Modelo analítico de comutação do transistor de alta mobilidade eletrônica HEMT.
| Ano de defesa: | 1993 |
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| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-28112024-081529/ |
Resumo: | No projeto de circuitos integrados digitais a HEMT é fundamental um modelo apropriado que permita prever o comportamento do circuito. Pelo fato de que a literatura científica não apresenta modelos de comutação, foi necessário desenvolver neste trabalho um modelo voltado para tais fins. Para compreender o funcionamento do HEMT foi preciso fazer uma análise qualitativa inedita, empregando os primeiros diagramas de bandas longitudinais do dispositivo. Estes diagramas possuem grande similaridade com os utilizados no estudo do MOSFET. Primeiramente é desenvolvido o modelo estático intrínseco do dispositivo fundamentado em diversas hipóteses e modelos particulares. A seguir, o modelo estatico intrinseco e estendido ao modelo estatico extrinseco, atraves da inclusao das resistencias parasitas de fonte e dreno. A comparacao das caracteristicas de corrente calculadas e os resultados experimentais reportados na literatura permitiu a validacao do modelo; o erro foi menor a 10%. Adicionando o efeito da corrente de porta e obtido o modelo estocástico extrínseco corrigido. A seguir, foi realizado o estudo cuidadoso das características intrínsecas e parasitas do dispositivo, o qual permitiu desenvolver modelos particulares em cada região de operação. Finalmente, o modelo estatístico extrínseco corrigido e as capacitâncias são integradas para obter o modelo de comutação do transistor HEMT. |
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Modelo analítico de comutação do transistor de alta mobilidade eletrônica HEMT.Untitled in englishCircuitos integradosIntegrated circuitsTransistoresTransistorsNo projeto de circuitos integrados digitais a HEMT é fundamental um modelo apropriado que permita prever o comportamento do circuito. Pelo fato de que a literatura científica não apresenta modelos de comutação, foi necessário desenvolver neste trabalho um modelo voltado para tais fins. Para compreender o funcionamento do HEMT foi preciso fazer uma análise qualitativa inedita, empregando os primeiros diagramas de bandas longitudinais do dispositivo. Estes diagramas possuem grande similaridade com os utilizados no estudo do MOSFET. Primeiramente é desenvolvido o modelo estático intrínseco do dispositivo fundamentado em diversas hipóteses e modelos particulares. A seguir, o modelo estatico intrinseco e estendido ao modelo estatico extrinseco, atraves da inclusao das resistencias parasitas de fonte e dreno. A comparacao das caracteristicas de corrente calculadas e os resultados experimentais reportados na literatura permitiu a validacao do modelo; o erro foi menor a 10%. Adicionando o efeito da corrente de porta e obtido o modelo estocástico extrínseco corrigido. A seguir, foi realizado o estudo cuidadoso das características intrínsecas e parasitas do dispositivo, o qual permitiu desenvolver modelos particulares em cada região de operação. Finalmente, o modelo estatístico extrínseco corrigido e as capacitâncias são integradas para obter o modelo de comutação do transistor HEMT.In designing digital integrated circuits with HEMT devices, it is fundamental to use an appropriate model for device and circuit behavior prediction. The scientific literature does not present a commutation model for digital integrated circuits design; it was necessary to develop such a model in this work. To develop the model it was necessary to carry out an unpublished qualitative analysis of the several HEMT operation regimes. This new qualitative analysis uses the first longitudinal energy bands diagrams of the device. These bands diagrams and the analysis hold great similarity to the MOSFET case. First, it is developed the intrinsic static model. lbis model is based on several hypotheses and on particular models (charge control model, threshold voltage model and velocity-electric field relation). When the drain and the source parasitic resistances are added, it converts the intrinsic static model in to the extrinsic static model. The detailed study of these resistances allows us to obtain an appropriate model.for them. The comparison between experimental results from other researchers, and from calculated current characteristics from the extrinsic model, allowed the verification and validation of it; the error percentage is less than 10%. When the 8ate current effect is included to the extrinsic static model, it becomes the extrinsic corrected static model. Besides, it was realized a careful study on the intrinsic and parasitic HEMT\'s capacitances, which allowed the development of particular models for each operation region. Finally, joining the extrinsic static model and the intrinsic and parasitic capacitance model it is obtained the complete HEMTs commutation model. Departing from the models of all the components of the proposed equivalent circuit, the commutation model can be implemented on a conventional electric simulator program; this task is indispensable for computer aided design.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPRodriguez, Edgar CharryOlmos, Alfredo1993-10-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-28112024-081529/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-11-28T11:00:05Zoai:teses.usp.br:tde-28112024-081529Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-11-28T11:00:05Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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