砷化镓场效应晶体管电荷控制大信号模型

摘要

该文所建立的电荷控制大信号模型,以电荷源作为模型的基本元件,从器件物理参数直接计算电荷量,从而解决了电荷不守恒问题.同时,从电荷源获得的电容矩阵在大信号下的模拟结果与实际测量数值一致,表明电葆控制模型较理想地分析了器件大信号的非线性,保证了模型对大、小信号分析的一致性.此外,各个电荷源的总电荷量为零,确保了模型在直流条件正职射频条件下的一致性.完成了深亚微米栅长砷化镓场效应晶体管准二维二流分析,综合栅极的正向导通与反向击穿效应及器件的寄生参量,同时结合自升温效应的影响,建立了深亚微米栅长GaAs MESFET的电荷控制大信号模型.该文的电荷控制模型从器件的物理参数、几何参数出发,具有较高的通用性与准确性,可以在时域或者频域进行分析,结合到非线性电路分析程序当中.该文所建立的微流功率GaAs MESFET自升温电荷控制大信号非线性模型已成功地应用到微波集成电路CAD软件系统中.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1砷化镓微波器件及微波集成电路的发展

§1.2微波集成电路CAD技术

§1.3砷化镓场效应晶体管模型

§1.4本论文的主要内容

参考文献

第二章GaAs MESFET本征电荷控制模型

§2.1 GaAs MESFET工作原理与基本方程

§2.1.1物理结构

§2.1.2工作原理

§2.1.3基本方程

§2.2电容模型存在的问题

§2.3电荷控制模型的基本原理

§2.3.1缓变沟道近似(GCA)

§2.3.2电荷源表达式及物理意义

§2.3.3电荷控制本征模型

参考文献

第三章砷化镓场效应晶体管自升温效应

§3.1自升温效应的研究现状

§3.2热-电模型的基本方程

§3.3电学参数的温度特性

§3.4自升温效应的二维数值分析

§3.4.1边界条件的确定

§3.4.2有限元方程

§3.4.3网格划分

§3.4.4方程求解

§3.4.5模拟结果分析

参考文献

第四章电荷控制大信号模型

§4.1饱和状态下的解析模型

§4.2载流子非稳态传输直流分析

§4.3电荷控制大信号模型

§4.3.1非本征元件

§4.3.2等效电路

§4.3.3影响因素

§4.4模拟结果分析

§4.4.1电容矩阵模拟结果

§4.4.2综合自升温效应

参考文献

第五章大信号模型的动态分析

§5.1小信号动态分析

§5.2准动态大信号分析

参考文献

第六章大信号模型在微波电路CAD中的应用

§6.1非线性电路分析实现

§6.2微波功率放大器设计

参考文献

第七章结论

致谢

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