Simulationsunterstützte thermische Analyse einer Galliumarsenid-Feldeffekt-Leistungstransistorbaugruppe

Obwohl Galliumarsenid-Transistoren (GaAs) wegen ihrer Hochfrequenztauglichkeit in zahlreichen Breichen der
Telekommunikation zur Anwendung kommen, bleibt als Nachteil bei ihrem Einsatz in Leistungsverstärkern die
im Vergleich zu Silizium viel kleinere Wärmeleitfähigkeit. Insbesondere die im Pulsbetrieb unvermeidbaren
Temperaturunterschiede innerhalb des Gates führen wegen der Temperaturabhängigkeit der elektrischen
Eigenschaften zu einem zeitlich veränderlichen nichtlinearen Verhalten der Transistoren während eines Pulses.
Die Stärke dieses Phänomens hängt dabei erheblich von montagebedingten Wärmeübergangswiderständen ab.
Mit Hilfe eines an unserem Institut speziell für thermische Untersuchungen elektronischer Baugruppen und
Bauteile entwickelten Simulationsprogramms (TRESCOM II) wird im Rahmen dieses Beitrages gezeigt, wie
eine auf Grund von gegenseitigen Abhängigkeiten komplexe thermische Optimierungsaufgabe mit
vergleichsweise geringem Aufwand gelöst werden kann. Ferner werden Wärmeübergangskoeffizienten durch
Vergleich gemessener und berechneter Ergebnisse bestimmt, sowie die Grenzen und Unsicherheiten des
'Reverse-Modelings' diskutiert.