Электротепловое моделирование приборов на основе GaN с использованием нейронных сетей

В статье представлен эффективный подход к электротепловому моделированию приборов на основе GaN с использованием искусственных нейронных сетей (ИНС). Предлагаемый метод основан на разложении нелинейности прибора на внутреннюю нелинейность, обусловленную эффектами захвата носителей, и термически обусловленную нелинейность, которые могут моделироваться с помощью ИНС низкого порядка. Затем модели ИНС объединяются в физически обоснованной эквивалентной схеме для точного моделирования транзистора. Для определения оптимальных значений весов моделей ИНС реализована процедура обучения на основе генетического алгоритма (ГА). Предлагаемый подход использован для разработки крупносигнальной модели нитрида-галлия (GaN) транзистора с высокой подвижностью электронов (HEMT) и шириной затвора 1 мм. Модель реализована в системе Advanced Design System (ADS) и проверена по результатам импульсных и непрерывных измерений в малосигнальном и крупносигнальном режимах. Результаты моделирования показали очень хорошее согласие с измерениями, подтвердив корректность разработанной методики динамического электротеплового моделирования активных приборов.