Analisi delle prestazioni di rumore di HEMT per microonde al variare della temperatura e della polarizzazione mediante modellistica

Lo studio delle prestazioni dei componenti a basso rumore nel campo delle microonde è di fondamentale importanza per tutte quelle applicazioni nel settore delle telecomunicazioni via satellite che rappresentano la realtà tecnologica più attuale.
Questi componenti sono ormai dichiaratamente i transistori ad alta mobilità elettronica (HEMT, High Electron Mobility Transistor) in versione GaAs (o InP) o pseudomorfica (p-HEMT) poiché offrono eccellenti prestazioni in termini di cifra di rumore, guadagno e limiti di risposta in frequenza che ne rendono possibile l’uso fino al campo delle onde millimetriche con ottimo rendimento.
Per quanto riguarda la descrizione accurata del comportamento di questi dispositivi a temperatura ambiente di 20 °C , molto è già noto dalla letteratura scientifica esistente a riguardo, mentre mancano quasi del tutto studi completi sulle prestazioni dei parametri di rumore al variare della temperatura di lavoro.
La stessa osservazione può essere fatta riguardo alle condizioni di polarizzazione, soprattutto in termini di corrente di drain (e cioè di tensione applicata sul gate) che rappresenta il parametro più influente sulle prestazioni del componente.
Pertanto, utilizzando i risultati sperimentali ottenuti nel Laboratorio di Elettronica delle Microonde (L.E.M.) di questa Università a seguito della caratterizzazione di diverse serie di HEMT, si è effettuata l’analisi delle prestazioni di rumore offerte da questi dispositivi al variare della temperatura (v. Cap. 3) e della polarizzazione (v. Cap. 4).
Tale analisi è stata condotta con il supporto essenziale di una adeguata modellizzazione “rumorosa” degli HEMT in precedenza caratterizzati che ha consentito un’indagine avente carattere previsionale basata su un metodo di determinazione semplificata dei parametri di rumore di questi dispositivi (illustrato nel Cap. 2).
Nella presente tesi vengono illustrati i dettagli delle procedure seguite ed i relativi risultati ottenuti che, in parte, sono stati oggetto di una pubblicazione presentata al congresso internazionale 18th International Semiconductor Conference (CAS ’95) svoltosi a Sinaia, Romania (11-14 Ottobre 1995) il cui testo è riportato in lingua originale nell’Appendice B.