УДК 621.382.088
Теплоэлектрические процессы в
гетеропереходном светоизлучающем диоде при воздействии на
него мощного импульсного СВЧ излучения
А. М. Ходаков, В. А. Сергеев, А.
А. Гавриков
Ульяновский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН, 432071, Ульяновск, ул. Гончарова,
д. 48/2
Статья поступила в редакцию 22
марта 2017 г.
Аннотация. Представлена теплоэлектрическая модель теплового поражения
гетеропереходного светодиода мощным СВЧ электромагнитным импульсом, с учетом нелинейных
температурных зависимостей плотности тепловой мощности и теплофизических
характеристик материалов структуры. Приводится рассчитанная по разработанной модели зависимость мощности теплового
поражения полупроводниковой структуры от длительности воздействующего импульса
для различных типов гетероструктур светоизлучающих диодов.
Ключевые слова: импульс СВЧ излучения, тепловое
поражение, мощность теплового поражения, температура.
Abstract. One of the possible causes of
failures of heterojunction light-emitting diodes under the influence of
powerful microwave electromagnetic radiation are thermal processes that occur
in a LED’s heterojunction structure. A mathematical thermoelectric model of thermal damage of a heterojunction
LED was
developed in order to investigate the dependence of catastrophic failure of
heterojunction LEDs with maximum power of microwave radiation pulse Pk on its length τk. The mathematical description of the
model is the joint solution of time-dependent equations of electric and heat
conductivity with temperature-dependent thermo-physical and electrical
characteristics of the elements of the device structure and bulk density of
thermal power. Three LED heating phases corresponding to sequential regimes of
work and different external conditions were considered: the LED structure heat
in the operation mode until the temperature reaches a steady value; thermal
heating of the structure by means of incoming operating electric power of the
device and power of electromagnetic radiation; and then melting of its
structure. Calculation studies were carried out for AlGaAs/GaAs and InGaN/GaN
structures of high-power LEDs on 6H-SiC and Si substrates. Resulting graph calculated from the
represented model contains a part of adiabatic heating with heating pulses
lengths much less than characteristic time of heat diffusion in the semiconductor structure of
the LED and a part of gradual output to the quasistatic heating mode with a
minimum striking power. The obtained results were compared with results
calculated using the generic Wunsch-Bell model.
Key words: impulse of
microwave radiation; thermal damage; thermal damage power, temperature.
Ссылка на статью:
А.М.Ходаков, В.А.Сергеев,
АА.Гавриков. Теплоэлектрические процессы в гетеропереходном светоизлучающем
диоде при воздействии на него мощного импульсного СВЧ
излучения. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2017. №3. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/mar17/6/text.pdf