一种砷化镓共源共栅赝配高电子迁移率晶体管小信号等效电路模型制造技术

本发明专利技术公开了一种砷化镓共源共栅赝配高电子迁移率晶体管小信号等效电路模型，包括各个电极端口的寄生部分和本征部分，所述各个电极端口的寄生部分由栅极寄生部分、漏极寄生部分、源极寄生部分和栅漏极间寄生部分组成，所述本征部分由M1栅源极间本征单元、M1栅漏极间本征单元、M1漏源极间本征单元和M2等效本征单元组成；该小信号等效电路模型可以简化测试步骤，提高仿真同测试结果的拟合精度。

【技术实现步骤摘要】
一种砷化镓共源共栅赝配高电子迁移率晶体管小信号等效电路模型
本专利技术属于集成电路领域，涉及一种晶体管的器件模型，尤其涉及一种砷化镓共源共栅赝配高电子迁移率晶体管(GaAsCascodePHEMT)小信号等效电路模型。
技术介绍
GaAs集成电路集中在20-100GHz的频率范围，以及研制10Gb/s芯片以支撑宽带服务和高速应用，GaAs集成电路从小于1GHz的无线通信开始进入微波/毫米波的范围。目前，GaAsPHEMT是在射频和微波/毫米波单片集成电路领域中最重要的三端器件之一，实现低电压高效率工作，并由单一的RF功放和开关发展到目前的多功能IC组件和前端，适用于小信号低噪声放大器和大信号功率放大器等应用场合。精确的半导体器件模型决定了微波单片集成电路(MMIC)的实现精度，电路设计的规模越大、指标越严苛，使用频段越高，器件模型的精确性的要求也就越高。精确的半导体器件大信号模型对缩短电路设计研制周期、提高射频和微波/毫米波单片集成电路设计的成功率是极其重要的。半导体器件模型可以预测MMIC的增益、饱和输出功率、效率、交调失真以及谐波失真等特性，因此准确的GaAsPHEMT建模对于射频和微波/毫米波功率电路及其他非线性电路的成功实现是非常重要的。为了满足MMIC设计的要求，很有必要建立所用器件的模型。经验模型(如load-pull)是可以应用在相对低的频率范围内，但是等效电路模型更适用于微波/毫米波频段。针对GaAscascode晶体管等效电路模型参数提取方法，论文(C.Licqurish,M.J.HowesandC.M.Snowden,"Anewmodelforthedual-gateGaAsMESFET,"inIEEETransactionsonMicrowaveTheoryandTechniques,vol.37,no.10,pp.1497-1505,Oct1989)介绍了一种提取GaAsDual-GateMESFET小信号等效电路的寄生参数和本征参数的元件提取方法。该论文采取的等效电路模型包括寄生部分和本征部分两部分，其中寄生部分包括栅极寄生电感、栅极寄生电阻、栅极寄生电容、漏极寄生电感、漏极寄生电阻、漏极寄生电容、源极寄生电感、源极寄生电阻、源极寄生电容；本征部分包括栅漏电容、栅源电容、漏源电容、电压控制电流电流源，漏源电阻、栅源电阻。但是，该论文未考虑第二个栅极G2是RF-grounded，并且未考虑肖特基势垒的泄漏电流。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种砷化镓共源共栅赝配高电子迁移率晶体管小信号等效电路模型。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种砷化镓共源共栅赝配高电子迁移率晶体管小信号等效电路模型，包括各个电极端口的寄生部分和本征部分。所述各个电极端口的寄生部分由栅极寄生部分、漏极寄生部分、源极寄生部分和栅漏极间寄生部分组成。所述栅极寄生部分由栅极寄生电感Lg、栅极寄生电阻Rg和栅极对地寄生电容Cpg构成，其中：栅极寄生电感Lg和栅极寄生电阻Rg串联于栅极外节点G和栅极内节点G`之间，栅极对地寄生电容Cpg的一端与栅极外节点G相连接，另一端与源极外节点S相连接。所述漏极寄生部分由漏极寄生电感Ld、漏极寄生电阻Rd和漏极对地寄生电容Cpd构成，其中：漏极寄生电感Ld和漏极寄生电阻Rd串联于漏极外节点D和漏极内节点D`之间，漏极对地寄生电容Cpd的一端与漏极外节点D相连接，另一端与源极外节点S相连接。所述源极寄生部分由源极寄生电感Ls和源极寄生电阻Rs构成，其中：源极寄生电感Ls和源极寄生电阻Rs串联于源极外节点S和源极内节点S`之间。所述栅漏极间寄生部分由栅漏极间寄生电容Cpgd构成，位于栅极外节点G、漏极外节点D之间，并与栅极外节点G和漏极外节点D相连接；所述本征部分由M1栅源极间本征单元、M1栅漏极间本征单元、M1漏源极间本征单元和M2等效本征单元组成；所述M1栅源极间本征单元由栅源极间本征电容Cgs、沟道电阻Ri构成，其中：栅源极间本征电容Cgs、沟道电阻Ri串联于栅极内节点G1'和源极内节点S1'之间；所述M1栅漏极间本征单元由栅漏极间DC反馈电阻Rgd、栅漏极间本征电容Cgd构成，其中：栅漏极间DC反馈电阻Rgd和栅漏极间本征电容Cgd并联于栅极内节点G`和漏极节点D1之间；所述M1漏源极间本征单元230由跨导gm、漏极输出电导Gds和源漏极间本征电容Cds构成，其中：跨导gm、漏极输出电导Gds和源漏极间本征电容Cds并联于源极内节点S1`和漏极节点D1之间；所述M2等效本征单元240由M2本征电阻R2构成，其中：M2本征电阻R2位于漏极内节点D`、漏极节点D1之间，并与漏极内节点D`、漏极节点D1相连接，该本征电阻R2是一个可变电阻。本专利技术的有益效果是：该小信号等效电路模型可以简化测试步骤，提高仿真与测试结果的拟合精度，精确模拟高频条件下GaAscascode晶体管的小信号参数性能和DCI-V特性曲线。附图说明图1是本专利技术的电路示意图。具体实施方式下面结合附图进一步说明本专利技术的技术方案。参见图1，本专利技术的一种砷化镓共源共栅赝配高电子迁移率晶体管小信号等效电路模型，包括各个电极端口的寄生部分100和本征部分200。所述各个电极端口的寄生部分100由栅极寄生部分110、漏极寄生部分120、源极寄生部分130和栅漏极间寄生部分140组成。所述栅极寄生部分110由栅极寄生电感Lg、栅极寄生电阻Rg和栅极对地寄生电容Cpg构成，其中：栅极寄生电感Lg和栅极寄生电阻Rg串联于栅极外节点G和栅极内节点G`之间，栅极对地寄生电容Cpg的一端与栅极外节点G相连接，另一端与源极外节点S相连接。所述漏极寄生部分120由漏极寄生电感Ld、漏极寄生电阻Rd和漏极对地寄生电容Cpd构成，其中：漏极寄生电感Ld和漏极寄生电阻Rd串联于漏极外节点D和漏极内节点D`之间，漏极对地寄生电容Cpd的一端与漏极外节点D相连接，另一端与源极外节点S相连接。所述源极寄生部分130由源极寄生电感Ls和源极寄生电阻Rs构成，其中：源极寄生电感Ls和源极寄生电阻Rs串联于源极外节点S和源极内节点S`之间。所述栅漏极间寄生部分140由栅漏极间寄生电容Cpgd构成，位于栅极外节点G、漏极外节点D之间，并与栅极外节点G和漏极外节点D相连接。所述本征部分200由M1栅源极间本征单元210、M1栅漏极间本征单元220、M1漏源极间本征单元230和M2等效本征单元240组成。所述M1栅源极间本征单元210由栅源极间本征电容Cgs、沟道电阻Ri构成，其中：栅源极间本征电容Cgs、沟道电阻Ri串联于栅极内节点G1'和源极内节点S1'之间。所述M1栅漏极间本征单元220由栅漏极间DC反馈电阻Rgd、栅漏极间本征电容Cgd构成，其中：栅漏极间DC反馈电阻Rgd和栅漏极间本征电容Cgd并联于栅极内节点G`和漏极节点D1之间。所述M1漏源极间本征单元230由跨导gm、漏极输出电导Gds和源漏极间本征电容Cds构成，其中：跨导gm、漏极输出电导Gds和源漏极间本征电容Cds并联于源极内节点S1`和漏极节点D1之间。所述M2等效本征单元240由M2本征电阻R2构成，其中：M2本征电阻R2位于漏极内节点D`、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种砷化镓共源共栅赝配高电子迁移率晶体管小信号等效电路模型，其特征在于，它包括各个电极端口的寄生部分(100)和本征部分(200)。所述各个电极端口的寄生部分(100)由栅极寄生部分(110)、漏极寄生部分(120)、源极寄生部分(130)和栅漏极间寄生部分(140)组成。所述本征部分(200)由M1栅源极间本征单元(210)、M1栅漏极间本征单元(220)、M1漏源极间本征单元(230)和M2等效本征单元(240)组成。

【技术特征摘要】
1.一种砷化镓共源共栅赝配高电子迁移率晶体管小信号等效电路模型，其特征在于，它包括各个电极端口的寄生部分(100)和本征部分(200)。所述各个电极端口的寄生部分(100)由栅极寄生部分(110)、漏极寄生部分(120)、源极寄生部分(130)和栅漏极间寄生部分(140)组成。所述本征部分(200)由M1栅源极间本征单元(210)、M1栅漏极间本征单元(220)、M1漏源极间本征单元(230)和M2等效本征单元(240)组成。2.根据权利要求1所述一种砷化镓共源共栅赝配高电子迁移率晶体管小信号等效电路模型，其特征在于，所述栅极寄生部分(110)由栅极寄生电感Lg、栅极寄生电阻Rg和栅极对地寄生电容Cpg构成，其中：栅极寄生电感Lg和栅极寄生电阻Rg串联于栅极外节点G和栅极内节点G`之间，栅极对地寄生电容Cpg的一端与栅极外节点G相连接，另一端与源极外节点S相连接。3.根据权利要求1所述一种砷化镓共源共栅赝配高电子迁移率晶体管小信号等效电路模型，其特征在于，所述漏极寄生部分(120)由漏极寄生电感Ld、漏极寄生电阻Rd和漏极对地寄生电容Cpd构成，其中：漏极寄生电感Ld和漏极寄生电阻Rd串联于漏极外节点D和漏极内节点D`之间，漏极对地寄生电容Cpd的一端与漏极外节点D相连接，另一端与源极外节点S相连接。4.根据权利要求1所述一种砷化镓共源共栅赝配高电子迁移率晶体管小信号等效电路模型，其特征在于，所述源极寄生部分(130)由源极寄生电感Ls和源极寄生电阻Rs构成，其中：源极寄生电感Ls和源极寄生电阻Rs串联于源极外节点S和源极内节点S`之间。5.根据权利要求1所述一种砷化镓共源共栅赝配高电子迁移率晶体管小信号等效电路模型，其特征在于，所述栅漏极间寄生部...

【专利技术属性】
技术研发人员：党锐锐，吕志浩，徐志伟，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33