[发明专利]GaN高电子迁移率晶体管非线性可伸缩模型的构建方法

摘要

本发明公开了一种构建GaN HEMT非线性可伸缩模型的方法，主要解决现有GaN HEMT大信号模型无法精确拟合输出电流中各种效应和难以仿真不同尺寸器件的问题。其技术方案是：1.测量所用器件，通过计算得到高电子迁移率晶体管大信号模型EEHEMT的参数；2.构建含所用器件直流输出曲线数据的电流源，通过归一化因子将电流源可伸缩化，再构建有源补偿子电路；3.在有源补偿子电路的基础上构建源极电位可调的有源补偿子电路，再与EEHEMT并联，完成GaN HEMT非线性可伸缩模型的构建。本发明能精确拟合出直流输出曲线中的各种效应，并且可以对栅宽进行有效伸缩，可用于GaN电路设计。

主权项

1.一种GaN高电子迁移率晶体管非线性可伸缩模型的构建方法，其特征在于：(1)对所用器件分别进行直流和交流特性测量，并通过测量数据计算高电子迁移率晶体管大信号模型EEHEMT的参数：(1a)测量所用器件在冷偏截止时的散射参数S1，在低频下计算出三个寄生电容，即栅极寄生电容C1、漏极寄生电容C2和栅漏寄生电容C3，在中频和高频下计算得到三个寄生电感，即栅极引线寄生电感L1、漏极引线寄生电感L2、源极引线寄生电感L3；(1b)测量所用器件在冷偏开启时的散射参数S2，计算出三个寄生电阻，即栅极引线寄生电阻R1，漏极引线寄生电阻R2，源极引线寄生电阻R3；(1c)测量所用器件的直流转移曲线，通过曲线拟合得到直流参数；(1d)测量所用器件在不同偏置条件下的散射参数S3，并提取相应偏置条件下的栅源电容C4和栅漏电容C5，通过曲线拟合，得到与栅源电容C4和栅漏电容C5相关的交流参数；(1e)对上述高电子迁移率晶体管大信号模型EEHEMT的本征参数进行优化，使模型的仿真值逼近实际测量值，完成EEHEMT的建立；(2)将所用器件测量得到的直流输出曲线数据写入到一个电流源内，并通过归一化因子将电流源可伸缩化；(3)将所述EEHEMT大信号模型与电流源进行并联，组成有源补偿核，分别在有源补偿核的源极、栅极和漏极三个电极各串联一个电感，同时在有源补偿核的栅极和漏极各串联一个直流源，用来提供直流功率，构成有源补偿子电路；(4)在有源补偿子电路的源极串联一个电压源，形成一个源极电位可调的有源补偿子电路，再将该源极电位可调的有源补偿子电路与所述EEHEMT大信号模型并联，即将该源极电位可调的有源补偿子电路的源极与所述EEHEMT的漏极相连，将源极电位可调的有源补偿子电路的漏极与所述EEHEMT模型的源极相连，得到GaN高电子迁移率晶体管HEMT非线性可伸缩模型。