基于磷化铟材料的三端电子器件建模研究

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1、飞Ｉ—■金去料＊著ＵＮＩＶＥＲＳＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ■ＩＴ＾｜｜｜｜｜＾＾＾＾＾｜｜｜｜硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＩ］＇．；■：，Ｌ（＾＾Ｍ■＾ｆｌ＼／：ｍｎ＇ｍｍ＇Ｈ论文题目基于殘化铜材料的ｓ端电子器件建模妍究ｍｍＢ，Ｈ｜：ｈｈｈ学科专业电子科学与技术．？打．２０－為学号１３２１０３０５１７作者姓名王庚＿指

2、导教师唐武教授—分类号密级注1UDC学位论文基于磷化铟材料的三端电子器件建模研究（题名和副题名）王庆（作者姓名）指导教师唐武教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业电子科学与技术提交论文日期2016.3.15论文答辩日期2016.5.13学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月30日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。Themodelresearchforthree-termimalelectronicdevicebasedonInPmateri

3、alAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ElectronicscienceandtechnologyAuthor:QingWangSupervisor:Prof.WuTangSchool:SchoolofMicroelectronicsandSolid-StateElectronics独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文

4、中特别加［＾标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名＝本日期：年知Ｖ日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可

5、Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存。、汇编学位论文（保密的学位论文在解密后应遵守此规定））作者签名：＾导师签名：曰期：１／的户年月曰摘要摘要InP基高电子迁移率晶体管（HEMT）由于自身具有高的电子迁移率、高的功率增益、低的噪声系数以及低功耗等特点，成为毫米波单片集成电路（MMIC）以及太赫兹单片集成电路（TMIC）领域最理想的三端电子器件之一。而在MMIC或者TMIC的设计过程中，建立准确的器件模型是至关重要的。本文基于自主研发的InP基HEMT器件，利用多种测试手段获取器件的直流

6、性能、交流性能、脉冲性能，综合研究了器件模型的由来并建立了准确的小信号模型。随后研究了陷阱电荷给器件带来的一些影响。最后在前面两部分的研究内容的基础上利用EEHEMT模型，对器件的大信号模型进行了研究，从而获得了一个较为准确的器件大信号模型。取得的研究成果如下：1.根据对InPHEMT器件原理的综合分析，利用传统的16个参数的HEMT器件小信号模型，优化了提取本征参数的算法。在Dambrine提出的本征Y参数公式基础上，直接推导了器件模型的本征元件参数，相比较Dambrine引入一个假设条件而得到的计算结果更为

7、精确。2.由于InPHEMT器件本身固有的一些效应，在某些偏置电压下测得的S参数会发生一些反常的现象。此时传统16个参数的小信号模型无法拟合。根据对器件物理和二端口网络知识的分析，引入两个特殊的支路进入传统的小信号模型。根据传统模型和新模型的对比，可以看出新模型能更好地模拟器件的小信号特性。3.对于HEMT器件存在的陷阱电荷问题，通过脉冲IV测试装置对器件输出电流的测试，表征了输出电流受脉冲宽度和栅端静态电压的影响规律。从而揭示了器件内部的陷阱电荷对电流崩塌现象的作用机制，为下一步建立大信号模型中对器件陷阱电荷

8、的考虑提供了理论基础。4.针对国内缺乏大信号模型指导电路设计的现状。以EEHEMT模型作为基础，利用IC-CAP软件来对器件的大信号模型参数进行提取，然后在ADS软件工具里进行优化仿真，最终建立了一个较为准确的InPHEMT器件的大信号模型，该模型能够很好地拟合器件的直流性能和交流性能。为下一步InPHEMT器件在MMIC电路中的设计打下了基础。关键词：InPHEMT,小信号模型，大信