通过热分析了解它——GaN

了解GaN热的分析，首先我们先来了解一下Qorvo如何确定GaN的热可靠性，红外摄像机不会告诉你GaN晶体管的实际峰值温度，红外图像只是测量器件的表面温度。但是，器件实际的峰值温度却在GaN的外延层表面下，此外，GaN栅级的长度一般只有0.25或0.15微米，而红外摄像机支持的分辨率只有3-5微米水平。

Qorvo通过构建3D热模型或有限元分析（也称为FEA），来确定通道温度，并采用显微拉慢热成像的技术得到实证测量结果进行比较，然后通过射频测试和红外成像进行验证，由于在产品的FEA模型中，最大的不确定性来自裸片贴装。

因此Qorvo进行了大量测试，冰雨基准值比较，由此确定才用给定封装的裸片贴装特性。我们才用这种组合方法为封装部件建立FEA模型。通过该模型，准确估测给定工作条件下的最高通道温度，将估测值与基于实测显微拉慢数据的GaN期间可靠性表进行对比，另外三个热考量因素是背面温度裸片或产品贴装，以及PC版设计。封装产品的热参考面为封装的背面，对于耽搁裸片，我们假设它是利用金锡焊片贴装在铜钼载体板上。

裸片的固定温度热参考面是承版的背面，产品贴装方法和PC板设计的详细信息，请参考数据手册、应用笔记或咨询本地应用工程师。PC板设计详细信息，请下载Gerber布局文件，可以在器件面页的文档选项卡下找到。

这种方法能够尽可能按原样复制评估板，尤其是占地布局，利用QPD1022数据手册。我们先来确定IR表面通道温度，我们将该数据用语连续波应用，已确定红外表面通道温度。我们需要了解器件外壳或Tbase温度和功耗。

对于连续波应用，数据手册上显示了背面温度为85度时的热性能。如果您需要测量基底温度，请测量器件的背面。测量时，使用热电偶可能会有所帮助。我们将使用的功耗为7.6W，如果数据手册中没有给出功耗，则使用Qorvo设计中心提供的计算器进行计算，在连续波功耗为7.6W，背面温度为85度时，请按照表上方的图进行计算，红外表面通道温度为132度，使用同样的图来计算具体应用的红外表面通道温度。

现在，我们来计算GaN器件的平均无故障时间，因为GaN器件的实际通道温度，会唱过红外表面通道温度值，我们使用FEA模型数据来计算平均无故障时间，以确定FEA模型的通道温度和器件的平均无故障时间，您可能需要查阅应用笔记，请点击数据手册中的链接查看。使用应用笔记中的图6来计算FEA模型的问道估测值，红外表面温度132度，基底温度85度，相当于FEA模型的最大通道温度155度。最后，使用图5，注意，在这一步，您需要链接GaN工艺技术QPD1022是GaN25，其通道温度为155度，FEA平均无故障时间为10亿小时，如果您的应用在20%占空比下提供脉冲信号，那么您的FEA平均无故障时间为50亿小时。

总结一下，要准确确定GaN FEA器件的平均无故障时间，必须确定IR表面通道温度，然后按应用笔记所述，确定Qorvo GaN器件的可靠性，访问Qorvo设计中心，查看工具、电子书和博文。我们为您解决最棘手的RF挑战。