SiC MESFET功率器件建模.pdf

1、碳化硅（SiC）材料是第三代的寬禁帶半導體材料之一，它具有禁帶寬、臨界擊穿電場高和飽和漂移速度高等優(yōu)點，逐漸成為制造高頻大功率，耐高溫和抗輻照功率金屬－半導體場效應管（MESFET）的最重要的半導體材料之一，SiC MESFET則非常適合功率放大領域的應用。為了實現(xiàn)器件的功率最大化輸出和提高器件的功率附加效率，功率器件的精確建模是關鍵。
　　本文從小柵寬SiC MESFET器件小信號等效電路模型出發(fā)，建立了基于測量的小柵寬SiC

2、MESFET器件大信號模型和大柵寬SiC MESFET器件大信號模型,并對其進行了驗證。
　　首先，本文基于傳統(tǒng) FET小信號模型和國內工藝線生產(chǎn)的小柵寬SiC MESFET(柵寬為10×100um)，采用了適合小柵寬SiC MESFET的小信號等效電路模型和精確的模型參數(shù)提取法，提出了改進的模型參數(shù)優(yōu)化方法。建立的小信號等效電路模型比較簡單，且在0.5-20GHz的頻率范圍內，模型精度達到指標要求，為大信號模型的建立提供了必要的

3、數(shù)據(jù)，同時也為大柵寬器件建模打下了基礎。
　　接著，本文基于GaAs FET器件的大信號模型，建立了包含熱效應的Angelov非線性電流經(jīng)驗模型，以及Angelov非線性電容模型。利用商用軟件ADS中符號定義器件（SDD）將大信號模型嵌入到ADS中，并使用負載牽引法對此SDD模型進行了驗證，結果表明所建立的小柵寬模型具有較好的精度，達到指標要求。
　　然后，本文分別對30mm和24mm的大柵寬SiC MESFET器件建立大信

4、號模型。由于測試儀器電流和功率的限制，無法在片測試大柵寬器件的S參數(shù)和直流I-V特性，因此無法直接對大柵寬器件建模。本文采用的方法是采用之前建立的小柵寬SiC MESFET小信號等效電路模型，成功建立了不同溫度條件下單胞SiC MESFET小信號和大信號模型；基于已建立的單胞模型，同時考慮大柵寬器件不同柵指的熱分布特性，將單胞模型擴展到大柵寬器件模型，再用商用軟件ADS中符號定義器件（SDD）將其大信號模型嵌入到ADS中，使用負載牽引法