功率集成电路是电子工程领域的重要组成部分，它涉及到电力电子设备中的信号转换、放大和控制。本篇文章将基于2008年冬电子科技大学功率集成电路期末考题，深入探讨相关知识点。
一、基础概念与器件特性
1. MOS（Metal-Oxide-Semiconductor）是一种电压控制器件，其栅极氧化层控制沟道的导电性。MOSFET的速度相对较快，适合高速开关应用。
2. BJT（Bipolar Junction Transistor）是电流控制器件，通过基极电流来控制集电极和发射极之间的电流。BJT是少数载流子和多数载流子共同参与导电，因此速度相对较慢，但放大能力较强。
二、IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）
IGBT可以看作MOSFET和BJT的复合器件，具有MOSFET的电压控制性和BJT的高电流密度特性。在IGBT中，N沟道MOSFET控制PNP和NPN三极管的导电，因此常被称为电压控制双极型器件。
三、DC-DC转换器
- 降压（Buck）电路：能将输入电压降低到较低的输出电压。
- 升压（Boost）电路：能够将输入电压提升至较高的输出电压。
- 反向电压（Inverting）电路：提供负电压输出。
四、IGBT模型与隔离技术
1. IGBT的解析模型通常包括Ebers-Moll模型和HICUM模型，分别描述IGBT的基本静态和动态行为。
2. 自隔离高压功率集成电路中，常用的隔离技术有SOI（Silicon-On-Insulator）和MOS隔离，前者利用器件本身的结构实现隔离，后者则依赖反偏的PN结。
五、PN结特性与安全工作区
1. PN结的反向电流包括扩散电流和漂移电流，当电场足够强时，会在势垒区产生电子-空穴对，导致雪崩击穿和热电子发射。
2. 功率器件的安全工作区（SOA）包括正向和反向安全工作区。正向SOA受最大允许电流、最大允许电压和最大功耗限制。
六、功率桥式电路保护
- 为了避免上下桥臂共同导通导致的短路，可以采用死区时间控制电路。
- 高端开关的驱动通常采用分离驱动，以避免直通问题。
七、BCD工艺（Bipolar-CMOS-DMOS）
BCD工艺结合了双极、CMOS和DMOS（Double Diffused Metal Oxide Semiconductor）技术，实现了高性能模拟、数字和功率集成。
八、IGBT工作原理
IGBT在栅极施加正电压时开启，通过控制基区的电荷使N沟道导通，进而控制BJT部分的工作。
九、Boost变换器特性
在Boost变换器中，电容值过小会导致输出电压不稳定，可能降低输出电压。
十、RESURF原理与耐压设计
1. RESURF（Reduced Surface Field）原理用于减小MOSFET的表面电场，提高耐压能力。
2. 设计1200V耐压的IGBT时，需要计算N外延层的合适浓度以及P型衬底的浓度，以满足耐压要求。
十一、其他问题
- 耐压终端技术的比较涉及不同拓扑结构、损耗和成本等因素。
- BCD工艺的特点在于同时实现高精度模拟电路、高速数字电路和大电流功率开关。
- IGBT的工作原理涉及MOSFET和BJT的协同工作，通过栅极电压控制沟道，进而控制电流。
- Boost变换器的输入输出电压与占空比的关系可以通过瞬态分析推导得出。
- PTAT（Proportional To Absolute Temperature）源电路的温度系数、电流计算以及电压降分析，涉及热电效应和晶体管的温度特性。
以上内容是对电子科技大学功率集成电路期末考题涉及知识点的详细解读，涵盖了功率半导体器件的基础概念、工作原理、电路设计和安全操作等方面，旨在深化对功率集成电路的理解。
