異質結構高速移導率電晶體模擬、製作與大訊號模型之建立

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姓名

林正國(Cheng-Kuo Lin ) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程研究所

論文名稱

異質結構高速移導率電晶體模擬、製作與大訊號模型之建立
(pHEMT’s Simulation 、Fabrication and Nonlinear Modeling)

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摘要(中)

隨著微波技術的日趨重要，主動元件上的要求也愈來愈高，而矽基板與傳統砷化鎵金屬-半導體電晶體(MESFET)在功率上的表現已不敷使用。而異質結構的高速場效應電晶體(HEMT)、異質雙載子電晶體(HBT)在高頻電路的角色愈來愈顯重要。而本論文是以探討高速場效應電晶體為主
本論文首先以二維元件模擬軟體TMA-MEDICI模擬單、雙異質結構高速移導率電晶體的電性特性及比較，決定出雙異質結構適合作為高頻功率元件，然後利用博達科技分子束磊晶系統(MBE)成長出我們需要的晶圓，再使用本校無塵室與量測設備製作元件與測量元件直流、高頻與功率特性。並利用Cold FET等量測方法萃取元件內外部元件參數建立小訊號模型。最後，再建立微波軟體中經改良的砷化鎵大訊號模型建立本元件之非線性模型，並與量測功率特性及線性度作比較。

關鍵字(中)

★ 小訊號模型
★ 異質結構
★ 砷化鎵
★ 非線性模型

關鍵字(英)

★ GaAs
★ Nonlinear Model
★ pHEMT
★ Small-Signal Model

論文目次

目錄
第一章緒論
§1.1簡介高速移導率場效應電晶體工作原理……….……...1
§1.2論文架構…………………………….………….………..4
第二章異質結構高速移導率電晶體元件特性模擬
§2.1簡介…???……….????????……………………….6
§2.2 物理模型及其參數設定????……….??????…...….6
§2.3 模擬元件外型結構………...????????………..?……9
§2.4 單異質虛擬式結構高速移導率電晶體模擬與研究….……….12
§2.5 雙異質虛擬式結構高速移導率電晶體模擬與研究…….….…16
§2.6 結語…………………………………..…………………...……20
第三章雙異質結構高速移導率電晶體之製程與量測結果
§3.1簡介?????????????????…………………21
§3.2元件製程………………?????????????………22
§3.3量測結果與討論…………………………………….…………27
§3.3 結語…………………………………………………….……...34
第四章雙異質結構高速移導率電晶體小訊號模型建立
§4.1簡介?????????????????????..?…...35
§4.2理論分析…………………………????……………………35
§4.3外部寄生元件參數的決定?????…………………………38
§4.3.1萃取源極寄生電阻??………………………..?.………38
§4.3.2 Cold FET量測萃取外部寄生參數……….……...……….40
§4.4決定元件內部純質參數……………..………………..………..44
§4.5誤差分析與模擬結果討論……………………………..………48
§4.6 結語……………………………………………………………..51
第五章雙異質結構高速移導率電晶體大訊號模型建立
§5.1簡介……………………………………………………..………52
§5.2大訊號模型介紹………………………………………..………52
§5.3大訊號模型的萃取方法與流程…………………………..…....55
§5.3.1 電流-電壓方程式…………………………………………..55
§5.3.2 電容、電阻非線性方程式…………………………………58
§5.4 擬合結果與討論………………………………………..……...61
§5.4.1小訊號S-參數模擬結果……………………………..…….61
§5.4.2大訊號輸出功率模擬結果………………………….....…..62
§5.4.3大訊號輸出功率模擬結果……………………………..…..66
第六章結論?...??????.??????...????………….68
參考文獻..????????????????????………….69

參考文獻

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指導教授

詹益仁(Yi-Jen Chan)

審核日期

2001-6-26

推文