InP基HEMT器件模型研究

发布时间：2020-11-20 21:40

　　 InP基高电子迁移率晶体管(HEMT)具有电子迁移率高、噪声系数低、功耗低及功率增益高等特点,广泛用于毫米波单片集成电路设计中,在国防、航天等高速应用系统中占据着重要地位。模型是连接制备工艺和集成电路设计的重要纽带,本论文对InP基HEMT器件大小信号模型进行研究,具体内容如下:(1)基于传统场效应晶体管小信号模型拓扑结构,并结合InP基HEMT器件短栅长和短栅沟间距的特点,提出了InP基HEMT器件16参数模型拓扑结构。增加了栅源电阻(R_(gs))来表征短栅沟器件的栅泄漏效应,增加漏源延时因子(τ_(ds))来表征漏端电压对沟道电流的影响。采用Open和Short元件提取外围寄生参数,利用去嵌后的Y参数对本征参数进行提取,通过优化实现了小信号模型参数的提取。结果证明R_(gs)和τ_(ds)的引入提高了S22参数拟合精度,使得模型拟合误差从传统拓扑结构的0.294降低为0.266。(2)基于EEHEMT模型对InP基HEMT器件进行大信号模型的构建。实现了InP基HEMT器件肖特基特性、转移特性、输出特性和交流特性的参数提取,同时模型中还考虑了器件表面态、陷阱等引起的频散效应。最后,改进了EEHEMT模型中固定膝点电压的问题,通过自定义控件将膝点电压与栅偏压的关系引入,改进了器件直流特性的拟合精度。本文对InP基HEMT器件大小信号模型的改进将有助于指导器件制备工艺的改进,同时对高频集成电路设计和稳定性分析具有良好的应用价值。
【学位单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN386
【部分图文】：

集成电路制造业发展

微波电路的设计流程

InP基HEMT基本结构示意图
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本文编号：2892031