Efectos y Mecanismos de Daño de Microondas de Alta Potencia en HEMT de GaN de Doble Heterounión
Autores: Ma, Zhenyang; Liu, Dexu; Yuan, Shun; Duan, Zhaobin; Wu, Zhijun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Efectos y Mecanismos de Daño de Microondas de Alta Potencia en HEMT de GaN de Doble Heterounión
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Modelado de simulación
Dispositivos HEMT
Características de ruptura
Microondas de alta potencia
Componentes de Al
Doble heterounión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, se llevó a cabo un modelado de simulación utilizando. Se diseñaron y compararon dos tipos de transistores de alta movilidad electrónica (HEMT), una heterounión doble AlGaN/GaN/AlGaN y una heterounión simple AlGaN/GaN. Se estudiaron las características de ruptura y los mecanismos de daño de los dos dispositivos bajo la inyección de microondas de alta potencia (HPM). Se analizó la variación en la densidad de corriente y la temperatura máxima dentro del dispositivo. Se discute el efecto de los componentes de Al en diferentes capas del dispositivo sobre la ruptura de los HEMTs. Se verificó el efecto y la ley del umbral de daño por potencia en función del ancho de pulso cuando el dispositivo fue sometido a señales HPM. Se mostró que el HEMT de GaN era propenso a la ruptura térmica por debajo de la puerta, cerca de los canales de portadores. Un aumento moderado en el componente de Al puede aumentar efectivamente la tensión de ruptura del dispositivo. En comparación con la heterounión simple, los dispositivos HEMT de heterounión doble eran más sensibles a los componentes de Al. Las características de limitación de dominio alto inhibieron efectivamente el desbordamiento de electrones del canal hacia la capa de amortiguamiento, lo que a su vez reguló la densidad de corriente dentro del dispositivo y mejoró la distribución de temperatura. La corriente de fuga se redujo y se mejoraron las características de conmutación del dispositivo y la tensión de ruptura. Además, el dispositivo de heterounión doble tuvo poco efecto en el daño por potencia HPM y alta resistencia al daño. Por lo tanto, se propone una base teórica en este artículo, indicando que los dispositivos de heterounión doble son más estables en comparación con los dispositivos de heterounión simple y son más adecuados para aplicaciones en equipos de aviación que operan en entornos de alta frecuencia y alta tensión. Además, los dispositivos GaN de heterounión doble tienen una mayor resistencia a la radiación que los dispositivos SiC de la misma generación.
Descripción
En este artículo, se llevó a cabo un modelado de simulación utilizando. Se diseñaron y compararon dos tipos de transistores de alta movilidad electrónica (HEMT), una heterounión doble AlGaN/GaN/AlGaN y una heterounión simple AlGaN/GaN. Se estudiaron las características de ruptura y los mecanismos de daño de los dos dispositivos bajo la inyección de microondas de alta potencia (HPM). Se analizó la variación en la densidad de corriente y la temperatura máxima dentro del dispositivo. Se discute el efecto de los componentes de Al en diferentes capas del dispositivo sobre la ruptura de los HEMTs. Se verificó el efecto y la ley del umbral de daño por potencia en función del ancho de pulso cuando el dispositivo fue sometido a señales HPM. Se mostró que el HEMT de GaN era propenso a la ruptura térmica por debajo de la puerta, cerca de los canales de portadores. Un aumento moderado en el componente de Al puede aumentar efectivamente la tensión de ruptura del dispositivo. En comparación con la heterounión simple, los dispositivos HEMT de heterounión doble eran más sensibles a los componentes de Al. Las características de limitación de dominio alto inhibieron efectivamente el desbordamiento de electrones del canal hacia la capa de amortiguamiento, lo que a su vez reguló la densidad de corriente dentro del dispositivo y mejoró la distribución de temperatura. La corriente de fuga se redujo y se mejoraron las características de conmutación del dispositivo y la tensión de ruptura. Además, el dispositivo de heterounión doble tuvo poco efecto en el daño por potencia HPM y alta resistencia al daño. Por lo tanto, se propone una base teórica en este artículo, indicando que los dispositivos de heterounión doble son más estables en comparación con los dispositivos de heterounión simple y son más adecuados para aplicaciones en equipos de aviación que operan en entornos de alta frecuencia y alta tensión. Además, los dispositivos GaN de heterounión doble tienen una mayor resistencia a la radiación que los dispositivos SiC de la misma generación.