HBT电热耦合模型的建立与研究开题报告

1. 研究目的与意义

cmos 和双极晶体管 bjt (bipolar junction transistor)是现代半导体工业的2种重要器件。由于双极晶体管中的异质结双极晶体管器件 hbt(hetero-junction bipolar transistor)优越的高电压、大功率和高速性能 ,被广泛应用于高速电路 、功率电路和微波射频系统。

制备 hbt器件几种常用的衬底材料及外延材料包括 :硅基的 sige /si、砷化镓基的 ingap /gaas或 a lgaas /gaas以及 inp基的 ingaas/inp等. 其中 ,砷化镓衬底的 hbt是目前广泛应用的无线通讯移动台功率放大器的核心组件。而锗硅 hbt通过近 10年的发展,显示了巨大的市场潜力。 国内迄今为止在砷化镓器件加工和模型方面的工作主要限于 gaas mesfet和 phemt 。

由于hbts拥有大功率高电流密度处理能力、有较高的截止频率及高震荡频率、线性度好、1/f噪声低以及功率附加效率高等优点，使其在射频、微波电路中得到广泛研究和应用。由于hbt属于垂直器件结构，具有很高的电流密度，同时又因为gaas材料较低的热导率、器件自热效应使晶体管的电性能参数如电流增益、功率增益、fr，1/f噪声等性能参数不同程度的退化，这在多指型结构的hbt中很容易造成电流和温度分布的局域化。这已成为其在大功率、高频率的应用中的主要障碍。

2. 研究内容和预期目标

设计任务的内容：

随着集成度的提高，芯片的功率密度越来越大，从而产生的高温影响越来越明显，而工作温度生变化时，其电特性亦跟随变化，设计性能优异的放大器芯片需要精确的器件模型。本课题拟通过对hbt器件温度效应的理论研究，分析在器件发热之后放大特性的变化，建立准确的电热耦合模型。获取温度并在电路模拟awr中植入温度，获取精确电热耦合模型。

设计预期目标：

3. 研究的方法与步骤

拟采用研究方法：

由含电热耦合相互作用的大信号,用等热测量法和脉冲测量法来得到器件的iv参数和s参数, 通过进一步参数提取得到模型, 将该模型植入awr仿真软件，并对其进行谐波平衡仿真、交流小信号仿真、s参数仿真以及瞬时仿真, 从而验证该模型的正确性。

步骤：

4. 参考文献

[1] 孙晓红，戴文华，严唯敏等. ldmosfet电热耦合解析模型[j].固体电子学研究与进展, 2010.

[2] 傅士豪. ldmosfet特性分析及其模型的建立[j].清华大学电子工程研究所学位论文，2009.

[3] 康华光，陈大钦，张林. 电子技术基础[m].高等教育出版社，第五版，2005.

5. 计划与进度安排

（1）2022.1.19-2022.1.26查阅资料,初步了解课题;

（2）2022.1.27-2022.3.03完成外文资料的翻译；

（3）2022.3.04-2022.3.11修改翻译，完成开题报告；