基于物理结构的GaN HEMTs小信号等效电路的精确建模方法研究

为了有效地表征GaN HEMTs在微波频段下的电学特性,研究了其高频等效电路的精确建模方法。基于GaN HEMTs器件的本征物理结构,综合考虑器件在制版过程中由电极和通孔所带来的寄生特性,描述了一种具有26个详细参数网络的小信号等效电路模型。此模型考虑了器件在工作环境下所受到的集肤效应,同时通过对小信号等效电路进行双端口网络参数分析,推导了其准静态近似的微波等效电路参数直接提取的简化算法,最终通过ADS仿真平台将所建模型和传统模型的S参数模拟结果与实测数据的一致性进行对比,验证了小信号等效电路模型的精确性与参数提取算法的有效性。     

砷化镓金属—半导体场效应晶体管的微波特性和器件模型的验证

用器件理论讨论了微波砷化镓金属-半导体场效应晶体管(MESFET)的小信号等效电路模型的元件与器件参数(器件结构、半导体性质和工作点)的关系。该等效电路在室温和液氮温度下通过小信号3千兆赫微波测量来实验验证。简述了用来确定等效电路参数数值的方法。     

太赫兹平面肖特基二极管参数模型

根据太赫兹平面肖特基二极管物理结构,在理想二极管SPICE参数模型的基础上建立了二极管小信号等效电路模型。依据该二极管等效电路模型设计了基于共面波导（CPW）去嵌方法的二极管S参数在片测试结构,并对其在0.1~50 GHz、75~110 GHz频率范围内进行了高频小信号测试,利用测试结果提取了高频下二极管电路模型中各部分电容、电阻以及电感参数。将相应的高频下电容与电阻参数分别与低频经验公式电容值和直流I-V测试提取的电阻值进行了对比,并利用仿真手段对高频参数模型进行了验证。完整的参数模型以及测试手段相较于理想二极管SPICE模型和传统的参数提取方法可以更为准确地表征器件在高频下的工作状态。该建模思路可用于太赫兹频段非线性电路的优化设计。     

自适应遗传算法提取pin光探测器小信号模型参数的研究

采用自适应遗传算法对pin光探测器小信号等效电路模型的参数进行了提取,用提取到的模型参数计算得到的S参数与实际测试的S参数进行了比较,为进一步说明提取到的数据的合理性,采用ADS仿真得到了高频处的S参数。     

一种改进的InP HBT小信号模型的直接提取法

提出了一种改进的直接提取方法来提取InP HBT小信号等效电路中的模型参数,并将其成功地应用InP异质结双极晶体管（HBT）小信号等效电路。在所采用的模型中考虑了分布式基极-集电极电容效应。与其他直接参数提取方法相比,该方法从外围寄生元件到内部本征元件依次进行参数提取,提取过程较为清晰。除寄生参数外,其余所有的参数计算均未经过任何简化近似。该方法依赖于S参数的测量,所有等效电路参数直接从S参数数据中提取,而无需任何基于初始值的近似。在0.1 ~ 40 GHz的频率范围内,直接提取法在InP HBT上得到了成功的验证,并在整个频率范围内得到了较好的测量结果与计算结果的一致性。     

一种改进的InP HBT小信号模型的直接提取法（英文）

提出了一种改进的直接提取方法来提取InP HBT小信号等效电路中的模型参数,并将其成功地应用InP异质结双极晶体管(HBT)小信号等效电路。在所采用的模型中考虑了分布式基极-集电极电容效应。与其他直接参数提取方法相比,该方法从外围寄生元件到内部本征元件依次进行参数提取,提取过程较为清晰。除寄生参数外,其余所有的参数计算均未经过任何简化近似。该方法依赖于S参数的测量,所有等效电路参数直接从S参数数据中提取,而无需任何基于初始值的近似。在0.1～40 GHz的频率范围内,直接提取法在InP HBT上得到了成功的验证,并在整个频率范围内得到了较好的测量结果与计算结果的一致性。     

AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管小信号等效电路的参数提取

本文在高电子迁移率晶体管(HEMT)小信号等效电路模型的基础上,考虑了AlGaN/GaN HEMT的结构特性,具体分析了寄生参数和本征参数的提取方法.采用这些方法,实际测量了5～10 GHz频率下HEMT器件的小信号S参数并提取了它的电学参数,S参数的计算值与实际测量值进行了比较.实验结果表明此方法简单易行,较为精确.     

高频硅基光电晶体管SPICE模型的建立及关键参数的提取

硅基光电晶体管在高频通信、自动控制、电力系统领域具有广泛的应用前景.从系统验证和仿真的角度,迫切需要建立光电晶体管的等效电路模型,该模型需要包含电学特性和光学特性.本文提出了一种高频(100MHz～1GHz)硅基光电晶体管的SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)等效模型,包含器件的主要光电特性,通过TCAD(Technology Computer Aided Design)仿真建立了模型中关键电学和光学参数的提取方法.基于所建立的高频光电晶体管的SPICE模型等效电路进行仿真,所得到的仿真结果能够完整描述光电晶体管的电学特性和光学特性,并验证了模型在器件模拟与电路应用上的可行性,表明本文所提出的SPICE模型和参数提取方法,对于基于高频光电晶体管的系统仿真,具有参考价值.     

AlGaN/GaN HEMT器件小信号等效电路参数值的提取

利用国际通用的ColdFET以及宽带小信号提取方法对AlGaN/GaN HEMT器件进行小信号参数的提取,用仿真软件ADS(advanced design system)建立HEMT小信号等效电路模型,并对参数值进行优化.可快速提取器件的小信号参数并给予工艺一些反馈和指导.     

AlGaN/GaN HEMT器件小信号等效电路参数值的提取

利用国际通用的ColdFET以及宽带小信号提取方法对AlGaN/GaN HEMT器件进行小信号参数的提取,用仿真软件ADS(advanced design system)建立HEMT小信号等效电路模型,并对参数值进行优化.可快速提取器件的小信号参数并给予工艺一些反馈和指导.     

RTD交流小信号等效电路模型——共振隧穿器件讲座(7)

RTD交流小信号等效电路模型是分析RTD交流特性的基础,也是用网络分析仪测量S参数,拟合提取交流参数和计算截止频率fR的依据。精确、合理的等效电路模型有助于深入理解RTD的工作原理,也对RTD器件和RTD集成电路的设计起重要的指导作用。介绍了四种常见而又重要的RTD交流小信号等效电路模型。     

一种考虑端口引线趋肤效应的GaAs PHEMT器件小信号模型

为了精确地表征高频GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)的器件特性,提出了一种考虑端口引线趋肤效应的GaAs PHEMT器件小信号模型。采用传输线理论,建立GaAs PHEMT的源-漏电压为0 V情况下沟道的T型等效网络。以量化沟道电阻为中间项,推导出含有趋肤效应模型的拓扑结构并提出参数解析提取方法。结合趋肤效应的高频响应特征,从频率高于40 GHz的测试S参数中剥离10 GHz以下的非本征参数,然后从剥离之后的网络参数中提取趋肤效应模型参数值。采用总栅宽为4×25μm GaAs PHEMT管芯用于模型和模型参数提取方法的验证。结果显示在2~110 GHz下,该模型的仿真结果与测试结果吻合较好。     

Modeling of double-π equivalent circuit for on-chip symmetric spiral inductors

We present a novel methodology to extract model parameters from measured S-parameters for silicon on-chip center-tapped symmetric spiral inductors. The double-π equivalent circuit topology is employed in which conductor skin effect is considered. The automated extraction procedure based on modified differential evolution is demonstrated to be efficient and effective. To verify the accuracy of the new methodology, 17 center-taped symmetric inductors were fabricated and the equivalent circuit parameters were extracted from two-port S-parameters measurements over the frequency range of 0.3–8.5 GHz. The excellent accuracy of the results demonstrates the flexibility of the modeling methodology. The new methodology should be useful in the design of RF ICs and mixed signal ICs.     

An investigation of the power characteristics and saturationmechanisms in HEMTs and MESFETs

A method for large-signal transistor analysis is presented. The method is based on the harmonic-balance approach but makes use of input data from measured S-parameters instead of DC or pulsed DC characteristics and a large-signal equivalent circuit with harmonic elements. The topology of this circuit is nearly identical to commonly used small-signal equivalent circuits; its application allows a detailed interpretation of the computed results, which are very precise due to the use of small-signal S-parameters. The large-signal model is applied to HEMTs and MESFETs. Their saturation mechanisms are investigated and the operational difference is discussed. The importance of including higher harmonic signal components in the large-signal analysis is also shown     

A parameter extraction method using cutoff measurement for alarge-scale HSPICE model of HBT's

We present an accurate parameter extraction method for the HBT large-signal equivalent circuit model in which several extrinsic parasitics are connected to HSPICE BJT model. The measured Gummel plot are used to extract DC model parameters of HBT using HSPICE. Capacitances are then obtained from S-parameter measurements of the HBTs biased to cutoff. The other parameters are determined from the active device S-parameters. The large-signal modeled Gummel plot and S-parameters show good agreement with the measured ones, respectively     

在片传输线等效电路模型的传递函数分析

提出了一种通过传递函数分析来确定在片传输线等效电路模型拓扑结构的新方法。通过这种方法,可分析得出由不同1-π单元组成的等效电路的拟合能力。通过对测量S参数的有理逼近构建了一个宽带宏模型。通过对比等效电路模型与宏模型的传递函数的零点和极点,开发出一种可靠且高效的确定传递函数等效电路结构的方法。分析发现复极点决定了模型的宽带拟合能力。共面传输线到50 GHz的测量S参数证明了本文提出的方法非常有助于寻找满足精度要求且最简单的拓扑。     

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．     

Détermination rapide et précise du schéma équivalent “petit signal” des transistors à effet de champ

A new method to determine the small signal equivalent circuit of FET’s is proposed. This method consists in a direct determination of both the extrinsic and intrinsic small signal parameters in a low frequency band. This method is fast, accurate and the determined equivalent circuit fits very well the S-parameters at least up to 26.5 GHz.