РАДИОЭЛЕКТРОНИКА

Теплоэлектрическая модель гетеропереходного биполярного транзистора с учетом падения напряжения на сопротивлении токоведущей металлизации

1,2Сергеев В.А., 1Ходаков А.М.
1Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Ульяновский филиал, http://www.ulireran.ru/
Ульяновск 432071, Российская Федерация
2Ульяновский государственный технический университет, https://www.ulstu.ru/
Ульяновск 432027, Российская Федерация
E-mail: sva@ulstu.ru, hod22am@mail.ru

Поступила 18.05 2022, рецензирована 25.05 2022, принята 31.05.2022

Аннотация: Разработана 3D теплоэлектрическая модель для расчета температурного поля в гребенчатой структуре гетеропереходного биполярного транзистора, сформированной на поверхности прямоугольного полупроводникового кристалла с длиной эмиттерных дорожек металлизации, сопоставимых с размерами кристалла, с учетом неоднородного распределения плотности тока под эмиттерными дорожками из-за падения напряжения на сопротивлении токоведущей металлизации. В основе модели лежит решение уравнения теплопроводности совместно с системой уравнений для распределения потенциала по металлизации эмиттерной дорожки и плотности тока под дорожкой в программной среде COMSOL Multiphysics. Показано, что в результате совместного действия падения напряжения на сопротивлениях эмиттерных дорожек, неоднородности поля температур в кристалле с ограниченными размерами и сильной зависимости плотности эмиттерного тока от температуры распределения температуры и плотности тока вдоль эмиттерных дорожек меняют характер: из монотонно и слабо спадающих от начала дорожки к концу в изотермическом приближении эти распределения становятся немонотонными и существенно неоднородными. При этом максимум плотности тока и температуры с увеличением рабочего тока смещается от начала к центру дорожек. Установлено также, что при неизменных размерах кристалла увеличение длины дорожек приводит к некоторому снижению коэффициента неоднородности распределения температуры.

Ключевые слова:: гетеропереходный биполярный транзистор, плотность тока, температура, неоднородность

УДК 621.382.029

РЭНСИТ, 2022, 14(2):103-110 DOI: 10.17725/rensit.2022.14.103.

Полнотекстовая электронная версия статьи – на вебсайтах http://elibrary.ru и http://rensit.ru/vypuski/article/444/14(2)103-110.pdf