عنوان پایان‌نامه
مدل سازی شبیه سازی و بهینه سازی عملکرد ترانزیستور GaN HEMT برای کاربردهای ولتاژ بالا و فرکانس بالا
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-الکترونیک- تکنولوژی نیمه هادی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2898;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73439;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2898;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73439
- تاریخ دفاع
- ۲۹ دی ۱۳۹۴
- دانشجو
- احمد عزیزی منش
- استاد راهنما
- مرتضی فتحی پور
- چکیده
- در این پایان‌نامه ترانزیستور قدرت فرکانس بالای HEMT مبتنی بر نیترید گالیوم را بررسی و مشخصات الکتریکی آن را به کمک شبیه سازی بهبود داده ایم. کاربردهای متنوع این افزاره‌ها در تقویت توان، کلیدزنی در ولتاژ بالا و ریزموج باعث شده تحقیقات زیادی در جهت بهبود مشخصه‌های این نوع ترانزیستور صورت پذیرد. نشان داده شده است که همه روش‌های موجود که به منظور افزایش ولتاژ شکست و توان خروجی افزاره HEMT مبتنی بر GaN به کارگرفته می‌شوند، نظیر MIS-HEMT، صفحه میدان، گیت فرورفته، گیت T شکل، پاسخ فرکانسی افزاره را تضعیف، فرکانس قطع بهره جریان و نیز فرکانس بیشینه را کاهش می‌دهند. در این پایان‌نامه دو روش جدید به منظور افزایش ولتاژ شکست و در عین حال بهبود رفتار فرکانس بالای افزاره ارائه گردیده است. در روش اول، صفحه میدان معلق بر روی افزاره‌ای با ساختار پایه ارائه شده است. در این روش صفحه‌ای فلزی بدون اتصال به سایر پایانه ها، بر روی افزاره قرار گرفته به گونه‌ای که از لبه گیت تا مکانی میان درین و گیت را پوشش دهد. روش صفحه میدان معلق ولتاژ شکست را 296 درصد افزایش داده در حالی که در مقایسه با ساختارهای پیشین صفحه میدان گیت متداول، فرکانس قطع بهره جریان و بیشینه فرکانس نوسان 6 درصد بهبود میابد. روش دیگر، کانال فرورفته است که علاوه بر افزایش ولتاژ شکست به میزان حدود 220 درصد، بر خلاف روش‌های پیشین فرکانس قطع بهره جریان و بیشینه فرکانس نوسان را به مقدار 23 درصد بهبود می‌بخشد.
- Abstract
- We have reviewed a high frequency power AlGaN/GaN HEMT in this thesis and improved its electrical characteristics in simulation. Various applications of this device in power amplification, high voltage switching and microwave have resulted in a lot of researches on improving its power and high frequency characteristics. It is shown that all previous techniques which are used to increase breakdown voltage and output power of GaN HEMT such as field plates, recessed gate, MIS-HEMT and T shaped gate degrade the frequency response and maximum oscillation frequency of the device. In this thesis we introduce two novel techniques in order to improve breakdown voltage of the HEMT devices and its high frequency response. The first technique, floating field plate is a metal plate that covers the region between gate and drain (drain side of the gate edge) and is insulated from other contacts. This technique improves the breakdown voltage of the HEMT device up to 296 percent while comparing to conventional gate field plate increase cut-off frequency of the device nearly 6 percent. The second technique is recessed channel which increases the breakdown voltage of the device approximately 220 percent and unlike previous techniques, increases the cut off frequency 23 percent. Keywords: Breakdown voltage, Cutoff frequency, Field plate, GaN HEMT
