New non-linear microwave network parameters with application to gallium nitride high electron mobility transistor modeling with x-parameters

Résumé

L’amplificateur de puissance radio fréquence est un composant important dans les transmetteurs de communication sans fils. De bonnes performances à faible coût peuvent être accomplies au niveau de la technologie du transistor et de la conception du circuit. Au niveau transistor, la technologie GaN a un grand potentiel pour l’efficacité et la linéarité grâce à sa largeur de bande interdite plus élevée, son grand champ électrique de claquage, à la vélocité des électrons et à sa capacité de fonctionnement sous températures élevées. La modélisation petit et grand signal des transistors de type GaN HEMT est une étape importante et primordiale à la conception des amplificateurs de puissance RF. En général, les modèles publiés sont précis uniquement en mode linéaire car ils sont extraits des mesures DC et des paramètres S multi-polarisés. La disponibilité des mesures des paramètres X et leurs avantages par rapport aux paramètres S présente une opportunité pour incorporer les données non-linéaires directement dans le processus de modélisation. L’objectif principal de ce travail est d’exploiter les paramètres X pour un développement rapide d’un modèle précis qui capture le comportement du composant à la fondamentale et aux harmoniques. Les paramètres du réseau non-linéaires Z, Y, ABCD, T, G et H sont essentiels pour extraire et valider un modèle grand-signal basé sur les paramètres X. L’expression des paramètres du réseau non-linéaire sont dérivés des paramètres X. De plus, les règles de conversion standard entre ces paramètres sont établies. Les paramètres de réseau non linéaires peuvent décrire n’importe quelle topologie linéaire pure ou non linéaire pure ou un mélange de composants linéaires et non linéaires. Dans ce travail, une nouvelle technique de modélisation basée sur les mesures des paramètres X est proposée. Le nouveau modèle à circuit équivalent est subdivisé en deux parties extrinsèques et intrinsèques. Les éléments extrinsèques sont déterminés à l’aide d’une technique basée les mesures de type ‘forward’ et sur les caractéristiques de la structure ouverte de distraction fabriquée sur la même plaquette du dispositif. Les paramètres X de la partie intrinsèque sont déterminés à l’aide de la technique de distraction. La partie intrinsèque est modélisée comme un réseau en forme de Pi modifié composé d’impédances caractéristiques non linéaires modélisant les jonctions drain-source, grille-source, drain-grille et grille-drain.

Date	18 févr. 2016
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Ammar B. Kouki (Directeur(-trice)) & Fadhel Ghannouchi (Codirecteur(-trice))