利用線性零組件建構絕緣閘雙極性電晶體

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蕭永茗(Yong-ming Siao) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

利用線性零組件建構絕緣閘雙極性電晶體
(Construction of IGBT with linear circuit elements)

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摘要(中)

本論文中，我們利用基本的線性零組件，來完成非線性元件的模擬，我們使用的基本線性零組件包含電壓源、電容以及電壓控制電流源等。我們更進一步將元件內部參數，置於主程式中，便於使用者辨識及做調整。利用線性電壓控制電流源的線性零組再利用牛頓-拉夫森法將運算得到的操作點電流以及轉導，代入矩陣公式中，經由牛頓-拉夫森法可以求解到，並探討如何用線性電壓控制電流源取代雙載子電晶體及場效電晶體元件，再利用雙載子電晶體及場效應電晶體組成絕緣閘雙極性電晶體，進一步討論絕緣閘雙極性電晶體的電壓電流特性曲線。本論文將討論兩種IGBT，一種是含N通道MOSFET的IGBT，另是含P通道MOSFET的IGBT。

摘要(英)

In this thesis, we develop the nonlinear circuit simulations based on the linear components. The basic linear components include voltage source, resistor, capacitor, and voltage-control current source (VCCS), etc. In the program, we will use explicit representation structure to display the implicit parameters of the nonlinear elements and linear components in the main program. We use the basic linear VCCS with the current and transconductance at the operational point for Newton-Raphson iteration, and to explore how to replace the BJT and MOSFET with the linear voltage controlled current source. Further, we will use the BJT and MOSFET to construct the IGBT, and discuss IGBT’s I-V characteristics. Two IGBTs will be discussed. One is the IGBT with n-channel MOSFET, and the other is the IGBT with p-channel MOSFET.

關鍵字(中)

★ 線性零組件
★ 絕緣閘雙極性電晶體

關鍵字(英)

★ IGBT
★ linear circuit elements

論文目次

第一章簡介 1
第二章線性零組件與牛頓-拉夫森法之運算關系 3
2.1 線性零組件與牛頓-拉夫森法之運算關系 3
2.2 線性零組件取代二極體電路 5
2.3 BJT AND MOS 用線性零組件取代 7
2.4外顯示BJT 架構 8
2.5 VCCS 取代NMOS 程式架構 13
2.6 VCCS 取代PMOS 程式架構 17
第三章利用線性零組件建構n型IGBT 19
3.1 IGBT功能特點 19
3.2 IGBT結構之設定 20
3.3 IGBT工作原理 21
3.4 IGBT模擬環境設定 22
3.5 IGBT模擬結果分析 24
第四章利用線性零組件建p型IGBT 31
4.1 p型IGBT結構之設定 31
4.2 IGBT模擬環境設定 32
4.3 p型IGBT模擬結果分析 34
第五章結論 39
參考文獻 40

參考文獻

[1] S. S. Kuo, Computer applications of numerical methods, Additions-Wesley Pub. Co.,1972.
[2] R. L. Boylestad and L. Nashelsky, Electronic Devices and CircuitTheory, Chapter 2, Prentice Hall, 9 edit ion, 2005.
[3] H. C. Casey, Jr. Device for Intergrated Circuits Silicon and III-VCompound Semiconductor, 1998.
[4] D. M. Bressoud, Appendix to Radical Approach to Real Analysis, 2nd edition,” p. 282, 2006.
[5] Paul D. Mitcheson, BJT of Ebers-Moll Model, Department of Electrical and Electronic Engineering imperial College London, Vol.2 No.3, 2003.
[6] Sujitk. Biswas, Sr . Member, Biswaeup Basak and Kaushiks. Rajashekara, Sr . Member, IGBT-Bipolar discrete darlington power switches : performance and design p.1483-1488

指導教授

蔡曜聰(Yao-tsung Tsai)

審核日期

2012-7-16

推文