一种微波功率LDMOS器件非线性模型

对微波功率LDMOS器件进行测试,提出一种新的非线性模型,通过小信号参数提取,建立LDMOS的小信号模型,对多偏置下本征电容的提取,建立LDMOS本征电容的非线性模型,加入LDMOS的直流IV模型并以此为基础确立了微波功率LDMOS的大信号模型,经过此模型的LoadPull仿真及芯片测试对比,表明了该模型可以较准确地模拟LDMOS的微波特性。采用该模型设计了一种功率管放大器,通过最终测试与仿真结果对比,证明了该模型的实用性。     

SiGe HBT小信号和大信号建模与分析北大核心CSCD

基于异质结双极晶体管(HBT)优良的微波特性,精确建模对使用该类器件进行电路设计具有重要的意义。介绍了HBT所具有的独特优越性,采用Gummel-Poon等效电路模型对常用HBT进行了小信号和大信号模型的建立,加入了寄生电感等效衬底寄生参数,测试了SiGe HBT在不同偏置下的S参数及I-V特性曲线,利用半解析方法分析了非线性模型的参数提取,讨论了本征参数和寄生参数的拟合优化。给出了关于HBT大信号和小信号等效电路模型,对比实测参数进行验证,建立模型在测试频率范围内拟合结果和测试结果吻合良好。     

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。     

丙类倍频器的设计与仿真

基于晶体管丙类功率放大器的原理,设计晶体管丙类倍频器,给出了倍频器中基极偏置电路元件参数设计过程。利用Multisim软件对所设计电路进行了仿真,通过调整LC并联回路的谐振频率实现对输入信号的三倍频,根据输出信号的频谱图提出进一步优化电路的办法。仿真表明应用Multisim软件辅助设计丙类倍频器,可以使电路设计更加直观高效。     

一种新的HBT小信号模型参数优化提取法

阐述了一种新的异质结双极型晶体管（HBT）的小信号模型参数提取方法――综合多偏置点优化参数提取法. 对HBT小信号模型进行推导并确定外部参数和内部参数的计算公式;介绍了多偏置点优化算法,并在GaInP/ GaAs HBT器件上进行了鲁棒性和精确性测试. 实验采用了一系列随机初始值,结果表明提取的参数值具有唯一收敛性和精确性,仿真结果与测量数据的相对误差小于1%.     

基于RBF神经网络的虚拟仪器测试系统动态补偿方法

测试系统存在着动态测试误差,为了准确地复现出被测量的原始信号,提出了基于RBF神经网络的虚拟仪器测试系统动态补偿方法.该方法不依赖于测试系统的数学模型,而是根据测试系统的输入和响应数据,利用神经网络的强非线性逼近能力获得补偿系统的模型参数,通过LabVIEW构造出测试系统的动态补偿系统.实验结果表明,将RBF神经网络和虚拟仪器相结合,对测试系统进行动态补偿具有良好的效果.     

基于神经网络的通信信号调制模式识别

提取调制信号的瞬时参数特征,利用神经网络构建并学习非线性关系模型的能力,设计一种用于通信信号调制模式识别的模型,提升民航无线电通信信号监测能力。与传统利用决策树模型做调制模式识别的方法相比,本文提出的模型不需要人为设定判决阈值,而是通过挖掘训练数据间隐藏的非线性关系来预测结果,且具有较高的识别准确率。     

混沌背景中微弱信号检测的回声状态网络方法

对复杂非线性系统的相空间重构理论进行了研究分析,提出了混沌背景中微弱信号检测的回声状态网络方法。针对回声状态网络模型参数选取困难这一问题,采用遗传算法对其模型参数进行优化。将回声状态网络模型参数作为遗传算法的个体,混沌时间序列预测均方根误差的倒数作为适应度函数,通过选择、交叉、变异等操作获得适合数据特点的最优模型参数。根据回声状态网络强大的学习和非线性处理能力,利用得到的回声状态网络模型最优参数建立混沌背景噪声的单步预测模型,将淹没在混沌背景噪声中的微弱瞬态信号和周期信号从预测误差中检测出来。以Lorenz系统和实测的海杂波数据作为混沌背景噪声进行仿真实验,仿真结果表明,本文所提方法在预测精度和训练速度方面均优于支持向量机和神经网络模型,能够有效地检测出混沌背景噪声中的微弱目标信号,且具有较小的预测误差。      

增强型InGaP/AlGaAs/InGaAs PHEMT小信号等效电路参数的提取

介绍了增强型InGaP/AlGaAs/InGaAs PHEMT小信号等效电路中元件参数值的提取方法,并利用IC-CAP软件EEHEMT1模型提取了参数.利用ADS软件验证了提参结果,ADS仿真的直流I-V曲线和S参数与实测结果基本吻合.结果表明EEHEMT1模型可以用于提取增强型PHEMT参数,并且具有可操作性.     

增强型InGaP/AlGaAs/InGaAs PHEMT小信号等效电路参数的提取

介绍了增强型InGaP／AlGaAs／InGaAs PHEMT小信号等效电路中元件参数值的提取方法，并利用IC-CAP软件EEHEMT1模型提取了参数．利用ADS软件验证了提参结果，ADS仿真的直流I-V曲线和S参数与实测结果基本吻合．结果表明EEHEMT1模型可以用于提取增强型PHEMT参数，并且具有可操作性．     

基于Elman网络非线性散射参数测量与建模

在描述弱非线性微波系统的传统方法中,很难通过直接测量得到表征系统非线性的参数。为了解决这个问题,引入了非线性大信号散射函数的概念,描述了非线性散射函数的线性化,表征了弱非线性系统的设计特性,设计出大信号散射参数测量电路,实际测量出非线性散射参数,利用得到的数据训练Elman人工神经网络来对实测的大信号散射参数建模,得到了相应的函数曲线,具有可预见性的特点。     

GaAs FET large-signal model and its application to circuit designs

A large-signal GaAs FET model is derived based on dc characteristics of the device. Analytical expressions of modeled nonlinear elements are presented in a form convenient for circuit design. Power saturation and gain characteristics of a GaAs FET are studied theoretically and experimentally. An oscillator design employing the large-signal model is demonstrated.     

A GaAs FET Model for Large-Signal Applications

The use of GaAs FET's under large-signal conditions requires a knowledge of the nonlinear behavior of these devices. A computer program, based on a circuit model with nonlinear elements, has been developed which provides this information. Results from the computer model and examples of its use in microwave circuit design are given.     

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.     

Nonlinear Characterization and Modeling of Carbon Nanotube Field-Effect Transistors

We report for the first time to our knowledge large-signal measurements performed at 600 MHz and in time domain on carbon nanotube field-effect transistors (CNFETs) using a large-signal network analyzer. To overcome the very high mismatch between the high CNFET impedance and the basic 50-$Omega$ configuration of the setup, the output impedance was matched with the help of an experimental active load–pull configuration. Hence, we were able to observe under large-signal conditions the nonlinear behavior of CNFETs. Static measurements and continuous-wave ${ S}_{ ij}$-parameter measurements were made for many different biases. They were used in order to determine a nonlinear electrical model that has been validated thanks to the nonlinear measurements. The developed model opens the way for electrical CNFET circuit simulation and nonlinear applications of these devices.      

扬声器热传递非线性模型

传统的扬声器热流建模是用一个等效电路来表示的,它是由两个不同时间常数的RC电路串联,并假定集总元件的参数与信号幅值无关.对于强迫空气对流冷却方式,这一简单的模型却不适用,而当音圈速度(或磁间隙中的空气速度)很高时,强迫对流冷却却是行之有效的的散热机理.考虑到电-力与热学机理之间的非线性相互作用,提出了一个大信号热学模型...     

大功率毫米波行波管AM/PM转换特性大信号解析理论的研究

毫米波行波管是未来通信发展的重要方向,由于AM/PM转换是影响毫米波行波管通信的重要非线性特性指标,因此AM/PM转换的研究对实现毫米波行波管线性化具有重要意义．本文基于相位展开的毫米波行波管欧拉大信号注波互作用理论模型,忽略高于二阶的非线性项,建立简化的欧拉大信号注波互作用理论模型．采用逐次逼近法推导其解析解,建立二阶逼近的欧拉大信号解析理论模型．利用欧拉大信号解析理论模型推导AM/PM转换的解析解,并发现AM/PM转换的产生与电子相位直流分量的激励成正比．应用建立的欧拉大信号解析理论和AM/PM转换解析模型对一支Q波段毫米波行波管进行大信号分析,并与拉格朗日理论模型以及传统的欧拉非线性理论模型进行对比．结果表明：欧拉大信号解析解的功率、增益和相移以及AM/PM转换与拉格朗日理论在线性区和中度互作用区十分吻合,饱和增益最大误差小于8.5%．同时,相较于传统的欧拉非线性模型,欧拉大信号解析解对非线性区增益和相移非线性特性的描述更具优势,即不但具有更高的精度,而且表现出传统欧拉非线性模型无法描述的增益压缩和相位失真现象．仿真结果验证了欧拉大信号解析解和AM/PM转换解析模型在线性区到中度互作用区的正确性和有效性．该AM/PM转换解析模型为后续研究毫米波行波管AM/PM转换非线性特性的物理机制与抑制方法奠定了基础．     

Optimization of Third-Order Intermodulation Product and Output Power from an X-Band MESFET Amplifier Using Volterra Series Analysis

A third-order analysis for accurately predicting large-signal power and intermodulation distortion performance for GaAs MESFET amplifiers is presented. The analysis is carried out for both single- and two-tone input signals using the Volterra series representation and is based only on small-signal measurements. Simple expressions for the nonlinear power gain frequency response, the output power, the gain compression factor, and the third-order intermodulation (IM/sub 3/) power are presented. The major sources of gain compression and intermodulation distortion are identified. Based on the developed nonlinear analysis in conjunction with the device nonlinear model, a systematic procedure for designing a MESFET amplifier under large-signal conditions for optimum output power and IM/sub 3/ performance is proposed. The method utilizes out of band computed matching compensation through a nonlinear model of the amplifier. The accuracy of the device large-signal and IM/sub 3/ distortion characterization and the practicability of the proposed method are illustrated through comparison between measured and predicted results.     

Nonlinear Data Utilization: From Direct Data Lookup to Behavioral Modeling

This paper presents a comprehensive study on the effective utilization of large-signal measurement data in the nonlinear computer-aided design (CAD) process. To achieve this goal two distinctive, yet mutually complementary, approaches have been integrated. Measured nonlinear data was, in the first instance, directly integrated into a nonlinear CAD simulator, and in the second instance, utilized for a direct extraction of behavioral model parameters. The formulation of the developed model is based on the polyharmonic distortion approach. The combination of both the direct utilization of nonlinear data and the subsequent model generation into an integrated nonlinear design procedure offers rapid, yet reliable, deployment of the CAD-based design environment for complex large-signal simulations.