检索结果-内蒙古大学图书馆

系统仿真学报 2016年第1期28卷 139-146,153页

作者：焦尚彬李佳张青谢国西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048

将α稳定噪声与单稳系统相结合,分别研究了不同α稳定噪声环境下的无时滞项和有时滞项的非对称单稳系统的随机共振。利用数值仿真说明了在无时滞项和有时滞项的非对称单稳系统中均存在随机共振现象,并讨论了α稳定噪声特征指数α(0<... 详细信息

将α稳定噪声与单稳系统相结合,分别研究了不同α稳定噪声环境下的无时滞项和有时滞项的非对称单稳系统的随机共振。利用数值仿真说明了在无时滞项和有时滞项的非对称单稳系统中均存在随机共振现象,并讨论了α稳定噪声特征指数α(0<α≤2)、对称参数β(-1≤β≤1)、单稳系统参数a、乘性噪声放大系数D、非对称系数r及时滞量τ对系统信噪比增益的影响。

关键词： LLC谐振变换器大信号模型非线性系统 SSOC调制 α稳定噪声时滞非对称单稳系统信噪比增益

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LLC谐振功率变换器的大信号建模研究

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系统仿真学报 2015年第5期27卷 921-926页

作者：郑锴李建兵周东方李凯张松振信息工程大学信息系统工程学院 71521部队

采用平均大信号建模法,结合全桥LLC谐振倍压功率变换器,开展LLC谐振功率变换器的大信号建模研究。分析了SSOC(Self-sustained oscillation controller)调制方式,在该调制方式下LLC谐振功率变换器的工作模式;建立了LLC谐振功率变换器的... 详细信息

采用平均大信号建模法,结合全桥LLC谐振倍压功率变换器,开展LLC谐振功率变换器的大信号建模研究。分析了SSOC(Self-sustained oscillation controller)调制方式,在该调制方式下LLC谐振功率变换器的工作模式;建立了LLC谐振功率变换器的非线性状态空间模型,分析了非线性项的近似线性化、谐波平衡等处理环节,推导出LLC谐振功率变换器的平均大信号模型;通过仿真表明,平均大信号模型与非线性状态空间模型的仿真曲线基本吻合,验证了平均大信号模型的准确性。该大信号模型适用于指导LLC谐振功率变换器的现代非线性控制回路的设计。

关键词： LLC谐振变换器大信号模型非线性系统 SSOC调制

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大信号设计GaAs　MESFET功率合成

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固体电子学研究与进展 1994年第1期14卷 22-27页

作者：傅炜南京电子器件研究所

利用ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ功率特性的线性化模型，求出ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ近似最佳功率负载阻抗，为利用谐波平衡法计算提供初值。然后，使用自行研制的谐波平衡分析软件包，进行ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ大信号模型参数的提取和非线性电... 详细信息

利用ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ功率特性的线性化模型，求出ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ近似最佳功率负载阻抗，为利用谐波平衡法计算提供初值。然后，使用自行研制的谐波平衡分析软件包，进行ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ大信号模型参数的提取和非线性电路模拟计算。将两只总栅宽为９．６ｍｍ的ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ管芯，利用内匹配功率合成技术，在Ｃ波段（５．５～５．８ＧＨＺ）制成１ｄＢ压缩功率大于８Ｗ，典型功率增益９ｄＢ的ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ内匹配功率管。

关键词：功率合成大信号模型场效应晶体管

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一种改进的高频GaN HEMT器件模型

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固体电子学研究与进展 2021年第5期41卷 354-358页

作者：余国栋汪珍胜王储君王维波陶洪琪南京电子器件研究所南京210016

提出了一种改进的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMTs)的小信号和大信号模型。该小信号模型通过改进拓扑结构来提升对高频下分布式效应的拟合,对比栅宽为4×30μm的100 nm栅长GaN HEMT器件,在110 GHz内的平均拟合误差为3.48%。在... 详细信息

提出了一种改进的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMTs)的小信号和大信号模型。该小信号模型通过改进拓扑结构来提升对高频下分布式效应的拟合,对比栅宽为4×30μm的100 nm栅长GaN HEMT器件,在110 GHz内的平均拟合误差为3.48%。在非线性电流模型中,改进的电流方程提升了对低栅压下直流I-V特性的拟合精度,通过结合非线性电容模型,构建了GaN HEMT大信号模型。对比35 GHz负载牵引系统的测试数据,大信号模型仿真结果表明,改进的非线性模型对GaN HEMT大信号特性有良好的预测能力。

关键词： GaN HEMT 小信号模型大信号模型负载牵引

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S波段GaN HEMT宽带逆F类高效率功率放大器设计

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微波学报 2014年第5期30卷 59-62页

作者：王韧罗孝均杨仕润徐洪波朱世贵成都华光瑞芯微电子股份有限公司成都610000

提出一种宽频带GaN HEMT逆F类功率放大器设计方法,并完成S波段高效率功率放大器的研制。首先对改进的GaN HEMT Angelov大信号缩放模型进行分析,确定功放管栅宽模型参数;然后通过输出电容补偿、负载牵引技术获得最佳输入、输出阻抗,设计... 详细信息

提出一种宽频带GaN HEMT逆F类功率放大器设计方法,并完成S波段高效率功率放大器的研制。首先对改进的GaN HEMT Angelov大信号缩放模型进行分析,确定功放管栅宽模型参数;然后通过输出电容补偿、负载牵引技术获得最佳输入、输出阻抗,设计谐波控制网络实现对谐波阻抗的峰化;最后基于宽频带、高效率原则完成电路仿真版图优化。为验证该方法,基于国产GaN HEMT(栅宽1.25mm)设计了一款中心频率2.9GHz,带宽大于40%的高效率逆F类功放,测试结果表明频带内输出功率均大于3W、漏极效率达到60%。

关键词： GaN HEMT 大信号模型逆F类高效率 S波段

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量子阱激光器高频建模技术研究

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科学通报 2009年第20期54卷 3083-3087页

作者：高建军华东师范大学信息科学与技术学院上海200241

介绍了用于高速光电集成电路设计的量子阱半导体激光器高频建模技术,以及相应的模型参数提取技术.上述等效电路模型基于激光器的物理速率方程,可以分析器件的小信号和大信号特性,通过和测量数据的比较验证了等效电路模型的正确性.

关键词：激光器量子阱建模高频大信号模型小信号模型

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4H-SiC MESFET非线性模型研究

4H-SiC MESFET非线性模型研究

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作者：曹全君西安电子科技大学

学位级别：博士

SiC材料具有宽禁带、高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和漂移速度等优良特性,这些特性决定了它在高温、大功率、高频和抗辐照等领域的有着广泛的应用前景。4H-SiC金属半导体场效应晶体管(MESFET)具有较宽的频率带宽、高功率密度、... 详细信息

SiC材料具有宽禁带、高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和漂移速度等优良特性,这些特性决定了它在高温、大功率、高频和抗辐照等领域的有着广泛的应用前景。4H-SiC金属半导体场效应晶体管(MESFET)具有较宽的频率带宽、高功率密度、大功率和高漏压工作等优越特性,在相控阵雷达、下一代基站以及高温、辐照等极端环境具有广阔的潜在应用,越来越受到人们的重视。本文就4H-SiC MESFET的非线性模型方面进行了研究,主要工作如下: (1)提出了一种基于物理表达式且适用于射频电路CAD工具的4H-SiC MESFET大信号漏电流模型。该模型可以方便的嵌入CAD工具(如ADS软件),用于评估器件的射频工作特性,同时该模型也可作为设置大信号参数提取程序中的初值。 (2)针对4H-SiC MESFET直流电流-电压特性的饱和电压和夹断电压大、漏电压变化范围宽的特点,提出了一种新型的4H-SiC MESFET直流经验大信号I-V模型。模型参数提取采用Levenberg-Marquarkt优化方法进行非线性回归拟合,与Statz、Materka、Curtice-Cubic等常用CAD模型以及最近报道的4H-SiC MESFET经验I-V模型的比较结果表明本文模型具有精度高、初值设置方便、计算速度快、鲁棒性好等优点。 (3)从器件的工作机理出发,推导出满足电荷守恒条件的4H-SiC MESFET大信号电容解析模型。并建立了电荷守恒的经验大信号电容模型和一种精确的经验大信号电容模型,这两个模型精度都较高且适合CAD工具应用。 (4)结合基于器件工作机理的漏电流解析模型和适用CAD工具的大信号准解析模型,提出了一种新型的4H-SiC MESFET自热效应物理模型。自热效应模型中给出了4H-SiC低场电子迁移率和杂质在4H-SiC的不完全离化率随温度的变化的一种新的简约经验模型,该简约经验模型使包含自热效应的漏电流模型能够嵌入CAD软件,适用于基于CAD工具的4H-SiC MESFET电路设计。 (5)基于势函数在器件临界导通区的二维泊松方程解析解,研究了短沟道4H-SiC MEFET的DIBL(漏致势垒降低)效应。提出了一种精确的非对称源漏和高漏压工作的短沟4H-SiC MEFET DIBL效应模型,模型得到了有效验证。根据该DIBL模型,分析了短沟道4H-SiC MEFET器件性能随器件沟道长度与深度比、沟道掺杂浓度和沟道长度的变化关系,对短沟道4H-SiC MEFET器件的设计提供了较好的参考。 (6)器件特性测试是模型验证的重要组成部分。针对4H-SiC MESFET的器件高漏压、大功率的直流工作特性,设计了4H-SiC MESFET器件直流特性的测试夹具,并通过栅电压静态偏置于器件的阈值电压以下和栅端、漏端偏压为脉冲电压的脉冲测试法,用大功率直流测试仪器成功测试了4H-SiC MESFET的直流电流-电压特性。设计了4H-SiC MESFET射频小信号和大信号特性的测试板,并利用网络分析仪测试了4H-SiC MESFET射频小信号特性,测试结果可有效的用于4H-SiC MESFET建模和用于指导设计4H-SiC MESFET射频大信号电路设计。

关键词： 4H-SiC MESFET 射频大信号模型自热效应 DIBL效应

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移相全桥DC-DC变换器的轻载效率与大信号鲁棒控制策略研究

移相全桥DC-DC变换器的轻载效率与大信号鲁棒控制策略研究

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作者：姚乐乐天津大学

学位级别：博士

将移相全桥DC-DC变换器作为研究对象,以提高变换器轻载功率传输效率、改进输出电压在较大电源调整率和负载调整率下的动态性能为研究目标,从轻载功率损耗模型的建立、轻载调制策略的构建、大信号模型的建立、大信号鲁棒控制策略的构建... 详细信息

将移相全桥DC-DC变换器作为研究对象,以提高变换器轻载功率传输效率、改进输出电压在较大电源调整率和负载调整率下的动态性能为研究目标,从轻载功率损耗模型的建立、轻载调制策略的构建、大信号模型的建立、大信号鲁棒控制策略的构建四个方面开展研究。(1)针对变换器轻载功率损耗模型精度较低的问题,提出一种基于磁损因数边界约束与密勒平台构建的轻载损耗模型。修正高频变压器与滤波电感等感性元件的Steinmetz方程磁损因数,实现有限频率分量下磁感应强度峰峰值之和及其磁损分量之和的有效约束。利用变压器初级侧电流在两桥臂开关过渡过程中的初值和终值,构建栅源极电压相应的密勒平台。通过数值计算与实验验证,表明所提轻载功率损耗模型的精度得到改善。(2)针对变换器轻载功率传输效率较低的问题,提出一种基于输出高频滤波电容与滞后桥臂死区时间组合判别的调制策略。依据轻载损耗模型,推导功率损耗差值函数。根据输出端口交流阻抗中电阻特性的强弱将组合分成两类,进一步考察损耗差值函数随负载电阻或等效电阻变化的正负相关性。通过比较损耗的计算值与效率的实测值,验证组合判别的正确性,进而选择损耗最低的组合及对应的调制策略,能够提升轻载效率。(3)针对变换器二阶大信号模型精度较低的问题,提出一种基于变压器次级侧等效电路电压源及系统阻尼比逐步逼近的大信号模型。在平均开关模型法的基础上建立等效电路,对等效电压源的电压均值以及影响阻尼比的等效通态电阻分别采用分步近似的方法逼近实际值,并由电路方程建立二阶大信号平均模型。通过对比输出电压的数值计算结果与相应的实验结果,验证所提模型中输出电压的计算值更接近实际值,模型精度得到改善。(4)针对变换器输出电压在大调整率下调节性能改进的问题,提出一种在不确定参数组合下利用高增益观测器法改进切换点与有效占空比的控制策略。结合圆判据理论初步设计非线性控制器,采用分步设计观测器增益的方法,使最终增益能够抑制输入高频分量对控制器的影响。进一步针对各不确定参数组合,在观测器一定的基础上,对控制器做改进设计。通过实验的比较,表明改进型控制器在增强鲁棒性的同时,还能够改善输出电压的动态性能。

关键词：移相全桥DC-DC变换器轻载功率损耗模型轻载调制策略大信号模型大信号鲁棒控制策略

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高效率和大功率氮化镓半导体放大器研究

高效率和大功率氮化镓半导体放大器研究

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作者：曹梦逸西安电子科技大学

学位级别：博士

现今生活中,无线通信无处不在,从航空航天、雷达通信系统到无线路由器、蓝牙通信,都是无线微波通信的应用成果。通信系统的不断完善,对微波功率放大器提出了越来越高的要求,以Ge、Si为代表的第一代半导体和以Ga As为代表的第二代半导体... 详细信息

现今生活中,无线通信无处不在,从航空航天、雷达通信系统到无线路由器、蓝牙通信,都是无线微波通信的应用成果。通信系统的不断完善,对微波功率放大器提出了越来越高的要求,以Ge、Si为代表的第一代半导体和以Ga As为代表的第二代半导体都已经不能完全满足系统对功率放大器的高频大功率要求,而以宽禁带半导体GaN为代表的第三代半导体材料,以高的工作频率、高的功率密度和高的功率附加效率等优良特性成为微波功率器件和微波单片集成电路应用的最重要选择。在此背景下,本文对AlGaN/GaN HEMT功率放大器进行深入的研究,其中包括表征器件的电特性,建立器件的小信号和大信号模型,重点是对高效率和大功率的微波放大器的研究,设计并实现了S波段和C波段的高效率、大功率GaN基固态放大器。本论文的主要研究成果如下:①AlGaN/Ga N HEMT器件表征分析。深入地对1.25mm栅宽的AlGa N/GaN HEMT进行了电特性表征分析,包括器件的输出特性、转移特性、肖特基特性、击穿特性、小信号S参数和大功率特性,全面地评价了器件在高频大功率应用方面的能力,并研究了器件的频率特性随着偏置条件的变化规律,确定了器件应用时的最佳偏置点;②改进EEHEMT模型并建立了一个新的HEMT器件模型。建立了一个新的19元件的小信号等效电路模型,利用测试表征时所测试的多偏置条件下的器件S参数,提取了器件的寄生参数和本征参数,对S参数的拟合获得了很高的精度。同时,探究中发现了利用测得的器件转移特性和小信号建模过程中提取的器件寄生参数,代入Agilent公司的EEHEMT模型时,器件的输出特性拟合精度较差。本文通过结合输出特性测试结果和双曲正切函数,引入了Kink电流项,使模型的输出特性精度更高,并同时大大改善了功率附加效率的模拟精度;③S波段高效大功率放大器的研究。基于自主生产的10mm栅宽AlGa N/GaN HEMT,利用所建立的器件模型,设计并实现了工作在1.8GHz2.2GHz的AB类功率放大器。为了提高放大器的功率附加效率,提出了以微带开路短截线组成谐波抑制网络,有效地抑制了器件的二次谐波,明显改善了放大器的效率和线性度;为了实现放大器的宽频带设计,提出了一种多节阻抗变换网络方法,获得了较为理想的带宽。实现的Ga N功率放大器在40V的偏置电压下,在整个工作频率范围内,脉冲输出功率高于80W,功率附加效率在70%以上;在连续波模式下,输出功率大于50W,功率附加效率高于60%;④C波段内匹配高效大功率放大器的实现。深入开展了内匹配方法的研究,通过模型仿真得到器件的基频和二次谐波频率阻抗,在管壳内部实现了带有谐波抑制电路的匹配网络。为了尽可能地简化电路,在谐波抑制网络中引入了基频下的λ/4传输线,将器件的二次谐波短路,而对基频形成开路。基于本重点实验室研制的10mm栅宽的AlGa N/GaN HEMT功率芯片,设计并实现了工作频率为3.7GHz4.2GHz,工作电压为40V的C波段功率放大器。该放大器在脉冲工作模式下,放大器的输出功率在100W以上,功率附加效率高于65%,功率增益大于17dB,其中在4GHz下,放大器的饱和输出功率达到107.4W,功率附加效率达到了72.1%,这是国际上C波段100W量级放大器中的最高效率。同时,该放大器在连续波模式下,实现了放大器的输出功率在60W以上,功率附加效率高于63%;⑤C波段合成内匹配高效大功率放大器的研究。进一步结合内匹配技术和功率合成方法,对两个10mm栅宽的AlGaN/Ga N HEMT进行芯片级的合成,尽可能地减小由于功率合成而引入的损耗。功率合成电路利用Wilkinson功率分配器实现,在进行功率合成的同时,也对器件的阻抗起到匹配作用。谐波抑制方法和网络拓扑结构与单芯片内匹配放大器相同。所设计的放大器工作于5.2GHz5.8GHz,偏置条件为Vds=40V,Vgs=-2.4V。放大器的脉冲输出功率达到155W以上,功率附加效率高于65%,功率增益高于12.9dB;在5.6GHz处,放大器获得了最大功率166W,功率附加效率为69.4%,功率增益13.2d B;在连续波模式下,放大器在工作频带内输出功率高于85W,功率附加效率高于50%。综上所述,本文在Ga N器件大信号模型及参数提取、放大器谐波抑制方法、S波段和C波段的高效率和大功率放大器实现等方面开展了深入的研究,放大器的性能指标达到了目前国际上的高水平,为更高效率和更大功率放大器的设计和实现奠定了重要的基础和明确的方向。

关键词： AlGaN/GaN HEMT 大信号模型 S&C波段高效大功率放大器谐波抑制

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AlGaN/GaNHEMT模型研究及MMIC功率放大器设计

AlGaN/GaNHEMT模型研究及MMIC功率放大器设计

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作者：姜霞河北工业大学

学位级别：博士

随着无线通讯技术和航空航天技术的飞速发展,对具有更高频率和更大输出功率的高性能半导体器件的需求日益增加。传统的Si和GaAs基半导体微波功率晶体管由于受材料参数的限制已经接近性能的极限,而以GaN和SiC等宽禁带半导体材料为衬底的... 详细信息

随着无线通讯技术和航空航天技术的飞速发展,对具有更高频率和更大输出功率的高性能半导体器件的需求日益增加。传统的Si和GaAs基半导体微波功率晶体管由于受材料参数的限制已经接近性能的极限,而以GaN和SiC等宽禁带半导体材料为衬底的器件,能够满足系统对高工作频率、高输出功率和高工作温度的要求,成为近年来研究的热点。而MMIC由于具有增益、噪声、功率等良好的特性,成为微波与毫米波单片集成电路和超高速数字集成电路领域最具竞争力的有源器件之一。本文围绕AlGaN/GaN HEMT模型及MMIC设计开展研究工作,具体研究内容包括如下几个方面: 1、根据AlGaN/GaN HEMT器件结构,对AlGaN/GaN HEMT器件特性进行了分析,讨论了温度的升高对低场迁移率及阈值电压的影响,研究了一种用于分析AlGaN/GaN HEMT I-V特性的模型。模型考虑了极化、材料热导率、电子迁移率、薄层载流子浓度、饱和电子漂移速度及导带断续随温度变化的特性,及对器件造成的影响,并将模拟结果与实验值进行对比,两者符合较好,证明了该模型的正确性,可以应用于SiC和蓝宝石两种不同衬底AlGaN/GaN HEMT器件的模拟。 2、研究了GaN MMIC有源和无源元器件模型,系统地推导了HEMT小信号等效电路中寄生电阻、寄生电感、寄生电容和本征参数的提取方法。讨论了几种常见AlGaN/GaN HEMT器件大信号直流I-V特性和大信号电容模型,并以EEHEMT1模型为基础,采用在片测试技术,结合窄脉冲测试方法,利用IC-CAP软件提取出AlGaN/GaN HEMT非线性参数,并与实验值进行比较,证明提取的大信号模型具有很好的精度。 3、研究了HEMT MMIC宽带功率放大器的特点和主要性能指标,采用分布式放大器和电抗匹配相结合的方法,设计并制备了两级MMIC功率放大器。采用低通匹配网络设计,使放大器输入输出为50?阻抗匹配,在频率为8GHZ～12GHz范围内,输出功率大于17W,功率增益大于18dB,最大输出功率为25W,功率附加效率PAE达到29.9%。通过和实测值的比较,功率放大器满足设计要求,达到了预期目的。

关键词： AlGaN/GaN HEMT 自热效应小信号模型大信号模型单片微波集成电路功率放大器分布式放大器建模

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