Análisis de efectos electro-térmicos en dispositivos y matrices en tecnología HBT InGaP/GaAs
Autores: d"Alessandro, Vincenzo; Catalano, Antonio Pio; Scognamillo, Ciro; Codecasa, Lorenzo; Zampardi, Peter J.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Análisis de efectos electro-térmicos en dispositivos y matrices en tecnología HBT InGaP/GaAs
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Amplificador de potencia
Comportamiento electro-térmico
InGaP/GaAs HBT
Enfoque de simulación
Efectos térmicos
Regiones de operación seguras
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 47
Citaciones: Sin citaciones
En este documento, se analiza exhaustivamente el comportamiento electrotermal de cc de dispositivos de prueba y matrices HBT de InGaP/GaAs para etapas de salida de amplificadores de potencia a través de un enfoque de simulación eficiente. El enfoque se basa en una representación de circuito completo de los dominios, que tiene en cuenta los efectos electrotermales a través del equivalente térmico de la ley de Ohm y se puede resolver en cualquier simulador de circuitos comercial. En particular, se describe la retroalimentación potencia-temperatura a través de una red térmica equivalente obtenida por (i) generando una geometría/malla 3-D realista del dominio en el entorno de una herramienta numérica con la ayuda de una rutina; (ii) alimentando la geometría/malla a FANTASTIC, que extrae la red sin realizar simulaciones. Los efectos térmicos no lineales que afectan adversamente el comportamiento de dispositivos/matrices a altas temperaturas se incluyen a través de una transformación de Kirchhoff calibrada. Para los dispositivos de prueba, se explica la distorsión inducida térmicamente en las curvas - y se identifican los límites de las regiones de funcionamiento seguro para una amplia gama de condiciones de polarización. Luego se proporciona una profunda comprensión del comportamiento electrotermal de las matrices, con especial énfasis en la operación no uniforme perjudicial. Se ofrecen pautas útiles a los diseñadores en términos de diseño y elección de la estrategia de balanceo.
Descripción
En este documento, se analiza exhaustivamente el comportamiento electrotermal de cc de dispositivos de prueba y matrices HBT de InGaP/GaAs para etapas de salida de amplificadores de potencia a través de un enfoque de simulación eficiente. El enfoque se basa en una representación de circuito completo de los dominios, que tiene en cuenta los efectos electrotermales a través del equivalente térmico de la ley de Ohm y se puede resolver en cualquier simulador de circuitos comercial. En particular, se describe la retroalimentación potencia-temperatura a través de una red térmica equivalente obtenida por (i) generando una geometría/malla 3-D realista del dominio en el entorno de una herramienta numérica con la ayuda de una rutina; (ii) alimentando la geometría/malla a FANTASTIC, que extrae la red sin realizar simulaciones. Los efectos térmicos no lineales que afectan adversamente el comportamiento de dispositivos/matrices a altas temperaturas se incluyen a través de una transformación de Kirchhoff calibrada. Para los dispositivos de prueba, se explica la distorsión inducida térmicamente en las curvas - y se identifican los límites de las regiones de funcionamiento seguro para una amplia gama de condiciones de polarización. Luego se proporciona una profunda comprensión del comportamiento electrotermal de las matrices, con especial énfasis en la operación no uniforme perjudicial. Se ofrecen pautas útiles a los diseñadores en términos de diseño y elección de la estrategia de balanceo.