Исследование и оценка адекватности нелинейных тепловых моделей мощных биполярных полупроводниковых приборов
Автор: Сергеев Вячеслав Андреевич, Ходаков Александр Михайлович
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Физика и электроника
Статья в выпуске: 6-1 т.15, 2013 года.
Бесплатный доступ
В данной статье рассмотрена математическая тепловая модель мощного биполярного полупроводникового прибора с учетом различных механизмов теплоэлектрической обратной связи, действующих в приборной структуре. На её основе разработаны тепловые модели мощного биполярного транзистора и светоизлучающего диода. Численно-аналитическим итерационным методом решена система модельных уравнений и рассчитаны распределения плотности тока и температуры активной области полупроводниковых структур. Получено хорошее соответствие расчётных и экспериментальных зависимостей тепловых сопротивлений переход-корпус от величины рассеиваемой мощности для конкретных типов мощного транзистора и светодиода.
Математическая тепловая модель, теплоэлектрическая обратная связь, тепловое сопротивление, светоизлучающий диод, биполярный транзистор
Короткий адрес: https://sciup.org/148205675
IDR: 148205675
Список литературы Исследование и оценка адекватности нелинейных тепловых моделей мощных биполярных полупроводниковых приборов
- Transient Electrothermal Simulation of Power Semiconductor Devices/Bin Du Hudgins, J.L. Santi, E. Bryant//IEEE Transactions on power electronics. 2010. Vol. 25. № 1. P. 237-248.
- Implementation of an 2D Electro-Thermal Model for Power. Semiconductor Devices Simulation: Application on Gallium Nitride/B. Benbakhti, M. Rousseau, J.C. De Jaeger//Excerpt from the Proceedings of the COMSOL Multiphysics User's Conference, Paris. 2005. P. 8-10.
- Analytical modeling and numerical simulations of the thermal behavior of bipolar transistors/I. Marano, V. d’Alessandro, N. Rinaldi//Solid-State Electronics. 2009. Vol. 53. P. 297-307.
- Transient thermal simulation of a power hybrid module using an analytical solution of heat equation/G. De Mey, M. Janicki, A. Napieralski//11-th International Workshop on Thermal Investigation of ICs and Systems. Belgirate, Italy. 2005. P. 112-118
- McAlister S.P., Lafontaine H. Self-heating in multi-emitter SiGe HBTs//Solid-State Electronics. 2004. Vol. 48, № 6. P. 2001-2006.
- Marani, R., Perri A.G. Analytical Electrothermal Modelling of Multilayer Structure Electronic Devices//The Open Electrical & Electronic Engineering Journal. 2010. №4. P. 32-39.
- Расчет стационарных тепловых полей в структурах мощных транзисторов/Н.А. Козлов, A.M. Нечаев, В.Ф. Синкевич//Электронная техника. Серия 2. Полупроводниковые приборы. 1989. Вып.1 (198). С. 19-24.
- Сергеев В. А., Ходаков А.М. Нелинейная тепловая модель гетеропереходного светодиода//Физика и техника полупроводников. 2012. Т. 46. Вып. 5. С. 691-694.
- Конструкции корпусов и тепловые свойства полупроводниковых приборов [под общей ред. Н.Н. Горюнова] М.: Энергия, 1972.120 с.
- Ходаков А. М. Распределение плотности тока и температуры в биполярных транзисторных структурах с дефектами в активной области//Известия Самарского научного центра РАН. 2005. Т. 7. № 2. С. 352-357.
- Analysis of non-uniform current and temperature distribution in the emitter finger of AlGaAs/GaAs heterojunction bipolar transistors/W. Zhou, S. Sheu, J.J. Liou//Solid State Electronics. 1996. Vol. 39. P. 1709-1721.
- Никишин В.И., Петров Б.К., Сыноров В.Ф. и др. Проектирование и технология производства мощных СВЧ-транзисторов. М.: Радио и связь, 1989. -144 с.
- Ходаков А.М., Сергеев В.А. Комплексная программа моделирования и расчёта температурных полей в биполярных осесимметричных структурах полупроводниковых изделий с температурозависимой плотностью мощности//Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010615259. Бюллетень «Программы для ЭВМ, базы данных, топологии интегральных микросхем». 2010. №4. С. 239.
- Сергеев В.А. Контроль качества мощных транзисторов по теплофизическим параметрам. Ульяновск: УлГТУ, 2000. 256 c.
- Performance of high-power AlInGaN light emitting diodes/A.Y. Kim, W. Gotz, D.A. Steigerwald//Phys. Status Solidi A. 2001. Vol. 188. № 1. P. 15-21.
- Poppe A., Lasance J.M. On the standardization of thermal characterization of LEDs Part II: Problem definition and potential solutions//Proc. 14th THERMINIC, Rome, Italy. 2008. P. 213-219.
- Cree XLamp XR-C LED Data Sheet. URL: http://www.cree.com/(дата обращения 15.03.2013)
- Автоматизированный измеритель теплового импеданса полупроводниковых диодов с широтно-импульсной модуляцией греющей мощности/В.А. Сергеев, В.И Смирнов, А.А. Гавриков//Промышленные АСУ и контроллеры. 2010. №3. С. 47-49.
- Сергеев В.А. Аналитическая модель неизотермического распределения плотности мощности в структурах биполярных транзисторов//Известия вузов. Электроника. 2005. № 3. С. 22-28.
