检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王帅四川大学

学位级别：硕士

随着微波系统的发展，对固态功率放大器件的性能要求越来越高，现有的GaAs功率器件已经越来越不能满足系统的要求。作为下一代固态微波功率器件，AIGaN/GaN HEMT具有输出功率密度高、工作频率高、耐高温、抗辐照等优点，是移动通信、雷... 详细信息

随着微波系统的发展，对固态功率放大器件的性能要求越来越高，现有的GaAs功率器件已经越来越不能满足系统的要求。作为下一代固态微波功率器件，AIGaN/GaN HEMT具有输出功率密度高、工作频率高、耐高温、抗辐照等优点，是移动通信、雷达等微波系统所需的高频、高效率、高功率微波功率器件的优秀候选者。\n 本文较为系统地研究了AlGaN/GaN HEMT 的微波功率特性。\n 由于AlGaN/GaN HEMT器件工作原理同GaAs器件相似，本文参考GaAs器件的模型提取技术得到了栅长为0.4 μ m，栅宽为1mm的AlGaN/GaN HEMT的小信号等效电路模型，使用Load-PuU测试方法得到了器件大信号下的等效输出阻抗。\n 使用得到的参数设计了AlGaN/GaN HEMT内匹配微波功率管，在7.5-9.

关键词：铝镓氮氮化镓小信号等效电路微波功率特性热设计功率放大器件热学模型

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GaN HEMT功率器件的非线性行为模型建模方法研究

GaN HEMT功率器件的非线性行为模型建模方法研究

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作者：姜飞燕西安电子科技大学

学位级别：硕士

在高频、高温、大功率方面,GaN高电子迁移率晶体管较之其他半导体器件更具优势,因此广泛应用于微波电路设计。如果电路设计需要达到比较好的性能,就要求所选器件的模型比较准确,因此关于GaN HEMT器件的小信号及大信号建模成为当下的研... 详细信息

在高频、高温、大功率方面,GaN高电子迁移率晶体管较之其他半导体器件更具优势,因此广泛应用于微波电路设计。如果电路设计需要达到比较好的性能,就要求所选器件的模型比较准确,因此关于GaN HEMT器件的小信号及大信号建模成为当下的研究热点。传统的14元件小信号模型(即由14个电路元件组成的等效电路模型)在高频条件下存在较大的误差,而20元件或者22元件模型由于元件数量较多,提参比较困难,因此本文综合考虑,在14元件模型的基础上增加了寄生电容建立了16元件小信号模型。文中针对型号为CGH40010F的GaN HEMT器件,首先进行了小信号建模。通过比较两种参数提取方法的优劣,使用分步提取法获得模型参数,分别提取与偏置电压没有关系的寄生参数以及与偏置电压大小有关的本征参数。将得到的元件参数代入ADS的16元件模型电路原理图中进行仿真优化,得到了最终的小信号模型。最后通过比较测试数据与模型仿真数据的误差验证了模型的准确性。说明了建立的16元件模型可以准确地反映器件的小信号特性。小信号模型的建立是基于S参数测试数据的,但是随着研究的深入,研究者们发现在描述器件大信号特性的时候,S参数不能正确反映器件或网络的电路特性,由此提出了X参数以及X参数行为模型。国内针对X参数的建模工作开展的比较晚,更多的是关于X参数行为模型理论的研究以及算法的改进,因此根据器件的实际工作特性建立可以表征大信号工作特性的X参数行为模型很有价值。文中对X参数行为模型其数学公式进行了推导,具体阐述了模型中具体的X参数项的物理意义。X参数提取主要有两种方法:非线性矢网测试以及ADS软件中的X参数生产器。根据现有的实验条件,本文利用ADS获得器件的X参数。因为数据量比较大,为了提高模型精度,文中结合神经网络建模的知识,以输入信号功率、频率、偏置电压作为网络输入,X参数项为网络输出,利用MATLAB建立了基于神经网络的微波器件X参数模型。最后将建立的X参数模型导入Simulink中进行模型的验证,通过比较模型输出和测试数据的误差证明了所建模型的准确性。本文针对GaN HEMT器件建立了16元件模型,对寄生电容的提参方法做了优化,证明了模型可以正确反映器件的小信号特性。其次结合神经网络技术,建立了可以反映器件非线性特性的X参数模型,利用MATLAB证明了模型的正确性。

关键词： GaN HEMT 小信号等效电路 S参数 X参数人工神经网络模型 BP网络

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基于通道电阻RL改进的GaN HEMT等效噪声电路建模

基于通道电阻RL改进的GaN HEMT等效噪声电路建模

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作者：刘玉婷西南科技大学

学位级别：硕士

作为宽禁带功率半导体设备的典范,氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）在高频和高功率领域展现出极大的应用前景。为了生产适用于广泛应用的可靠GaN HEMT,至关重要的是准确预测GaN HEMT的性能。本文的创新之处在于引入通道电阻RL... 详细信息

作为宽禁带功率半导体设备的典范,氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）在高频和高功率领域展现出极大的应用前景。为了生产适用于广泛应用的可靠GaN HEMT,至关重要的是准确预测GaN HEMT的性能。本文的创新之处在于引入通道电阻RL来改进GaN HEMT的等效电路模型,提升模型的精确度,并重点研究改进GaN HEMT的噪声模型的建模技术,在常温下采用不同的方法对晶体管的噪声进行建模和仿真验证。本课题的主要研究内容如下: （1）由于器件噪声建模的有效性主要取决于所采用的小信号提取的精度,因此本文首先着重研究基于通道电阻RL建立改进的小信号等效电路模型,经过分析确定采用数学修正法对等效电路元件进行解析提取,以克服寄生元件随栅极偏置电压变化而显著变化的问题,提高小信号模型（Small Signal Model,SSM）参数的精确性。并对本征元件的偏置依赖性进行分析,寻找通道电阻RL与栅极偏置电压之间的关系,探索改进模型的优势。（2）然后基于上述改进的SSM,建立相应的等效噪声电路模型。通过二端口网络的等效表征方法,利用实测得到的晶体管的几个主要噪声参数,经过一系列的矩阵计算消除寄生部分的影响,提取出本征部分的噪声。接着采用不同的建模方法对热噪声进行建模。通过计算可以表征噪声的功率谱密度,在常温条件下建立改进后的噪声模型来描述噪声特性。（3）最后验证GaN HEMT等效电路模型。将本文所建模型嵌入到ADS仿真平台,仿真验证改进模型的有效性和精确性,结合各个性能参数分析改进SSM的实用性。此外,通过S参数分析还可以得到改进模型的使用方法。将建立的改进PRC噪声等效电路模型和温度噪声等效电路模型进行仿真以获取四个噪声参数,与实测的四个噪声参数进行对比,验证所建立噪声模型的有效性。

关键词： GaN HEMT 小信号等效电路噪声模型 PRC噪声模型温度噪声模型

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单载流子传输光敏晶体管模型建立与分析

单载流子传输光敏晶体管模型建立与分析

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作者：孙丹北京工业大学

学位级别：硕士

InP基单载流子传输双异质结光敏晶体管(Uni-traveling carrier double heterojunction phototransistor，UTC-DHPT)具有高响应度、高光电流增益、频率特性好等优点，而且不会出现额外噪声、易与HBT集成，还可以使用晶体管的线性和非线... 详细信息

InP基单载流子传输双异质结光敏晶体管(Uni-traveling carrier double heterojunction phototransistor，UTC-DHPT)具有高响应度、高光电流增益、频率特性好等优点，而且不会出现额外噪声、易与HBT集成，还可以使用晶体管的线性和非线性特性实现光信号的检测、放大、和混频。因此其在高速光纤通信网和光载微波通信系统中的应用也越来越广泛。在InP基UTC-DHPT器件以及相应的功能电路中，器件结构参数的变化对其性能的影响是复杂的，有时甚至是矛盾的，而且结构参数的变化也会影响单载流子传输的实现。所以需要精确的UTC-DHPT模型来优化结构参数，指导InP基UTC-DHPT的设计和基于UTC-DHPT的功能电路的仿真。因此对于InP基UTC-DHPT的建模是十分必要的。本文从3个方面建立了InP基UTC-DHPT器件模型，主要内容如下:　　1.建立InP基UTC-DHPT的物理模型。首先分析直流稳态条件下UTC-DHPT的基区载流子分布，通过载流子的漂移公式与扩散方程，得出了集电极输出电流表达式，建立起了UTC-DHPT的直流增益模型，对集电极输出电流随入射光功率增加而增大的关系进行了分析。接着从光生载流子的泊松方程、连续性方程入手，求解小信号下光生载流子的表达式，建立了UTC-DHPT的小信号增益模型，通过此模型描述了UTC-DHPT基区产生的光生载流子与器件内部的载流子的行为，分析了单载流子传输的工作机制以及入射光功率对小信号光电流增益的影响。最后建立了UTC-DHPT的频率特性模型，通过与传统单异质结光敏晶体管对比，详细分析了UTC-DHPT在光生载流子渡越时间上的优势，由于UTC-DHPT消除了光生空穴迁移率慢对光电响应速度的限制，大大降低了渡越时间，因此UTC-DHPT拥有更优秀的频率特性。　　2.建立InP基UTC-DHPT的器件仿真模型。基于Silvaco ATLAS TCAD仿真工具，设定UTC-DHPT的仿真流程、材料参数特性，选定了物理方程与模型以及数值计算方法，建立了UTC-DHPT器件模拟仿真模型。首先得出了UTC-DHPT在无光和有光入射条件下的能带结构图。模拟仿真了入射光功率增加时，集电极输出电流和小信号光电流增益的变化并和物理模型的仿真结果进行了对比分析，互为验证其有效性。入射光功率增加时，集电极输出电流Ic,opt逐渐增加，而转换效率则逐渐减小，小信号光电流增益也逐渐增大，并渐渐达到饱和值。模拟仿真了光生特征频率fT,opt和入射光功率的关系，发现fT,opt随着入射光功率的增大先逐渐增大然后逐渐减小，存在一个入射光功率使fT,opt能获得最大值。最后分析了有利于获得高的光特征频率的入射光窗口面积范围，并最终确定了入射光窗口面积为8*8μm2。　　3.建立InP基UTC-DHPT的小信号等效电路模型。基于UTC-DHPT的初始光生电流的产生方式，确定了初始光生电流在所建模型中的位置，合理地将其作为基极电流偏置的一部分，引入到小信号等效电路中，分析了UTC-DHPT在固定光窗口面积下光生载流子对小信号等效模型元件的影响，发射结电压、光跨导、发射结的势垒电容、扩散电容和集电结空间电荷电容随着入射光功率的增大而增大，发射结电阻随着入射光功率的增大而减小。根据所建模型，仿真分析了InP基UTC-DHPT中的小信号光电流增益和光特征频率在不同入射光功率下的变化趋势，分析讨论了光窗口面积对光特征频率的影响，与物理模型、器件仿真模型的结果进行了对比，小信号光电流增益与光特征频率变化趋势基本一致，绝对数值大小略有偏差，并讨论验证了所建3个模型的的有效性。

关键词：单载流子传输光敏晶体管结构参数小信号等效电路仿真模型

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基于SVR的高频场效应管等效电路参数提取

基于SVR的高频场效应管等效电路参数提取

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作者：王旭西南科技大学

学位级别：硕士

GaN高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor,HEMT)等效电路模型表征是射频集成电路设计的前提,而建立等效电路模型的关键在于提取参数是否具有物理意义,因此等效电路参数提取研究是器件建模的关键。目前等效电路参数的... 详细信息

GaN高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor,HEMT)等效电路模型表征是射频集成电路设计的前提,而建立等效电路模型的关键在于提取参数是否具有物理意义,因此等效电路参数提取研究是器件建模的关键。目前等效电路参数的提取精度,受限于测量数据的工作频段和被测器件的偏置条件。传统等效电路模型缺乏频率外延和偏置点内插的仿真能力。随着器件特征尺寸持续下降,高频特性不断提高,GaN HEMT小信号等效电路参数精确提取的难度升高,从而加大电路研发成本。为此针对上述问题,本文利用支持向量回归(Support vector regression,SVR)突出的频率外延和偏置点内插能力,开展了以下研究工作。首先,选取准确、可靠的训练样本和测试样本是构建SVR模型的基础。通过优化算法迭代、训练样本寻求模型最优超参数,使模型具有良好的学习能力,能够精确表征器件工作条件与小信号特性参数的非线性函数关系。为此,本文研究了GaN HEMT高频小信号等效电路参数的直接提取算法。运用双端口网络转换技术实现等效电路参数提取,从而为本文所建的散射(S)参数模型提供准确的宽频带S参数仿真数据及本征参数模型提供有效的样本数据。其次,S参数能正确反映器件小信号特性,作为先验知识确保了基于SVR的本征参数模型的有效性。参考射频器件SVR建模经验,关键参数值的选取决定了SVR模型学习和泛化能力。本文运用粒子群优化算法(Particle swarm optimization,PSO)作为模型关键参数优化工具,避免模型训练时出现因超参数参差导致收敛速度慢、泛化能力差等问题。通过引入噪声因素,提高模型抗干扰能力。与文献ANN模型对比,经测试验证,所建的S参数SVR模型在[13GHz-18GHz]频带范围内,具有很好的频率外延能力。因此,采用所建的S参数SVR模型,可解决频点扫描遗漏问题,易于连续获取任意偏置点和频率范围内的S参数,避免了复杂的S参数测量和繁琐的提取过程。最后,本征参数作为反映GaN HEMT物理特性的关键,本文建立了基于SVR的本征参数模型并提取本征参数。利用先验知识注入法(Prior knowledge input,PKI),S参数模型作为先验知识与SVR算法相结合,解决了因数据不足导致的精度问题。所建的模型避免了复杂的物理特性分析和建模表征中测量参数的繁琐步骤,完善了传统模型缺失的偏置点内插能力,能在较宽频带和偏置范围内快速提取本征参数,从而实现GaN HEMT小信号等效电路的有效表征。将基于SVR本征参数模型提取的本征参数与文献数据一同嵌入仿真软件作对比验证,结果表明SVR的本征参数模型在高频点误差较小,表明了所建的SVR本征参数模型在建模效率和建模精度上具有明显优势。

关键词：高电子迁移率晶体管支持向量回归小信号等效电路粒子群优化本征参数

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GaN HEMTs高频等效噪声电路建模

GaN HEMTs高频等效噪声电路建模

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作者：缪文韬西南科技大学

学位级别：硕士

随着现代通信系统适用频率的提高,在射频与微波电路设计中需要更高指标的晶体管器件,而第三代半导体晶体管GaN HEMTs具有更高的电子饱和速率、更低的介电常数等优点。在不同生产工艺下的FET器件高频噪声机理的分析与表征存在明显的差异... 详细信息

随着现代通信系统适用频率的提高,在射频与微波电路设计中需要更高指标的晶体管器件,而第三代半导体晶体管GaN HEMTs具有更高的电子饱和速率、更低的介电常数等优点。在不同生产工艺下的FET器件高频噪声机理的分析与表征存在明显的差异。为有效地表征GaN HEMTs在微波频段下的电学特性,本文重点研究GaN HEMTs高频等效噪声电路建模,开展工作如下:一、建立GaN HEMTs小信号等效电路模型。在GaN HEMTs器件的物理结构分析基础上,本文针对器件在制版过程中所连接电极和通孔部分引发的寄生效应,建立26个详细参数的小信号等效电路模型,其考虑器件在工作过程中的趋肤效应,表征在电阻值与频率的相关性。在建立基于趋肤效应的GaN HEMTs小信号等效电路模型后又给出了参数直接提取法,因未使用任何的算法优化,其提取的参数具有一定的物理意义。二、建立GaN HEMTs高频噪声等效电路模型。本文运用二端口噪声相关矩阵的表征方法,通过利用GaN HEMTs的四噪声参数实际测量结果,提取GaN HEMTs内部的栅极感应噪声和漏极沟道噪声功率谱密度,再基于功率谱密度建立改进后的温度噪声模型和PRC模型,此模型较传统模型的基础上考虑器件受极间电阻R与极间电容C的影响,从而使得PRC噪声模型中噪声因子C实部的引入导致相关噪声功率谱密度的虚部具有频率相关特性,同时在温度噪声模型中需考虑本征部分极间电阻R所产生的噪声,针对以上改进后的模型给出详细的噪声去嵌流程和噪声参数提取方法。三、验证建立的GaN HEMTs的小信号等效电路模型与高频噪声等效电路模型。分别将栅长为0.25um,栅宽为(4×50)um和(8×50)um工艺下的GaN HEMTs小信号等效电路模型,改进的PRC噪声等效电路模型,温度噪声等效电路模型嵌入ADS软件中仿真,并通过控制变量法分别与仿真结果、实测数据的一致性进行比较,验证两种不同结构的GaN HEMTs器件的噪声性能都能用改进后的PRC噪声模型与改进后的温度噪声模型进行高精度模拟,同时改进后的噪声模型比起传统模型的最小噪声系数拟合度得到了提高。进一步说明建立模型的精确性与参数提取算法的有效性。

关键词： GaN HEMTs 小信号等效电路高频噪声等效电路 PRC模型温度噪声模型

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Two―Port Noise Measurement of Active Microwave Devices Using the Modified F50 Technique

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电子学报(英文版) 2003年第3期12卷 471-474页

作者： WANGJun CHENHuilian TANGGaodi InstituteofElectronicEngineering ChinaAcademyofEngineeringPhysicsMianyang621900China

The overview of traditional measurement techniques of microwave noise indicates that the refiecto-metric and the source-pull tuners methods are all expen-sive and time-consuming because of the use of broad-band tuners and frequent calibration. Moreover, based on the two techniques, a complicated algorithm is usually needed to extract accurately the two-port noise feature parame-ters from the over-determined measured data. Recently, a novel technique is proposed to measure the noise figure at the single source (50Ω). To improve the accuracy, a mod-ified F50 Technique is presented here. And an extraction method of four noise parameters from the single measured data of F50 is also given using the Pospieszalski model of transistor and two-port noise analysis models as the addi-tional information. The experimental results demonstrate the practicability of the presented method as expected by showing the four noise parameters extracted from the sin-gle measurement of F50 are in agreement with the results obtained from source-pull tuners technique with 13 source admittances.

关键词：微波晶体管噪声指数测量小信号等效电路参数提取

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900MHz低噪声晶体管放大器

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无线电通信技术 1988年第6期 56-61页

作者：武兆才张志浩机械电子工业部第五十四研究所

本文介绍了900MHz低噪声微波晶体管集成电路放大器的设计与实验结果。该放大器用于实际工程两年多,实践表明性能良好。

关键词：放大器晶体管输出端口噪声性能电子设备半导体三极管微带电路小信号等效电路噪声匹配功率增益噪声系数 MHz

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关于“模拟电子线路(低频部分)”教学实施中几个问题的看法

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西北电讯工程学院学报 1983年第1期 121-128页

作者：孙肖子西北电讯工程学院电子工程系

引言工学院是培养工程师的摇篮,对于培养无线电专业的电气工程师来说,“电子线路”无疑是一门重要的课程,故保证一定的基本的教学时数是必要的。但是,科学在日新月异地发展,内容越来越丰富,为了适应现代化建设的需要,一方面要进一步加... 详细信息

引言工学院是培养工程师的摇篮,对于培养无线电专业的电气工程师来说,“电子线路”无疑是一门重要的课程,故保证一定的基本的教学时数是必要的。但是,科学在日新月异地发展,内容越来越丰富,为了适应现代化建设的需要,一方面要进一步加强基础,另一方面要适当反映新理论和新技术,特别是随着集成度越来越高以及受到计算机的冲击,加强系统的概念尤为重要。因此,学校要根据实际需要不断开出一些新的必修课和选修课(例如,电子工程系已开了二十余门选修课)。同时为了更好地培养学生解决实际问题的能力,加强实践性环节也是必然趋势。但是学制不能延长,总的训练时数是有限的。是各门课互相争时数呢?还是从培养一个合格的电气工程师这个全局的目标出发,各门课将自己所属的内容好好

关键词：模拟电子线路放大电路计算机辅助分析计算机辅助技术电子器件复频域教学实施小信号等效电路必修课低频部分低频电子线路半导体器件电子设备分立元件电路放大器知识面

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电子学教学要突出“三个基本”

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高等教育研究 1983年第2期 80-86页

作者：李斌祥东北重型机械学院电子学教研室讲师

通过反复的教学实践使笔者体会到,搞好电子学教学的关键在于突出基本概念、基本原理和分析问题的基本方法。突出“三个基本”首先是为了使内容“少而精”。电子学的“精”在于基本电路,更在于它的“三个基本”,因为后者反映了前者的基... 详细信息

通过反复的教学实践使笔者体会到,搞好电子学教学的关键在于突出基本概念、基本原理和分析问题的基本方法。突出“三个基本”首先是为了使内容“少而精”。电子学的“精”在于基本电路,更在于它的“三个基本”,因为后者反映了前者的基本规律。随着现代科学技术的发展,知识量成倍增长,知识老化的时间不断缩短,教学就必须突出最富有生命力的内容,即“三个基本”。这是培养能力的需要。可以说,培养学生的能力比单纯传授知识给学生意义更深远。

关键词：观察能力传授知识 PN 概念思维形式数学方法线性化处理全微分小信号等效电路直流等效电路方程因果关系电子学电学

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