GaN基電子器件小信號(hào)等效電路參數(shù)提取與分析.pdf

1、近年來，由于微波技術(shù)的不斷發(fā)展，微波半導(dǎo)體器件已經(jīng)在無線通信、遙測(cè)系統(tǒng)、導(dǎo)航以及軍事領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。GaN作為第三代半導(dǎo)體材料的代表，因其具有寬的禁帶寬度、高的擊穿電場(chǎng)、高的熱導(dǎo)率、高的電子飽和漂移速度、高的熱導(dǎo)率及高的抗輻射能力，所以在射頻、微波和毫米波等高頻以及大功率器件領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。目前對(duì)GaN基電子器件和電路雖然已經(jīng)進(jìn)入了應(yīng)用階段，但是電路設(shè)計(jì)中GaN基HMETs器件模型多沿用GaAs的模型，如Angelov模型、T

2、riQuint模型等。因此建立精確的GaN HMETs等效電路模型對(duì)于電路設(shè)計(jì)、器件性能提升，特別是對(duì)器件的大信號(hào)建模有著十分重要的指導(dǎo)意義。本文正是以這些問題為出發(fā)點(diǎn)，在以下方面進(jìn)行了具體的研究:
　　1、研究了一種新的方法對(duì)AlGaN/AlN/GaN異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管小信號(hào)等效電路進(jìn)行參數(shù)提取。根據(jù)制得的器件的特性，采用了16元件模型。對(duì)于寄生電感和寄生電容的提取采取了射頻去嵌入技術(shù)。而對(duì)于小信號(hào)參數(shù)模型中最為重要且最難提取的

3、寄生電阻部分，利用公式推導(dǎo)出Re(Z12)與Rs的關(guān)系，通過迭代計(jì)算求解Rs，在得到Rs后可計(jì)算出Rd，避免了以往寄生電阻不隨器件偏置點(diǎn)變化而變化的弊端，且經(jīng)過對(duì)比傳統(tǒng)方法，新方法的擬合效果更令人滿意。
　　2、研究了AlGaN/AlN/GaN異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管截止頻率廳與器件尺寸的關(guān)系，進(jìn)而分析了影響fT的主要參數(shù)是gm與柵電容。又研究了器件本征參數(shù)變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)本征跨導(dǎo)gm隨頻率的升高呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，其原因可歸結(jié)于低頻時(shí)柵源、