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[發明專利]計算半導體器件的頻率與電流關系的方法和裝置有效

專利信息
申請號: 201810023190.7 申請日: 2018-01-10
公開(公告)號: CN108345712B 公開(公告)日: 2021-10-15
發明(設計)人: 袁嘉隆;柯攀;胡一峰;韓健 申請(專利權)人: 杭州士蘭集成電路有限公司
主分類號: G06F30/367 分類號: G06F30/367;G06F119/06
代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司 11449 代理人: 蔡純;張靖琳
地址: 310018 浙江省杭州市杭*** 國省代碼: 浙江;33
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摘要:
搜索關鍵詞: 計算 半導體器件 頻率 電流 關系 方法 裝置
【權利要求書】:

1.一種計算半導體器件的頻率與電流關系的方法,所述半導體器件包括多個分層,其特征在于,所述方法包括:

獲取所述半導體器件的基礎參數;

基于熱擴散角原理根據所述基礎參數計算所述半導體器件的結殼穩態熱阻,以及根據所述基礎參數獲得所述半導體器件的總功耗的表達式,所述表達式是結溫、工作頻率和集電極電流的函數;

根據所述總功耗的表達式與所述結殼穩態熱阻,利用一組預設的工作頻率和集電極電流進行迭代計算,獲得所述半導體器件的結溫;

在所述一組預設的工作頻率和集電極電流當中,確定與所述獲得的結溫相對應的工作頻率和集電極電流,

所述基礎參數包括測試數據;

所述根據所述基礎參數獲得所述半導體器件的總功耗的表達式包括:

計算所述測試數據的擬合參數;

根據所述擬合參數與所述基礎參數獲得所述半導體器件的導通功耗Pcon的表達式;

根據所述擬合參數與所述基礎參數獲得所述半導體器件的開關功耗Psw的表達式;

根據以下等式獲得所述半導體器件的總功耗Ptot的表達式:

Ptot=Pcon+Psw

其中Pcon表示所述半導體器件的導通功耗,Psw表示所述半導體器件的開關功耗,Ptot表示所述半導體器件的總功耗,

所述測試數據包括:

第一測試數據,所述第一測試數據包括所述半導體器件在不同測試結溫和不同測試集電極電流下的飽和壓降;以及

第二測試數據,所述第二測試數據包括所述半導體器件在不同測試集電極電流下的總開關能量損耗。

2.根據權利要求1所述的計算半導體器件的頻率與電流關系的方法,其特征在于,所述計算所述測試數據的擬合參數包括:

對所述第一測試數據進行兩次線性擬合,得到第一擬合參數,對所述第二測試數據進行二次多項式擬合,得到第二擬合參數。

3.根據權利要求2所述的計算半導體器件的頻率與電流關系的方法,其特征在于,所述對所述第一測試數據進行兩次線性擬合包括:

按照Vcesat=k*Tj'+b對所述第一測試數據進行線性擬合,得到多個測試集電極電流曲線及其斜率k和截距b,其中,Vcesat表示所述飽和壓降,Tj’表示所述測試結溫;

按照以下等式對全部所述測試集電極電流曲線的斜率k和截距b進行線性擬合,得到斜率k的曲線和截距b的曲線及其對應的作為所述第一擬合參數的Vce_k1、Vce_k2、Vce_b1以及Vce_b2:

k=Vce_k1*Ic'+Vce_k2

b=Vce_b1*Ic'+Vce_b2

其中,Ic’表示所述測試集電極電流。

4.根據權利要求3所述的計算半導體器件的頻率與電流關系的方法,其特征在于,所述基礎參數包括占空比與輸入波形;

所述輸入波形為方波;

所述根據所述擬合參數與所述基礎參數獲得所述半導體器件的導通功耗表達式包括:

通過以下等式獲得所述半導體器件的導通功耗Pcon的表達式:

Pcon=D*Ic*Vecsat

Vcesat=(Vce_k1*Ic+Vce_k2)*Tj+Vce_b1*Ic+Vce_b2

其中,D表示所述占空比,Ic表示所述集電極電流,Tj表示所述結溫,Vce_k1、Vce_k2、Vce_b1以及Vce_b2表示所述第一擬合參數。

5.根據權利要求2所述的計算半導體器件的頻率與電流關系的方法,其特征在于,所述對所述第二測試數據進行二次多項式擬合包括:

按照Est=Est_a*Ic'2+Est_b*Ic'+Est_c對所述第二測試數據進行二次多項式擬合,得到測試集電極電流曲線及其作為所述第二擬合參數的Est_a、Est_b以及Est_c,其中,Est表示所述總開關能量損耗,Ic’表示所述測試集電極電流。

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