Identification de la capacité thermique aux temps courts des transistors de puissances Applications: Mesures PA Pieter Vanyzere Responsables: Thomas Zimmer.

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1 Identification de la capacité thermique aux temps courts des transistors de puissances Applications: Mesures PA Pieter Vanyzere Responsables: Thomas Zimmer Pierre-Yvan Sulima

2 Les transistors bipôlaires à hétérojonction (TBH) Dispositif électronique à base de semi-conducteur Son principe de fonctionnement est basé sur 2 jonction PN, une en direct et une en inverse La polarisation de la jonction PN inverse par un faible courant va permettre de « commander » un courant beaucoup plus intéressant, c’est la principe de l’amplification de courant La découverte du transistor a permis la miniaturisation des montage électronique Introduction

3 Où est-ce que l’on trouve le transistor sur le wafer ? Introduction

4 Détails des motifs sur le wafer Introduction

5 Appareils utilisés pour les mesures Les Appareils

6 La station avec IC-CAP Les Appareils

7 La source modulaire de tension et de courant HP4155 Les Appareils

8 Le générateur d’impulsion Agilent 33220A Les Appareils

9 L’oscilloscope Lecroy Wave pro 960 Les Appareils

10 Le banc de mesure Karl Suss PA200 Les Appareils

11 Le régulateur de température (-65°C à +200°C) Les Appareils

12 Les appareils sont pilotés avec la même station Ca marche avec une connexion GPIB C’est un logiciel avec des possibilités de simulations et de calculs mathématiques Le logiciel IC-CAP

13 Avec IC-CAP (continu) Avec le générateur et l’oscilloscope (pulsé) Méthode de mesure

14 Avec IC-CAP (continu) SMU1 et SMU2 sont les deux sources de tension/courant du HP4155 Piloté par IC-CAP Méthode de mesure

15 Avec le générateur et l’oscilloscope (pulsé) SMU1 est l’oscilloscope (pour la tension Vbe) et SMU1 et aussi connecté avec la source pour la courant Ib. SMU2 et le générateur qui envoyé la pulse sur Vce (par exemple entre 1V et 3V) Méthode de mesure

16 Mesurer avec IC-CAP Extraire les valeurs avec un programme sous Excel pour les différentes valeurs de température Interpolé des ligne entre deux point connu Fixé Vce et Vbe et déterminé la courant Ic Détermination de la température de jonction Détermination de la valeur Rth (avec la formule Rth = (Tj-Ti)/ ∆Pdiss ) La détermination de Rth

17 Les valeurs mesurés par IC-CAP Exemple: T=300K Ib= 16µA La détermination de Rth

18 Interpolé des ligne entre deux point connu Fixé Vce et Vbe et déterminé la courant Ic Détermination de la température de jonction La détermination de Rth Extraire T, Vce, Ic Fixé Vbe

19 Détermination de la valeur Rth (avec la formule Tj = Ti + (Pj-P 0 ).R th et => R th = (Tj-Ti) / Pdiss ) Ib est toujours fixé! La détermination de Rth

20 L’effet de l’auto échauffement (mesuré avec l’oscilloscope) Vce et Vbe on fonction de temp La détermination de Cth

21 L’effet de l’auto échauffement (Calculé avec Excel) Vbe on fonction de Tj La détermination de Cth

22 Tj = Rth.Pdis (1-e ^(- t/ τ)) τ = R th. C th Cth = τ / Rth Rth et Cth dois être très petit Si le valeur τi est très petit c’est très bien pour la fréquence et la réaction de la transistor La détermination de Cth

23 Le but est le détermination de la valeur Rth et Cth et de connaissance que la transistors va marché dans la téléphone mobile, ou les autres applications a le fréquence qui est nécessaire STmicroelectronics doit connais que les transistors sont bonnes pour leur a œuvres ou pas A la méthode de mesure avec le générateur et l’oscilloscope pour PA3(24 émetteurs) et + il y a t’une problème d’impédance, le pulse envoyé par le générateur n’est pas bon on a besoin d’un réseaux d’adaptation pour mesuré ca Conclusion