The modeling of thermal and electrothermal phenomenon in power semiconductor and VLSI circuits

• Autorzy: Kamiński M.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie zjawisk termicznych i elektrotermicznych w przyrządach półprzewodnikowych mocy i układach scalonych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper a principle of improving the methodology of ordering equations in thermal problems and designing a simulator of electrothermal phenomenon has been presented.

PL

Głównymi zadaniami pracy było opracowanie metod przyspieszających rozwiązywanie równania przewodnictwa ciepła z wykorzystaniem metody różnic skończonych i napisanie dwóch symulatorów zjawisk elektrotermicznych odpowiednio dla przyrządów półprzewodnikowych mocy i dla układów scalonych. Autor zaproponował dwa algorytmy porządkowania układu równań liniowych o podobnej skuteczności jak metoda prawie optymalna (minimum degree) ale działające w znacząco krótszym czasie. Przedstawiono również sposoby przyspieszenia obliczeń w przypadku uwzględniania w modelu termicznym nieliniowych warunków brzegowych. W drugiej części pracy autor zaprojektował dwa symulatory elektrotermiczne: MOPS + TULSOFT i DUET. W pierwszym symulatorze zastosowano autorską koncepcję łączenia dwuwymiarowego symulatora zjawisk elektrycznych z trójwymiarowym symulatorem zjawisk termicznych. W symulatorze DUET najważniejszym elementem jest zastosowanie ekstraktora schematu elektrycznego również do generacji trójwymiarowego modelu termicznego w celu automatycznego uzyskania powiązanych modeli termicznego i elektrycznego na podstawie plików w formacie GDSII. Oba symulatory wykorzystano w analizie zjawisk elektrotermicznych w wybranych strukturach półprzewodnikowych: diodach PIN, tranzystorach IGBT i VDMOS, bramkach cyfrowych, zwierciadłach prądowych i wzmacniaczach operacyjnych.

Słowa kluczowe

EN

DUET; MOPS+TULSOFT; thermal phenomenon; electrothermal phenomenon; power semiconductor; VLSI circuit

PL

symulator elektrotermiczny; DUET; MOPS+TULSOFT; zjawiska elektrotermiczne; zjawiska termiczne; przyrząd półprzewodnikowy mocy; układ scalony

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka
• Rocznik: 2007
• Tom: z. 111
• Strony: 37--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.

Twórcy

autor

Kamiński M.

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

Bibliografia

• [1] Kamiński M.: The use of the Finite Differences Method to Solve Non-linear Equation of Thermal Conduction, TCSET'2004, 24-28 Feb. 2004, Lviv, Ukraine, pp. 52-55, ISBN 966-553-380-0.
• [2] Kamiński M., Ślusarczyk K., Napieralski A.: Electrothermal Simulation of Analog nad Digital Integrated Circuits, 12th International Conference MDCDES 2005, Kraków, Poland, June 22-25, 2005, pp. 249-254, ISBN 83-919289-9-3.
• [3] Kamiński M., Jabłoński G.: Symulacje elektrotermiczne z wykorzystaniem programów "MOPS" I "TULSOFT", KmiTI Mikorzyn 23-25.09.2005, Mikroelektronika i Informatyka, Prace Naukowe, Łódź 2005, s. 101-104, ISBN 83-919289-9-3.
• [4] Chua L.O., Lin P.M.: Komputerowa analiza układów elektronicznych, WNT 1981.
• [5] Fortuna Z., Macukow B., Wąsowski J.: Metody numeryczne, WNT, Warszawa 2001, ISBN 83-204-2649-9.
• [6] Jabłoński G.: Komputerowa analiza układów elektronicznych z zastosowaniem wielowymiarowych modeli fizycznych przyrządów półprzewodnikowych mocy, PhD thesis, Łódź 1999.
• [7] Grecki M.: Dwuwymiarowa symulacja komputerowa elektrotermicznych własności wybranych przyrządów półprzewodnikowych mocy, PhD thesis, Łódź 1994.