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双面散热SiC功率模块温度均匀性和开关特性评估 被引量：1
1
作者 廖淑华 周锦源 +1 位作者 李敏 雷光寅 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期100-110,共11页
碳化硅MOSFET因其材料特性被广泛应用于新能源汽车的高压、高频和高功率密度场合。在考虑双面水冷散热过程,往往忽略芯片布局间距对于散热以及芯片温度均匀性的影响,未考虑芯片温度均匀性对于多芯片并联电流均匀性的影响。针对上述问题... 碳化硅MOSFET因其材料特性被广泛应用于新能源汽车的高压、高频和高功率密度场合。在考虑双面水冷散热过程,往往忽略芯片布局间距对于散热以及芯片温度均匀性的影响,未考虑芯片温度均匀性对于多芯片并联电流均匀性的影响。针对上述问题,设计一种双面水冷的封装结构,分析不同芯片布局间距对芯片温度均匀性的影响,分析不同结温及不同芯片布局对寄生参数及开关特性的影响,并针对不同芯片布局间距和不同液冷工况,采用大量仿真及响应面对比分析,验证了所提方法的有效性,为SiC功率模块封装对芯片温度均匀性及开关特性的影响提供技术方法指导和定量分析。 展开更多
关键词 SiC双面水冷模块 芯片布局 温度均匀性 开关特性
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一种低寄生电感IGBT半桥模块 被引量：7
2
作者 谷彤 程士东 +2 位作者 郭清 周伟成 盛况 《机电工程》 CAS 2014年第4期527-531,共5页
针对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)半桥模块的寄生电感在实际应用中会引起芯片过电压及较大的关断损耗、电磁干扰等问题,设计了一种采用新型芯片布局方式的模块结构。设计中考虑了半桥模块在电力电子电路中的工作方式与模块内部各元件的工... 针对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)半桥模块的寄生电感在实际应用中会引起芯片过电压及较大的关断损耗、电磁干扰等问题,设计了一种采用新型芯片布局方式的模块结构。设计中考虑了半桥模块在电力电子电路中的工作方式与模块内部各元件的工作状态,分析了通路寄生电感的作用机理,将工作在同一换流回路中的各元件放置在一起,减小了模块内部换流通路的长度,从而减小了其带来的寄生电感值。为保证功率模块封装的兼容性,制作了具有相同封装尺寸的传统商用型IGBT半桥模块与采用了新型芯片布局方式的IGBT半桥模块,搭建了电感测试电路对制作完成的两种模块进行公平地测试比较。实验结果表明,在模块和外部电路接口不变的情况下,新型模块的寄生电感比传统型减少了35%。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管 半桥模块 寄生电感 芯片布局 insulated GATE BIPOLAR transistor(IGBT)
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高增益高驱动能力的基准电压缓冲芯片的设计
3
作者 王敏聪 刘成 《现代电子技术》 北大核心 2024年第16期33-38,共6页
为了解决当前CMOS基准电压缓冲器在驱动大电容负载电路时所面临的可靠性问题和性能瓶颈,提出一种高增益高驱动能力的基准电压缓冲芯片。该芯片采用CMOS缓冲放大器,结构包括折叠式共源共栅输入级、轨至轨Class AB输出级和推挽输出缓冲级... 为了解决当前CMOS基准电压缓冲器在驱动大电容负载电路时所面临的可靠性问题和性能瓶颈,提出一种高增益高驱动能力的基准电压缓冲芯片。该芯片采用CMOS缓冲放大器,结构包括折叠式共源共栅输入级、轨至轨Class AB输出级和推挽输出缓冲级。设计中加入了修调电路、Clamp电路及ESD防护电路。芯片面积为2390μm×1660μm。在SMIC 0.18μm CMOS工艺下进行了前仿真、版图绘制及Calibre后仿真。前仿结果显示:当负载电容为10μF时,电路实现了126 dB的高开环增益和97°的相位裕度,同时PSRR超过131 dB,噪声为448 nV/Hz@100 Hz及1 nV/Hz@100 Hz。后仿结果与前仿结果基本一致。总体结果表明,该电路具有高增益、高电源抑制比及低噪声等特点,同时拥有很高的输出驱动能力。因此,所提出的基准电压缓冲芯片可以用于驱动如像素阵列等具有大电容负载的电路。 展开更多
关键词 基准电压缓冲芯片 CMOS电压缓冲运算放大器 ESD防护电路 芯片版图 高增益 高驱动能力
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低功耗便携式数字音频广播收音机中AAC LC解码器的设计优化 被引量：5
4
作者 陆明莹 张丽丽 +2 位作者 王国裕 张红升 李良威 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期1229-1233,共5页
针对目前数字音频广播(DAB)收音机中DSP软件AAC+解码器功耗大的问题,该文提出了低功耗AAC LC解码器的ASIC设计,以极低的硬件代价完成了最基本的DAB+节目解码,加入DAB解码芯片后巧妙地实现了DAB+和DAB两种不同标准的兼容。该文设计优化... 针对目前数字音频广播(DAB)收音机中DSP软件AAC+解码器功耗大的问题,该文提出了低功耗AAC LC解码器的ASIC设计,以极低的硬件代价完成了最基本的DAB+节目解码,加入DAB解码芯片后巧妙地实现了DAB+和DAB两种不同标准的兼容。该文设计优化了反量化与IMDCT算法,使用了分时工作法,从而实现了低功耗。该设计的系统时钟为16.384 MHz,采用0.18μm CMOS工艺,功耗约为6.5 mW,并与DAB信道解码结合,通过了FPGA开发板上的实时验证,且完成了芯片的版图设计,芯片面积为14 mm2。 展开更多
关键词 AACLC解码器 数字音频广播(DAB)收音机 ASIC设计 FPGA验证 芯片版图
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面向大功率芯片散热的电动汽车电机控制器结构优化 被引量：5
5
作者 唐广笛 张天昊 章桐 《电机与控制应用》 2020年第10期80-84,共5页
电动汽车电机控制器集成度较高,设计空间有限,并且为了保证可靠性,许多控制器不能使用风扇对大功率芯片进行降温。因此,为了降低电动汽车电机控制器内大功率芯片的温度,需要对电机控制器结构进行优化设计。通过3种方案来进行优化:首先,... 电动汽车电机控制器集成度较高,设计空间有限,并且为了保证可靠性,许多控制器不能使用风扇对大功率芯片进行降温。因此,为了降低电动汽车电机控制器内大功率芯片的温度,需要对电机控制器结构进行优化设计。通过3种方案来进行优化:首先,通过改变芯片的纵向布置改变芯片周围流场;然后,通过改变控制板结构来改变芯片周围的流场;最后,通过设置冷端导热结构对芯片进行散热。将几种方法的分析结果对比进而得到可以有效降低大功率芯片温度的最佳控制器结构优化方案,优化结果为电机控制器散热设计提供了理论指导。 展开更多
关键词 电机控制器 结构优化 散热系统 电动汽车 芯片布置
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双重图形拆分技术应用及国产化研究
6
作者 付静 《科学技术创新》 2023年第19期1-4,共4页
本文结合某一线半导体企业双重图形拆分EDA技术国产化项目实例加以阐述。双重图形拆分技术(DPT,Double Patterning Technique),是一种通过电子设计自动化(EDA,Electronic Design Automation)软件,实现将一层芯片版图合理拆分为两层版图... 本文结合某一线半导体企业双重图形拆分EDA技术国产化项目实例加以阐述。双重图形拆分技术(DPT,Double Patterning Technique),是一种通过电子设计自动化(EDA,Electronic Design Automation)软件,实现将一层芯片版图合理拆分为两层版图的技术。拆分后的芯片版图层,将通过两次光刻工艺曝光(Litho-Etch-Litho-Etch)来实现芯片在晶圆上的制造。该技术广泛应用于14 nm及更先进的半导体技术节点的芯片关键层生产。用于先进半导体制造领域的DPT,不仅需要突破光刻机单次曝光极限,也需提供更为合理的拆分解决方案,以期对后续光学临近修正、光刻工艺更为友好,最终提高芯片制造良率。 展开更多
关键词 DPT EDA 14 nm 光刻工艺 芯片版图
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光伏逆变器用三电平IGBT模块性能研究 被引量：2
7
作者 宫鑫 苏禹 +1 位作者 张小凤 黄相杰 《电子设计工程》 2018年第22期91-94,98,共5页
基于实现光伏逆变器硬件设计方案最优化的目的,针对两款不同IGBT厂家新上市的三电平IGBT模块,从模块和芯片尺寸,内部芯片布局,换流路径等方面进行了研究和分析。结果表明,赛米控(SK)模块较低的内部杂散电感,使得门极关断电阻更低,关断... 基于实现光伏逆变器硬件设计方案最优化的目的,针对两款不同IGBT厂家新上市的三电平IGBT模块,从模块和芯片尺寸,内部芯片布局,换流路径等方面进行了研究和分析。结果表明,赛米控(SK)模块较低的内部杂散电感,使得门极关断电阻更低,关断速度更快,因此可以降低损耗或在同样的门极关断电阻下获得更高的关断电流,而且直流母线电压较高,在一定条件下,通过低杂散电感带来的低损耗,可以实现整机效率达98%以上。英飞凌(IFX)模块的二极管具有较低的电流变化率,使得门极开通电阻更低,开通速度更快,在一定条件下,也可以降低损耗,实现整机效率达98%以上。所获结论可以给光伏逆变器硬件设计选型提供一定的参考价值。 展开更多
关键词 光伏逆变器 三电平 IGBT 芯片布局 换流路径
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芯片物理设计中一种新的结构式布局方法 被引量：1
8
作者 吴朝晖 周晓阳 +1 位作者 何素东 李斌 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期33-37,45,共6页
在一些高性能芯片物理设计中,交叉结构所产生的路径会使相关的器件集聚在一起,从而导致布线拥塞和时序问题,使布局布线工具难以获得满意的结果.为此,文中提出了一种新型的结构式布局方法,即根据交叉结构的特点进行缓冲器树状结构的插入... 在一些高性能芯片物理设计中,交叉结构所产生的路径会使相关的器件集聚在一起,从而导致布线拥塞和时序问题,使布局布线工具难以获得满意的结果.为此,文中提出了一种新型的结构式布局方法,即根据交叉结构的特点进行缓冲器树状结构的插入;并通过一个采用格罗方德14nm工艺、主时钟频率达1. 5GHz、130多万门级的子模块进行验证.结果显示:交叉结构模块的时序违例负总量(TNS)从-29. 0 ns降低到-1. 7 ns,最差时序违例量(WNS)从-53 ps减少到-38 ps,总设计规则检查错误数目从7094减少到352;交叉结构模块的总绕线长度从772076μm下降到442 066μm;其他模块的WNS和TNS分别提升了18. 37%和76. 50%. 展开更多
关键词 芯片版图 交叉结构 结构式布局 物理设计
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基于杂散电感分析的MOSFET模块布局结构设计的研究
9
作者 代茜 徐菊 +1 位作者 郑利兵 靳鹏云 《现代科学仪器》 2016年第6期68-72,共5页
金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal—Oxide—Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET）模块内部芯片布局及封装结构的不同引起的寄生电感分布的差异对模块的可靠性有直接的影响。为了减小模块内部的杂散电感，提高模块工作的... 金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal—Oxide—Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET）模块内部芯片布局及封装结构的不同引起的寄生电感分布的差异对模块的可靠性有直接的影响。为了减小模块内部的杂散电感，提高模块工作的可靠性，本文提出了三种符合要求的功率模块芯片布局结构，对比分析了功率模块内部三种芯片布局结构产生的环路寄生电感对开关过程的影响。结果表明通过不同的布局结构设计，可以实现减小杂散电感，提高模块工作可靠性的目的，为模块的封装提供参考。 展开更多
关键词 MOSFET功率模块 芯片布局 双脉冲测试 开关损耗 杂散参数 有限元
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基于灰色关联分析的芯片布局和散热器结构参数优化 被引量：1
10
作者 张荣锋 王勇 刘涛 《装备环境工程》 CAS 2021年第6期136-144,共9页
目的降低芯片工作温升,提升芯片的热可靠性。方法利用CFD仿真工具,搭建多芯片共用散热器的热仿真分析模型,确定不同方案的芯片结点温升。以芯片横向和纵向间距、散热器基板厚度、翅片高度、翅片厚度、横向翅片间距、纵向翅片数等7个结... 目的降低芯片工作温升,提升芯片的热可靠性。方法利用CFD仿真工具,搭建多芯片共用散热器的热仿真分析模型,确定不同方案的芯片结点温升。以芯片横向和纵向间距、散热器基板厚度、翅片高度、翅片厚度、横向翅片间距、纵向翅片数等7个结构参数与芯片温升之间关系为研究对象,以降低芯片结点温升为优化目标,通过灰色关联分析,筛选出主要影响因素,并利用响应面回归分析优化。结果其中4个因素的灰色关联度大于0.6,是影响芯片温升的主要因素,排序为纵向翅片数>基板厚度>芯片横向间距>翅片厚度;横向翅片间隔、翅片高度、芯片纵向间距为次要因素。进一步通过响应面分析优化获取了最终组合优化参数,芯片纵向间隔为15 mm,翅片高度为18 mm,翅片间隔为6 mm;芯片横向间距为104 mm,基板厚度为11.2 mm,翅片厚度为1.13 mm,纵向翅片数为10,芯片组最大温升为48.959℃。结论灰色关联分析能较好地用于散热多因素影响分析,与响应面回归分析相结合,可以构建出较高精度的回归预测模型,该研究为多芯片共用散热器的布局和结构方案评估和优化提供了参考。 展开更多
关键词 多芯片布局 散热器 热仿真 灰色关联分析
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