InP基高電子遷移率晶體管(HEMT)具有電子遷移率高、噪聲系數(shù)低、功耗低及功率增益高等特點(diǎn),廣泛用于毫米波單片集成電路設(shè)計(jì)中,在國(guó)防、航天等高速應(yīng)用系統(tǒng)中占據(jù)著重要地位。模型是連接制備工藝和集成電路設(shè)計(jì)的重要紐帶,本論文對(duì)InP基HEMT器件大小信號(hào)模型進(jìn)行研究,具體內(nèi)容如下:(1)基于傳統(tǒng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管小信號(hào)模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并結(jié)合InP基HEMT器件短?hào)砰L(zhǎng)和短?hào)艤祥g距的特點(diǎn),提出了InP基HEMT器件16參數(shù)模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。增加了柵源電阻(R_(gs))來表征短?hào)艤掀骷臇判孤┬?yīng),增加漏源延時(shí)因子(τ_(ds))來表征漏端電壓對(duì)溝道電流的影響。采用Open和Short元件提取外圍寄生參數(shù),利用去嵌后的Y參數(shù)對(duì)本征參數(shù)進(jìn)行提取,通過優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了小信號(hào)模型參數(shù)的提取。結(jié)果證明R_(gs)和τ_(ds)的引入提高了S22參數(shù)擬合精度,使得模型擬合誤差從傳統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的0.294降低為0.266。(2)基于EEHEMT模型對(duì)InP基HEMT器件進(jìn)行大信號(hào)模型的構(gòu)建。實(shí)現(xiàn)了InP基HEMT器件肖特基特性、轉(zhuǎn)移特性、輸出特性和交流特性的參數(shù)提取,同時(shí)模型中還考慮了器件表面態(tài)、陷阱等引起的頻散效應(yīng)。最后,改進(jìn)了EEHEMT模型中固定膝點(diǎn)電壓的問題,通過自定義控件將膝點(diǎn)電壓與柵偏壓的關(guān)系引入,改進(jìn)了器件直流特性的擬合精度。本文對(duì)InP基HEMT器件大小信號(hào)模型的改進(jìn)將有助于指導(dǎo)器件制備工藝的改進(jìn),同時(shí)對(duì)高頻集成電路設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性分析具有良好的應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN386
【部分圖文】：

集成電路制造業(yè)發(fā)展

微波電路的設(shè)計(jì)流程

InP基HEMT基本結(jié)構(gòu)示意圖
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本文編號(hào)：2892031