Etude de la fiabilité des transistors RF LDMOS de puissance en mode pulsé pour des applications hyperfréquences PDF Download
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Author: Mohamed Gares Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 230
Book Description
Since their early implementation, the length of pulses and the cyclic report/ratio did not cease increasing in order to increase the radar performances. These strong requirements of operation increased the quantity of pressure applied to the transistors, which constitue the modules of power in the radars and have a direct impact over their life times. A thorough knowledge of this impact is necesary for a better estimation of the reliability of modules and transistors, which make it up. It is for all these reasons that a study was committed to work out new investigation methods of the power RF components under RF pulses conditions for a radar application. A transistor RF LDMOS was retained for our first tests in accelerated ageing under various conditions (DC, RF, temperature and TOS). Electric characterizations (I-V, C-V and [S] parameters) were carried out. Thus, a complete examination of these critical electric parameters is exposed and analysed. All electric parameter drift after an accelerated ageing are studied and discussed. According to the analysis of these results, one notes that the lower the temperature is, the more important the drifts int the significant electric parameters. In order to understand the physical degradation phenomena inside the structure, we performed a 2-D physical simulation (Silvaco-Atlas). Finally, the degradation mechanism proposed for RF LDMOS is the interface states creation by the hot carriers (traps).
Author: Mohamed Gares Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 230
Book Description
Since their early implementation, the length of pulses and the cyclic report/ratio did not cease increasing in order to increase the radar performances. These strong requirements of operation increased the quantity of pressure applied to the transistors, which constitue the modules of power in the radars and have a direct impact over their life times. A thorough knowledge of this impact is necesary for a better estimation of the reliability of modules and transistors, which make it up. It is for all these reasons that a study was committed to work out new investigation methods of the power RF components under RF pulses conditions for a radar application. A transistor RF LDMOS was retained for our first tests in accelerated ageing under various conditions (DC, RF, temperature and TOS). Electric characterizations (I-V, C-V and [S] parameters) were carried out. Thus, a complete examination of these critical electric parameters is exposed and analysed. All electric parameter drift after an accelerated ageing are studied and discussed. According to the analysis of these results, one notes that the lower the temperature is, the more important the drifts int the significant electric parameters. In order to understand the physical degradation phenomena inside the structure, we performed a 2-D physical simulation (Silvaco-Atlas). Finally, the degradation mechanism proposed for RF LDMOS is the interface states creation by the hot carriers (traps).
Author: Mohamed Gares Publisher: Editions Universitaires Europeennes ISBN: 9783841794963 Category : Languages : de Pages : 248
Book Description
Les fortes exigences de fonctionnement ont augmente la quantite de contraintes appliquees aux transistors qui constituent les modules de puissance dans les radars et ont un impact direct sur leurs temps de vie. Une connaissance approfondie de cet impact est necessaire pour une meilleure estimation de la fiabilite des modules. C'est pour toutes ces raisons, qu'une etude a ete engagee pour elaborer de nouvelles methodes d'investigations de la fiabilite des composants RF de puissance en conditions de fonctionnement Radar pulse. Par consequent, ce travail presente un banc dedie specifiquement a des tests de vie sur des composants RF de puissance sous des conditions de pulse RF. Un transistor RF LDMOS a ete retenu pour nos premiers tests en vieillissement acceleres sous diverses conditions. Des caracterisations electriques ont ete effectuees. Ainsi, un examen complet de ces parametres electriques critiques est expose et analyse. Toutes les derives des parametres electriques apres un vieillissement accelere sont etudiees et discutees. Pour comprendre les phenomenes physiques de degradation, mis en jeu dans la structure, nous avons fait appel a une simulation physique 2-D (Silvaco).
Book Description
Depuis l'avènement des modules de puissance à état solide dans les radars, la longueur de pulse et le rapport cyclique n'ont cessé d'augmenter afin d'accroître les performances du radar. Ces fortes exigences de fonctionnement ont augmenté la quantité de contraintes appliquées aux transistors et ont un impact direct sur leurs temps de vie. Une connaissance approfondie de cet impact est nécessaire pour une meilleure estimation de la fiabilité des modules et des transistors qui la composent. C'est pour toutes ces raisons qu'une étude a été engagée pour élaborer de nouvelles méthodes d'investigations de la fiabilité des composants RF de puissance en condition de fonctionnement Radar pulsé. Par conséquent, ce travail présente un banc de fiabilité innovant, dédié spécifiquement à des tests de vie sur des composants RF de puissance sous des conditions de pulse RF pour une application radar. Un transistor RF LDMOS a été retenu pour nos premiers tests en vieillissement accélérés. Une caractérisation électrique complète (I-V, C-V et RF) a été effectuée. Ainsi, un examen complet de ces paramètres électriques critiques est exposé et analysé. Toutes les dérives des paramètres électriques après un vieillissement accéléré sont étudiées et discutées. D'après l'analyse de ces résultats, on constate que plus la température est basse, plus les dérives des paramètres électriques significatives sont imùportantes. Finalement, le mécanisme de dégradation proposé pour le RF LDMOS est, par conséquent, la création d'états d'interface par les porteurs chauds (pièges). De plus, plus d'états d'interfaces sont générés à température basse, en raison d'un phénomène d'ionisation par impact. c'est la raison pour laquelle les dégradations électriques sont plus fortes à 10°C.
Author: Mouna Chetibi-RIah Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 155
Book Description
This work deals with electrothermal modelling of LDMOS power transistor for the study of reliability in radar applications. In a first part, we presented the characteristics of MOS transistors, and particularly the LDMOS, compared to bipolar transistors. We studied the influence of the temperature rise in semiconductor components on their relevant physical quantities. Finally, we explained the basics of the reliability of power transistors and we discussed ways and mechanisms of failure and the main laws of acceleration of failure (temperature, current density, injection of hot carriers). In a second part, the whole process of extraction of electrothermal model of an LDMOS is presented in detail. This study was based on the MET model deemed most appropriate for RF LDMOS power transistor. The reliability bench used to perform accelerated ageing tests has been described in chapter three. The goal is the understanding of the degradation of the reliability of such components in pulsed mode. Thus, all the electrical and RF parameters drifts after accelerated ageing tests have been studied and discussed.
Author: Norman Dye Publisher: Newnes ISBN: 9780750672818 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 324
Book Description
Radio Frequency Transistors: Principles and Practical Applications is a complete tool kit for successful RF circuit design. As cellular and satellite communications fields continue to expand, the need for RF circuit design grows. Radio Frequency Transistors contains a wealth of practical design information based on years of experience from authors who have worked with the leading manufacturers of RF components. The book focuses primarily on the more difficult area of high power transistor amplifier design and construction. An entire chapter devoted solely to LDMOS high power RF transistors has been added to the new edition. A comparison is given between LDMOS FETs, TMOS FETs and bipolar transistors, showing clearly why LDMOS is the designer's choice for high power, linear amplifiers in today's rapidly expanding digital world of communications. Coverage also includes applications of LDMOS RF high power transistors in current generation cellular technologies, the design of LDMOS high power amplifiers, and comments about the latest efforts to model LDMOS RF power devices. Other topics covered include the selection of matched high power RF transistors, input impedance matching of high power transistors, interstage matching, and capacitors and inductors at radio frequencies.
Book Description
Le développement intensif et rapide des dispositifs HEMT à base de nitrure de gallium a été largement favorisé par les qualités intrinsèques du matériau pour proposer des performances élevées (haute puissance, haute fréquence...) et pour autoriser un fonctionnement en environnement extrêmement sévère (fluctuations thermiques, brouillage, tenues aux radiations ionisantes...) par rapport aux technologies concurrentes plus traditionnelles (Si, GaAs...). À ce jour, les dispositifs HEMTs AlGaN/GaN sont considérés comme une alternative prometteuse pour remplacer la technologie GaAs, et se positionnent comme d'excellents candidats pour des applications d'électronique de puissance, pour les applications TVSAT, des stations de base terrestres et des systèmes radar à large bande de fréquence (bande L à W), et pour les applications civiles et militaires. Cependant, il reste à lever certains verrous concernant des problèmes de fiabilité de ces dispositifs, qui affectent la durée de vie élevée attendue ; l'amélioration de la robustesse de ces technologies reste une phase critique à étudier malgré les progrès déjà réalisés. Plusieurs paramètres de fabrication affectent la fiabilité, tels que la passivation de la surface, le plateau de champ, le procédé de dépôt de la grille. Il est bien connu que l'étude de la fiabilité est complexe et ne pourra jamais être totalement accomplie, cependant les limites escomptées pour une exploitation raisonnable des filières GaN laissent entrevoir la possibilité de réels progrès dans ce domaine pour assoir le positionnement de ces technologies vis à vis des solutions concurrentes. Ce manuscrit de thèse présente les outils de diagnostic et les procédures de mesures associées développés pour mieux comprendre les mécanismes de dégradation sous-jacents de ces dispositifs. Les mesures électriques DC et pulsées à différentes températures sont présentées en premier lieu. Pour obtenir des informations au niveau microscopique sur la fluctuation des porteurs et des défauts dans les zones actives et passives du dispositif, des mesures de bruit basse fréquence sont effectuées sur les courant de grille et de drain sous différentes configurations : la diode seule (drain en l'air) et le transistor en régime saturé. Une technique électro-optique, l'OBIRCh (Optical Beam Induced Resistance Change technique), est aussi appliquée sur les mêmes composants : cette technique apporte d'autres informations quant à l'intégrité du composant (fluctuations de courant), et vient corroborer nos hypothèses sur l'activation de mécanismes piezoélectriques dans les zones fortement polarisées du composant. Toutes ces techniques non-destructives permettent des analyses croisées. Un modèle original de la diode Schottky a été établi pour tenir compte de certains défauts d'homogénéité à l'intérieur du contact de grille à l'interface entre la diode Schottky et la couche semi-conductrice supérieure. D'autres résultats originaux ont été trouvés à partir des mesures de bruit basse fréquence concernant la localisation des défauts actifs et leur évolution suite à l'application d'un stress électrique et thermique (HTRB, HTOL, ...). Les analyses électriques (pulsées et transitoires) des phénomènes de retard à la commande (grille ou drain) sont partiellement corrélées aux analyses du bruit basse fréquences des courant de grille et de drain pour identifier les mécanismes sous-jacents de dégradations. Dernièrement, une ébauche de plan d'expérience (DOE) est proposée dans le cadre de notre travail, qui complètera celui mis en œuvre dans le cadre du projet ANR REAGAN impliquant tous les partenaires : des règles et des procédures expérimentales sont identifiées pour s'assurer que les données expérimentales sont fiables (i.e. reflètent statistiquement le comportement réel du dispositif).
Author: Mohamed Gares
Author: Mohamed Gares
Author: Mohamed Gares
Author: Hichame Maanane
Author: Mouna Chetibi-RIah
Author: Norman Dye
Author: Serge Karboyan