بررسی مشخصه‌های الکتریکی AlGaN/GaN-HEMT با واردکردن لایه P در لایه سد در دو سمت سورس و درین
محورهای موضوعی : مهندسی برق و کامپیوتر
سیدمحمد رضوی
1
,
سیدحمید ظهیری
2
,
سیدابراهیم حسینی
3
1 - دانشگاه نیشابور
2 - دانشگاه بیرجند
3 - دانشگاه فردوسی مشهد
کلید واژه: HEMT خازن گیت هدایت انتقالی میدان الکتریکی هدایت خروجی ولتاژ شکست,
چکیده مقاله :
در این مقاله، یک ترانزیستور HEMT گالیم نیترایدی با یک لایه نیمه‌هادی نوع P در لایه سد در هر دو سمت سورس و درین (SD-PL) مورد بررسی قرار می‌گیرد. مهم‌ترین پارامترهای الکتریکی این ترانزیستور را مانند خازن گیت- سورس، خازن گیت- درین، هدایت انتقالی، فرکانس قطع، میدان الکتریکی افقی، ولتاژ شکست، هدایت خروجی و جریان درین اشباع به وسیله نرم‌افزار دوبعدی اطلس شبیه‌سازی می‌کنیم. نتایج شبیه‌سازی شده در ساختار پیشنهادی با دو ساختار دیگر با لایه P در سمت سورس (SD-PL) و لایه P در سمت درین (D-PL) و ساختار مرسوم مقایسه می‌شوند. مطابق نتایج به دست آمده، ساختار پیشنهادی باعث بهبود خازن گیت- سورس، ماکسیمم هدایت انتقالی، فرکانس قطع و هدایت خروجی در مقایسه با ساختار D-PL می‌گردد. همچنین این ساختار جدید باعث کاهش ماکسیمم میدان الکتریکی در گوشه گیت سمت درین شده و در نتیجه، ولتاژ شکست را به میزان قابل ملاحظه‌ای در مقایسه با ساختار مرسوم افزایش می‌دهد. افزایش طول (LP) و ضخامت (TP) لایه P در ساختارهای SD-PL و S-PL باعث بهبود ولتاژ شکست، خازن گیت- سورس، خازن گیت- درین و هدایت خروجی خواهد شد.
In this work, novel gallium-nitride (GaN) high electron mobility transistor (HEMT) with a p-layer in the barrier at source and drain sides (SD-PL) is reported. Important parameters such as gate-source and gate-drain capacitances, maximum DC trans-conductance (gm), cut off frequency (fT), maximum lateral electric field, breakdown voltage, DC output conductance (go) and saturated drain current of the proposed structure are studied in details using two-dimensional and two-carrier device simulations. The simulation results of the proposed structure are compared with those of the source side p-layer in the barrier (S-PL), drain side p-layer in the barrier (D-PL) and conventional structures. According to the extracted results, the proposed structure improves the gate-source capacitance, maximum gm, cut off frequency and go compared to the D-PL structure. Also this new structure reduces the peak electric field at the gate corner near the drain and consequently increases the breakdown voltage significantly in comparison with the conventional structure. Increasing p-layer length (LP) and thickness (TP) in the SD-PL and S-PL structures, improves the breakdown voltage, gate-source capacitance, gate-drain capacitance and go.