大信号及宽带调制信号激励下AlGaN/GaN HEMT功率器件行为模型建模方法研究

AlGaN/GaN-based HEMT devices are widely used because of the unique electrical characteristics, but its long-term modeling of dynamic memory effect in the high-power and wideband modulated excitation is also little research. Traditional compact circuit models have many problems such as too much parameters to be extracted and difficult to design circuit models. Therefore, this paper focuses on the design and extraction of black-box behavior model to AlGaN/GaN -based HEMT devices under broadband modulated excitation to establish an accurate long-term dynamic memory effect behavior model of AlGaN / GaN HEMT device, with a view to its use for AlGaN / GaN HEMT-based RF circuit design, improving design accuracy and efficiency of the circuit design .

以AlGaN/GaN为基础的HEMT器件由于其独特的电气特性正在获得广泛的应用，但是对其在大功率及宽带调制激励下具有长期动态记忆效应的建模方法还研究不多，传统的等效电路方法必将存在电路模型设计困难和模型参数过多，提取复杂等问题。因此本课题着重研究AlGaN/GaN为基础的HEMT器件在大功率及宽带调制激励下的黑箱行为模型的设计和提取，建立准确的具有长期动态记忆效应的AlGaN/GaN HEMT器件行为模型，以期将其用于AlGaN/GaN HEMT为基础的射频电路设计，提高电路的设计精度和设计效率。

以AlGaN/GaN为基础的HEMT器件由于其独特的电气特性正在获得广泛的应用，但是对其在大功率及宽带调制激励下具有长期动态记忆效应的建模方法还研究不多，传统的等效电路方法必将存在电路模型设计困难和模型参数过多，提取复杂等问题。因此本课题选择了典型常用的AlGaN/GaN HEMT器件作为研究对象，在采用电磁仿真软件和以数字示波器为核心的大信号网络测量系统获取模型器件的实际工作状态的电气特性数据的基础上，采用数据拟合和神经网络的方法提取出了器件在大信号工作状态下的X参数行为模型，并对其进行预测，建模精度良好。同时也对传统的Agelov大信号电路模型进行了模型结构的改进，提取了典型器件的大信号电路模型结构，建模精度有一定的改进。对比了两种建模方法的特点，并将建模结果用于功率半导体电路的设计中，设计结果表明本模型可以很好的用于功率电路设计，提高功率电路的指标。