功率VDMOS器件具有高耐压,高开关速度,良好的热稳定性等一系列的优点,目前已在开关稳压电源、高频加热、计算机接口电路和功率放大器等方面获得了广泛应用。但大功率往往也带来较高的工作温度,使器件的电学特性发生偏移,削弱了器件性能和可靠性,因此,对VDMOS器件的温度特性研究具有重要的现实意义。 本文对VDMOS器件电学参数的温度特性进行了详细的研究。首先研究了温度对功率VDMOS器件阈值电压的影响,建立了短沟道的阈值电压温度特性的模型,该模型能够正确描述沟道峰值载流子浓度随温度的变化。然后,通过深入分析器件外延层电子平均漂移速度的分布,结合电场强度对迁移率温度系数的影响,建立了新颖的VDMOS器件导通电阻模型,该模型对温度引起的物理效应考虑更为全面,可以用于准确计算在不同温度条件和功率条件下的VDMOS器件导通电阻,解决了在较高漏源电压下的导通电阻温度系数不准确的问题,并与MEDICI仿真结果和器件手册上的数据曲线进行了对比,验证了理论的准确性。对器件的热扩散过程进行了分析,并用电学R-C网络进行了模拟。结合器件温度特性理论,在SPICE仿真环境下建立了电热动态关联的VDMOS等效电路,通过该等效电路模拟了VDMOS器件的自热功率、热耗散和电学参数温度漂移三者之间的动态联系,为应用在大功率及高温下的器件和电路设计提供了参考。