一种InP HEMT小信号等效电路模型及其参数提取方法技术

本发明专利技术涉及一种InP HEMT小信号等效电路模型及其参数提取方法，所述小信号等效电路模型包括，包括连接的本征模块和寄生模块，本征模块包括栅源本征单元、栅漏本征单元、源漏本征单元和衬底本征单元，其中，栅源本征单元分别连接栅极内节点和源极内节点；栅漏本征单元分别连接栅极内节点和漏极内节点；源漏本征单元的一端连接在栅漏本征单元与漏极内节点之间的节点处，另一端连接源极内节点；衬底本征单元分别连接漏极内节点和源极内节点。本发明专利技术的InP HEMT小信号等效电路模型，增加了本征衬底电阻和本征衬底电容串联网络，用于表征衬底损耗效应，克服了高频拟合精度不准确的问题，显著提高了模型在高频下的拟合精度。

【技术实现步骤摘要】
一种InPHEMT小信号等效电路模型及其参数提取方法
本专利技术属于微电子
，具体涉及一种InPHEMT小信号等效电路模型及其参数提取方法。
技术介绍
InPHEMT是磷化铟高电子迁移率场效应晶体管，其广泛应用于微波波段功率放大器、毫米波段功率放大器、太赫兹波段功率放大器或低噪声放大器等单片集成电路(MMIC)中。随着InPHEMT应用的不断开拓，建立器件精确的大信号等效电路模型、噪声等效电路模型以及快速准确的参数提取方法，对InPHEMT的电路设计具有十分重要的意义，其中，小信号等效电路模型作为大信号等效电路模型、噪声等效电路模型的重要组成部分，逐渐成为微电子
研究的重点和热点。小信号等效电路模型由InPHEMT的拓扑结构决定，InPHEMT的拓扑结构用于表征器件本身的结构特性，也就是说小信号等效电路模型参数具有其特有的物理意义，器件结构的变化会导致小信号模型参数的变化，从而可以通过小信号模型指导工艺步骤，改进器件结构，进而指导器件性能改进的方向。因此研究小信号等效电路模型对于器件设计也具有十分重要的意义。对于In本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种InP HEMT小信号等效电路模型，其特征在于，包括连接的本征模块(100)和寄生模块(200)，所述本征模块(100)包括栅源本征单元(101)、栅漏本征单元(102)、源漏本征单元(103)和衬底本征单元(104)，其中，/n所述栅源本征单元(101)分别连接栅极内节点(G’)和源极内节点(S’)，用于表征栅极对源极的调控；/n所述栅漏本征单元(102)分别连接所述栅极内节点(G’)和漏极内节点(D’)，用于表征所述栅极对漏极的调控；/n所述源漏本征单元(103)的一端连接在所述栅漏本征单元(102)与所述漏极内节点(D’)之间的节点处，另一端连接所述源极内节点(S’)，用于表征所...

【技术特征摘要】
1.一种InPHEMT小信号等效电路模型，其特征在于，包括连接的本征模块(100)和寄生模块(200)，所述本征模块(100)包括栅源本征单元(101)、栅漏本征单元(102)、源漏本征单元(103)和衬底本征单元(104)，其中，
所述栅源本征单元(101)分别连接栅极内节点(G’)和源极内节点(S’)，用于表征栅极对源极的调控；
所述栅漏本征单元(102)分别连接所述栅极内节点(G’)和漏极内节点(D’)，用于表征所述栅极对漏极的调控；
所述源漏本征单元(103)的一端连接在所述栅漏本征单元(102)与所述漏极内节点(D’)之间的节点处，另一端连接所述源极内节点(S’)，用于表征所述源极与所述漏极的输出效应；
所述衬底本征单元(104)分别连接所述漏极内节点(D’)和所述源极内节点(S’)，用于表征衬底的损耗效应。


2.根据权利要求1所述的InPHEMT小信号等效电路模型，其特征在于，所述寄生模块(200)包括栅极寄生单元(201)、源极寄生单元(202)、漏极寄生单元(203)和栅漏寄生单元(204)，其中，
所述栅极寄生单元(201)分别连接所述栅极内节点(G’)、栅极外节点(G)和接地端(GND)，用于表征测试过程中所述栅极的外部寄生参数；
所述源极寄生单元(202)分别连接所述源极内节点(S’)和源极外节点(S)，所述源极外节点(S)连接所述接地端(GND)，用于表征测试过程中所述源极的外部寄生参数；
所述漏极寄生单元(203)分别连接所述漏极内节点(D’)、漏极外节点(D)和所述接地端(GND)，用于表征测试过程中所述漏极的外部寄生参数；
所述栅漏寄生单元(204)分别连接所述栅极外节点(G)和所述漏极外节点(D)，用于表征测试过程中所述栅极与所述漏极之间的外部寄生参数。


3.根据权利要求1所述的InPHEMT小信号等效电路模型，其特征在于，所述栅源本征单元(101)包括串接在所述栅极内节点(G’)与所述源极内节点(S’)之间的本征栅源电容(Cgs)和本征沟道电阻(Ri)；
所述栅漏本征单元(102)包括串接在所述栅极内节点(G’)与所述漏极内节点(D’)之间的本征栅漏电容(Cgd)和本征栅漏电阻(Rgd)；
所述源漏本征单元(103)包括并联在所述本征栅漏电阻(Rgd)与所述源极内节点(S’)之间的电压控制电流源(CS)、本征源漏电导(gds)和本征源漏电容(Cds)；
所述衬底本征单元(104)包括串接在所述漏极内节点(D’)与所述源极内节点(S’)之间的本征衬底电容(Csub)和本征衬底电阻(Rsub)。


4.根据权利要求2所述的InPHEMT小信号等效电路模型，其特征在于，所述栅极寄生单元(201)包括栅极寄生电容(Cpg)、栅极寄生电感(Lg)和栅极寄生电阻(Rg)，所述栅极寄生电容(Cpg)分别连接所述栅极外节点(G)和所述接地端(GND)，所述栅极寄生电感(Lg)和所述栅极寄生电阻(Rg)串接在所述栅极外节点(G)与所述栅极内节点(G’)之间；
所述源极寄生单元(202)包括串接在所述源极外节点(S)与所述源极内节点(S’)之间的源极寄生电感(Ls)和源极寄生电阻(Rs)；
所述漏极寄生单元(203)包括漏极寄生电容(Cpd)、漏极寄生电感(Ld)和漏极寄生电阻(Rd)，所述漏极寄生电容(Cpd)分别连接所述漏极外节点(D)和所述接地端(GND)，所述漏极寄生电感(Ld)和所述漏极寄生电阻(Rd)串接在所述漏极外节点(D)与所述漏极内节点(D’)之间；
所述栅漏寄生单元(204)包括栅漏寄生电容(Cpgd)，所述栅漏寄生电容(Cpgd)分别连接所述栅极外节点(G)和所述漏极外节点(D)。


5.一种InPHEMT小信号等效电路模型参数提取方法，适用于权利要求1-4任一项所述的InPHEMT小信号等效电路模型，其特征在于，包括：
根据InPHEMT器件的开路去嵌结构的散射参数，提取寄生电容；
根据InPHEMT器件的短路去嵌结构的散射参数，提取寄生电感和寄生电阻；
根据所述寄生电容、所述寄生电感、所述寄生电阻和在片测试所述InPHEMT器件的散射参数，得到本征导纳参数；
根据所述本征导纳参数，得到所述InPHEMT器件小信号等效电路模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕红亮，乔世兴，李少军，张玉明，武岳，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61