Программно-аппаратный комплекс измерения и идентификации статических параметров схемотехнических моделей мощных полупроводниковых структур

• Автор: Капралов, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Великий Новгород
• Количество страниц: 203 с. : ил.

1.1 Понятие идеального ключа.

1.2 Общие положения о мощных полупроводниковых приборах

1.2.1 История развития транзисторных ключей

1.2.2 Силовые биполярные транзисторы.

, 1.2.3 Мощные МОП транзисторы.

1.2.4 I структуры.

1.3 Области применения современных дискретных мощных электронных компонентов

1.4 Системы автоматизированного проектирования электроники.

1.4.1 Средства САПР и уровни проектирования

1.4.2 Развитие САПР i.

1.4.3 I модели мощных биполярных транзисторов

1.4.4 I модели мощных полевых транзисторов.
1.4.5 I модели 1 транзисторов.
1.5 Выводы.
ГЛАВА 2 АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС ИЗМЕРЕНИЯ И
ИДЕНТИФИКАЦИИ СТАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ I МОДЕЛЕЙ МОЩНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР.
2.1 Соотношение аппаратного и программного обеспечения.
2.2 Разработка аппаратной части автоматизированного измерителя.
2.2.1 Методы измерения характеристик на постоянном токе
2.2.2 Постановка задачи
2.2.3 Интерфейсная плата.
2.2.4 Коллекторный источник напряжения.
2.2.5 Модуль базового низковольтного источника сигнала.
2.2.6 Обоснование выбора элементной базы.
2.2.7 Импульсные блоки питания.
2.3 Разработка программного обеспечения
2.3.1 Требования к программному обеспечению
2.3.2 Программное обеспечение внутренней системы управления микроконтроллера.
2.3.3 Программное обеспечение для управления измерительным комплексом.
2.3.4 Программное обеспечение тестирования работоспособности и калибровки аппаратных модулей прибора
2.4 Проведение измерений.
2.4.1 Измерение вольтамперных характеристик двухполюсников
2.4.2 Измерение статических характеристик транзисторов.
2.4.3 Элементы управления комплекса
2.4.4 Проведение измерений.
2.5 Выводы.
ГЛАВА 3 ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ I МОДЕЛИ МОЩНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
3.1 Общие принципы идентификации параметров моделей по экспериментально измеренным характеристикам.
3.2 Методы упрощения нелинейных уравнений модели.
3.3 Методы формирования целевых функций.
3.4 Методы оптимизации
3.5 Алгоритм идентификации параметров I модели
3.5.1 Выбор характеристик, по которым проводится идентификация
3.5.2 Уменьшение размерности пространства
3.5.3 Алгоритм разделения ВАХ диода на характерные участки.
3.5.4 Выбор вектора начальных приближений
3.5.5 Масштабирование
3.6 Идентификация модели мощного биполярного транзистора.
3.6.1 Iмодель биполярного транзистора.
3.6.2 Алгоритм определения параметров модели биполярного транзистора.
3.6.3 Расчет параметров , I и Пб.
3.6.4 Расчет напряжения Эрли.
3.6.5 Расчет сопротивлений эмиттера и коллектора.
3.6.6 Расчет сопротивления базы
3.6.7 Расчет параметров высокого уровня инжекции.
3.6.8 Моделирование режима квазинасыщения
3.6.9 Апробация методики.
3.7 Идентификация модели мощного МОПтранзистора
3.7.1 Iмодель МОПтранзистора первого уровня.
3.7.2 Алгоритм идентификации параметров модели первого уровня
3.8 Выводы
ГЛАВА 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ СХЕМЫ I ТРАНЗИСТОРА С ПОМОЩЬЮ МНОГООТКЛИКОВЫХ РЕГРЕССИОННЫХ МОДЕЛЕЙ.
4.1 Постановка задачи оценивания параметров эквивалентной схемы с помощью многооткликовой регрессионной модели.
4.2 Эквивалентная схема I транзистора
4.3 Расчет статического режима
4.4 Расчет оценок параметров эквивалентной схемы
4.5 Проверка адекватности модели
4.6 Программа расчета статического режима I транзистора
4.7 Программа расчета оценок параметров эквивалентной схемы I транзистора
4.8 Методика проведения эксперимента и результаты расчетов
4.9 Выводы
ГЛАВА 5 ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ САПР
5.1 Общие положения.
5.2 Сравнительный обзор серверов
5.3 Обзор средств разработки приложений.
5.4 i как среда разработки информационных приложений.
5.5 Методы работы с базами данных I.
5.5.1 Общие характеристики I
5.5.2 Технология I x
5.6 Необходимые требования к структуре базы данных
5.7 Организация взаимодействия приложения с базой данных
5.8 Проектирование схемы реляционной базы данных
5.8.1 Реляционные базы данных.
5.8.2 Проектирование структуры реляционной базы данных
5.9 Программирование базы данных в I
5.9.1 Организация интерфейса прикладной программы.
5. Выводы.
6 ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
7 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
Приложение А Модуль данных информационного приложения
Приложение Б Интерфейс программы V i
Приложение В.1 Обозначение элементов структуры базы данных.
Приложение В.2 Структурная схема реляционной базы данных.
Приложение В.З Комментарии, поясняющие назначение элементов структуры реляционной базы данных
Приложение Г Модуль данных информационного приложения
Приложение Д Структура таблиц реляционной базы данных
ВВЕДЕНИЕ


Этот недостаток ЮВТ, выражающийся в появлении временной затяжки в форме выходного тока так называемого хвоста 1с, в общемто присущ в той или иной мере всем транзисторным комбинациям, собранным по конфигурации схемы Дарлингтона и обусловлен тем, что выключение выходного транзистора в таких схемах происходит после быстрого выключения входного транзистора и ведется фактически в режиме с оборванной базой. В связи с тем, что вывод от этой базы наружу прибора отсутствует, уменьшение токового хвоста у ЮВТ может быть получено только технологическими приемами, но достигается это за счет увеличения уровня остаточного напряжения исЕаг в открытом состоянии ключа. Т.е. ЮВТ достигается, к сожалению, за счет ухудшения его статических показателей. Поэтому все современные технологии изготовления ЮВТ РТ, ЫРТ, ТгспсЬа1е и т. Этот вопрос достаточно подробно рассмотрен в статьях Е. Дуплякина 1 и Д. Кая 2, где приводятся различные типы рекомендуемых к использованию ЮВТ в зависимости от рабочей частоты преобразования. Несмотря на определенные указанные недостатки МОББЕТ и ЮВТ, эти два типа МПП, благодаря ряду своих важных достоинств, в первую очередь малому потреблению мощности по цепям управления и достаточно высокому быстродействию, несомненно расширили схемотехнические возможности разработчиков электронного оборудования в части решения задач по улучшению массогабаритных показателей и повышению кпд устройств. В результате, начиная с конца восьмидесятых годов, началось широкое внедрение МОББЕТ, а вслед за этим и ЮВТ по многим направлениям применения силовой электроники, что фактически положило начало новому этапу развития этого научнотехнического направления в мировой хозяйственной деятельности. БМТ и тиристоры по ряду важных применений, которые те ранее устойчиво занимали на протяжении предыдущих двух десятилетий, а также дать начало практическому использованию силовых электронных блоков в ряде новых изделий массового спроса видеомагнитофоны, персональные компьютеры, источники бесперебойного питания и т. За это время разработчики и I заметно улучшили их технические характеристики и показатели, причем для это наиболее заметно проявилось в низковольтных дискретных вариантах исполнения приборов 3, а для I наоборот, основные технические достижения связаны с высоковольтными вариантами приборов, как правило, в модульном исполнении 4. Помимо дискретных и модульных вариантов приборов, и I на протяжении последнего десятилетия внедрялись в сферу силовой электроники и в виде мощных интегральных однокристальных и гибридных многокристальных схем 1, включая и их интеллектуальные разновидности или Ii ii, когда в одном корпусе МПП реализуются не только силовые ключи, но и обрамляющие их маломощные цепи управления, диагностики и защиты. Это позволило создать новое эффективное поколение силовых электронных устройств и блоков взамен ненадежных и громоздких электромеханических узлов в таких изделиях бытового назначения как холодильники, стиральные машины, кондиционеры, светильники и т. Аналогичные усовершенствования ведутся в системах электрооборудования автомобилей, в средствах передвижения городского и железнодорожного транспорта, а также в радиотелефонии и телекоммуникации. Подобные области применения расширили само понятие силовая электроника. В современной трактовке под этим названием подразумевается научнотехническое направление, имеющее дело с теорией и практикой устройств, осуществляющих управление и оптимизацию потоков электроэнергии в диапазоне мощностей от одного Вт до нескольких МВт на основе использования мощных полупроводниковых приборов. Следует указать, что в вышеперечисленных применениях доля использования заметно превосходит долю I, особенно с учетом того, что выходные ключи интеллектуальных схем в основном реализуются на основе кристаллов МОП транзисторов. На основании сказанного очевидно, что динамичное развитие силовой электроники в последнее десятилетие во многом связано с технологическим прогрессом и I, но все же нельзя сказать, что этим двум типам МПП удалось занять монопольное положение в этом секторе рынка.