 Ｐ 正向导通
Ｎ结
沟 道 区
时 的电流 。
而雪崩击穿时的电流主要 为Ｐ
Ｎ结反向击穿
时的雪崩电流。如不½限流，雪崩击穿的电流要大。
（ 穿 通击 穿一般 不会 出现破 坏性击 穿 。因 为
３）
穿通击穿场强没有达到雪崩击穿 的场强 ，不会产生大
量 电子 空穴 对 。
７
Ｉ
耗½ 层边 缘
（
４）穿通击 穿一 般发 生在沟 道½ 内 ，沟道表 面
图 ５ 鸟 嘴 处 和 沟 道 中 间耗 ½ 分 布
不 容易 发生穿通 ，这主要是 由于沟道注入½ 表面浓度
其次 ，场氧边缘缺陷较多 ，局部损 伤大 。
另外 ，鸟嘴处在 Ｂ点击穿 的可½性 要小 ，这 是凶
比½浓度大造成 ，所 以，对 Ｎ Ｓ管一般½有 防穿通
ＭＯ
注入。
为鸟嘴处栅氧较厚 ，因此 ，Ｂ点场强较小 ，较难达 到
临界击穿场强。
（
５）一般 的 ，鸟嘴边 缘 的浓 度 比沟道 中间浓度
大 ，所 以穿 通击 穿一 般发 生在 沟道 中间。
（
６）多 晶栅长 度对 穿通击 穿是有 ½响 的 ，随着
栅 长度增 加 ，击穿增大 。而对雪崩击穿 ，严格来说也
有 ½响 ，½ 是没有那么显著。
½是 ，假如沟道 中间的耗½区展½到和源端连接
到一起 ，而 鸟嘴边缘 仍然 没有 发生结 击 穿 ，则源 端
的电子进入沟道 后被漏端收集加速 ，会½ 成很大 的电
流 ，造成 沟道 中间 首先击 穿 。这就 是后 面要讨 论 的
穿通 击穿 现 象 。
实际 中我们发 现 ，通过 降½场 注入 剂量 ，½ 鸟
嘴边缘浓 度较 小时 ，管子 的击 穿 电压得 到提高 。½
是 出于场 开启 的考 虑 ，一种 既提高 管子 击穿 、又½
３ ＭＯ 管的 Ｓ Ａ Ａ Ｋ效应
Ｓ
Ｎ ＰＢ Ｃ
讨论 ＭＯ
Ｓ管的击穿 ，肯定回避不了ＭＯ 管的
Ｓ
Ｓ
ＮＡＰＢ
ＡＣＫ效应 。对 Ｎ
ＭＯＳ管 ，Ｓ ＡＰＢ ＣＫ效
Ｎ Ａ
应一般 比较明 ，Ｐ Ｓ管基本没有这种现象 。这和
ＭＯ
量提高场开启的方法是 ，场注入不是 自对 准注入 ，½
场 注 入版和有 源 区边缘有 一定 的距 离 ，½是 ，这 样
会 降½芯片 的集成 度 。
沟道击 穿一般 ½发 生在 鸟嘴边缘 。½是 实 际发
Ｐ
ＭＯＳ沟道中空穴 比较难 以½ 成热½½流子有 关 。南于
热½½流子量小 ， ＭＯ
Ｐ Ｓ管的寄生 Ｐ Ｐ 以触发 ， Ｎ
Ｎ 难
Ｓ ＡＰ
Ｂ
ＡＣＫ效 应就 不 明显 。
现 ，这种管子特别容易 出现破坏性击穿 ，即½击 穿测
试 时 ，电流 限制在 １ Ａ时 ，管子也经常被烧毁 。这
种烧毁可½和电流主要在鸟嘴边缘泄放 ，造成电流密
发生Ｓ Ａ Ａ Ｋ
Ｎ Ｐ Ｃ 现象和ＭＯ 管中寄生的三极管
Ｂ
Ｓ
导通有关 ，
即ＭＯ 管源衬底结出现正偏情½ 。 ＭＯ
Ｓ
½
Ｓ
管源衬 底结出现正偏主要是 南衬底 电流造成 ， 由于热
½½流子效应 ，对于 Ｎ Ｓ管 ，空穴 电流½衬底 电½上
ＭＯ
升 。对 Ｐ Ｓ管 ，衬底 电流很小 ，所 以 Ｐ
ＭＯ
ＭＯＳ管很
少 出现 Ｓ Ａ Ａ Ｋ现象 。图 ６显示 了 Ｎ Ｓ管发 生
Ｎ ＰＢ Ｃ
ＭＯ
Ｓ Ｐ Ｂ Ｋ的 曲线 。
ＮＡ ＡＣ
度过大 ，或者鸟嘴边 缘缺 陷等原 因有关 。
２ 穿通击穿类
一
３ ．
８
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第 ６卷 ４
郑 若成 ：ＭＯＳ管器件击穿机理 分析
Ｊ ０３
Ｙ １ 源衬底接地 ＶＤ ０ １Ｖ ½Ｇ
½ ０ １½
０
½
（
Ａ）
．
Ｗ／＝ ０ １
Ｌ ２ ／．
０
４ Ｅ． ２
Ｏ ０
２ Ｅ． ２
Ｏ ０
Ｏ Ｅ． ２
Ｏ ０
Ｏ Ｅ． ３
Ｏ ０
０ Ｅ． ３
０ ０
Ｏ Ｅ． ３
Ｏ ０
０ Ｅ． ３
Ｏ ０
．
《
、 ，
－
．
凸
．
．
嬉
Ｖ
．
．
Ｏ ＋０
ＯＥ Ｏ
Ｏ
２
４
６
８
½
０
６
ＮＭＯＳ管 Ｓ ＡＰＢ ＣＫ示意
Ｎ
Ａ
漏电／ Ｄ（
￣Ｖ Ｖ）
一 ½ ６可 以看 … ，若 保持器件 上电压不变 ，
１
Ｓ Ａ Ａ Ｋ效应很 容易½器件或者 电源烧毁 ，这是
Ｎ ＰＢ Ｃ
我们不希望的 。½是 ，发生 Ｓ ＡＰＢ Ｋ时 ，Ｐ
Ｎ ＡＣ
Ｎ结
上 的压 降降 ½ ，冈此 ，相 同电 流下 ，Ｐ 结上 的功
Ｎ
Ｊ ０ 源衬底接地 Ｖ ０ １Ｖ ＶＧ ０ １Ｖ
Ｙ１
３
Ｄ＝ ￣ ＝ ½
６
６
Ｗ ／ ＝ ０２
Ｌ ２ ／０
Ｓ
０
避
赡
耗 降½ ，在许 多保 护结构 中 又是 我们 希望 的。
Ｊ面分析可以看 出，对 ＭＯ 管 ，Ｓ Ａ Ａ Ｋ
Ｓ
Ｎ ＰＢ Ｃ
效虚是 南于源衬 底 Ｐ
Ｎ结 “现正偏造成 的 ，这里 可以
½
从 两个方而解 释 Ｐ 结正偏现 象。
Ｎ
底端 Ｐ
Ｎ结 正偏 。
４ ３
３
２ ２
１
½ ５ Ｄ
一
漏 电Ｊ
卡ＶＤ（
Ｖ）
（ ＤＩ
１） ＢＬ效 应 ，由于漏 端 电压增大 ，½ 源衬
（ 于漏 电 压增 大过 程 中 ，衬底 电流增 大 ，
２）
图 ７ 不同½／ Ｎ
Ｌ的 ＭＯＳ
管输 ½挣 性曲线 比较
½
Ｉ
½ ½½ ½Ⅷ
Ｅ 鼍 Ｅ 譬½
奶 Ｅ 奶 Ｅ
这种 开启击穿现象 和管子长度有 关 。
至 至 舭】
； Ｅ； Ｅ
譬
妣
Ｅ Ｅ 【
岫
主
可 以有两种解 释来理解这种 上翘现象 ：
（ 属 于 Ｓ Ｐ Ｂ ＣＫ现 象 ，½ 是测试 的½线
１）
ＮＡ Ａ
Ｈ
１
和 Ｓ Ａ Ａ Ｋ ½线不符合 ，这是 南于测试设备造成
Ｎ ＰＢ Ｃ １
Ｈ
的 ，冈为测试设备 电压扫描 时不½减小 ，造成 Ｓ Ａ
Ｎ Ｐ
Ｂ Ｋ情½ 看不 卅。
ＡＣ
（ 可 ½和 电流密度 有关 。对 ２ ／ ．
２）
０ １０的管子 ，
电流是 ２ ／０管子 的十倍 。
０２
由图 ７
还可 以看 Ｈ ，Ｗ／
½
Ｌ＝ ２ ／０的管子在 Ｖ
０２
Ｄ
造 成衬 底 电½ 升高 ，造成源 衬底 Ｐ
Ｎ结 正偏 。
此 ，怎样½ 管子容 易 Ｓ ＡＰ Ｂ Ｋ，以及在
Ｎ ＡＣ
满 足½用 条件下 ，怎样½量降½维持 电压是很有 意 义
的事情 。 为管子发生 Ｓ Ａ ＡＣ
Ｎ ＰＢ Ｋ意味着管子可 以
承受 更大 的 电流 。
例 如 ，减小管 子长 度 、衬底 浮½ 、增 加衬 底电
阻等½ 容易½管子 Ｓ ＡＰＢ Ｋ。
Ｎ ＡＣ
扫描 到 １ Ｖ才½ 微 现类 似现象 所 以这种 现象和
６
４ ＭＯ 管 的开启击穿现象
Ｓ
实际 中 ，我们 发现 ，对 ＮＭＯ
Ｓ管 ，管子１ ½在
½于击穿电 的附近 ，在加一个相对较½的栅 电压时 ，
ＤＢ
Ｉ Ｌ效应还有关 系，对 于短沟 器件 ，源衬底 势垒容
易受 漏 端½ 响而 导 通 ， …现双 极 电流 增大 ，显然 ，
短沟道管子更加 容易 ½现 Ｄ１ Ｌ现象 。
叶
½
Ｂ
显然 ，出现 图 ７
所示的输 『线 的管子在 １Ｖ５
½
½
１
０ ；
１
½ 电压下是无法Ｔ½在放大 的 ，因为上翘会½ 响管
或者存管子开启的瞬间 ，管子很容易出现烧毁现象。
这里我 们对 ＮＭＯＳ管输 出曲线进行 了分 析 ，我
们测试 了 ０８ ½
．
Ｔ艺 的两种 ＮＭＯＳ管 ，一种是 ½／
Ｌ ：２０／１ ０
．
一
子输 的线性度 ，造 成严重失真 ，对于 ２ ／０的管子
０２
大 约在 ８ 时也 出现 了上 翘情 ½ 所 以对 于模 拟电
Ｖ
．
种 是 Ｗ ， ２ ， ０。测 试方 法 为 ：
Ｌ＝ ０ ２
路 ， Ｔ艺下的最高 丁½ 电压不½大于 ８
该
Ｖ，数字电路
则在 １Ｖ可以正常½½ 。实际 卜
０
＿
上述两个管子的击穿
电压在 １Ｖ以上 。这就是为什 么管子击穿 电压一般璎
．
３
Ｖ Ｓ：Ｖ Ｂ： ，½ Ｖ Ｄ：１ 时 ，Ｖ Ｇ：０—１
０Ｖ
Ｖ
０
０
Ｖ ＧＳＴＥＰ：½ ；½ Ｖ Ｄ：１ 时 ，Ｖ Ｇ：０
Ｖ
Ｖ
６
—１
６
Ｖ Ｇ ＳＴＥＰ：１
Ｖ
，
测 试 的输 曲线如 ½ ７ 示 。
所
大于Ｔ½ 电压近一倍 的原 。
从½ ７町以看 ½ ，对 Ｗ／ ２ ／．
½
１
Ｌ ０１
０的管子 ，ＶＤ扫
描 电 在 １ Ｗ，ＶＧ从 ２
０
Ｖ开始 ½ 现上翘现象 ，随着
½
½
５ 总结
（下 ½ 第 ３ 页 ）
５
一
栅压增大 ，曲线逐 渐变得 平了起 来 。对 Ｗ／２ ／０的
Ｌ ０２
管子 ，则这种情况 明显缓和得 多。 因此 ，可 以看½ ，
Ｈ
３ ，
９
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第６
巷第 ４
期
辛伊 渡 ，赵顺东 ：电流 控制 模式 开关变换 器研 究
流峰值 ，自然½ 成 了逐个 电流脉 冲检 测 电路 。只 要
压 型控制 模式 。不 过 ，随着 电力 电子技 术 和集成 电
给定 图 １
中的 Ｈ或限制 参考电流信号 ，就½准确地限
制 流过开 关管 和变压 器 的最大 电流 。同时 ，在需要
路技 术 的发展 ，电流型控 制模式 并非 唯一选 择 。电
压型控制模 式的缺点可通过采用高性 ½的集成控制器
得 以克 服 。例 如 ，由输入 电压变 化带来 的 问题 可通
多台变换器并联运行 的场合 ，可实现变换器之问的负
½½ 自动 分 配 Ｊ
。
过 电压前馈技术得 以解决 ；减小补偿电容和减少 电路
延迟可 以通过采用 ＢＣ
½ＭＯＳ
技术提高集成控制器的高
频特性 ，½输 出滤波器的极点在正常控制环带½之上
得 以实 现 。就 目前情 况看 ，两种 控制模 式 的电路拓
扑½具有其可行性 ，优先考虑选用 电流型控 制模式 的
在 变 压器 耦 合 的 推 ½ 电路 中 ，开 关 管 的 导 通
（
或饱和 ） 降以及存 储 时间不同½会造成 电压波½
压
不对称 ，从 而½ 变压 器初 级产生 偏磁 ，该 偏磁 随时
间的积 累会引起变压器饱 和。在 电压 型变换器 中，½
然偏磁 电流在 线路 中的压 降会抵消部分偏磁现象 ，½
不足以全部克服 ，而 电流型变换器却½ 自动解 决磁通
条件 如下 ：
① 电源输 出是 电流源或要求输 出电压较 高 ；
的不平衡 。这是因为内部电流环 ½½ 电流脉冲½度不
同½幅值相 同，而这个脉½的不 同则可有效地抵 消最
初的电压波½ 不对称 。在变压 器耦合 的半桥 电路 中，
因变压器 的初级与电压 可浮动 的电容性 电压分配器相
连 ，电流 型控 制所 产生 的 电流 脉 冲峰值相 同 ，而½
度不 同会造成 “ 秒 ”的不对 称 ，这样 电容分 配器
安
② 在给定 开关频率下要求具有较快的动态 响应 ，
½
③ 用于 Ｄ ／
ＣＤＣ变换器且输入 电压波动 大 ；
④ 在模块化应用 中要求并联负½½的均流特性½ ；
⑤ 元器 件 数量 少 ，成 本 ½ 。
读者可根据具½应用情况 ，按上述条件考虑选择
电流型控制 ，以得到性½优 良 、
安全可靠的开关 电源。
参考文献 ：
［
１½辛伊波 ，陈守雄．
滞环 电流变换 器及其在 Ｐ Ｃ中的应
Ｆ
用 ［ ．微 电子 技 术 ，２ ０
Ｊ½
０ ２年 ，５
．
的电压分配点将向一个方 向移动 ，移 动结果又会造成
“ 秒 ” 不对 称 ，再 次 调 整 会 ½ “ 秒 ”进 一 步
伏
安
不对称 。 于是 恶性 循环 ，直 到电压 分配器 中点移 至
电源 电压 的一 个 极端 Ｊ
。
在 Ｄ Ｍ 各种 电路 巾 ，每个开关周期 由连续时 的
Ｃ
［ 张 兰红等．电流 控制 型反激变换 器分析研究 ［ ½ 电
２½
Ｊ．
力 电子 技 术 ，２ ０１ （ ：１ —１
０ ，３ ３）
５
１ ３
两种状态变为 种状态 ，因此在 连续运行时遇到的问
题 在非 连续 时不会 出现 。 同样 ，在 电流 型控制 巾电
感 电流连续时的许多优点在非连续时也无法½现。不
［ ½王兆安 等 ．谐波 抑制 和无 功功 率补偿 ［ ½ 京 ：
３
Ｍ ．北
机械工业 ½ 版社 ，１ ９ ．
Ｉ
½
９８
过 ，在 电流非 连续 的情况 下 ，电流 控制 型 电路亦 可
通过其 固有 的前馈 特性得到很 ½的开环线性 调整率 ，
这也 是 电压控 制型所不 具备 的优点 。
½者简介 ：
辛伊波 。１ ５
９ ４年 １月生 ，山东莱 阳人 ，硕士 ，教授 。
从事 自
动化技术 、
电力电子技术的教学 与科研工½ 。 多项
有
５ 结论
由上述分析可见 ，电流型控制模式整½上优 于电
成果 及 论 文发 表 。
赵顺 东 。１ ６
９年 生 ，在读 硕 士 研究 生 ，讲 师 。从
９
事电机控制 、
微机应用的教学与科研工½。
有多篇论文发表。
（ 接第３ 页）
上
９
½者简 介 ：
文章讨论 了 ＭＯＳ
管击穿 时的电场分布 ，在此基
础上分析 了击穿发生 区域 ，主要是结击穿和漏区的击
郑 若成 。１ ７１年 １
９
０月生 ，男 ，
工程 师 ，１ ９
９ ７年 ７月毕业 于武汉大学
物理 系半导½专 业 ，毕业后 分配 到 中
½华 晶电子集 团公 司中央研究 所 （
现
为中电集团电子第 ５
８所 ）Ｔ½ ，先后
从事 Ｐ
ＣＭ 参 数测试和 产品开发工½ 。
穿 ，同时对两种击穿 （
雪崩型的击 穿和穿通击穿 ）的
特征进行 了详细描述 和分析 。
最后 ， ＭＯＳ
对
管的一种
开启击 穿现象进行了分析。
．
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５
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