检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王佳佳西安电子科技大学

学位级别：硕士

AlGaN/GaN HEMT器件的工作频率比较高,功率密度比较大,而且耐高温、线性度好、易匹配、输入阻抗高,广泛应用于单片微波集成电路（MMIC）当中。而研发人员在设计微波集成电路时首先采用合适的GaN HEMT器件模型对MMIC进行仿真设计,降低了... 详细信息

AlGaN/GaN HEMT器件的工作频率比较高,功率密度比较大,而且耐高温、线性度好、易匹配、输入阻抗高,广泛应用于单片微波集成电路（MMIC）当中。而研发人员在设计微波集成电路时首先采用合适的GaN HEMT器件模型对MMIC进行仿真设计,降低了研发费用,设计成功率得到了极大的提高,同时也缩短了研发周期,因此准确的AlGaN/GaN HEMT器件模型对微波集成电路的设计来说有着重要的意义,本文以AlGaN/GaN HEMT器件为基础,围绕小信号等效电路模型和大信号等效电路模型展开研究工作,主要工作内容有以下几点:1)依据本次研究的需要,选择合适的AlGaN/GaN HEMT器件,最终选择的器件型号是AM005WN-BI-R。为了测量该器件的S参数以方便开展后续工作,设计了测量器件S参数的测试夹具以及TRL校准件,并在矢量网络分析仪上测量了该器件在不同偏置下1-6GHz的S参数。2)对于传统的14个元器件的小信号等效电路模型而言,其结构简单,模型参数少,提取模型参数比较方便,但是没有考虑AlGaN/GaN HEMT器件在高频下的频散效应,模型精度不够高;而22个模型参数的小信号等效电路模型考虑了器件在高频下的一些寄生效应,模型精度高,但是等效电路模型结构复杂,模型参数较多,提取模型参数比较困难;本文结合14个元器件的小信号等效电路模型和22个模型参数的小信号等效电路模型的优缺点,折中采用了18个元器件的小信号等效电路模型,该模型在14个元器件小信号等效电路模型的基础上,考虑了电极之间的寄生电容对AlGaN/GaN HEMT器件在高频下电学特性的影响,模型精度较高,而且模型参数的提取相对比较容易。本文基于测量得到GaN HEMT器件的S参数,分别提取了小信号模型的寄生参数,然后通过去嵌的方法提取了本征参数,最后在ADS中对模型和模型参数进行了验证。具体的做法是:利用器件偏置在截止状态下的S参数,提取了模型的寄生电容;利用器件在零偏状态下的S参数,提取了模型的寄生电阻和寄生电感;利用器件在正常工作下的S参数,通过S参数、Y参数和Z参数之间的相互转化,去嵌得到了模型的本征参数;最后在ADS中搭建小信号模型的等效电路,通过比较测量得到的S参数和仿真得到的S参数,验证了本文采用的小信号等效电路模型和模型参数有很高的精度。3)通过比较经典的几种大信号等效电路模型,本文采用了EEHEMT大信号等效电路模型,该模型考虑了GaN HEMT器件在大信号下的自热效应和在高频下的频散效应,模型精度较高。基于在不同偏置下测量得到的S参数和提取得到的小信号模型参数,拟合了gmVgs曲线和CgsVgs曲线,并结合EEHEMT大信号模型的特点,提取了大信号模型参数;并在ADS中搭建了验证EEHEMT大信号模型及模型参数的模拟电路,通过比较测量得到的S参数和仿真得到的S参数,验证了EEHEMT大信号模型和模型参数的精度。

关键词： AlGaN/GaN HEMT S参数小信号等效电路模型大信号等效电路模型模型参数

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GaN HEMT微波开关器件及开关电路研究

GaN HEMT微波开关器件及开关电路研究

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作者：耿苗西安电子科技大学

学位级别：硕士

氮化镓(GaN)作为第三代宽禁带半导体料,具有高热导率、高击穿电压、高电子漂移率、耐高温、耐高压、抗辐照等优势,适用于毫米波数字相控阵雷达系统当中。T/R组件是雷达系统的核心部件,其性能的优劣直接影响雷达系统的发展。作为收发系... 详细信息

氮化镓(GaN)作为第三代宽禁带半导体料,具有高热导率、高击穿电压、高电子漂移率、耐高温、耐高压、抗辐照等优势,适用于毫米波数字相控阵雷达系统当中。T/R组件是雷达系统的核心部件,其性能的优劣直接影响雷达系统的发展。作为收发系统中的前端组件,开关电路的插入损耗、隔离度、开关时间以及功率容量等诸多指标对于整个收发系统的噪声系数以及输出功率等性能影响巨大。本文以AlGaN/GaN HEMT开关器件以及开关电路为核心,主要开展了以下工作:首先,分析了AlGaN/GaN HEMT作为开关器件的主要工作原理,开关器件主要工作在线性区与截止区两个区域,分别对应了开关器件的开启状态与截止状态。同时,研究了不同器件结构参数对开关器件性能的影响。其中包括开关器件的源漏间距、栅极宽度、单管与双管串联结构、单栅与双栅结构、栅极附加偏置电阻阻值等因素对开关器件的插入损耗、隔离度、功率容量以及开关时间等性能的影响。其次,基于中国科学院微电子研究所高频高压中心研究室的化合物半导体工艺线自主研发的0.25μm栅长的AlGaN/GaN HEMT开关器件。介绍了分别利用OPEN结构测试方法或者反向截止方法如何提取开关器件的寄生电容;利用SHORT测试结构方法或者反向截止方法结合无偏置方法提取开关器件的寄生电感与寄生电阻。基于开关器件自身结构特性,研究出了一种新的本征参数提取方法,通过该方法提取得到了开关器件的本征参数。在5GHz-40GHz频段内,AlGaN/GaN HEMT开关器件的小信号模型的拟合度非常好,误差因子均小于3.85%。最后,设计了一款DC-6GHz的GaN基大功率单刀双掷开关电路。首先,介绍了开关电路的具体设计流程、指标要求、电路拓扑结构、开关器件选择,原理图仿真、版图和原理图仿真、版图的绘制等。对所制作的开关芯片进行了DC直流特性、小信号S参数、连续波功率容量、开关时间等性能指标的在片测试。测试结果显示在DC-6GHz的工作频带内,开关电路的插入损耗的绝对值小于0.687dB,隔离度的绝对值大于40dB,1dB压缩功率为27.5dBm,开启时间为7.98ns,关断时间为8.93ns,面积只有1.85mm×1.0mm。

关键词： AlGaN/GaN HEMT 开关器件小信号等效电路模型单刀双掷开关

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高速PIN光探测器微波建模与参数提取分析

高速PIN光探测器微波建模与参数提取分析

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作者：徐智霞华东师范大学

学位级别：硕士

近年来,光纤通信系统发展的非常快速,尤其在速度、容量方面,这是由于其成本低、带宽大、抗干扰能力强、可靠性高等特点,将光子器件集成在电路中可以降低系统的寄生效应从而提高其性能,尤其在高速的光纤系统中这种混合集成是必然的。因此... 详细信息

近年来,光纤通信系统发展的非常快速,尤其在速度、容量方面,这是由于其成本低、带宽大、抗干扰能力强、可靠性高等特点,将光子器件集成在电路中可以降低系统的寄生效应从而提高其性能,尤其在高速的光纤系统中这种混合集成是必然的。因此,光电集成电路(OEIC)在光纤系统中是必不可少的。要提高整个集成电路的性能,就要对组成集成电路的分立器件的性能进行准确模拟,光探测器是OEIC中接收光的主要器件,十分有必要对其高速、高灵敏度等方面进行研究。由于一般的仿真软件中不含有光探测器件的模型,对其性能的分析比较困难;而关于光电子器件的仿真软件如TCAD等侧重于器件的结构和工艺,很难和电路设计软件相兼容。本文针对高速PIN光探测器等效电路模型及模型参数的提取方法进行了研究,主要研究内容包括:1)介绍了 PIN光探测器的工作原理,给出了对光探测器性能起主要作用的参数,并介绍了 PIN光探测器建模的基本流程;2)对PIN光探测器小信号等效电路模型参数提取方法做进一步的改进,该方法将直接提取法与数值优化法相结合,通过直接提取法可确定部分参数的值,再通过优化法确定模型中其余参数的值;3)推导了小信号等效电路模型中参数提取的公式,通过1 GHz-40 GHz频段内S参数测量结果与模拟结果的对比,验证了该参数提取方法的正确性;4)研究了 PIN光探测器的电容模型与直流模型,并提取了模型中的主要参数;5)对PIN光探测器的双异质结构,从实际的测试结构及模型参数的提取方便性两个方面考虑,在原有的小信号等效电路模型上提出一种改进的等效电路模型,并对模型中相应的参数进行提取,通过模拟与测试数据的对比及原有模型及现在模型的模型误差的对比,证明了该等效电路模型是准确的。

关键词： PIN光探测器小信号等效电路模型参数提取方法非线性特性

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石墨烯场效应晶体管微波建模技术研究

石墨烯场效应晶体管微波建模技术研究

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作者：陈荣敏合肥工业大学

学位级别：硕士

以硅材料为核心的传统元器件日益趋近物理极限,越来越难以满足电子系统小型化、高性能的需求。石墨烯作为一种新型电子材料,以其优异的电性能、热性能和应力性能引起国内外研究者的广泛关注,有望成为下一代半导体器件的核心电子材料之... 详细信息

以硅材料为核心的传统元器件日益趋近物理极限,越来越难以满足电子系统小型化、高性能的需求。石墨烯作为一种新型电子材料,以其优异的电性能、热性能和应力性能引起国内外研究者的广泛关注,有望成为下一代半导体器件的核心电子材料之一。以石墨烯为导电层的场效应晶体管作为一种新型纳米器件,能够满足高性能与小型化结构的要求,成为目前电子器件的研究热点。准确建立器件模型,对于微波和射频电路的设计至关重要。本文针对石墨烯场效应晶体管器件模型展开研究,建立了等效电路模型并进行参数提取。介绍了石墨烯场效应晶体管的基本结构,分析了其工作原理和电学特性。根据石墨烯场效应晶体管的双极性输运的性质,分析了其输出特性、开关比、饱和性能。作为对器件工艺的反馈,建立了小信号等效电路模型,包括石墨烯场效应晶体管的等效电路模型参数的初值测试提取方法,以及S参数优化方法。在小信号模型的基础上,论文对比了MOSFET、HEMT与石墨烯场效应晶体管的异同,对Angelov非线性模型进行了简化与改进,提出了电流-电压,栅源、栅漏电容非线性表达式,建立了石墨烯场效应晶体管射频大信号模型。并将完整的模型嵌入电路仿真软件,进行电路参数仿真,与晶体管的实测数据对比显示,本文建立的模型具有较好的准确度和实用性。

关键词：石墨烯石墨烯场效应晶体管小信号等效电路模型大信号模型

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太赫兹平面肖特基二极管参数模型

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红外与激光工程 2016年第12期45卷 151-156页

作者：赵向阳王俊龙邢东杨大宝张立森梁士雄冯志红专用集成电路国家级重点实验室河北石家庄050051 中国电子科技集团公司第十三研究所河北石家庄050051

根据太赫兹平面肖特基二极管物理结构,在理想二极管SPICE参数模型的基础上建立了二极管小信号等效电路模型。依据该二极管等效电路模型设计了基于共面波导（CPW）去嵌方法的二极管S参数在片测试结构,并对其在0.1~50 GHz、75~110 GHz频... 详细信息

根据太赫兹平面肖特基二极管物理结构,在理想二极管SPICE参数模型的基础上建立了二极管小信号等效电路模型。依据该二极管等效电路模型设计了基于共面波导（CPW）去嵌方法的二极管S参数在片测试结构,并对其在0.1~50 GHz、75~110 GHz频率范围内进行了高频小信号测试,利用测试结果提取了高频下二极管电路模型中各部分电容、电阻以及电感参数。将相应的高频下电容与电阻参数分别与低频经验公式电容值和直流I-V测试提取的电阻值进行了对比,并利用仿真手段对高频参数模型进行了验证。完整的参数模型以及测试手段相较于理想二极管SPICE模型和传统的参数提取方法可以更为准确地表征器件在高频下的工作状态。该建模思路可用于太赫兹频段非线性电路的优化设计。

关键词：太赫兹肖特基二极管小信号等效电路模型在片测试结构

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氮化镓高电子迁移率晶体管的参数提取与灵敏度分析

氮化镓高电子迁移率晶体管的参数提取与灵敏度分析

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作者：骆丹婷华东师范大学

学位级别：硕士

基于宽禁带氮化镓(GaN)制成的高电子迁移率晶体管(HEMT)在大功率、高温和高频应用中具有极大的发展潜力,因此在微波毫米波领域引起了越来越多的关注。半导体器件的建模是微波集成电路设计的基础,在功率放大器、振荡器、混频器等的辅助... 详细信息

基于宽禁带氮化镓(GaN)制成的高电子迁移率晶体管(HEMT)在大功率、高温和高频应用中具有极大的发展潜力,因此在微波毫米波领域引起了越来越多的关注。半导体器件的建模是微波集成电路设计的基础,在功率放大器、振荡器、混频器等的辅助设计中有着非常重要的作用,而器件模型的准确性往往由模型参数的提取技术决定。HEMT器件小信号等效电路参数提取方法主要分为直接提取法和数值分析优化方法。数值分析优化方法将测量S参数通过数值方法优化得到符合测量结果的模型参数值,但是存在参数值收敛于非物理值的缺点。直接提取模型参数方法虽然速度很快,但通常需要进一步优化来提高参数的准确性。而基于蒙特卡洛的灵敏度分析可用来确定本征参数的最佳值。在器件建模和参数提取中,灵敏度分析可用来优化本征参数,提高参数提取的准确性。本文基于GaN HEMT器件,对模型参数的提取技术和本征参数的灵敏度进行了研究,主要内容包括：1)介绍了半导体器件建模的基本流程和模型参数提取过程中的去嵌技术2)提出了一种改进的小信号等效电路模型参数提取技术,该方法将测试结构参数提取方法、反向截止参数提取方法与灵敏度分析优化方法相结合；3)推导了小信号等效电路模型中本征参数对测量S参数的灵敏度表达式,应用灵敏度分析优化了本征参数；4)对栅宽为2×100μm、栅长为0.25μm的GaN HEMT器件进行了参数提取与灵敏度分析,在多偏置条件下进行了测量S参数与模拟S参数的比较,结果表明在100 MHz-40 GHz的频率范围内均吻合地很好；5)研究了EEHEMT非线性等效电路模型,提取了相应的模型参数并进行了S参数的仿真验证。

关键词：氮化镓高电子迁移率晶体管小信号等效电路模型参数提取技术灵敏度分析 EEHEMT模型

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太赫兹平面肖特基二极管参数模型研究

太赫兹平面肖特基二极管参数模型研究

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第二届全国太赫兹科学技术学术年会

作者：赵向阳王俊龙邢东杨大宝梁士雄张立森冯志红中国电子科技集团公司第十三研究所专用集成电路国家级重点实验室

通过研究太赫兹平面肖特基二极管结构及材料特性,在理想二极管SPICE参数模型的基础上建立了完整的平面二极管高频等效电路参数模型。设计了基于共面波导去嵌方法的二极管在片测试结构,对其在0.1-50GHz、75-110GHz频率范围内进行了高频... 详细信息

通过研究太赫兹平面肖特基二极管结构及材料特性,在理想二极管SPICE参数模型的基础上建立了完整的平面二极管高频等效电路参数模型。设计了基于共面波导去嵌方法的二极管在片测试结构,对其在0.1-50GHz、75-110GHz频率范围内进行了高频小信号测试,参数提取结果表明:表明相较于理想SPICE模型,该参数模型可以比较准确表征太赫兹平面二极管的高频小信号工作特性。

关键词：平面肖特基二极管小信号等效电路模型在片测试结构

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一种用于THz单片电路设计的HEMT小信号模型研究

一种用于THz单片电路设计的HEMT小信号模型研究

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2015年全国微波毫米波会议

作者：董俊杨自强杨涛刘宇邢东张立森电子科技大学电子工程学院中国电子科技集团公司第十三研究所

本文设计了一种应用于THz频段的HEMT小信号等效电路模型。在结合In P基HEMT器件工艺的研究基础之上提出了适当的小信号等效电路拓扑结构,通过外推法建立了应用于太赫兹的HEMT小信号电路模型。模型仿真结果与实测结果的一致性验证了该模... 详细信息

本文设计了一种应用于THz频段的HEMT小信号等效电路模型。在结合In P基HEMT器件工艺的研究基础之上提出了适当的小信号等效电路拓扑结构,通过外推法建立了应用于太赫兹的HEMT小信号电路模型。模型仿真结果与实测结果的一致性验证了该模型的准确性。该电路模型的建立对于THz放大器的设计具有重要的意义。

关键词： THz单片电路 InP HEMT晶体管外推法小信号等效电路模型

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高速光接收组件同轴结构封装关键技术研究

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半导体技术 2013年第5期38卷 383-387页

作者：黄长统柴广跃彭文达郑启飞深圳大学光电子器件与系统国家重点实验室广东深圳518060 深圳市恒宝通光电子技术有限公司广东深圳518060

在接入网中,低成本、小尺寸的同轴结构封装10 Gb/s光接收组件起着非常重要的作用。在微波频段,封装器件引入的寄生参数已经成为制约其高频特性的主要因素之一。基于传输线理论,建立了包含芯片、金丝、管座的小信号等效电路模型。等效电... 详细信息

在接入网中,低成本、小尺寸的同轴结构封装10 Gb/s光接收组件起着非常重要的作用。在微波频段,封装器件引入的寄生参数已经成为制约其高频特性的主要因素之一。基于传输线理论,建立了包含芯片、金丝、管座的小信号等效电路模型。等效电路元件与实际封装器件有对应的关系。组件高频特性随元件参数值变化而变化。仿真结果表明金丝对其高频特性影响很严重。为了减小金丝电感,提出一种优化方案。并结合实际工艺条件,制作了样品,实验结果表明该样品的传输速率达到10 Gb/s,满足10 Gb/s光网络传输的要求。

关键词：同轴结构封装 10Gb s光接收组件寄生参数小信号等效电路模型高频特性

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超低温环境下pHEMT参数提取和建模

超低温环境下pHEMT参数提取和建模

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作者：曹杰杰中国科学院大学

学位级别：硕士

上个世纪80年代微电子学的高速发展促进了高电子迁移率晶体管(HEMT)的产生，又由于卫星通讯、精确制导、雷达系统等军事应用的需求HEMT器件得到高速发展，1985年便出现了赝高电子迁移率晶体管(pHEMT)器件。pHEMT器件中的异质结具有高二... 详细信息

上个世纪80年代微电子学的高速发展促进了高电子迁移率晶体管(HEMT)的产生，又由于卫星通讯、精确制导、雷达系统等军事应用的需求HEMT器件得到高速发展，1985年便出现了赝高电子迁移率晶体管(pHEMT)器件。pHEMT器件中的异质结具有高二维电子气(2DEG)浓度、高电子迁移率、低噪声等诸多优点，这使pHEMT成为微波单片集成电路(MMIC)发展中极具前景的器件之一。在射电天文领域中信号往往非常微弱并且对接收电路的噪声性能要求很高，因此pHEMTMMIC得到广泛应用。射电天文望远镜的接收机系统MMIC工作在低温环境下，在设计用于射电天文的MMIC时需要准确反映电路器件特性的小信号等效电路模型和噪声模型。商业圆晶代工公司通常只提供常温电路器件参数和模型，如能获得低温环境下电路器件参数和模型将对应用于低温环境MMIC设计具有重要实用价值。准确的模型可提高电路设计的准确性、降低产品成本、缩短研制周期。\n 本文的研究重点是pHEMT器件的原理特性、pHEMT常温和低温测试系统及测试技术、pHEMT小信号等效电路模型建模方法以及常温和超低温pHEMT小信号模型建模结果，其中超低温环境下pHEMT器件参数提取和小信号模型具有重要的创新和实用价值。具体内容如下:\n 1.详细介绍了微电子技术的历史、三代半导体材料的发展过程;接着描述了GaAs材料性质和GaAsHEMT器件的结构原理;进而介绍了HEMT器件的三个发展过程:HEMT阶段、pHEMT阶段、InPHEMT阶段。\n 2.在认识HEMT器件的基础上介绍pHEMT器件的详细结构和原理，并把二者加以比较，指出pHEMT优越性;介绍pHEMT器件的电特性，包括主要的直流、小信号参数和I-V特性曲线;介绍本文的研究对象稳懋(WIN)0.15μmGaAspHEMT器件并给出该器件的电特性和简单工艺过程。\n 3.全面分析pHEMT小信号等效电路模型的参数提取理论。包含建模的意义和目的，建模的方法选择，怎样精确对pHEMT器件直流和管芯S参数测量，常温和超低温片上测试系统以及测试技术，pHEMT器件的小信号等效电路拓扑和参数提取方法，低温对pHEMT器件小信号模型参数的影响等内容。\n 4.给出了常温和超低温不同校准和测试方法提取的pHEMT小信号等效电路的实验结果。结果表明本研究中自定义的SOLT校准未实现预期的校准参考面因而在以后的测量中应舍弃该校准方法;利用CascadeMicrotech的101-190校准基片和网络分析仪的PortExtension功能可实现预期校准参考面进而准确测量pHEMTS参数，但测量结果仍包含pHEMT器件源极连接的极短微带线和接地通孔带来的寄生效应，由此提取的小信号模型也受此寄生效应影响。

关键词： pHEMT器件超低温环境小信号等效电路模型参数提取

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