了解GaN器件热分析
您的工作是否涉及有源/无源微电子电路和设计?如果涉及，您可能非常了解高温会对这些器件产生哪些不利影响。高工作温度会导致性能下降，服务寿命缩短。因此，工程师应始终考虑热因素的影响，以消除器件设计中的潜在问题。
在人们眼中，氮化镓 (gan) 仍然是一种相对较新的半导体技术。因为性能出色，它被越来越多地用于以前主要采用传统技术的市场领域。gan 超越现有技术的一个领域是热管理。简而言之，gan 比其他半导体技术“更能散热”。
这篇博客文章和视频名为“了解 gan 热分析”，就如何采用 gan 实现合理的热设计提供一些实用技巧。
如何确定 gan 的可靠性
对于半导体的可靠性，部分是通过估算器件的最高信道温度 (tch,max)，进而估算器件的生命周期来确定的。这些数值是通过测量热阻、功耗和热传递，并据此建模来获取的。
您将会了解：
gan 的可靠性和热阻
计算器件的功耗
估算器件的信道温度和使用寿命
红外 (ir) 显微镜使用广泛，通过寻找半导体器件中的热点来确定故障位置。但是，空间分辨率限制、反射面成像困难和芯片的表面结构(空气桥)限制了红外成像在测量 gan 信道温度时的作用。此外，即使通过红外测试获得了完全准确的数值，但实际的最高信道温度实际上是器件栅级下方某个位置的值。
尽管使用红外技术存在局限性，它仍然是测量器件温度的常用技术。qorvo 除了红外成像外，还采取了几个额外的步骤来准确确定 gan tch,max。我们将 3d 热模型(也称为有限元分析 (fea))技术与显微拉曼热成像技术结合起来使用，然后将得出的结果与 rf 测试和红外成像结果比较。采用这个组合数据集，我们为封装器件开发了一个 fea 模型，以提供准确的 tch,max 值。
确定器件的最大 tch 和 fea 可靠性估值的两个主要步骤
(1) 找到器件的红外表面 tch
首先，必须确定器件的基本温度。
无论该器件是裸片形式或封装形式，基本温度的测量方式都相同，一般是使用热电偶测量。
一旦基本温度确定，下一步就是计算功耗。
使用 qorvo 的在线 pae/pdiss/tj 计算器，帮助确定您的器件功耗。
您也可以使用这个计算器来确定最高信道温度。
(2) 确定 fea 器件的平均无故障时间
如之前所述，gan 器件的实际最大 tch 通常是器件栅级下方表面下的温度，具体请参见 gan 器件信道温度、热阻和可靠性估值。
在已知红外表面温度值的情况下，您可以使用 fea 模型温度估值与红外估值图表(如下所示)来确定 fea 模型的 tch 和 gan 器件生命周期估值。
然后使用 fea 模型的 tch 值和 qorvo gan 器件的可靠性图表来确定生命周期预测。
我们建议您观看视频教程短片“了解 gan 热分析”，查看应用笔记 gan 器件信道温度、热阻和可靠性估值，以便更详细地了解这个主题。
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尽管使用红外技术存在局限性，它仍然是测量器件温度的常用技术。qorvo 除了红外成像外，还采取了几个额外的步骤来准确确定 gan tch,max。我们将 3d 热模型(也称为有限元分析 (fea))技术与显微拉曼热成像技术结合起来使用，然后将得出的结果与 rf 测试和红外成像结果比较。采用这个组合数据集，我们为封装器件开发了一个 fea 模型，以提供准确的 tch,max 值。
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(1) 找到器件的红外表面 tch
首先，必须确定器件的基本温度。
无论该器件是裸片形式或封装形式，基本温度的测量方式都相同，一般是使用热电偶测量。
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使用 qorvo 的在线 pae/pdiss/tj 计算器，帮助确定您的器件功耗。
您也可以使用这个计算器来确定最高信道温度。
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然后使用 fea 模型的 tch 值和 qorvo gan 器件的可靠性图表来确定生命周期预测。
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