[发明专利]一种超宽带氮化镓器件小信号模型及其参数提取方法

权利要求书

1.一种超宽带氮化镓器件小信号模型，其特征在于，该小信号模型在栅、源、漏端分别采用三个互联电容和级联电感网络结构形式，包括18个寄生参数和10个本征参数；

所述寄生参数包括第一至第九外层寄生电容Cpgi1、Cpdi1、Cgdi1、Cpgi2、Cpdi2、Cgdi2、Cpga、Cpda、Cgda，第一至第六寄生电感Lgi1、Ldi1、Lsi1、Lgi2、Ldi2、Lsi2，第一至第三寄生电阻Rg、Rd、Rs；

所述本征参数包括第一至第三本征电容Cgd、Cgs、Cds，第一至第三本征电阻Rgs、Rgd、Rds，本征电流源Ids＝ViG_me^-jωta中的参量G_m及ta，其中Vi为Cgs两端的电压；

第一外层寄生电容Cpgi1和第四外层寄生电容Cpgi2用于描述栅极金属与金属基板之间的寄生电容效应；

第二外层寄生电容Cpdi1和第五外层寄生电容Cpdi2用于描述漏极金属与金属基板之间的寄生电容效应；

第三外层寄生电容Cgdi1和第六外层寄生电容Cgdi2用于描述栅极金属与漏极金属之间的寄生电容效应；

第七外层寄生电容Cpga用于描述栅极PAD与金属基板之间的寄生电容效应，第八外层寄生电容Cpda用于描述栅极PAD与金属基板之间的寄生电容效应，第九外层寄生电容Cgda用于描述栅极PAD与漏极金属PAD之间的寄生电容效应。

2.根据权利要求1所述的超宽带氮化镓器件小信号模型，其特征在于：

第一寄生电感Lgi1和第四寄生电感Lgi2用于描述栅极金属自身寄生电感效应，第二寄生电感Ldi1和第五寄生电感Ldi2用于描述漏极金属自身寄生电感效应，第三寄生电感Lsi1和第六寄生电感Lsi2用于描述源极金属自身寄生电感效应。

3.根据权利要求2所述的超宽带氮化镓器件小信号模型，其特征在于：

第二寄生电阻Rd和第三寄生电阻Rs分别用于描述漏极金属和源极金属与半导体之间的金属欧姆接触寄生电阻、接入沟道电阻和金属电极寄生电阻之和；

第一寄生电阻Rg用于描述金属肖特基势垒电阻和栅极金属寄生电阻之和。

4.根据权利要求3所述的超宽带氮化镓器件小信号模型，其特征在于：

第一本征电容Cgd、第二本征电容Cgs和第三本征电容Cds分别用于描述在射频信号下有源层中栅漏电容、栅源电容、漏源电容；

第一本征电阻Rgs用于描述在射频信号下有源层中栅源电阻，第二本征电阻Rgd用于描述在射频信号下有源层中栅漏电阻，第三本征电阻Rds用于描述在有源层中沟道电阻；

G_m用于描述漏源之间的跨导，ta用于描述沟道延迟。

5.一种超宽带氮化镓器件小信号模型参数提取方法，其特征在于，针对如权利要求1-4任一项所述的超宽带氮化镓器件小信号模型进行提取，包括步骤：

步骤A，判断“冷管”是处于夹断偏置条件下还是前向偏置条件下，夹断偏置则执行步骤B，前向偏置条件下则执行步骤C；

步骤B，在低频频段提取出电容参数；结合低频频段提取出的电容参数，确定电感参数；

步骤C，依次去除外层电容电感参量，进而确定电阻参数。

6.根据权利要求5所述的一种超宽带氮化镓器件小信号模型参数提取方法，其特征在于，所述步骤B包括步骤：

步骤B1，对寄生电容进行估值，并设置初值；

步骤B2，去除外层金属PAD电容，依次分层提取出各层寄生电感和寄生电容，确定该偏置条件下寄生电阻；

步骤B3，计算仿真S参数与实测S参数的误差，并建立误差数据向量；

步骤B4，扫描当前电容值，并判断电容值是否扫描完成，是则进入步骤B5，否，则返回步骤B2；

步骤B5，输出误差最小的寄生电感值和寄生电容值的初值。

7.根据权利要求6所述的一种超宽带氮化镓器件小信号模型参数提取方法，其特征在于，所述步骤C包括步骤：

步骤C1，根据所述误差最小的寄生电感值和寄生电容值的初值，去除寄生电感值和寄生电容值，确定寄生电阻值；

步骤C2，输出所有寄生参数值。