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Investigación de la variabilidad de transferencia de calor nano de los transistores de alta movilidad de electrones basados en heteroestructuras AlGaN/GaN

Autores: Mzoughi, Haikel; Nasri, Faouzi; Almoneef, Maha; Soltani, Sonia; Mbarek, Mohamed; Guizani, Amenallah

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Investigación de la variabilidad de transferencia de calor nano de los transistores de alta movilidad de electrones basados en heteroestructuras AlGaN/GaN


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Modelo electrotermal propuesto
Movilidad electrónica
Conductividad térmica efectiva
Dispositivos HEMT AlGaN/GaN
Degradación
Corriente de drenaje

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 36

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El objetivo de este trabajo es proponer un modelo electro-térmico para predecir la movilidad electrónica, la conductividad térmica efectiva y la temperatura de operación de dispositivos HEMT AlGaN/GaN. El modelo propuesto comprende un modelo balístico-difusivo mejorado (BDE) acoplado con un modelo de deriva-difusión (D-D). Además, el modelo dado considera la movilidad total de electrones, la cual depende de la degradación de la movilidad causada por interacciones con fonones, imperfecciones en la superficie y movilidad de portadores dentro del material GaN a granel. El modelo se valida en base a resultados experimentales y numéricos disponibles, y se observa una buena concordancia. Se encuentra que la degradación de la corriente de drenaje se debe a la degradación de la movilidad electrónica y de la conductividad térmica efectiva. Se analiza la degradación de las características de salida debido al cambio de la temperatura del dispositivo. Demostramos que para sesgos de puerta de -1 V, 0 V y 1 V, se obtienen temperaturas de operación de 390 K, 470 K y 570 K cuando las corrientes de drenaje son de 0.1 A, 0.24 A y 0.38 A, respectivamente. Además, demostramos que la temperatura es máxima en la región activa. La evolución temporal de la temperatura presenta las mismas tendencias con la misma amplitud en comparación con los datos experimentales, y el error no supera el 5%.

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