Modélisation électrothermique de transistors MESFET SiC et ...

Chapitre I LES AMPLIFICATEURS DE PUISSANCE A L’ETAT SOLIDE (SSPA)
L’équipe de recherche de Charles Weitzel [34] en association avec John W. Palmour
de Cree Research a réussi à améliorer les performances hyperfréquences et en puissance des
transistors MESFET 4H-SiC à substrat conducteur. Les efforts apportés en vue d’améliorer
les performances de ces transistors reposent essentiellement sur la nécessité de réaliser des
cristaux à haute pureté avec une distribution homogène d’impuretés et d’un degré élevé de
perfection structurale. En effet, le Carbure de Silicium est souvent très mal contrôlé du point
de vue des défauts structuraux ou ponctuels. Ces défauts sont à l’origine d’un phénomène
parasite appelé phénomène de pièges qui dégrade considérablement les performances RF des
dispositifs SiC.
K.E. More [35], présente dans un article, un transistor MESFET 4H-SiC à substrat
conducteur mais avec des procédés technologiques différents. Il a été caractérisé en faible et
fort signal. Ce transistor présente une densité de courant maximale de 225 mA/mm pour une
tension VDS = 25 V. La fréquence maximale d’oscillation est de 16 GHz, cette fréquence est
limitée par l’utilisation d’un substrat conducteur.
La figure I-15 représente les performances RF en puissance de ce transistor pour un
fonctionnement en classe A. Une puissance de sortie maximale de 30.5 dBm (3.3 W/mm)
associée à une compression de gain de 3 dB est obtenue et un rendement en puissance ajoutée
maximal de 38.4% associé à une puissance de sortie de 30.2 dBm (3.1 W/mm) a été mesuré.
Figure I-15 : Caractéristiques en puissance d’un transistor MESFET SiC [35]
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