博碩士論文 91521029 詳細資訊




以作者查詢圖書館館藏 以作者查詢臺灣博碩士 以作者查詢全國書目 勘誤回報 、線上人數:23 、訪客IP:3.237.61.235
姓名 水修銓(Hsiu-Chuan Shui)  查詢紙本館藏   畢業系所 電機工程學系
論文名稱 異質接面雙載子電晶體之VBIC大訊號模型 建立與驗證
(The VBIC Model Establishment and Confirmation of HBTs )
相關論文
★ 電子式基因序列偵測晶片之原型★ 增強型與空乏型砷化鋁鎵/砷化銦鎵假晶格高電子遷移率電晶體: 元件特性、模型與電路應用
★ 使用覆晶技術之微波與毫米波積體電路★ 注入增強型與電場終止型之絕緣閘雙極性電晶體佈局設計與分析
★ 以標準CMOS製程實現之850 nm矽光檢測器★ 600 V新型溝渠式載子儲存絕緣閘雙極性電晶體之設計
★ 具有低摻雜P型緩衝層與穿透型P+射源結構之600V穿透式絕緣閘雙極性電晶體★ 雙閘極金氧半場效電晶體與電路應用
★ 空乏型功率金屬氧化物半導體場效電晶體 設計、模擬與特性分析★ 高頻氮化鋁鎵/氮化鎵高速電子遷移率電晶體佈局設計及特性分析
★ 氮化鎵電晶體 SPICE 模型建立 與反向導通特性分析★ 加強型氮化鎵電晶體之閘極電流與電容研究和長時間測量分析
★ 新型加強型氮化鎵高電子遷移率電晶體之電性探討★ 氮化鎵蕭特基二極體與高電子遷移率電晶體之設計與製作
★ 整合蕭特基p型氮化鎵閘極二極體與加強型p型氮化鎵閘極高電子遷移率電晶體之新型電晶體★ 垂直型氧化鎵蕭特基二極體於氧化鎵基板之製作與特性分析
檔案 [Endnote RIS 格式]    [Bibtex 格式]    [相關文章]   [文章引用]   [完整記錄]   [館藏目錄]   [檢視]  [下載]
  1. 本電子論文使用權限為同意立即開放。
  2. 已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的,進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
  3. 請遵守中華民國著作權法之相關規定,切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送,以免觸法。

摘要(中) 本篇論文欲針對InGaP/GaAs HBT建立準確的大訊號模型,希望模型能充分的反應元件的特性,降低電路設計者的成本。對VBIC大訊號模型與SPICE Gummel-Poon模型進行分析討論,比較優劣,並介紹VBIC模型與SPICE Gummel-Poon模型的參數轉換方法。
我們利用GCTC的InGaP/GaAs的HBT進行量測,建立VBIC大訊號模型;我們詳細的介紹VBIC模型的直流與交流參數的萃取方法;在直流參數部分包含寄生電阻參數萃取,電流相關參數萃取,溫度相關參數萃取的方法介紹,並利用比對量測與模擬電流-電壓輸出特性曲線作為直流參數的驗證;而在交流參數方面包含寄生電容參數的萃取,及傳輸時間參數的萃取流程,並利用比對模擬與量測的S參數作為交流參數的確認。
為了驗證元件非線性的特性,則利用負載-推移(load-pull)量測元件操作在2.4GHz及5.2GHz的輸出功率特性,並與元件的負載-推移模擬進行比對,驗證了VBIC模型對描述功率特性的準確度。
  VBIC模型在多射級(multi-finger emitter)結構元件的應用,我們針對多射極結構元件的熱耦合(thermal coupling)效應,及因為layout所導致的拉線寄生電容效應進行修正;並對多射極結構元件負載-推移的模擬與量測進行比對,證實了加入了以上兩種效應的修正,可使得模擬的結果更接近量測的結果,使得VBIC模型在多射級結構元件的使用上更為準確。
摘要(英) We try to establish an accurate VBIC model for InGaP/GaAs HBT, and the VBIC model can react characteristics of device fully, then we can decrease the cost of the circuit designers. We discuss the advantage and shortcomings to compare with SPICE Gummel-Poon(SGP) model, and introduce the method how to convert between VBIC model parameters and SGP model parameters.
We measure the InGaP/GaAs HBT of GCTC and established the VBIC large signal model;We expand the ways to extract the DC and AC parameters of VBIC model. In DC parameters part, we introduce how to extract the resistance dependent parameters, the current dependent parameters and the temperature dependent parameters, and used the I-V curve to check the accuracy of DC parameters. In AC parameters part, we introduce how to extract the parasitic capacitance dependent parameter and transient time dependent parameters, and used the S parameter to check the accuracy of AC parameters.
In order to verify the nonlinear characteristics of the device, we used load-pull measurement to measure the output power characteristics of the device which operated in 2.4 GHz and 5.2 GHz, and compare with the load-pull simulations. We prove the accuracy of the VBIC model in power characteristics.
  To apply VBIC model to multi-finger emitter device, we aimed the thermal coupling effect and the parasitic capacitance from layout to correct VBIC model. And we used load-pull measurement in multi-finger device compare with load-pull simulation, and we proved that we improve the accuracy of VBIC model and measured data when we take the two effects into account.
關鍵字(中) ★ 自我加熱效應
★ 功率特性
★ 異質接面雙載子電晶體
★ VBIC模型
關鍵字(英) ★ HBT
★ power characteristic
★ self-heating effect
★ VBIC model
論文目次 第一章 導論 01
1.1 研究動機 01
1.2 論文摘要 04
1.3 論文中名詞解釋 05
第二章 VBIC模型分析 06
2.1 SGP大訊號模型 06
2.1.1 SGP模型等效電路及相關參數 06
2.1.2 SGP模型的直流及交流方程式 10
2.2 VBIC模型等效電路及相關參數 13
2.2.1 VBIC模型等效電路及相關參數 13
2.2.2 VBIC模型的直流及交流方程式 18
2.3 VBIC模型及SGP模型的比較 26
2.4 VBIC模型及SGP模型的轉換 29
2.4.1 VIBC與SGP大訊號模型DC參數轉換分析 29
2.4.2 VIBC與SGP大訊號模型AC參數轉換分析 31
2.5 討論 32
第三章 VBIC模型參數萃取 34
3.1 直流參數萃取 37
3.1.1 寄生電阻參數之萃取 37
3.1.2 順向Gummel Plot參數之萃取 40
3.1.3 逆向Gummel Plot參數之萃取 42
3.2 溫度相關參數萃取 44
3.2.1 熱電阻與熱電容萃取 44
3.2.2 順向及逆向Gummel Plot溫度參數萃取 46
3.2.3 寄生電阻溫度參數萃取 49
3.2.4 直流參數確認 51
3.3 交流參數萃取 53
3.3.1 量測pad效應扣除 53
3.3.2 接面電容參數之萃取 55
3.3.3 傳輸時間參數之萃取 59
3.3.4 交流參數確認 63
3.4 討論 65
第四章 功率特性 66
4.1 高頻功率之討論 66
4.1.1元件高頻功率特性 66
4.1.2負載-推移量測理論分析 68
4.2 負載-推移系統之介紹 72
4.3 單一射極元件功率特性的模擬與量測 75
4.4 討論 80
第五章 多射極結構元件之功率特性 81
5.1多射極結構元件之熱效應討論 82
5.2溫度分布模型 85
5.3 溫度分布模型對VBIC模型在多射極結構元件應用上的修正 93
5.3.1 用負功率方法模擬heat sink效應 93
5.3.2 二十根射極元件的溫度分佈模擬 95
5.4 拉線寄生電容 98
5.5 多射極結構元件功率特性的模擬與量測 100
5.5.1 自我加熱效應對多射極元件功率表現的影響 101
5.5.2 拉線寄生電容對多射極元件功率表現的影響 103
5.6 討論 105
第六章 結論 107
參考文獻 109
參考文獻 [1] S.M. Sze, Modern Semiconductor Device Physics, John Wiley & Sons, 1998.
[2] H.K.Gummel, and H.C.Poon, “An integrated charge control model of
bipolar transistors”,Bell Syst. Tech. J. ,Vol. 49., 1970
[3] B.senapati and C.K.Maiti,“Advanced SPICE modelling of SiGe HBTs
using VBIC model”,IEE Proc.-circuits Devices Syst, Vol, 149, No:2 (2002).
[4] Agilent Technology.“IC-CAP Modeling Reference, Measurement,
Modeling and Simulation of Electronic Components and Circuits”May 2000
[5] Xiaochong Cao, J. McMacken, K. Stiles, P. Layman, Juin J. Liou, Adel
Ortiz-Conde, Senior Member, IEEE, and S. Moinian,“Comparison of the New
VBIC and Conventional Gummel–Poon Bipolar Transistor Models“ IEEE Trans. Electron Dev. ED-47 , (2000)
[6] C.C. McAndrew, J.A. Seitchik, D.F. Bowers, M. Dunn, M. Foisy, I. Getreu, M. McSwain, S. Moinian, J. Parker, D.J. Roulaton, M. Schroter, P.V. Wijnen, and L.F. Wagner,“CBIC95, The Vertical Bipolar Inter-Company Model” ,IEEE J. Solid-State Circuit, (1996)
[7] S.V. Cherepko and J.C.M Hwang“VBIC Model Applicability and Extraction Procedure for InGap/GaAs HBT”Proceedings of APMC2001, Taipei, Taiwan, R.O.C.
[8] Global Communication Technology Corporation “Power HBT Device Models”Jan. 2001
[9] 王雅萱, “異質接面雙極性電晶體VBIC模型建立及其在射頻電路之應用,”碩士論文, 國立中央大學,2003
[10] S. Bousnina, C. Falt, P. Mandevile, A.B. Kouki, F.M. Ghannouchi,“An accurate on-wafer de-embedding technique with application to HBT devices characterization”, IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques. ED-50 , (2002)
[11] David M. Pozar, Microwave Engineering, John Wiley & Sons, 1998.
[12] IC-CAP Toolkit for VBIC
[13] IC-CAP 2001 High Frequency Model Tutorials
[14] D.E. Dawson, A.K. Gupta, M.L. Salib, “CW measurement of HBT thermal resistance,”
[15] S.P. Marsh,“Direct extraction technique to derive the junction temperature of HBT’s under high self-heating bias conditions” IEEE Trans. Electron Dev. ED-47 , (2000)
[16] 蔡旻倪, “異質接面雙極性電晶體VBIC模型建立及其功率特性模擬,”碩士論文, 國立中央大學,2003
[17] 陳駿毅, “VBIC等效模型在異質接面雙載子電晶體之研究,”碩士論文, 國立雲林科技大學大學,2003
[18] William Liu, Handbook of Ⅲ-Ⅴ Heterojunction Bipolar Transistors, John Wiley & Sons, 1998, p.1095~1097
[19] J.J. Liou, L.L Liou, and C.I. Haung,“Analytical model for AlGaAs/GaAs multiemitter finger HBT including self-heating and coupling effects” ,IEE Proc.-circuits Devices Syst, Vol, 141, No, 6 ,1994.
[20] W. Liu and B.Bayraktarogle, “Theoretical Calculation of Temperature and Current Profiles in Multi-Finger Heterojunction Bipolar Transistors”, Solid State Electronics, 36, 1993, p.125-132
[21] Guang-Bo Gao, Ming-Zhu Wang, Xiang Gui, and Hadis Morkoc, “Thermal Design Studies of High-Power Heterojunction Bipolar Transistors“, IEEE Trans. Electron Dev. ED-36 , (1989)
[22] 李宣慶, “異質接面雙載子電晶體表面溫度之研究,”碩士論文, 國立雲林科技大學大學,2003
[23]David K. Cheng, Fundamentals of Engineering Electromagnetics, Addison-Wesley Publishing Company,1993, p.116~119
指導教授 辛裕明(Yue-Ming Hsin) 審核日期 2004-7-8
推文 facebook   plurk   twitter   funp   google   live   udn   HD   myshare   reddit   netvibes   friend   youpush   delicious   baidu   
網路書籤 Google bookmarks   del.icio.us   hemidemi   myshare   

若有論文相關問題,請聯絡國立中央大學圖書館推廣服務組 TEL:(03)422-7151轉57407,或E-mail聯絡  - 隱私權政策聲明