TY - THES A1 - Luo, Peng T1 - GaN HEMT modeling including trapping effects based on Chalmers model and pulsed S-parameter measurements T1 - GaN-HEMT-Modellierung unter Einschluss von Trapping-Effekten basierend auf dem Chalmers-Modell und gepulsten S-Parameter-Messungen N2 - Although GaN HEMTs are regarded as one of the most promising RF power transistor technologies thanks to their high-voltage high-speed characteristics, they are still known to be prone to trapping effects, which hamper achievable output power and linearity. Hence, accurately and efficiently modeling the trapping effects is crucial in nonlinear large-signal modeling for GaN HEMTs. This work proposes a trap model based on an industry standard large-signal model, named Chalmers model. Instead of a complex nonlinear trap description, only four constant parameters of the proposed trap model need to be determined to accurately describe the significant impacts of the trapping effects, e.g., drain-source current slump, typical kink observed in pulsed I/V characteristics, and degradation of the output power. Moreover, the extraction procedure of the trap model parameters is based on pulsed S-parameter measurements, which allow to freeze traps and isolate the trapping effects from self-heating. The model validity is tested through small- and large-signal model verification procedures. Particularly, it is shown that the use of this trap model enables a dramatical improvement of the large-signal simulation results. N2 - Obwohl GaN HEMTs wegen ihrer hohen Durchbruchspannungen und ihrer hohen Driftsättigungsgeschwindigkeit als eine der vielversprechendsten HF-Leistungstransistortechnologien angesehen werden, ist bekannt, dass sie anfällig für Trapping-Effekte sind. Diese verschlechtern die erzielbare Ausgangsleistung und die Linearität. Folglich ist die genaue und umfassende Modellierung dieser Trapping-Effekte entscheidend für ein gutes nichtlineares Großsignalmodell der GaN HEMTs. In dieser Arbeit wird ein Trap-Modell vorgestellt, das auf dem Chalmers Modell beruht, einem allgemein in kommerzieller Entwurfssoftware verfügbaren Großsignalmodell für Transistoren. Anstelle einer komplizierten nichtlinearen Trap-Modellierung müssen im von mir vorgeschlagenen Modell nur vier Parameter zur Beschreibung der wesentlichen Trap-Wirkungen bestimmt werden. Trap-Wirkungen sind hier Drain-Source-Strom-Abfall, Abknicken der gepulst gemessenen Ausgangskennlinie und Verschlechterung der Ausgangsleistung. Die Extraktion der Trap-Modell-Parameter stützt sich auf gepulst gemessene S-Parameter. Dadurch wird der Trap-Zustand bei der Messung eingefroren und Selbsterwärmung vermieden. Die Gültigkeit des Modells wird anhand von Klein- und Großsignalmessungen überprüft. Speziell wird hier gezeigt, dass durch die Verwendung meines Trap-Modells die Großsignal-Simulationsergebnisse deutlich verbessert werden. KW - GaN HEMTmodeling KW - Trapping effect modeling KW - Drain-lag effect KW - GaN HEMT Modellierung KW - Trapping-Effekt Modellierung KW - Drain-Lag Effekt KW - Galliumnitrid KW - HEMT KW - Großsignalverhalten Y1 - 2018 UR - https://opus4.kobv.de/opus4-btu/frontdoor/index/index/docId/4598 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-45981 ER -