Методика построения и верификация нелинейной модели EEHEMT для GaN HEMT транзистора

Автор(и)

  • Андрей Александрович Коколов Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Російська Федерація https://orcid.org/0000-0002-8910-4329
  • Леонид Иванович Бабак Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Російська Федерація

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347015100015

Ключові слова:

СВЧ транзистор, нелинейная модель, экстракция, измерение, нагрузочная характеристика, GaN HEMT

Анотація

Рассмотрена формализованная методика, позволяющая на основе измеренных малосигнальных S-параметров и вольт-амперных характеристик выполнить экстракцию параметров нелинейной модели EEHEMT полевого СВЧ транзистора. В качестве примера построена модель отечественного 0,15 мкм GaN HEMT транзистора, работающего в диапазоне миллиметровых волн. Правильность и точность построения нелинейной модели верифицируется при помощи измерений выходной мощности и нагрузочных характеристик транзистора в режиме большого сигнала.

Біографії авторів

Андрей Александрович Коколов, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Кафедра Компьютерных Систем в Управлении и Проектировании, к.т.н., м.н.с.

Леонид Иванович Бабак, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Кафедра Компьютерных Систем в Управлении и Проектировании, д.т.н., профессор

Посилання

Curtice W. R. A nonlinear GaAs FET model for use in the design of output circuits for power amplifier / W. R. Curtice, M. Ettenberg // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. — Dec. 1985. — Vol. 33, No. 12. — P. 1383–1394. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TMTT.1985.1133229.

Angelov I. A new empirical nonlinear model for HEMT and MESFET devices / I. Angelov, H. Zirath, N. Rosman // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. — Dec. 1992. — Vol. 40, No. 12. — P. 2258–2266. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/22.179888.

Materka A. Computer calculation of large-signal GaAs FET amplifier characteristics / A. Materka, T. Kacprzak // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. — Feb. 1985. — Vol. 33, No. 2. — P. 129–135. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TMTT.1985.1132960.

Root D. E. Technology independent large signal non quasi-static FET models by direct construction from automatically characterized device data / D. E. Root, S. Fan, Jeff Meyer // 21st Eur. Microwave Conf., 9–12 Sept. 1991, Stuttgart, Germany : proc. — IEEE, 1991. — P. 927–932. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/EUMA.1991.336465.

Chalermwisutkul S. Large signal modeling of GaN HEMTs for UMTS base station power amplifier design taking into account memory effects / Suramat Chalermwisutkul : dissert. … Doctor of Philosophy Electrical Engineering. — Aachen University, Germany, 2007. — 151 p.

Eskanadri S. Extracting the parameters of an EEHEMT nonlinear model for InP HEMT operating at G-band frequency / S. Eskanadri, F. T. Hamedani // Mixed Design of Integrated Circuits and Systems : 19th Int. Conf. MIXDES, 24–26 May 2012, Warsaw : proc. — IEEE, 2012. — P. 360–363. — URL : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=6226221&url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D6226221.

Dhar J. Nonlinear design of a C band power amplifier using EEHEMT nonlinear model / J. Dhar, S. K. Garg, R. K. Arora, S. S. Rana // Signals, Circuits and Systems : Int. Symp. ISSCS 2007, 13–14 July 2007, Iasi : proc. — IEEE, 2007. — P. 1–4. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/ISSCS.2007.4292658.

Hajji R. GaN-HEMT nonlinear modeling of single-ended and Doherty high-power amplifiers / R. Hajji, M. Poulton, D. B. Crittenden, J. Gengler, P. Xia // Microwave Integrated Circuits : 44th European Conf. EuMC, 6–9 Oct.2014, Rome, Italy : proc. — IEEE, 2014. — P. 1317–1320. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/EuMC.2014.6986686.

Colantonio P. High Efficiency RF and Microwave Solid State Power Amplifiers / Paolo Colantonio, Franco Giannini, Ernesto Limiti. — John Wiley & Sons Ltd, 2009. — 511 p. — DOI : http://dx.doi.org/10.1002/9780470746547.

Tayrani R. A spectrally pure 5.0 W, high PAE (6-12 GHz) GaN monolithic class E power amplifier for advanced T/R modules / R. Tayrani // Radio Frequency Integrated Circuits : IEEE Symp. RFIC, 3–5 June 2007, Honolulu, HI : proc. — IEEE, 2007. — P. 581–584. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/RFIC.2007.380951.

Maas A. P. M. 60 GHz GaAs MMIC mixers with integrated LO buffer / A. P. M. Maas, J. A. Hoogland // Gallium Arsenide and Other Semiconductor Application : Eur. Symp. EGAAS, 3–4 Oct. 2005, Paris, France : proc. — IEEE, 2005. — P. 465–468. — URL : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=1637256&url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D1637256.

Dambrine G. A new method for determining the FET small-signal equivalent circuit / G. Dambrine, Alain Cappy, F. Heliodore, E. Playez // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. — Jul. 1988. — Vol. 36, No. 7. — P. 1151–1159. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/22.3650.

Коколов А. А. Методика построения малосигнальной модели СВЧ-транзистора с высокой подвижностью электронов / А. А. Коколов, Л. И. Бабак // Доклады ТУСУР. — 2010. — Т. 22, № 2. — С. 153–156. — Режим доступа : http://www.tusur.ru/filearchive/reports-magazine/2010-2-1/153.pdf.

Berroth M. High-frequency equivalent circuit of GaAs FETs for large-signal applications / M. Berroth, R. Bosch // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. — Feb. 1991. — Vol. 39, No. 2. — P. 224–229. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/22.102964.

Aaen P. Modeling and Characterization of RF and Microwave power FETs / Peter Aaen, Jaime A. Pla, John Wood. — Cambridge University Press, 2007. — 380 p.

Rorsman N. Accurate small-signal modeling of HFET’s for millimeter-wave applications / N. Rorsman, M. Garcia, C. Karlsson, H. Zirath // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. — Mar. 1996. — Vol. 44, No. 3. — P. 432–437. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/22.486152.

Cusack J. M. Automatic load contour mapping for microwave power transistors / J. M. Cusack, S. M. Perlow, B. S. Perlman // S-MTT Int. Microwave Symp. Dig., 12–14 Jun. 1974, Atlanta, Georgia, USA. — IEEE, 1974. — P. 269–271. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/MWSYM.1974.1123569.

##submission.downloads##

Опубліковано

2015-10-16

Як цитувати

Коколов, А. А., & Бабак, Л. И. (2015). Методика построения и верификация нелинейной модели EEHEMT для GaN HEMT транзистора. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 58(10), 3–14. https://doi.org/10.20535/S0021347015100015

Номер

Том 58 № 10 (2015)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2015 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.