Conception, realisation et caracterisation de transistors bipolaires de puissance a heterojonction gainp/gaas et comparaison avec les tbh's gaalas/gaas

par MOHAMAD SALEH FALEH

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Jean-Pierre Bailbé.

Soutenue en 1998

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    L'objet de cette these est la conception, la realisation et la caracterisation de transistors bipolaires de puissance a heterojonction gainp/gaas et la comparaison avec les tbhs gaalas/gaas. Le premier chapitre presente d'abord un rappel des principales proprietes des materiaux gainp et gaas utilises dans la fabrication des tbh etudies. Il examine ensuite les parametres physiques et technologiques qui influent sur les performances statiques et dynamiques. Un modele electrique petit signal permettant la description precise du comportement du transistor est presente. L'influence des effets thermiques qui constituent la principale limitation des tbhs de puissance sur arseniure de gallium est enfin analysee. La technologie mise en oeuvre pour realiser les tbhs gainp/gaas est decrite dans le deuxieme chapitre. Deux familles de dispositifs presentant une surface d'emetteur elementaire de 10x200 m#2 et 6x60 m#2 sont realisees dans des technologies triple mesa classique ou autoalignee, avec une prise du contact d'emetteur utilisant un pont a air. Le troisieme chapitre rapporte les resultats des caracterisations statique et dynamique ainsi que les performances des transistors realises. L'analyse des mecanismes qui regissent le courant principal d'electrons dans la structure permet de proposer une nouvelle caracterisation de la discontinuite de la bande de conduction e#c=17016 mev dans l'heterojonction ga#0#. #5in#0#. #5p/gaas. La caracterisation du comportement electrothermique, avec notamment l'identification de la resistance thermique et l'etude du gain en courant qui depend du niveau d'injection, a permis d'interpreter un comportement specifique de nos transistors. Les performances obtenues pour les transistors classiques sont f#t=18 ghz, f#m#a#x=20 ghz, et la reduction de la resistance de base par autoalignement du contact de base sur l'emetteur a conduit au doublement de la frequence maximale d'oscillation (f#m#a#x=42ghz). Pour l'application a l'amplification de puissance, il a ete releve a une frequence de 1ghz une puissance r. F de sortie de l'ordre de 1w avec un rendement en puissance ajoutee de 49% et a 10ghz, une puissance et un rendement de 170mw et 29% respectivement.

  • Titre traduit

    The design, fabrication and characterization of power application gainp/gaas heterojunction bipolar transistors and their comparison with gaalas/gaas hbts


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  • Détails : 1 vol. (165 P.)
  • Annexes : 109 REF.

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  • Cote : 1998TOU30027

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