IGBT static model based on diffusion equation implemented in SPICE source code

• Autorzy: Starzak Ł. , Napieralski A.

Warianty tytułu

PL

Statyczny model tranzystora IGBT oparty na równaniu dyfuzji zaimplementowany w kodzie źródłowym symulatora SPI

• Konferencja: Electron Technology Conference ELTE 2010. 10 ; International Microelectronics and Packing IMAPS-CPMT. 34 ; 22-25.09.2010 ; Wrocław, Poland
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A compact physical model of the Insulated Gate Bipolar Transistor has been presented. It has been based on the modular approach where the semiconductor structure is represented with several modules. The most important is the charge storage region where excess carriers are described with the ambipolar diffusion equation which enables obtaining carrier concentralion distribution along the wide, lightly doped base. In the future, it will enable implementing a dynamic device model. The model has been implemented in SPICE source code, which makes it accessible for the average electronic engineer.

PL

Przedstawiony został kompaktowy model fizyczny tranzystora IGBT. Jest on oparty na podejściu modułowym, w którym struktura półprzewodnikowa odzwierciedlona jest za pomocą szeregu modułów. Najistotniejszym z nich jest obszar składowania ładunku, w którym nośniki nadmiarowe opisane są równaniem dyfuzji ambipolarnej, które umożliwia otrzymanie rozkładu koncentracji nośników wzdłuż szerokiej, słabo domieszkowanej bazy. W przyszłości możliwa będzie implementacja dynamicznego modelu przyrządu. Model został zaimplementowany w kodzie źródłowym symulatora SPICE, co czyni go dostępnym dla przeciętnego inżyniera elektronika.

Słowa kluczowe

EN

IGBT; compact model; modular model; SPICE; power semiconductor devices

PL

IGBT; model kompaktowy; model modułowy; SPICE; przyrządy półprzewodnikowe mocy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 52, nr 3
• Strony: 41--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., wykr.

Twórcy

autor

Starzak Ł.

autor

Napieralski A.

• Technical University of Łódź, Department of Microelectronics and Computer Science, Łódź

Bibliografia

• [1] Napieralski A., Napieralska M.: Polowe półprzewodnikowe przyrządy dużej mocy. 1995.
• [2] Napieralski A., Napieralska M., Starzak Ł.: Power devices. Power HVMOS Devices Compact Modeling, Red. W. Grabinski, T. Gneiting, 2010, Chapter 5.
• [3] Massmoudi N. i in.: On the validity of the standard SPICE model of the diode for simulation in power electronics. IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 48, no. 4, 2001, pp. 864-867.
• [4] Araujo A., Carvalho A., Martins de Carvalho J.: A modular approach for modeling and simulation of semiconductor power devices. Proceedings of the 24th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society IECON'98, 1998, pp. 331-335.
• [5] Bryant A. i in.: Review of advanced power device models for converter design and simulation. IET-UK International Conference on Information and Communication Technology in Electrical Sciences ICTES 2007, 2007, pp. 1-6.
• [6] Benda V., Gowar J., Grant D. A.: Power Semiconductor Devices: Theory and Applications. 1999.
• [7] Buiatti G., Cappelluti R., Ghione G.: Physics-Based PiN Diode SPICE Model for Power-Circuit Simulation.; IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 43, no. 4, 2007, pp. 911-919.
• [8] Starzak Ł., Świercz B., Zubert M., Napieralski A.: Web-based simulation of power circuits for design and teaching. 10th European Conference on Power Electronics and Applications EPE 2003, 2003.
• [9] Quarles T. i in.: SPICE3 Version 3F5 User's Manual. 1994.
• [10] Palmer P. i in.: Circuit simulator models for the diode and IGBT with full temperature dependent features. IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 18, no. 5, 2003, pp. 1220-1229.
• [11] Leturcq P. i in.: Full dynamic power bipolar device models for circuit simulation. Power Electronics Specialists Conference PESC 98, vol. 2, 1998, pp. 1695-1703.