Skip navigation
Please use this identifier to cite or link to this item: https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/39852
Title: Нитрид-галлиевый транзистор с высокой подвижностью электронов с эффективной системой теплоотвода на основе графена
Other Titles: Gallium nitride high electron mobility transistor with an effective graphene-based heat removal system
Authors: Волчёк, В. С.
Ловшенко, И. Ю.
Шандарович, В. Т.
Дао Динь Ха.
Keywords: доклады БГУИР;проектирование;высокочастотный транзистор;гетероструктура;полупроводник;design;high-frequency transistor;heterostructure;semiconductor
Issue Date: 2020
Publisher: БГУИР
Citation: Нитрид-галлиевый транзистор с высокой подвижностью электронов с эффективной системой теплоотвода на основе графена / Волчёк В. С. [и др.] // Доклады БГУИР. – 2020. – № 18 (3). – С. 72–80. – DOI : http://dx.doi.org/10.35596/1729-7648-2020-18-3-72-80.
Abstract: Эффект саморазогрева представляет собой основную проблему для мощных электронных, оптоэлектронных и фотонных приборов на основе нитрида галлия. Среднее увеличение температуры и чрезвычайно неравномерное распределение рассеиваемой мощности в структуре транзистора с высокой подвижностью электронов на основе нитрида галлия, следствием чего является образование области с очень высокой температурой в окрестности проводящего канала, приводит к деградации тока стока, выходной мощности, коэффициента усиления и ухудшению надежности прибора. Цель работы – разработка конструкции с помощью численного моделирования и исследование особенностей тепловых процессов, протекающих в структуре транзистора с высокой подвижностью электронов на основе нитрида галлия с системой теплоотвода на основе графена. Объектом исследования являются структуры, созданные на подложках сапфира, кремния и карбида кремния. Предметом исследования являются электрические, частотные и тепловые характеристики транзистора с высокой подвижностью электронов на основе нитрида галлия с системой теплоотвода на основе графена. Результаты расчетов показывают эффективность внедрения в конструкцию транзистора с высокой подвижностью электронов графенового теплоотводящего элемента, позволяющего уменьшить влияние эффекта саморазогрева и улучшить эксплуатационные характеристики прибора. Преимущество предлагаемой концепции состоит в том, что теплоотводящий элемент на основе графена конструктивно соединен с теплопоглощающим элементом и предназначен для отведения тепла непосредственно от области максимальной температуры. Полученные результаты могут быть использованы предприятиями электронной промышленности Республики Беларусь при создании элементной базы силовой электроники на основе нитрида галлия.
Alternative abstract: The self-heating effect is a major problem for gallium nitride electronic, optoelectronic and photonic devices. Average temperature increase and non-uniform distribution of dissipated power in the gallium nitride high electron mobility transistor lead to the forming of a hot spot in the vicinity of the conducting channel and to degradation of the drain current, output power and gain, as well as poor reliability. The purpose of this work is to develop the design using numerical simulation and to study the thermal phenomena that occur in the gallium nitride high-electron mobility transistor with a graphene-based heat removal system. The objects of the research are the structures fabricated on sapphire, silicon and silicon carbide substrates. The subject of the research is the electrical, frequency and thermal characteristics of the gallium nitride high-electron mobility transistor with a graphene-based heat removal system. The calculation results show that the integration of a graphene-based heat removal element into the design of the high electron mobility transistor can effectively mitigate the self-heating effect and thus improve the device performance. The advantage of the proposed concept is that the graphene-based heat removal element is structurally connected with a heat sink and aims at removing heat immediately from the maximum temperature region, providing an additional heat escape channel. The obtained results can be used by the electronics industry of the Republic of Belarus for developing the hardware components of gallium nitride power electronics.
URI: https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/39852
Appears in Collections:№ 18(3)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Volchek_Nitrid_galliyeviy.pdf728.6 kBAdobe PDFView/Open
Show full item record


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.