基于实验与物理分析的4H-SiC射频功率MESFET大信号非线性精确电容模型

采用电荷控制理论和载流子速度饱和理论的物理分析方法,并结合Statz、Angelov等经验模型的描述方法,提出了常温下针对4H-SiC射频功率MESFET的大信号非线性电容模型.此模型在低漏源偏压区对栅源电容Cgs强非线性的描述优于Statz、Angelov等经验模型,计算量也远低于基于器件物理特性的数值模型,因而适合于大信号的电路设计与优化.     

一种紧凑的GaN高电子迁移率晶体管大信号模型拓扑

GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）以其复杂的器件特性使其大信号建模变得十分困难,尽管EEHEMT、Angelov等模型结构曾经成功应用于GaAs HEMT/MESFET的大信号模型,但当它们被用于GaN HEMT建模时却不再准确和完备.面向GaN HEMT器件的大信号模型,本文提出了一种紧凑的模型拓扑,此模型拓扑综合了GaN HEMT器件的直流电压-电流（I-V）特性、非线性电容、寄生参数、栅延迟漏延迟与电流崩塌、自热效应以及噪声等特性.经验证此模型拓扑在仿真中具有很好的收敛性,适用于GaN HEMT器件的大信号模型的建立,满足GaN基微波电路设计对器件模型的需求.     

Improvement of the Equivalent Capacitance Equation in FET'S Large Signal Model

精确地描述FET器件大信号微波特性阻抗对单片微波集成电路设计极其重要.为了能准确地模拟FET器件大信号微波特性,在大信号器件模型中,有必要研究栅等效电容模型,尤其在高频段.在总结前人研究的基础上,构造了新型的栅源/栅漏电容方.通过与6×80μm GaAs PHEMT器件大信号负载牵引测试数据的对比,表明:精确的栅等效电容模型极大地提高非线性模型对FET大信号特性的预测能力.这将有助于器件模型和MMIC设计.     

FET大信号模型中等效电容方程的改进

精确地描述FET器件大信号微波特性阻抗对单片微波集成电路设计极其重要。为了能准确地模拟FET器件大信号微波特性,在大信号器件模型中,有必要研究栅等效电容模型,尤其在高频段。在总结前人研究的基础上,构造了新型的栅源/栅漏电容方程。通过与6×80μm GaAs PHEMT器件大信号负载牵引测试数据的对比,表明:精确的栅等效电容模型极大地提高非线性模型对FET大信号特性的预测能力。这将有助于器件模型和MMIC设计。     

一种改进的4H-SiC MESFET大信号解析模型

提出了一种基于器件物理和结构参数并可直接应用于射频电路CAD工具的4H-SiC MESFET大信号解析模型.大信号模型基于4H-SiC MESFET的物理工作机理,源漏电流模型采用Materka的改进模型,沟道长度调制系数和饱和电压系数采用了栅源电压的一次函数建模;大信号电容模型采用电荷-电压(Q-V)的电容积分形式.该大信号模型已经应用在CAD工具中.模拟结果与实验结果符合良好,模型的有效性得到验证.     

基于非线性电阻的GaN HEMT经验基大信号模型

为了实现建立准确的氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN high electron mobility transistor,GaN HEMT）大信号模型的目的,提出了一种基于非线性电阻的GaN HEMT经验基大信号模型. 通过对GaN HEMT在高漏极偏置和高电流密度下的电阻特性分析,将受漏源电流控制的非线性电阻模型嵌入经验基大信号模型中. 结合Matlab和ADS提取模型初值,在ADS中建立完整的大信号符号定义模型. 选择栅长为0.25 μm,栅宽分别为2×200 μm、2×250 μm、4×200 μm的GaN HEMT进行直流输出特性和大信号输出特性仿真验证,结果表明本文模型与测试数据具有较高的吻合性. 该大信号模型提高了经验基大信号模型的物理特性,具有较高的精度及良好的缩放性.     

新型4H-SiC 射频功率MESFET 大信号经验电容模型

基于4H-SiC 射频功率MESFET 器件的工作机理,提出了一种新型的大信号经验电容模型。针对此模型参数的提取采用最小二乘法和遗传算法,算法用MATLAB 语言实现,与传统算法相比,经验电容模型参数的初值估计和优化更为简单准确。提取的模型重要参数具有一定的物理意义,其他拟合参数值也具有物理量级。模型仿真结果和实测数据拟合度较好,从而验证了所提出的大信号经验电容模型的准确性。     

一种基于数值模型的4H-SiC MESFET大信号建模方法

提出了一种基于数值模型的4H-SiC MESFET大信号建模方法.该方法基于4H-SiC MESFET的物理参数和结构参数,采用MEDICI的小信号正弦稳态分析法和高频小信号等效电路,模拟得到电流和电容的非线性特性,通过大信号等效电路,分析了建立4H-SiC MESFET大信号模型的途径.模拟与实验测试值的比较表明这种方法是可行的,可用于预先评估器件大信号工作时的非线性特性,指导4H-SiC MESFET的器件设计.     

SiCMESFET的大信号电容解析模型

考虑4H-SiC常温下不完全离化和高饱和电子漂移速度的特点,采用载流子速度饱和理论和电荷控制理论, 结合双曲正切函数的描述方法,导出了适用于4H-SiC MESFET在射频功率应用时的大信号电容解析模型,其模拟结果与实验值有很好的一致性.该模型具有物理概念清晰且算法简单的优点, 非常适合于微波器件结构及电路的设计.     

AlGaN/GaN HEMT多偏置下CV特性的研究

电容电压特性是分析半导体器件性能的一个有效手段,而且是GaN HEMT器件大信号模型建模的重要步骤之一。本文提出一种多偏置电容电压的测试方法,并讨论了Cgs和Cgd的物理意义及其随偏置电压Vgs和Vds的变化规律。提出一种能够反映Cgs和Cgd特性的电容模型,与测试电容数据有很好的拟合效果,并且用器件的功率特性验证了该电容模型在非线性仿真的准确性。     

An improved large signal model of InP HEMTs

An improved large signal model for InP HEMTs is proposed in this paper.The channel current and charge model equations are constructed based on the Angelov model equations.Both the equations for channel current and gate charge models were all continuous and high order drivable,and the proposed gate charge model satisfied the charge conservation.For the strong leakage induced barrier reduction effect of InP HEMTs,the Angelov current model equations are improved.The channel current model could fit DC performance of devices.A 2 × 25μm × 70 nm InP HEMT device is used to demonstrate the extraction and validation of the model,in which the model has predicted the DC I-V,C-Vand bias related S parameters accurately.     

Large-signal modeling method for power FETs and diodes

Under a large signal drive level, a frequency domain black box model of the nonlinear scattering function is introduced into power FETs and diodes. A time domain measurement system and a calibration method based on a digital oscilloscope are designed to extract the nonlinear scattering function of semiconductor devices. The extracted models can reflect the real electrical performance of semiconductor devices and propose a new large-signal model to the design of microwave semiconductor circuits.     

功率FET和二极管大信号建模方法

Under a large signal drive level,a frequency domain black box model of the nonlinear scattering function is introduced into power FETs and diodes.A time domain measurement system and a calibration method based on a digital oscilloscope are designed to extract the nonlinear scattering function of semiconductor devices.The extracted models can reflect the real electrical performance of semiconductor devices and propose a new large-signal model to the design of microwave semiconductor circuits.     

Comparison of nonlinear MESFET models for wideband circuit design

The Curtice quadratic, Materka, Statz, and Rodriguez nonlinear models are compared from DC, CV, and RF points of view, to determine which is the most suitable for nonlinear wideband circuit design. For this comparison, GaAs MESFETs of various sizes are employed. These include devices of varying gate widths, gate lengths, number of fingers, and pinch-off voltages     

基于大信号模型的L波段400W高效GaN功率放大器设计

文章阐述了用精确的GaN Angelov模型设计了一款L波段400W内匹配率放大器.选用SiC衬底的GaN器件是为了获得大功率输出以及高效率性能.为了精确设计放大器,采用脉冲I-V测试和多偏置的S参数测试建立起高压GaN大信号模型.采用模型设计的GaN放大器输入输出电路集成在17.4mm×24mm的封装管壳里.最终采用单枚55mm栅宽GaN管芯设计的放大器在48V漏压,100μs脉宽,10%占空比偏置下在1.2~1.4GHz输出功率大于400W,功率增益大于15dB,最高功率附加效率达到81.3%,这是国内L波段400W微波功率放大器的最高效率报道,验证了模型的准确度,实现了极好的电路性能.     

一种改进的AlGaN/GaN HEMT全局直流模型

对Angelov直流FET模型进行改进,并应用同一遗传算法对改进前后的模型进行全局直流模型参数提取,平均相对误差分别为4.58%和1.8%。将模型计算值与实验数据进行对比,结果表明,改进后的模型能更加准确地描述AlGaN/GaN HEMT源漏电流随栅、漏电压变化的全局直流输出特性,从而为AlGaN/GaN HEMT提供一种准确的全局直流模型和精确的参数提取方法。     

高速数字I/O缓冲器瞬态行为建模及其在同步开关噪声分析中的应用

本文阐述了从最新版本的IBIS(I/O Buffer Information Specification)建模数据中构造高速数字I/O缓冲器的瞬态行为模型的推导过程,获得了建模所需要的充分条件.与相应的晶体管级模型(SPICE模型)相比,该方法在获得了更高仿真精度的同时,提高了具有大量同步开关器件芯片互连的仿真速度.采用这些模型有效地分析了多芯片互连非线性电路中的同步开关噪声,证实了差分波形传输信号的优越性.     

GaAsFET大信号等效电路参数提取

将新型算法—退火遗传算法用于GaAsFET大信号等效电路模型参数的提取,给出了具体流程并提取了器件的模型,结果表明该算法快速可靠,文中为提取大信号模型提供了新的方法,并扩展了遗传算法的应用。     

An improved DC model for circuit analysis programs for submicronGaAs MESFET's

An improved submicron GaAs MESFET model is presented which is suitable for nonlinear small-signal circuit designs. The Kacprzak-Materka model, which simulates the dc characteristics of large signal devices has been modified to predict the behavior of submicron devices. In this modification the concept of a shift in threshold voltage has been introduced. It has been shown that without taking into account the shift which is caused by the submicron geometry it is not possible to predict the device characteristics. Small-signal devices of different aspect ratio have been modeled with greater accuracy than that of other models. As far as possible we have determined the model parameters from the device physics and established the advantages of this approach over terminal methods. The modified model should be a useful tool for the designing of future integrated circuits with submicron gate length MESFET's