Geri Dön

A comparative study on analytical modelling of bondwiresfor power amplifier design applications

Güç yükselteç tasarım uygulamaları için bağ tellerinin analitik modellerinin karşılaştırılması

PDF İndir

  1. Tez No: 912090
  2. Yazar: UĞUR SEDEF
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CEMAL DURGUN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 142

Özet

Bağ teli (bond-wire) modellemesi, devre performansını optimize etmek için kritik bir öneme sahiptir. Bu tez, geometriye ve frekansa bağlı özellikleri, örneğin endüktans, direnç ve toprak düzlemine olan kapasitansı dikkate alan sekiz analitik modeli değerlendirmektedir. DC direnci ve endüktansı ile başlayan analiz, sırasıyla frekans etkileri ve kapasitansı da içerecek şekilde genişletilmiş ve topraklama etkilerini ele alan modellerle sonuçlanmıştır. Her modelin yığılmış eleman değerleri, analitik hesaplamalar ve ANSYS-Q3D sonuçlarıyla doğrulanmış ve endüktans ve direnç için %5'in, kapasitans için ise %15'in altında hatalar elde edilmiştir. En kapsamlı modeller olan Model-3 (DC direnci, endüktans, karşılıklı endüktans ve kapasitansı içeren) ve Model-6 (frekans ve topraklama etkilerini de içeren) ayrıca HFSS simülasyonlarıyla doğrulanmıştır. Model karmaşıklığı arttıkça, özellikle yüksek frekanslarda, HFSS ile uyum artmıştır. Model-6, özellikle bir çip transistörü ile başka bir alt tabaka arasındaki bağlantılar için güç amplifikatörlerinde bağ teli analizi için uygun bulunmuştur. 8-11 GHz MMIC güç amplifikatörü (çıkış gücü: 43 dBm) ile entegre edilen model, dört farklı konfigürasyonda değerlendirilmiştir: iki farklı uzunlukta tek telli durum ve kısa ile uzun tellere sahip iki çift telli durum. Tek telli durumlar için, Model-6'nın HFSS ile karşılaştırıldığında çıkış gücünde en fazla 0,4 dB fark gösterdiği, kazanç ve güç-ekleme verimliliği (PAE) farklılıklarının ise sırasıyla 0,4 dB ve %5'in altında olduğu görülmüştür. Çift telli durumlarda, azalan endüktans, tel empedansını 50 ohm'a yaklaştırmış ve çıkış gücünde 0,3 dB'nin altında, kazanç ve PAE'de sırasıyla 0,2 dB ve %4 farkla sonuçlanmıştır. MATLAB'de uygulanan model, hızlı tahminler ve bağ teli etkileri üzerine içgörüler sunarak, verimli optimizasyon ve iteratif tasarım süreçlerini mümkün kılmıştır. Bu yaklaşım, zaman alıcı 3D simülasyonlara kıyasla önemli avantajlar sağlamaktadır.

Özet (Çeviri)

Accurate modeling of bond-wires is crucial for optimizing circuit performance. This thesis evaluates eight analytical models considering geometry- and frequency-dependent characteristics, such as inductance, resistance, and capacitance to the ground plane. Starting with DC resistance and inductance, frequency effects and capacitance are sequentially included, culminating in models addressing grounding effects. Lumped element values from each model were validated against analytical calculations and ANSYS-Q3D results, achieving errors below 5% for inductance and resistance and under 15% for capacitance. The comprehensive models, Model-3 (accounting for DC resistance, inductance, mutual inductance, and capacitance) and Model-6 (including frequency and grounding effects), were further validated against HFSS simulations. As complexity increased, the models aligned more closely with HFSS, particularly at higher frequencies. Model-6 proved suitable for bond-wire analysis in power amplifiers, specifically for connections between a die transistor and another substrate. It was integrated with an 8-11 GHz MMIC PA (output power: 43 dBm) and evaluated in four configurations: two single-wire cases of varying lengths and two double-wire cases with shorter and longer wires. For single-wire cases, Model-6 showed a maximum discrepancy of 0.4 dB in output power compared to HFSS, with gain and power-added efficiency (PAE) differences below 0.4 dB and 5%, respectively. Double-wire configurations, with reduced inductance, achieved impedance closer to 50 ohms, yielding output power differences under 0.3 dB and gain and PAE deviations of 0.2 dB and 4%. Implemented in MATLAB, the model enabled rapid predictions and iterative design optimization, outperforming time-intensive 3D simulations. These results highlight Model-6's efficacy in analyzing and optimizing bond-wire effects in RF power amplifiers.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    419011

    Modelling wellbore hydraulics through thermal rheological sepiolite mud properties

    Sondaj kuyusu hidroliğinin sepiyolit çamuru ısıl reolojik özellikleriyle modellenmesi

    ALI ETTEHADI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÜRŞAT ALTUN

  2. Tez No

    363555

    Self-tuning structures of interval Type-2 fuzzy PID controllers

    Aralık değerli Tip-2 bulanık PID kontrolörler için öz-ayarlama yapıları

    AHMET SAKALLI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ENGİN YEŞİL

  3. Tez No

    459372

    An investigation on the applicability of the convergence confinement method to a deep rock tunnel for different conditions

    Kapanma-sınırlama yönteminin kaya ortamda yer alan derin bir tünel için uygulanabilirliğinin araştırılması

    CEREN ALPER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FAZLI EROL GÜLER

  4. Tez No

    482486

    Measurements-based system identification of gas turbine generator

    Gaz türbini jeneratörünün ölçüm esasına dayalı sistem tanımlaması

    AMEER H. SABRY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Makine MühendisliğiTürk Hava Kurumu Üniversitesi

    Makine ve Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. HABIB GHANBARPOURASL

  5. Tez No

    886507

    Landing dampers for aircraft carrier decks

    Uçak gemisi güverteleri için iniş sönümleyicileri

    MUSTAFA ENES PEKDEMİR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SERDAR AYTEKİN KÖROĞLU

Geri Dön