Thermal behavior optimization of the high electron mobility transistor (HEMT) using the KA-CMA-ES method

The main objective of Optimization is to ensure a robust system design with minimal cost, in this paper we focus on the optimization of the behavior of the High Electron Mobility Transistor (HEMT), it is a very important element in high power mechatronic systems. It is composed of several layers of materials, the geometrical and thermal parameters of these layers influence the thermal behavior and in particular the operating temperature of the transistor, hence its performance. The CMA-ES method assisted by kriging (KA_CMA_ES) coded on Matlab coupled with a finite element model developed on Comsol multiphysics, this coupling allowed to optimize the transistor structure in order to reduce its maximum operating temperature, so that the transistor performs its function with less influence on the other characteristics. A comparison between the KA-CMA-ES and CMA-ES methods was made. The KA-CMA-ES method showed an efficiency in terms of accuracy and computation time.

L’objectif principale de L’optimisation est d’assurer une conception robuste des systèmes avec un cout minimal, dans ce papier on s’intéresse à l’optimisation du comportement du transistor à haute mobilité d’électrons (HEMT), il est un élément très important dans les systèmes mécatroniques à haute puissance. Il est composé de plusieurs couches de matériaux, les paramètres géométriques et thermiques de ces couches influencent le comportement thermique et notamment la température de fonctionnement du transistor, d’où sur sa performance. La méthode CMA-ES assistée par le krigeage (KA_CMA_ES) codée sur Matlab couplé avec un modèle éléments finis développé sur Comsol multiphysics, ce couplage a permis d’optimiser la structure de transistor afin de réduire sa température maximale du fonctionnement, pour que le transistor assure sa fonction avec moins d’influence sur les autres caractéristiques. Une comparaison entre la méthode KACMAES et CMA-ES a été faite. La méthode KA-CMAES a montré une efficacité en termes de précision et de temps du calcul.

Optimization HEMT KA-CMA-ES Mecatronics systems

Optimisation HEMT KA-CMA-ES systèmes mécatroniques