Non-linear modeling for low and high power microwave transistors

Rafael-Valdivia, Guillermo; Su, Zhiguo

doi:10.1109/eumc.2016.7824476

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“…Es importante indicar que dicho circuito representa el equivalente intrínseco y que los elementos extrínsecos (resistencias, inductancias y capacitancias parásitas) no han sido dibujados por simplicidad, pero sus valores (extraídos en la primera sección) han sido considerados a la hora de hacer las medidas para poder obtener los voltajes y corrientes intrínsecos del transistor. En el circuito equivalente no lineal de la Figura 4 [11] se observa la presencia de una red RC multipolo tanto en el drenador como en la compuerta. Estas han sido diseñadas para separar los componentes estáticos y dinámicos del sistema.…”

Section: B Método De Extracción De Modelo Lineal Y No Linealunclassified

“…Los valores obtenidos a partir del modelo propuesto en ADS coinciden con los valores obtenidos de las medidas de VNA, lo que revela la coherencia del modelo. Además, haciendo un barrido en potencia se puede demostrar que dicho modelo es capaz de predecir no solamente la componente fundamental sino también las componentes de intermodulación, [11] tal como se muestra en la Figura 9. Con el objetivo de demostrar la coherencia física del modelo propuesto, se procedió a modelar y extraer la movilidad electrónica del transistor.…”

Section: Método De Diseño De Amplificador De Potenciaunclassified

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Modelo compacto con capacidad de predicción de parámetros físicos para amplificadores de RF

Rafael-Valdivia

2019

Rev. Fac. Ing.

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En el presente trabajo se ha presentado un análisis de transistores de efecto de campo usando fuentes de voltaje pulsadas. Se han realizado medidas de microondas en dispositivos de tecnología HEMT’s y LDMOS poniendo en evidencia la diferencia entre el comportamiento estático y dinámico de dichos dispositivos. En base a las medidas se ha realizado un procesamiento de datos derivando una nueva ecuación con la capacidad de reproducir ambos tipos de comportamiento con elevada precisión y en diferentes puntos de operación. Consecuentemente el trabajo aporta un nuevo modelo basado en un circuito no lineal de cuatro terminales. La relevancia de este modelo es la capacidad de predecir los efectos físicos como la dispersión frecuencial y la movilidad electrónica del dispositivo semiconductor. Esto es importante pues la dispersión frecuencial es uno de los problemas más importantes de los sistemas de comunicación modernos que genera efectos memoria limitando la capacidad de transmitir señales de gran ancho de banda. El hecho de poder predecir la movilidad electrónica y la dispersión frecuencial ayudan al diseñador de circuitos a mejorar su calidad y tiempo de diseño. Además, permite a la industria de fabricación de componentes de RF ahorrar costos de producción pues esta técnica permite predecir el comportamiento de los circuitos antes de implementarlos. La metodología para la obtención del modelo compacto ha sido validada a través de la implementación de un amplificador de potencia en tecnología LDMOS usando la técnica propuesta. El modelo propuesto es abierto puesto que la nueva técnica propuesta se puede implementar en cualquiera de los modelos convencionales usados actualmente en el ámbito industrial y académico.

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Section: B Método De Extracción De Modelo Lineal Y No Linealunclassified

Section: Método De Diseño De Amplificador De Potenciaunclassified

Modelo compacto con capacidad de predicción de parámetros físicos para amplificadores de RF

Rafael-Valdivia

2019

Rev. Fac. Ing.

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“…Tunja-Boyacá, Colombia. L-ISSN: 0121-1129, e-ISSN: 2357-5328, DOI: https://doi.org/10.19053/01211129.v28.n52.2019.9784Otra de estas técnicas se expone en[5], la cual usa como punto de partida las medidas pulsadas indicadas en el modelo anterior, pero extendidas a compuerta y drenador a través de la técnica de los voltajes efectivos. En dicho artículo, la técnica se usó para modelar dispositivos en tecnología GaAs.…”

unclassified

“…L-ISSN: 0121-1129, e-ISSN: 2357-5328, DOI: https://doi.org/10.19053/01211129.v28.n52.2019.9784estar en paralelo con la resistencia antes mencionada. Esta combinación RC implementada con la técnica de voltajes efectivos[8], resulta efectiva para predecir los estados trampa en dispositivos de baja y alta potencia[5]. Para comprobar la eficiencia de este modelo electrotérmico extendido, se simularon las impedancias óptimas y también se llevaron a cabo mediciones con sistemas Load-Pull llegándose a obtener dichas impedancias con precisión.…”

unclassified

Mejoras del proceso de diseño en la industria de transistores de microondas

Rafael-Valdivia

2019

Rev. Fac. Ing.

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Este artículo presenta una técnica para mejorar el proceso de diseño industrial de transistores de microondas, basado en un diseño de experimentos mejorado (DOE) y un modelado electrotérmico (MET) expandido. El diseño de experimentos DOE permitió centrar el diseño a través de variaciones en parámetros específicos, para evitar complejas simulaciones electromagnéticas de acoplamiento mutuo entre los cables dentro del mismo transistor, que generalmente en herramientas CAD convencionales presentan un elevado costo computacional. El modelo electrotérmico mejorado utilizando la técnica de voltajes efectivos posibilitó predecir no solo el autocalentamiento, sino también las impedancias apropiadas para la máxima potencia de salida y la máxima eficiencia del transistor. De esta manera fue posible elegir las condiciones de operación que garantizaran un reducido autocalentamiento, así como las mejores condiciones de potencia, eficiencia y linealidad. Las técnicas presentadas son útiles para la implementación de amplificadores de potencia en los futuros sistemas de comunicación inalámbricos, ya que deben trabajar con potencias elevadas que producen autocalentamiento y con señales de gran ancho de banda. La combinación de ambas técnicas permite la reducción de diseño y tiempo de producción en el ámbito industrial. El diseño de experimento mejorado posibilitó centrar el diseño del transistor para asegurar la obtención de los mejores desempeños del transistor. La caracterización térmica facilitó que el transistor de microondas, implementado en un circuito impreso de potencia, funcionara por debajo de la temperatura máxima permitida, lo que garantiza su vida útil y, en consecuencia, la confiabilidad del sistema de transmisión completo.

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Nonlinear current source model for a GaAs transistor implemented in Verilog-A using pulsed measurements

Fraquet

Rafael-Valdivia

2021

2020 IEEE MTT-S Latin America Microwave Conference (LAMC 2020)

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Non-linear modeling for low and high power microwave transistors

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Modelo compacto con capacidad de predicción de parámetros físicos para amplificadores de RF

Modelo compacto con capacidad de predicción de parámetros físicos para amplificadores de RF

Mejoras del proceso de diseño en la industria de transistores de microondas

Nonlinear current source model for a GaAs transistor implemented in Verilog-A using pulsed measurements

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