ASM-HEMT模型中的射频参数提取

ASM GaN Model 本征器件及其寄生参数,用于构建完整的射频模型:

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在获取直流参数后,可以利用该模型模拟S参数。为此,需要考虑寄生组件,并围绕模型构建一个子电路来表示所有寄生电容和电感。实际布局相关的寄生元件以及测量参考平面的位置需与内在ASM氮化镓模型相结合。完整的模型如图所示,包含三个层次:第一层是本征ASM氮化镓模型;第二层是由Zex(x=g, d, 或 s)表示的电极线的电感、电阻和电容模型;第三层则是源通孔、栅极和漏极汇流条的寄生元件。第三层的寄生效应可以通过集总元件网络建模,也可以直接使用电磁仿真得到的S2P文件对该区域进行建模。第二层的寄生元件可以从文献中的标准提取流程中提取。

通过使用正确的寄生网络,可以从测量数据和Y参数的虚部中观察到栅源、栅漏和漏源电容。参数CGSO、ADOSI、BDOSI和VDSATCV可用于调节不同Vds下的Cgs随Vgs变化的行为。CGSO应调整以设定截止电压以下Vgs偏置时的Cgs值。ADOSI和BDOSI可用来调节Cgs随Vgs增加的速度。

接下来,针对Cgd随Vds特性的调整,可以使用CGDL参数控制Cgd随着Vds增加而减小的情况。对于拟合Cds参数,可以使用CDSO、CJ0、AJ和DJ。在高频下观察到的栅极电阻效应可以通过栅极电阻参数RSHG和XGW进行建模。

小信号gm和gds在不同偏置条件下的表现直接来源于已建模的I-V特性,在低频情况下能较准确地接近实测数据。在更高频率下,由于自热导致的gm和gds的频率依赖性可以通过CTH0参数进行调整。

在多个直流偏置点完成S参数建模之后,可以进一步实现大信号射频输入功率扫描曲线和负载/源拉伸测量的建模。对于大信号性能建模来说,I-V特性中至关重要的“膝部”区域也是需要重点考虑的部分。这个区域主要受通道接入区电阻参数及平滑参数DELTA、MEXPACCS和MEXPACCD的影响和控制。

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