Electrical characterization and compact modeling of power D-MOSFETsElectrical characterization and compact modeling of power D-MOSFETsΗλεκτρικός χαρακτηρισμός και συμπαγής μοντελοποίηση τρανζίστορ ισχύος τύπου D-MOSFET Διπλωματική Εργασία Diploma Work 2018-10-122018enThe purpose of this diploma thesis is to investigate the electrical behavior of two kinds of modern power transistors, namely Lateral (LDMOS) and Vertical (VDMOS) devices. Both n-type and p-type transistors have been characterized experimentally by both static and dynamic techniques. The measurement setups are discussed along with the equipment used to conduct those measurements. Different transistor geometries are investigated where available. Subsequently, parameter extraction techniques are employed, and the statistics of parameter spread is established. For the VDMOS devices in particular, a modelling approach will be followed, with the measurements being the basis for parameter extraction for the EPFL-HV compact model. This thesis is organized as follows: Chapter 1 is a brief introduction about the importance of D-MOS technology and the model that will be used to simulate their operation, in Chapter 2 the structure and operation of bulk-MOS and the two types of DMOS transistor is described and in Chapter 3 a description of the EPFL-HV MOSFET model is given along with an explanation of the phenomena it can simulate. Chapters 4 and 5, are dedicated to the experimental measurements of two device families, with 4 devices being analyzed three lateral and one vertical. In Chapter 5 the parameter extraction methodology for the EPFL-HV is also described and demonstrated. Finally, Chapter 6 contains the conclusion of this thesis with the experimental deductions and proposals for possible future work.Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της συμπεριφοράς δυο ειδών από σύγχρονα τρανζίστορ ισχύος, τα οποία ονομάζονται οριζόντια (LDMOS) και κάθετα(VDMOS). Όλα τα n-τύπου και p-τύπου τρανζίστορ έχουν χαρακτηριστεί εργαστηριακά και με στατικές αλλά και με δυναμικές τεχνικές. Οι μετρήσεις μαζί με τον εξοπλισμό που χρησιμοποιήθηκε για να εξαχθούν θα περιγραφούν. Επίσης θα μελετηθούν όλες οι διαφορετικές γεωμετρίες όπου αυτές είναι διαθέσιμες. Στην συνέχεια, τεχνικές για την εξαγωγή παραμέτρων θα παρουσιαστούν μαζί με την ανάλυση της στατιστικής τους διασποράς. Πιο συγκεκριμένα για τα κάθετου τύπου τρανζίστορ (VDMOS), θα ακολουθηθεί η μεθοδολογία ενός μοντέλου εξαγωγής παραμέτρων, του EPFL-HV compact model, οπού οι εργαστηριακές μετρήσεις αποτελούν την βάση αυτού. Αυτή η εργασία είναι δομημένη ως εξής: στο πρώτο κεφάλαιο θα γίνει μία εισαγωγή για την σπουδαιότητα της τεχνολογίας των DMOS και για το μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε για να προσομοιώσει την λειτουργία τους, στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφεται η λειτουργία και τα χαρακτηριστικά ενός απλού τρανζίστορ καθώς και οι δύο τύποι των DMOS ενώ στο τρίτο κεφάλαιο θα παρουσιαστεί μια περιγραφή του EPFL HV μοντέλου μαζί με τα φαινόμενα τα οποία προσομοιώνει. Τα κεφάλαια τέσσερα και πέντε είναι αφιερωμένα στις εργαστηριακές μετρήσεις των δύο οικογενειών όπου τέσσερα είδη συσκευών θα αναλυθούν. Τέλος το κεφάλαιο 6 περιλαμβάνει την κατακλείδα αυτής της διπλωματικής εργασίας μαζί με τις προτάσεις για μελλοντική δουλειά πάνω στο αντικείμενο αυτό.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών ΥπολογιστώνIosifidis_Michail-Ilias_Dip_2018.pdfChania [Greece]Library of TUC2018-10-12application/pdf17 MBfree Iosifidis Michail-Ilias Ιωσηφιδης Μιχαηλ-Ηλιας Bucher Matthias Bucher Matthias Kalaitzakis Konstantinos Καλαϊτζακης Κωνσταντινος Koutroulis Eftychios Κουτρουλης Ευτυχιος Πολυτεχνείο Κρήτης Technical University of Crete N-type transistors LDMOS VDMOS