Diseño de optimización de un GaN HEMT de modo mejorado con barrera posterior híbrida y predicción de voltaje de ruptura basada en redes neuronales
Autores: Tian, Kuiyuan; Hu, Jinwei; Du, Jiangfeng; Yu, Qi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño de optimización de un GaN HEMT de modo mejorado con barrera posterior híbrida y predicción de voltaje de ruptura basada en redes neuronales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Mejorar
Voltaje de ruptura
Basado en GaN
HBB-HEMT
Resultados de simulación
Modelo de red neuronal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Para mejorar la tensión de ruptura (BV), se propuso un transistor de alta movilidad electrónica basado en GaN con una barrera posterior híbrida de AlGaN (HBB-HEMT). La barrera posterior híbrida de AlGaN fue construida utilizando la región Al.Ga.N y la región Al.G.9N, cada una con una composición de Al distinta. Los resultados de la simulación del HBB-HEMT demostraron una tensión de ruptura (1640 V) que era un 212% más alta que la del HEMT convencional (Conv-HEMT) y una baja resistencia de encendido (0.4 mOhm·cm). En última instancia, el dispositivo logró un alto factor de mérito de Baliga (7.3 GW/cm) entre los dispositivos informados de tamaño similar. Se entrenó un modelo de predicción basado en una red neuronal de retropropagación (BP) para predecir BV para una mayor eficiencia en trabajos posteriores. El modelo fue entrenado y calibrado, logrando un coeficiente de correlación (R) de 0.99 y una precisión de predicción del 95% en el conjunto de pruebas. Los resultados indicaron que el modelo de red neuronal BP utilizando el algoritmo de Levenberg-Marquardt predijo con precisión la tensión de ruptura directa del HBB-HEMT, subrayando la viabilidad y la importancia de los modelos de redes neuronales en el diseño de dispositivos de potencia de GaN.
Descripción
Para mejorar la tensión de ruptura (BV), se propuso un transistor de alta movilidad electrónica basado en GaN con una barrera posterior híbrida de AlGaN (HBB-HEMT). La barrera posterior híbrida de AlGaN fue construida utilizando la región Al.Ga.N y la región Al.G.9N, cada una con una composición de Al distinta. Los resultados de la simulación del HBB-HEMT demostraron una tensión de ruptura (1640 V) que era un 212% más alta que la del HEMT convencional (Conv-HEMT) y una baja resistencia de encendido (0.4 mOhm·cm). En última instancia, el dispositivo logró un alto factor de mérito de Baliga (7.3 GW/cm) entre los dispositivos informados de tamaño similar. Se entrenó un modelo de predicción basado en una red neuronal de retropropagación (BP) para predecir BV para una mayor eficiencia en trabajos posteriores. El modelo fue entrenado y calibrado, logrando un coeficiente de correlación (R) de 0.99 y una precisión de predicción del 95% en el conjunto de pruebas. Los resultados indicaron que el modelo de red neuronal BP utilizando el algoritmo de Levenberg-Marquardt predijo con precisión la tensión de ruptura directa del HBB-HEMT, subrayando la viabilidad y la importancia de los modelos de redes neuronales en el diseño de dispositivos de potencia de GaN.