Parasitic effects characterization in GaN HEMTs : development of 3ω measurement bench

Caractérisation des effets parasites dans les HEMTs GaN : développement d'un banc de mesure 3ω

Mustafa Avcu (1)

1 XLIM - XLIM

This report is devoted to the development of a new measurement bench for thermal impedance characterization of GaN HEMTs. This measurement test set uses the so-called « 3ω » technique, which consists to measure the electrical signal at third harmonic real image of the thermal magnitude variations of the device. A sweep in function of the excitation frequency allows extracting of the thermal impedance. The measurement results have been validated by electrical simulation. Other complementary studies were performed to identify the trapping effects using different methods to extract the traps signature. The realization of nonlinear models is presented for AlGaN HEMT / GaN and InAIN / GaN to the power amplification applications in frequency bands X and K.

Ce document porte sur le développement d’un nouveau banc de mesure pour la caractérisation de l’impédance thermique des HEMTs GaN. Le banc développé repose sur la méthode dite « 3ω » qui consiste à mesurer l’harmonique 3 d’un signal électrique véritable image des variations thermiques du composant. Un balayage en fonction de la fréquence d’excitation conduit à l’extraction de l’impédance thermique. Les résultats de mesures ont été validés par les simulations électriques. Des études complémentaires ont été réalisées pour l’identification des effets de pièges en utilisant différentes méthodes permettant l’extraction de la signature des pièges. La réalisation des modèles non-linéaires est présentée pour les transistors HEMT AlGaN/GaN et InAIN/GaN pour des applications d’amplificateur de puissance dans les bandes de fréquences X et K.

Mots clés: 3ω method; Thermal impedance; HEMT; AlGaN/GaN; InAlN/GaN

Mots clés: Méthode 3ω; Impédance thermique; HEMT; AlGaN/GaN; InAlN/GaN

Domaines: Electronique

Mustafa Avcu. Caractérisation des effets parasites dans les HEMTs GaN : développement d'un banc de mesure 3ω. Electronique. Université de Limoges, 2014. Français. ⟨NNT : 2014LIMO0048⟩. ⟨tel-01137882⟩