GaN HEMT transistors characterization for non–linear modelling

• Main Author: Gonçalves, Cristiano Ferreira
• Publication Date: 2016
• Format: Master thesis
• Language: eng
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10773/21677
• topic: Engenharia electrónica e telecomunicações; Amplificadores de potência; Transístores; Redes de telecomunicações

Ultimamente, as redes de telecomunicações móveis estão a exigir cada vez maiores taxas de transferência de informação. Com este aumento, embora sejam usados códigos poderosos, também aumenta a largura de banda dos sinais a transmitir, bem como a sua frequência. A maior frequência de operação, bem como a procura por sistemas mais eficientes, tem exigido progressos no que toca aos transístores utilizados nos amplificadores de potência de radio frequência (RF), uma vez que estes são componentes dominantes no rendimento de uma estação base de telecomunicações. Com esta evolução, surgem novas tecnologias de transístores, como os GaN HEMT (do inglês, Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor). Para conseguir prever e corrigir certos efeitos dispersivos que afetam estas novas tecnologias e para obter o amplificador mais eficiente para cada transístor usado, os projetistas de amplificadores necessitam cada vez mais de um modelo que reproduza fielmente o comportamento do dispositivo. Durante este trabalho foi desenvolvido um sistema capaz de efetuar medidas pulsadas e de elevada exatidão a transístores, para que estes não sejam afetados, durante as medidas, por fenómenos de sobreaquecimento ou outro tipo de fenómenos dispersivos mais complexos presentes em algumas tecnologias. Desta forma, será possível caracterizar estes transístores para um estado pré determinado não só de temperatura, mas de todos os fenómenos presentes. Ao longo do trabalho vai ser demostrado o projeto e a construção deste sistema, incluindo a parte de potência que será o principal foco do trabalho. Foi assim possível efetuar medidas pulsadas DC-IV e de parâmetros S (do inglês, Scattering) pulsados para vários pontos de polarização. Estas últimas foram conseguidas á custa da realização de um kit de calibração TRL. O interface gráfico com o sistema foi feito em Matlab, o que torna o sistema mais fácil de operar. Com as medidas resultantes pôde ser obtida uma primeira análise acerca da eficiência, ganho e potência máxima entregue pelo dispositivo. Mais tarde, com as mesmas medidas pôde ser obtido um modelo não linear completo do dispositivo, facilitando assim o projeto de amplificadores.