Ein elektrothermisches Heterobipolar-Transistormodell zur Schaltungssimulation

Die vorliegende Arbeit beschreibt, für den Schaltungsentwickler verständlich, den Aufbau und die Funktionsweise von Gallium-Arsenid Heterobipolartransistoren. Es werden analytische Parameterextraktionsmethoden vorgestellt, die es erlauben das elektrothermische Verhalten des Bauelements zu charakterisieren. Das hier beschriebene Transistormodell ist geeignet für die Kleinsignal- und Großsignalanalyse, für Zuverlässigkeitsuntersuchungen, Layoutoptimierung, sowie zur Optimierung von Leistungstransitorzellen. Die Verifikation des Modells wird an drei Beispielen durchgeführt. Ein direkt gekoppelter Breitbandverstärker (Bandbreite 10 GHz) dient zur Verifikation des Kleinsignalverhaltens. Ein Spannungsgesteuerter Oszillator dient als Testobjekt für das Großsignalverhalten (Zeitbereich und Frequenzbereich). Anhand einer Leistungstransistorzelle werden die elektrothermischen Simulationsmöglichkeiten aufgezeigt. Hier wird mit Hilfe gewichteter Emitterballastwiderstände die Stromverteilung und di e Temperaturverteilung im Transistor optimiert.