與氮化鎵（GaN）相比,超寬禁帶半導(dǎo)體—金剛石具有更高的禁帶寬度、更高的熱導(dǎo)率和相當?shù)妮d流子遷移率,在大功率微波毫米波功率器件領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用潛力。隨著基于GaN微波功率器件向更小尺寸、更大輸出功率和更高頻率的方向發(fā)展,“熱”的問題越來越突出,逐漸成為制約器件向更高性能提升的重要問題之一。采用高熱導(dǎo)率金剛石作為高頻、大功率GaN器件的襯底,可以降低GaN大功率器件的自熱效應(yīng)對功率和效率等指標的影響,成為近幾年的國際研究熱點。本文開展了基于金剛石襯底的氮化鎵微波功率放大器研究。首先,論文針對金剛石基氮化鎵高電子遷移率晶體管（GaN-on-diamond HEMTs）開展了準物理區(qū)域劃分（QPZD）大信號建模,在傳統(tǒng)GaN高電子遷移率晶體管（HEMT）模型基礎(chǔ)上,添加了可擴展變量及溫度相關(guān)參量,將熱阻設(shè)為和環(huán)境溫度相關(guān)的多項式,使模型可以實現(xiàn)高低溫變化下縮放柵指數(shù)及柵寬。實現(xiàn)目前傳統(tǒng)模型無法實現(xiàn)的高低溫變化下的縮放功能。然后通過對2×125μm,4×125μm和10×50μm金剛石基氮化鎵高電子遷移率晶體管器件進行了測試,并建立了可縮放模型,驗證結(jié)果表明所建立的大信號可縮放可以準確預(yù)測高... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究工作的背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
        1.2.1 器件方面
        1.2.2 大信號模型方面
        1.2.3 內(nèi)匹配放大器方面
    1.3 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 金剛石基氮化鎵放大器設(shè)計基礎(chǔ)理論
    2.1 Diamond-on-GaN HEMT器件結(jié)構(gòu)與工作原理
        2.1.1 Diamond-on-GaN HEMT器件結(jié)構(gòu)
        2.1.2 Diamond-on-GaN HEMT制備流程
        2.1.3 Diamond-on-GaN HEMT工作原理
    2.2 QPZD大信號建模理論
        2.2.1 分區(qū)建�；驹�
        2.2.2 基于區(qū)域劃分的準物理大信號模型建模原理
    2.3 微波放大器理論
        2.3.1 引言
        2.3.2 功率放大器基本指標
        2.3.3 功率放大器分類
        2.3.4 內(nèi)匹配電路的基片
    2.4 本章小結(jié)
第三章 微波金剛石氮化鎵熱電耦合大信號建模
    3.1 引言
    3.2 小信號等效電路模型
        3.2.1 寄生參數(shù)提取
        3.2.2 本征參數(shù)提取
        3.2.3 小信號模型驗證
    3.3 基于區(qū)域劃分的微波金剛石氮化鎵熱電偶大信號模型建模
        3.3.1 與溫度相關(guān)的熱模型
        3.3.2 可縮放的QPZD模型描述
        3.3.3 模型驗證
    3.4 本章小結(jié)
第四章 內(nèi)匹配功率放大器電路設(shè)計
    4.1 功率放大器設(shè)計流程
    4.2 偏置點的選擇
    4.3 確定器件的輸入和輸出阻抗
    4.4 穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)設(shè)計
    4.5 匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計
    4.6 加工測試與分析
        4.6.1 基片加工
        4.6.2 外殼封裝
        4.6.3 整體裝配與測試
    4.7 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
在學(xué)期間取得的與學(xué)位論文相關(guān)的研究成果



本文編號：3196622