Bias Dependence of Non-Fourier Heat Spreading in GaN HEMTs

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作者
Shiyi Yang,Xuesong Chen,Hua Younan,Han-Ling Li,Lan Wei,Bing‐Yang Cao
出处
期刊:IEEE Transactions on Electron Devices [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:70 (2): 409-417 被引量:6
标识
DOI:10.1109/ted.2022.3227894
摘要

In this article, self-heating in gallium nitride (GaN) high-electron-mobility transistors (HEMTs) is studied by combining the technology computer-aided design (TCAD) and phonon Monte Carlo (MC) simulations. The simulation results indicate that the bias-dependent heat generation in the channel can have a remarkable impact on the thermal spreading process and the phonon ballistic effects simultaneously. Based on the two-heat-source model, we propose a two-thermal-conductivity model to predict the device junction temperature with the consideration of bias-dependent phonon transport in the HEMT. The proposed model is easy to be coupled with the finite-element method (FEM)-based thermal analysis without the need for time-consuming multiscale electrothermal simulations.
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