Contribution à la modélisation non-linéaire de transistors de puissance HEMT pseudomorphiques sur substrat AsGa : analyse des effets parasites

par Charles Teyssandier

Thèse de doctorat en Électronique des hautes fréquences et optoélectronique

Sous la direction de Raymond Quéré et de Raphaël Sommet.

Soutenue en 2008

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Le principal objectif de ce travail est la modélisation précise d’une filière de transistor PHEMTs fabriquées à UMS. Notre modèle se base sur une démarche de caractérisation complète et il est facilement intégrable dans les simulateurs de circuit CAO afin de le rendre utilisable dans un contexte industriel. Dans le domaine des télécommunications, la génération de fortes puissances va entraîner un échauffement du transistor, il est donc important de prendre en compte les effets thermiques lors de la conception des circuits. Plusieurs méthodes sont étudiées pour déterminer la résistance thermique, à partir de cette étude deux modèles thermiques ont été mis au point : le premier est constitué de cellules RC et le deuxième est un modèle distribué extrait à partir de simulations physiques thermiques 3D. Comme les effets de pièges, les phénomènes d’avalanche font partie des effets parasites présents dans les PHEMTs AsGa. Analyser leur comportement permet de limiter la zone d’utilisation de ces composants. Nous nous sommes attardés à étudier et modéliser l’avalanche due à l’ionisation par impact. La comparaison mesures/modèles des cycles de charges et des mesures de paramètres [Y] pulsées nous ont permis de déterminer une fréquence de coupure pour le phénomène d’ionisation par impact.

  • Titre traduit

    Contribution to the modeling of non-linear power devices in pseudomorphic HEMT technologies on GaAs substrate : analysis of the dispersive effects


  • Résumé

    The main objective of this work is the accurate modeling of UMS PHEMTs transistors process. Our model is based on extensive characterizations and can be easily integrated into nonlinear simulators that make it possible to use it in an industrial context. For telecommunication applications such as power amplifier, dissipated high power often leads to the increase of the internal of device temperature and hence to device performance degradation. The Design of MMICs based on GaAs PHEMTs process requires transistor models which take into account thermal effects. In this study, several methods are investigated to determinate thermal resistance and two thermal models are developed: the first consists of RC cells and the second is a distributed model extracted from 3D thermal simulations. As trap effects, breakdown phenomena are a part of dispersive effects in microwave transistors. Their behavior analysis gives limits of these components. We have specially studied impact ionization modeling. Measurements and simulations of load cycles and pulsed Y-parameters have been compared to determinate a cutoff frequency for impact ionization phenomenon.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (245 p.)
  • Annexes : Réf. bibliogr. à la fin de chaque chapitre

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