GaN HEMT小信號(hào)等效電路參數(shù)提取.pdf

1、化合物半導(dǎo)體高電子遷移率晶體管等效電路建模是微波電路領(lǐng)域的一個(gè)重要課題，模型的精確度直接決定仿真結(jié)果的可信度。隨著無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，寬禁帶半導(dǎo)體材料GaN作為第三代半導(dǎo)體材料以其優(yōu)異的電學(xué)特性使得GaNHEMT（高電子遷移率晶體管）建模成為研究熱點(diǎn)。而原有的14元件模型存在較大的高頻區(qū)域誤差，本文克服高頻下電容分布效應(yīng)，在原有模型的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)了一種適合高頻情況的器件模型，并對(duì)其主要參數(shù)的提取方法進(jìn)行樂(lè)研究。主要內(nèi)容如下：

2、 ⑴從理論上深入研究了GaN HEMT器件的物理機(jī)理，得到高頻下器件的電容分布效應(yīng)對(duì)器件性能的影響。在傳統(tǒng)的14元件等效電路模型的基礎(chǔ)之上，通過(guò)增加兩個(gè)寄生電容來(lái)表示柵源、柵漏極間串?dāng)_的方法，設(shè)計(jì)出GaN HEMT的16元件等效電路模型。 ⑵對(duì)GaN HEMT小信號(hào)等效電路模型和參數(shù)提取方法進(jìn)行了研究。通過(guò)理論上對(duì)直接提取和分步提取兩種方法進(jìn)行比較，最終選擇采用分步提取法對(duì)所建模型參數(shù)進(jìn)行研究。分別對(duì)本征參數(shù)、寄生電容、寄生電

3、感、電阻等參數(shù)進(jìn)行提取。并使用ADS仿真工具對(duì)該16元件等效電路模型的S參數(shù)進(jìn)行擬合，結(jié)果顯示仿真結(jié)果和測(cè)試結(jié)果吻合較好，得到了一種參數(shù)提取簡(jiǎn)單，運(yùn)算量小，容易實(shí)現(xiàn)的分步提取法。并對(duì)大信號(hào)模型參數(shù)提取方法進(jìn)行了探索。以及對(duì)GaN HEMT功放的工作原理、性能參數(shù)進(jìn)行了分析。 ⑶從理論入手，對(duì)原有的14元件等效電路模型進(jìn)行改進(jìn)，提出16元件等效電路模型，并采用分步提取法完成GaN HEMT小信號(hào)等效電路模型的參數(shù)提取，測(cè)試和仿真結(jié)