检索结果-内蒙古大学图书馆

中国激光 2012年第4期39卷 39-43页

作者：周琼姜宗福习锋杰国防科学技术大学光电科学与工程学院湖南长沙410073

以内光路系统的原始模型和缩放模型为研究平台,结合热传导方程、热弹性运动方程以及光场的角谱衍射理论,对两个模型中热变形像差及其波前预补偿分别进行了模拟计算。进行波前预补偿前,缩放模型和原始模型的计算结果基本相同,均表明热变... 详细信息

以内光路系统的原始模型和缩放模型为研究平台,结合热传导方程、热弹性运动方程以及光场的角谱衍射理论,对两个模型中热变形像差及其波前预补偿分别进行了模拟计算。进行波前预补偿前,缩放模型和原始模型的计算结果基本相同,均表明热变形像差主要包括像散项和离焦项,其中,像散项的大小由强激光在反射镜上的入射角度决定;而进行波前补偿后,缩放模型在镜面热变形和光学特性等各方面的结果均能与原始模型保持吻合,且两个模型之间能够实现很好的数值反演。

关键词：内光路系统缩放模型热变形像差波前预补偿

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GaN HEMT物理基可缩放模型方法研究

GaN HEMT物理基可缩放模型方法研究

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作者：刘岑松杭州电子科技大学

学位级别：硕士

氮化镓(GaN)作为第三代半导体的杰出代表,具有高热导率、高电子迁移率、高击穿场强和耐高温等优点。由于上述优秀特性,基于氮化镓材料的高电子迁移率晶体管(HEMT)被认为是电力应用的最佳选择之一。一个高精度GaN HEMT模型不仅可以降低... 详细信息

氮化镓(GaN)作为第三代半导体的杰出代表,具有高热导率、高电子迁移率、高击穿场强和耐高温等优点。由于上述优秀特性,基于氮化镓材料的高电子迁移率晶体管(HEMT)被认为是电力应用的最佳选择之一。一个高精度GaN HEMT模型不仅可以降低研发成本和周期,还可以指导器件的电路设计,因此研究GaN HEMT器件建模具有重要意义。目前主要的GaN HEMT模型有经验基模型和物理基模型,国内外研究者对其开展了大量研究。其中,物理基模型的大部分参数具有物理意义,且模型的可缩放性较好,对器件的优化改进有指导作用,是研究的热点。然而GaN HEMT器件存在测试困难和物理效应复杂等问题,大大增加了器件物理建模的难度。因此,本文针对GaN HEMT物理基可缩放模型的建模方法开展了深入研究,主要研究内容和创新点如下:(1)介绍了GaN材料和GaN HEMT器件的基本原理知识。详细介绍了ASM-HEMT模型,推导了模型的核心公式,并介绍了物理效应的建模方法。为后续基于ASM模型改进得到GaN HEMT物理基可缩放模型提供了理论支撑。(2)考虑了GaN HEMT器件的场板寄生效应,提出了含有场板寄生电容的GaN HEMT小信号等效电路模型。对GaN HEMT在片测试技术和数据去嵌算法进行了大致介绍。最后详细说明了小信号模型的参数提取方法,并对小信号模型进行了验证,验证结果表明模型的通用性较高且精度良好。(3)基于表面势基ASM-HEMT模型,改进得到GaN HEMT物理基大信号模型。改进的模型对场板模型进行了合并简化,极大提升了模型的仿真速度和收敛性;对栅极电流模型方程进行了修改,通过加入经验方程对漏极电流模型和电容模型进行优化,提升了模型的拟合精度;采用带有二极管的RC网络对陷阱效应进行了动态模拟,并利用脉冲测试法对自热效应进行研究。(4)详细介绍了改进的GaN HEMT物理基大信号模型的参数提取流程,并结合国产0.25μm工艺GaN HEMT器件测试数据对拟合结果进行了展示。对提出的GaN HEMT大信号模型建立了尺寸缩放方程,详细介绍了尺寸缩放规则,得到了完整的大信号模型。最后通过不同尺寸GaN HEMT器件的测试数据对大信号尺寸缩放模型进行了验证,验证结果表明本文所提出的GaN HEMT物理基大信号可缩放模型具有精度高、可扩展性强和收敛性好等优点。

关键词： GaN HEMT 物理基模型小信号模型大信号模型缩放模型

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GaN HEMT可缩放模型研究

GaN HEMT可缩放模型研究

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作者：谷思雨天津大学

学位级别：硕士

氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN High Electron Mobility Transistor,GaN HEMT）作为典型的第三代半导体功率器件,由于其具有高工作频率、高效率、大功率等优点,是目前5G移动通信系统的研究热点。对于工艺固定的器件,GaN HEMT的总输出... 详细信息

氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN High Electron Mobility Transistor,GaN HEMT）作为典型的第三代半导体功率器件,由于其具有高工作频率、高效率、大功率等优点,是目前5G移动通信系统的研究热点。对于工艺固定的器件,GaN HEMT的总输出功率与器件的总栅宽（栅指数×单位栅宽）成正比,因此在微波/毫米波电路设计时需要对器件结构中的栅指数和单位栅宽进行选择和优化。器件的可缩放模型作为一种有效的建模方法,极大推动了GaN HEMT的器件的工艺发展和电路设计优化方面。针对国产0.25μm工艺线,本文研究了GaN HEMT小信号和大信号可缩放模型的建模方法,主要研究内容包括: *** HEMT小信号可缩放模型研究。基于传统小信号模型建立了17元件小信号等效电路模型,采用直接提取法和与优化法结合提取并优化了模型中的元件参数值,在多个电压偏置点下模型的S参数均可实现较好的拟合。根据器件的工作原理,将器件结构划分成不同的区域,根据器件的结构特点以及模型中各参数随器件栅宽的变化趋势,本文建立了一种线性和非线性混合的缩放规则,并将其应用于小信号模型的缩放。与传统缩放模型相比,基于该缩放规则建立的小信号可缩放模型可以提高模型在0.1GHz～20GHz频带内的精度,并改善了S22参数高频拟合不精确的问题。 *** HEMT大信号可缩放模型研究。针对器件的自热效应,建立了包含热子电路的大信号等效电路拓扑,分别对非线性漏极电流和非线性栅极电容建模,通过对比大信号基波输出特性的模型仿真结果和实际测试结果验证了模型的准确性。基于大信号建模的基础,对基于器件的总栅宽的热阻和电流公式的缩放规则进行了研究,结合小信号模型的混合缩放规则提出了完整的缩放规则并应用于大信号模型。结果显示本文的GaN HEMT大信号可缩放模型可以较为准确地预测不同栅指数和单位栅宽器件的直流I-V特性和大信号的基波输出特性。 3.基于人工神经网络（ANN）的不同栅宽GaN HEMT直流I-V特性建模。采用多层感知器ANN结构,对不同栅指数、单位栅宽和电压偏置点的漏极电流Ids数据进行训练和建模。对建模得到的Ids通过数值求解的方法求导得到跨导gm和gm2。通过与测试的直流I-V特性相比,本文中的ANN模型对未参加神经网络训练的器件的直流I-V特性可以实现较为准确的预测。

关键词： GaN HEMT 缩放模型混合缩放规则人工神经网络

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毫米波GaN HEMT大信号热电缩放模型研究

毫米波GaN HEMT大信号热电缩放模型研究

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2015年全国微波毫米波会议

作者：陈亚培赵晓冬徐跃杭胡志富杜鹏博徐锐敏电子科技大学极高频复杂系统重点学科实验室中国电子科技集团第十三研究所

毫米波GaN HEMT大信号热电缩放模型对功率放大器设计有着重要意义,本文基于Angelov大信号模型,通过对漏源电流和非线性电容特性参数进行缩放研究,建立了毫米波GaN HEMT热电缩放大信号模型,并与对等栅宽并联小栅宽模型的Ⅰ-Ⅴ特性进行比... 详细信息

毫米波GaN HEMT大信号热电缩放模型对功率放大器设计有着重要意义,本文基于Angelov大信号模型,通过对漏源电流和非线性电容特性参数进行缩放研究,建立了毫米波GaN HEMT热电缩放大信号模型,并与对等栅宽并联小栅宽模型的Ⅰ-Ⅴ特性进行比较分析,仿真结果表明该热-电大信号缩放模型在功耗区域有着明显的改善,并且随着栅宽的增加,改善效果更为明显。基于建立的缩放模型,对不同栅宽器件的S参数、功率与PAE进行仿真分析并进行负载(源)牵引,结果表明该模型具有较好的适用性。

关键词：毫米波 GaN HEMT 大信号热电模型缩放模型

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采用自适应缩放系数优化的块匹配运动估计

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软件学报 2020年第11期31卷 3603-3620页

作者：宋传鸣闫小红葛明博王相海尹宝才辽宁师范大学计算机与信息技术学院辽宁大连116029 大连理工大学计算机科学与技术学院辽宁大连116024 计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210023

尽管基于平移模型的快速块匹配运动估计算法在一定程度上解决了高计算量的问题,但却是以牺牲运动补偿质量为代价的,而高阶运动模型尚存在计算量高、收敛不稳定的不足.通过实验统计发现,视频中约有56.21%的块包含缩放运动,进而得出缩放... 详细信息

尽管基于平移模型的快速块匹配运动估计算法在一定程度上解决了高计算量的问题,但却是以牺牲运动补偿质量为代价的,而高阶运动模型尚存在计算量高、收敛不稳定的不足.通过实验统计发现,视频中约有56.21%的块包含缩放运动,进而得出缩放运动是除平移运动外最主要的视频运动形式的结论.进而借助双线性插值,在传统的块平移模型中引进一个缩放系数,将运动补偿误差表示为该缩放系数的一元二次函数,利用韦达定理推导出1D缩放运动下最佳缩放系数的计算方法,并将其进一步推广到2D等比例缩放运动的情况下.在此基础上,提出了一种采用自适应缩放系数优化的快速块匹配运动估计算法.该算法以菱形搜索计算平移矢量,再用自适应缩放系数确定待预测块的最佳匹配块.在33个标准测试视频上的实验结果表明,与基于平移模型的块匹配全搜索和快速菱形搜索相比,该算法的平均运动补偿峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,简称PSNR)分别提高了0.11dB和0.64dB,计算量比全搜索下降了96.02%,略高于菱形搜索;与基于缩放模型的运动估计相比,该算法的平均峰值信噪比较之3D全搜索下降了0.62dB,但是比快速3D菱形搜索提高了0.008dB,而计算量仅分别为两者的0.11%和3.86%,并且无需向解码端传输缩放矢量,能够实现编、解码端的自同步,不会增加边信息的码流开销.此外,该自适应缩放系数计算方法还可与菱形搜索以外的其他快速块匹配运动估计相结合,提高其运动补偿质量.

关键词：视频编码运动估计块匹配缩放模型自适应缩放系数

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基于非线性电阻的GaN HEMT经验基大信号模型

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电波科学学报 2021年第5期36卷 730-736页

作者：毕磊天津大学微电子学院天津300072 青岛市海洋信息感知与传输重点实验室青岛266000

为了实现建立准确的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN high electron mobility transistor,GaN HEMT)大信号模型的目的,提出了一种基于非线性电阻的GaN HEMT经验基大信号模型.通过对GaN HEMT在高漏极偏置和高电流密度下的电阻特性分析,将... 详细信息

为了实现建立准确的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN high electron mobility transistor,GaN HEMT)大信号模型的目的,提出了一种基于非线性电阻的GaN HEMT经验基大信号模型.通过对GaN HEMT在高漏极偏置和高电流密度下的电阻特性分析,将受漏源电流控制的非线性电阻模型嵌入经验基大信号模型中.结合Matlab和ADS提取模型初值,在ADS中建立完整的大信号符号定义模型.选择栅长为0.25μm,栅宽分别为2×200μm、2×250μm、4×200μm的GaN HEMT进行直流输出特性和大信号输出特性仿真验证,结果表明本文模型与测试数据具有较高的吻合性.该大信号模型提高了经验基大信号模型的物理特性,具有较高的精度及良好的缩放性.

关键词：氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT) 非线性电阻经验模型缩放模型

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毫米波GaN HEMT功率器件准物理大信号模型研究

毫米波GaN HEMT功率器件准物理大信号模型研究

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作者：竺贵强中国科学技术大学

学位级别：博士

氮化镓(GaN)高电子迁移率(High Electron Mobility Transistor,HEMT)晶体管具有工作频率高、输出功率密度大、功率效率高等特点,已经广泛应用于雷达、卫星、5G等通信系统中。准确、简单、可缩放、物理意义清晰的器件模型对电路设计、器... 详细信息

氮化镓(GaN)高电子迁移率(High Electron Mobility Transistor,HEMT)晶体管具有工作频率高、输出功率密度大、功率效率高等特点,已经广泛应用于雷达、卫星、5G等通信系统中。准确、简单、可缩放、物理意义清晰的器件模型对电路设计、器件优化都至关重要。工作在W波段(75～110 GHz)的GaN HEMT器件,由于寄生效应复杂,模型参数变得不易提取,模型的高频精度和缩放性都有待改进。2017年新兴的GaN HEMT准物理区域划分(Quasi-Physical Zone Division,QPZD)模型具有参数少、准确性高、物理意义明确等特点,但模型的表达式和参数提取方面仍存在问题,显著的短沟道效应在模型中也缺乏考虑。因此,面对短沟道GaN HEMT器件的高频应用,以及对准确、简洁、物理意义明确的大信号模型的需求,建立可应用到W波段、包含主要短沟道效应的准物理大信号模型具有重要意义。本文基于国产0.1 μm工艺,对毫米波GaN HEMT功率器件的准物理大信号模型进行了深入研究:1.毫米波小信号模型研究。针对W波段小信号寄生效应复杂的问题,提出了新的模型等效电路和参数提取方法。该等效电路引入了总线抽头,并将寄生部分划分为总线、总线抽头、栅/漏指三部分,物理意义清晰且便于寄生参数的缩放。针对模型参数变多,不易提取的问题,对于寄生电容参数,提出了三种新的电磁仿真结构,通过全波电磁仿真提取寄生电容;对于寄生电感参数,通过测试与解析表达式相结合的方法进行提取,所提取出的参数值跟器件的物理尺寸更相符。通过不同尺寸GaN HEMT器件的验证结果表明,模型在1～110 GHz范围内具有较高的精度,平均误差在5%～8%之间。2.基于区域划分的GaN HEMT准物理大信号模型研究。针对原QPZD模型表达式不准确、拟合参数多、参数提取困难的问题,提出了新的模型表达式和参数提取方法;针对原模型无法模拟短沟道漏端引入的势垒降低(Drain Induced Barrier Lowing,DIBL)效应的问题,提出了新的DIBL效应的模型。在不含DIBL效应的情况下,核心漏源电流Ids的模型参数由原来的16个减少至14个,且拟合参数更少,提参方法更简单、准确,模型物理意义更明确,跟经验基的Angelov以及物理基的表面势模型相比,模型参数少50%以上。经测试数据验证,所建立的完整大信号模型,能够准确地模拟器件的S参数、直流、输出功率、增益及功率附加效率等特性。3.毫米波GaN HEMT大信号缩放模型的研究。针对传统缩放规则对晶体管寄生部分表征不准确的问题,提出了新的寄生参数缩放规则,引入了总线抽头的缩放,并对总线寄生电容、电感、栅/漏指电感的缩放规则进行了修正,建立了完整的大信号缩放模型。通过不同栅宽、栅指数量的GaN HEMT器件的验证结果表明,本文所提出的缩放模型,可以准确模拟不同尺寸器件的S参数、直流、输出功率、增益及功率附加效率等特性。

关键词： GaN HEMT W波段准物理区域划分大小信号模型缩放模型

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微波毫米波GaN HEMT大信号模型研究

微波毫米波GaN HEMT大信号模型研究

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作者：汪昌思电子科技大学

学位级别：博士

氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)以其高频、大功率、高效率等特性优势,成为近年来国内外半导体器件方面研究的热点。GaN HEMT的大信号(或非线性)特性及其模型的研究,在优化器件工艺及结构、指导电路设计和提高电路性能等方面具有... 详细信息

氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)以其高频、大功率、高效率等特性优势,成为近年来国内外半导体器件方面研究的热点。GaN HEMT的大信号(或非线性)特性及其模型的研究,在优化器件工艺及结构、指导电路设计和提高电路性能等方面具有重要的指导作用。传统Si及GaAs基场效应晶体管模型及其建模方法,难以精确表征GaN HEMT器件的一些特殊物理特性,如陷阱、自热、谐波和环境温度等特性。精确的微波毫米波GaN HEMT大信号模型对提高器件性能、缩短电路及系统的研发周期、提高成品率、降低成本及推动其大规模系统集成与应用等方面具有重要意义。随着GaN HEMT器件特征尺寸进一步缩小、工作频率和输出功率的提升,以及对电路设计成品率的进一步需求等因素的影响,开展微波毫米波GaN HEMT建模研究对GaN器件和电路的发展有着重要意义。因此,本文针对国产GaN HEMT工艺线,围绕器件工作机理,采用经验基等效电路建模方法,系统地研究了微波毫米波GaN HEMT大信号模型的建模技术。主要研究内容包括:1.超宽带GaN HEMT小信号等效电路模型研究。针对微波毫米波GaN HEMT器件的寄生特性,在传统的晶体管小信号等效电路模型拓扑基础上,增加了栅漏间寄生电阻Rpgd和栅极及漏极端的T型寄生电感,建立了改进的宽带等效电路模型结构,改善了频率低端及高端范围内的小信号S参数拟合精度。在模型元件参数直接提取法基础上,采用了一种基于偏置相关的多维目标误差函数的参数优化方法,克服了传统优化法陷入局部最小值及单一偏置点下优化得出参数值无物理意义的缺点。建立的小信号模型应用于三种不同结构GaN HEMT器件的小信号S参数预测结果表明,在40 GHz宽频带范围内,模型具有较好的精度和通用性。2.微波毫米波GaN HEMT大信号电热模型研究。针对器件材料的非线性热导率特性,采用有限元热仿真方法,建立了以功耗为函数的非线性热子电路模型。针对GaN HEMT非对称跨导等特性,在传统Angelov经验基大信号模型基础上,改进和修正了非线性漏源电流模型和非线性栅电容模型对栅电压的依赖特性,采用了脉冲动态I-V测试技术对GaN HEMT的陷阱效应进行表征,建立了包含自热和陷阱效应的大信号电热模型。与传统大信号模型相比,该大信号模型对DC I-V、输出功率和效率等性能具有更高的预测精度。并基于该建模方法,对不同场板结构的GaN HEMT进行了建模和大信号输出特性分析,进一步验证了模型的准确性和建模方法的有效性。3.高低温GaN HEMT大信号热电模型研究。GaN HEMT常应用于高低温环境的电路与系统中,其电性能不仅受自热效应影响,还随环境温度的变化而改变。本文针对高低温环境电热效应,基于器件电热效应的物理机理及热传递理论,利用有限元热稳态和瞬态仿真方法,分析了自热效应和环境温度对GaN HEMT沟道温度的影响,提取了等效的沟道热阻和热容参数,建立了以环境温度为函数的双热子电路模型,在-55到175 oC环境温度下对沟道温度具有更精确的预测结果。并根据该高低温电热特性,改进了非线性漏源电流和栅电容公式。测试和仿真结果对比表明,该大信号电热模型对高低温环境的小信号S参数、大信号基波、二次谐波和三次谐波输出功率及效率等特性具有较高的预测精度。*** HEMT大信号缩放模型研究。大信号模型的可缩放性是对大尺寸器件建模的重要手段,针对多指器件的热耦合效应和复杂的寄生特性,本文以中等栅宽尺寸的经验基大信号模型为参考,根据GaN HEMT器件栅指数和单位栅宽的物理几何特点,提出了基于器件尺寸大小的热子电路模型和分区域结构的大信号模型缩放规则,建立了完整的大信号缩放模型。与不同栅指数和单位栅宽的GaN HEMT在片测试结果验证表明,该大信号缩放模型能准确地预测基波及高次谐波的负载牵引阻抗特性,以及不同匹配状态下的基波及高次谐波输出功率和效率等特性,并且在大功率高效率功放单片电路(MMIC)中的预测结果精度较高。为大栅宽和高效率功率放大器MMIC设计与优化提供了准确的大信号可缩放模型,同时为大栅宽器件及其模型研究提供了一定的指导作用。

关键词： GaN HEMT 大信号模型缩放模型自热效应非线性热阻

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基于仿射模型的快速运动估计算法研究

基于仿射模型的快速运动估计算法研究

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作者：闫小红辽宁师范大学

学位级别：硕士

在现代信息技术的蓬勃发展下,“互联网+教育”应运而生。随之而来的是海量高清教学视频的离线存储和在线传输需求不断增加的问题。而基于教学视频的快速编码方法为该问题的解决提供了可行的研究方向。首先,从“互联网+教育”的特点和视... 详细信息

在现代信息技术的蓬勃发展下,“互联网+教育”应运而生。随之而来的是海量高清教学视频的离线存储和在线传输需求不断增加的问题。而基于教学视频的快速编码方法为该问题的解决提供了可行的研究方向。首先,从“互联网+教育”的特点和视频在“互联网+教育”资源中的优势出发,对教学视频作为一种重要学习资源的特点进行论述,进而阐述教育视频压缩的技术必要性。其次,本文在介绍运动估计原理的基础上,将现有基于块平移模型的运动估计总结为七种策略,即候选向量下采样的策略、像素下采样的策略、像素预排列的策略、低复杂度匹配函数的策略、低比特深度像素的策略、散列表的策略和块分类的策略,详细阐述了各种策略的基本思想,进而针对块平移模型在预测复杂局部运动时存在的不足,对比分析了五种高阶运动模型,并重点介绍缩放模型和仿射模型。再次,针对多参数运动模型尚存在计算量高、收敛不稳定的不足。为此,通过实验统计分析发现,得出缩放运动是平移运动以外最主要的视频运动形式的结论。进而,借助双线性插值在传统的块平移模型中引进一个缩放系数,将运动补偿误差表示为该缩放系数的一元2次函数,利用韦达定理推导出1D缩放运动下最佳缩放系数的计算方法,并将其进一步推广到2D等比例缩放运动的情况下。在此基础上,提出一种采用自适应缩放系数优化的快速块匹配运动估计算法,其平均峰值信噪比较之基于块平移模型的全搜索提高了 0.11dB,计算量比全搜索下降了 96.02%,较之3D全搜索下降了 0.62dB,但是比快速3D菱形搜索提高了 0.008dB,而计算量仅分别为两者的 0.11%和 3.86%。针对基于传统仿射模型的运动估计算法计算量高的不足,本文充分挖掘待预测块及其参考块内部相邻像素间的线性相关性,将运动补偿表示为仿射系数的一元2次函数,利用韦达定理推导出仿射运动向量的初始搜索点,再以该点为中心,以0.08×0.08为搜索窗口,以0.02为搜索步长,计算仿射系数的最优值,进而提出一种基于仿射模型的快速块匹配运动估计算法,其平均峰值信噪比较之自适应缩放系数优化的块匹配运动估计提高了 0.27dB,比基于块平移模型的全搜索提高了 0.38dB。并且,计算量比全搜索下降了 94.03%,为自适应缩放系数优化的块匹配运动估计的1.26倍。最后,对本文工作进行了总结和展望。

关键词：现代远程教育屏幕视频视频编码运动估计仿射模型缩放模型

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射频GaN HEMT经验基大信号模型参数提取方法及建模技术研究

射频GaN HEMT经验基大信号模型参数提取方法及建模技术研究

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作者：毕磊天津大学

学位级别：硕士

作为第三代半导体材料,氮化镓（GaN）以其高电子迁移率、高热导率等优势,更能满足通信设备、雷达系统等日益增长的器件大功率输出等特性需求。因此,GaN器件被广泛应用到功率放大器、振荡器、乘法器等大信号电路中。而晶体管模型作为电... 详细信息

作为第三代半导体材料,氮化镓（GaN）以其高电子迁移率、高热导率等优势,更能满足通信设备、雷达系统等日益增长的器件大功率输出等特性需求。因此,GaN器件被广泛应用到功率放大器、振荡器、乘法器等大信号电路中。而晶体管模型作为电路设计中最基础、最重要的器件,其模型的准确性对于电路系统的性能至关重要。本文首先介绍了GaN的材料特性、器件及小信号、大信号模型发展的历史,总结了不同GaN高电子迁移率晶体管（High Electron Mobility Transistor,HEMT）大信号模型的建模方法。然后介绍了GaN HEMT的基本原理及建模要求,为建立准确的GaN HEMT大信号模型提供了理论基础。主要的研究内容如下: 首先建立了GaN HEMT小信号等效电路模型;然后基于改进的Angelov I-V模型进行经验基大信号模型的建立,分别进行了I-V模型、热阻参数、陷阱效应及C-V模型相关参数的提取;最后在Advanced Design System（ADS）中建立符号定义模型（Symbol Definition Device,SDD）模型进行大信号模型的验证。发现在大功率输入条件下,模型对功率附加效率（Power Added Efficiency,PAE）的预测值要高于测试数据。针对这一点对大信号模型中原本的寄生参数sR和dR进行了研究分析,分别介绍了空间电荷限制条件及非线性电阻模型,并将非线性电阻模型嵌入到所建立的大信号模型,用栅长0.25μm,栅宽2×200μm、2×250μm、4×200μm、4×250μm的GaN HEMT器件的测试数据进行了模型的大信号验证和缩放性验证,并定义了模型的均方误差（MSE）进行比较分析。对比结果表明,嵌入非线性电阻模型的PAE预测值MSE低于原始模型;尤其是当输入功率为25d Bm～30d Bm时,改进模型的MSE分别为0.052、0.605、2.995、2.962,远远低于原始模型的MSE。证明,在大功率输入条件下,非线性电阻的嵌入能够明显提高模型PAE预测值的精度;并且在缩放模型方面,嵌入非线性电阻的经验基大信号模型与原始模型相比,也有着较好的准确性。综上,嵌入非线性电阻的经验基大信号模型能够很好地表征GaN HEMT大信号输出特性,并且可以应用于较宽尺寸的器件缩放,适用于建立准确的GaN HEMT器件模型。

关键词： GaN HEMT 经验基模型大信号模型非线性电阻缩放模型

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