InPHEMT小信号等效电路模型、参数提取方法、设备和介质与流程

inp hemt小信号等效电路模型、参数提取方法、设备和介质
技术领域
1.本发明的实施方式涉及微电子器件技术领域，特别涉及一种inp hemt小信号等效电路模型、参数提取方法、设备和介质。


背景技术：

2.器件模型是连接器件工艺和电路设计的桥梁，精确紧凑的器件模型能够起到指导并加快电路的设计进程的效果。对于因其截止频率高和噪声系数低等显著优势被广泛应用于单片集成电路(monolithic microwave integrated circuit，简称“mmic”)等场景中的磷化铟高电子迁移率晶体管(inp hemt)来说，随着其应用范围的拓宽以及应用频率的提高，建立精确的大信号等效电路模型、噪声等效电路模型具有非常重要的意义。
3.而噪声模型和大信号模型的建立的基础正是小信号等效电路模型，现今已经逐渐成为微电子技术领域研究的重点和热点。小信号等效电路模型由inp hemt的拓扑结构决定，表征了器件本身的电学特性。模型的拓扑结构中的每个参数都具有其特有的物理意义，不同的器件结构其拓扑结构也会不一样，因此小信号等效电路模型的拓扑结构和模型参数的准确性决定了小信号模型建模的精度。
4.inp hemt器件因其优异的频率特性被广泛应用到射频微波领域。然而，随着应用频率的增加，传统的小信号电路模型难以体现器件中的分布效应，建模精度不足，无法准确表征器件的高频特性。


技术实现要素：

5.本发明实施方式的主要目的在于提出一种inp hemt小信号等效电路模型、参数提取方法、设备和介质，用于使小信号电路模型能够体现器件的分布效应。
6.为实现上述目的，本发明的实施方式提供了一种inp hemt小信号等效电路模型，所述模型包括：栅极、漏极、源极、本征模块、栅极寄生模块、源极寄生模块、漏极寄生模块以及栅漏寄生模块；所述栅极通过所述栅极寄生模块连接至本征模块的栅极内节点，所述漏极通过所述漏极寄生模块连接至本征模块的漏极内节点，所述源极通过所述源极寄生模块连接至本征模块的源极内节点；所述栅漏寄生模块的第一端连接所述栅极寄生模块，所述栅漏寄生模块的第二端连接所述漏极寄生模块；所述模型还包括栅极分布电容、漏极分布电容以及栅漏分布电容；所述栅极分布电容的第一端接地，第二端连接至所述栅漏寄生模块的第一端和所述栅极寄生模块的连接处；所述漏极分布电容的第一端接地，第二端连接至所述栅漏寄生模块的第二端和所述漏极寄生模块的连接处；所述栅漏分布电容的第一端连接至所述栅漏寄生模块的第一端和所述栅极寄生模块的连接处，所述栅漏分布电容的第二端连接至所述栅漏寄生模块的第二端和所述漏极寄生模块的连接处。
7.为实现上述目的，本发明的实施方式提供了一种inp hemt小信号等效电路模型的参数提取方法，所述inp hemt小信号等效电路模型为上述模型，包括：获取第一等效电路模型，并根据所述第一等效电路模型的阻抗参数确定所述模型的寄生电感的数值；所述第一
等效电路模型为对所述模型中的电阻进行去嵌处理后得到的等效电路模型；所述寄生电感包括栅极寄生电感、源极寄生电感和漏极寄生电感；所述电阻包括栅极寄生电阻、源极寄生电阻、漏极寄生电阻、栅源本征电阻和漏源本征电阻；获取第二等效电路模型，并根据所述第二等效电路模型的导纳参数，确定所述模型的寄生电容和分布电容的数值；所述第二等效电路模型为对所述模型中的所述电阻和所述寄生电感进行去嵌处理后得到的等效电路模型；所述寄生电容包括栅极寄生电容、源极寄生电容、漏极寄生电容和栅漏寄生电容；所述分布电容包括栅极分布电容、漏极分布电容和栅漏分布电容；获取第三等效电路模型，并根据所述第三等效电路模型的阻抗参数，确定所述模型的寄生电阻的数值；所述第三等效电路模型为对所述模型中的电容和所述寄生电感进行去嵌处理后得到的等效电路模型；所述电容包括所述寄生电容、所述分布电容和本征电容；所述寄生电阻包括所述栅极寄生电阻、所述源极寄生电阻和所述漏极寄生电阻；获取第四等效电路模型，并根据所述第四等效电路模型的导纳参数，确定所述模型的本征单元的数值；所述第四等效电路模型为所述模型的本征模块的等效电路模型；所述本征单元包括栅漏本征电容、栅源本征电容、栅源本征电阻、漏源本征电阻和漏源本征电容。
8.为实现上述目的，本发明的实施方式提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的inp hemt小信号等效电路模型的参数提取方法。
9.为实现上述目的，本发明的实施方式提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的inp hemt小信号等效电路模型的参数提取方法。
10.在本发明的实施方式中，inp hemt小信号等效电路模型包括用于表征inp hemt器件栅指之间的分布效应的栅极分布电容、漏极分布电容以及栅漏分布电容。相比传统的inp hemt小信号等效电路模型，本发明提供的等效电路模型能够反映实际器件中的分布效应，更加准确的反映实际器件的性质，对基于inp hemt器件的设计具有重要意义。
附图说明
11.一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
12.图1是本发明一实施例提供的一种inp hemt小信号等效电路模型的结构示意图；
13.图2是本发明一实施例提供的另一种inp hemt小信号等效电路模型的结构示意图；
14.图3是本发明一实施例提供的一种inp hemt小信号等效电路模型参数提取方法的流程示意图；
15.图4是本发明一实施例提供的第一等效电路模型的结构示意图；
16.图5是本发明一实施例提供的ω与阻抗参数的乘积与ω2的函数关系图；
17.图6是本发明一实施例提供的第二等效电路模型的结构示意图；
18.图7是本发明一实施例提供的第三等效电路模型的结构示意图；
19.图8是本发明一实施例提供的re(z
22
)和re(z
12
)分别随1/(v
gs-v
th
)变化的函数关系图；
20.图9是本发明一实施例提供的re(z
11
)与1/ig的函数关系图；
21.图10是本发明一实施例提供的第四等效电路模型的结构示意图；
22.图11是本发明一实施例提供的等效电路模型仿真结果与测试数据对比图；
23.图12是本发明一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
24.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。以下各个实施方式的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施方式在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
25.本文所使用的术语“包括/包含”指特征、步骤或元件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、步骤或元件的存在或添加。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，而并不是旨在限制本技术。
26.另外，在本技术实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.本发明的一实施方式涉及一种inp hemt小信号等效电路模型，电路结构图如图1所示。
28.在本实施方式中，该inp hemt小信号等效电路模型，包括：栅极、漏极、源极、本征模块、栅极寄生模块、源极寄生模块、漏极寄生模块以及栅漏寄生模块；所述栅极通过所述栅极寄生模块连接至本征模块的栅极内节点，所述漏极通过所述漏极寄生模块连接至本征模块的漏极内节点，所述源极通过所述源极寄生模块连接至本征模块的源极内节点；所述栅漏寄生模块的第一端连接所述栅极寄生模块，所述栅漏寄生模块的第二端连接所述漏极寄生模块；所述模型还包括栅极分布电容、漏极分布电容以及栅漏分布电容；所述栅极分布电容的第一端接地，第二端连接至所述栅漏寄生模块的第一端和所述栅极寄生模块的连接处；所述漏极分布电容的第一端接地，第二端连接至所述栅漏寄生模块的第二端和所述漏极寄生模块的连接处；所述栅漏分布电容的第一端连接至所述栅漏寄生模块的第一端和所述栅极寄生模块的连接处，所述栅漏分布电容的第二端连接至所述栅漏寄生模块的第二端和所述漏极寄生模块的连接处。
29.下面对本实施方式中的inp hemt小信号等效电路模型的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解本方案的实现细节，并非实施本方案的必须。具体结构如图1所示。
30.所述inp hemt小信号等效电路模型包括：栅极101、漏极102、源极103、本征模块108、栅极寄生模块104、源极寄生模块105、漏极寄生模块106以及栅漏寄生模块107；栅极101通过所述栅极寄生模块104连接至本征模块108的栅极内节点，所述漏极102通过所述漏
极寄生模块106连接至本征模块108的漏极内节点，所述源极103通过所述源极寄生模块105连接至本征模块108的源极内节点；所述栅漏寄生模块106的第一端连接所述栅极寄生模块104，所述栅漏寄生模块107的第二端连接所述漏极寄生模块106；所述模型还包括栅极分布电容109、漏极分布电容1010以及栅漏分布电容1011；所述栅极分布电容109的第一端接地，第二端连接至所述栅漏寄生模块107的第一端和所述栅极寄生模块104的连接处；所述漏极分布电容1010的第一端接地，第二端连接至所述栅漏寄生模块107的第二端和所述漏极寄生模块106的连接处；所述栅漏分布电容1011的第一端连接至所述栅漏寄生模块106的第一端和所述栅极寄生模块104的连接处，所述栅漏分布电容1011的第二端连接至所述栅漏寄生模块107的第二端和所述漏极寄生模块106的连接处。
31.在一个例子中，所述栅极寄生模块包括栅极寄生电阻、栅极寄生电感和栅极寄生电容；所述漏极寄生模块包括漏极寄生电阻、漏极寄生电感和漏极寄生电容；所述源极寄生模块包括源极寄生电阻和源极寄生电感；所述栅漏寄生模块包括栅漏寄生电容；所述栅极寄生电感的第一端和所述栅极寄生电容的第一端连接至所述栅极寄生电阻的第一端，所述栅极寄生电感的第二端连接至所述模型的栅极，所述栅极寄生电容的第二端连接至所述源极寄生模块，所述栅极寄生电阻的第二端连接至所述栅极内节点；所述漏极寄生电感的第一端和所述漏极寄生电容的第一端连接至所述漏极寄生电阻的第一端，所述漏极寄生电感的第二端连接至所述模型的漏极，所述漏极寄生电容的第二端连接至所述源极寄生模块与所述栅极寄生电容的第二端的连接处，所述漏极寄生电阻的第二端连接至所述漏极内节点；所述源极寄生电阻的第一端连接所述源极寄生电容的第一端，所述源极寄生电阻的第二端连接所述源极内节点，所述源极寄生电感的第二端连接至所述模型的源极；所述栅极寄生电容的第二端连接至所述源极寄生模块具体为，所述栅极寄生电容的第二端连接至所述源极寄生模块中所述源极寄生电阻和所述源极寄生电感的连接处。
32.在本例中，栅漏寄生模块的第一端连接所述栅极寄生模块，具体为所述栅漏寄生电容的第一端连接所述栅极寄生模块中的栅极寄生电阻的第一端；所述栅漏寄生模块的第二端连接所述漏极寄生模块，具体为所述栅漏寄生电容的第二端连接所述漏极寄生模块中的漏极寄生电阻的第一端。
33.在本实施方式涉及的inp hemt小信号等效电路模型中，所述本征模块还可以包括：所述栅极内节点和所述漏极内节点之间的栅漏本征电容，所述栅极内节点和所述源极内节点之间的栅源本征电容以及与所述栅源本征电容串联连接的栅源本征电阻，所述漏极内节点和所述源极内节点之间的漏源本征电阻以及与所述漏源本征电阻并联连接的漏源本征电容。本例中涉及的inp hemt小信号等效电路模型的电路结构图如图2所示。
34.在如图2所示的inp hemt小信号等效电路模型中，c
pg
为栅极寄生电容、c
pd
为漏极寄生电容、c
pgd
为栅漏寄生电容；lg、ld、ls分别是栅、漏和源极焊盘引入的栅极寄生电感、漏极寄生电感和源极寄生电感；rg为栅极焊盘以及由于栅极端口的肖特基接触引入的的栅极寄生电阻，rs和rd分别为源极和漏极焊盘引入的源极寄生电阻和漏极寄生电阻。本征电容包括：栅源本征电容c
gs
、栅漏本征电容c
gd
以及漏源本征电容c
ds
；本征电阻包括：栅源本征电阻r
is
(又称栅源沟道电阻)和漏源本征电阻r
ds
。
35.值得一提的是，图2中示出的本征跨导gm为输出电流i
ds
相对于输入电压v
gs
的导数，其反映输出电流随输出电压的变化。跨导延迟因子τ是相应于栅极电压变化的gm变化的延
迟时间。
36.本发明的发明人发现，对于多指hemt器件而言，随着频率的增加，多指器件栅指之间的分布效应变得越来越显著，然而传统的小信号模型存在无法准确表征器件电学特性的问题。在本发明的实施方式中，inp hemt小信号等效电路模型包括用于表征inp hemt器件栅指之间的分布效应的栅极分布电容、漏极分布电容以及栅漏分布电容。相比传统的inp hemt小信号等效电路模型，本发明提供的等效电路模型能够反映实际器件中的分布效应，更加准确的反映实际器件的性质，对基于inp hemt器件的设计具有重要意义。
37.本发明的一实施方式涉及一种inp hemt小信号等效电路模型的参数提取方法，其中inp hemt小信号等效电路模型如上述实施方式中所述。
38.在本实施方式中，获取第一等效电路模型，并根据所述第一等效电路模型的阻抗参数确定所述模型的寄生电感的数值；所述第一等效电路模型为对所述模型中的电阻进行去嵌处理后得到的等效电路模型；所述寄生电感包括栅极寄生电感、源极寄生电感和漏极寄生电感；所述电阻包括栅极寄生电阻、源极寄生电阻、漏极寄生电阻、栅源本征电阻和漏源本征电阻；获取第二等效电路模型，并根据所述第二等效电路模型的导纳参数，确定所述模型的寄生电容和分布电容的数值；所述第二等效电路模型为对所述模型中的所述电阻和所述寄生电感进行去嵌处理后得到的等效电路模型；所述寄生电容包括栅极寄生电容、源极寄生电容、漏极寄生电容和栅漏寄生电容；所述分布电容包括栅极分布电容、漏极分布电容和栅漏分布电容；获取第三等效电路模型，并根据所述第三等效电路模型的阻抗参数，确定所述模型的寄生电阻的数值；所述第三等效电路模型为对所述模型中的电容和所述寄生电感进行去嵌处理后得到的等效电路模型；所述电容包括所述寄生电容、所述分布电容和本征电容；所述寄生电阻包括所述栅极寄生电阻、所述源极寄生电阻和所述漏极寄生电阻；获取第四等效电路模型，并根据所述第四等效电路模型的导纳参数，确定所述模型的本征单元的数值；所述第四等效电路模型为所述模型的本征模块的等效电路模型；所述本征单元包括栅漏本征电容、栅源本征电容、栅源本征电阻、漏源本征电阻和漏源本征电容。
39.下面对本实施方式中的inp hemt小信号等效电路模型的参数提取方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解本方案的实现细节，并非实施本方案的必须。具体流程如图3所示，可包括如下步骤：
40.步骤301，获取第一等效电路模型，并根据第一等效电路模型的阻抗参数确定模型的寄生电感的数值。
41.在一个例子中，本步骤可以包括获取ω与所述第一等效电路模型的阻抗参数的乘积的表达式，根据所述表达式的虚部关于ω2的斜率确定所述寄生电感的数值。
42.本例涉及的确定模型的寄生电感的数值的方法在实际实施时，具体可以通过以下技术手段。首先确定用于计算寄生电感数值的等效电路。由于在冷夹断条件下，源漏极电流源的电导gm和输出电导g
ds
可以忽略不计，因而器件的耗尽区可以用三个电容来表征。另外，由于寄生电阻和电感在低频频段对s参数敏感，为了能够较为准确便捷的提取寄生电容，有必要在高频频段(即大于25ghz的频段)进行寄生电感的提取。此外，由于寄生电阻并不影响y参数的虚部，因此在提取寄生电感时，可以不考虑寄生电阻，即不必将其显示在等效电路中。综合上述考量，可以得到用于确定寄生电容的数值的等效电路图如图4所示。在如图4所示的等效电路中，用于表征器件耗尽区参数的三个本征电容分别为图2中示出的c
ig
，c
id
和cigd
。阻抗参数(z参数)可以表示为
[0043][0044][0045][0046]
其中，
[0047]cxg
＝c
pg
+c
dg
(4)
[0048]cxd
＝c
pd
+c
dd
(5)
[0049]cxpg
＝c
pgd
+c
dgd
(6)
[0050]
m＝(c
xg
+c
ig
+c
xgd
+c
igd
)(c
xd
+c
id
+c
xgd
+c
igd
)-(c
xgd
+c
igd
)2(7)
[0051]
z参数乘以ω，取虚部得到:
[0052][0053][0054][0055]
基于表达式(8)-(10)，可以得到im(ωz
ij
)随ω2变化的函数关系图如图5所示，图5中横坐标为ω2，纵坐标为im(ωz
ij
)。可以由图5中im(ωz
ij
)与ω2各函数关系曲线的近似斜率得到寄生电感lg、ld和ls的数值。
[0056]
步骤302，获取第二等效电路模型，并根据第二等效电路模型的导纳参数，确定模型的寄生电容和分布电容的数值。
[0057]
在一个例子中，本步骤可以包括根据所述第二等效电路模型的导纳参数和本征电容的数值，确定栅极和漏极之间的总电容的数值、所述栅极和源极之间的总电容的数值以及所述源极和所述漏极之间的总电容的数值；根据所述栅极和漏极之间的总电容的数值、所述栅极和源极之间的总电容的数值以及所述源极和所述漏极之间的总电容的数值，确定所述所述模型的所述寄生电容和所述分布电容的数值；其中，所述栅极寄生电容等于所述源极寄生电容，所述栅极分布电容等于所述漏极分布电容；所述本征电容包括栅漏本征电容、栅源本征电容、和漏源本征电容。
[0058]
本例涉及的确定模型的寄生电容和分布电容的数值的方法在实际实施时，具体可以通过以下技术手段。在确定用于计算寄生电容数值的等效电路时，相比如图4所示的等效电路的结构，对寄生电感lg、ld和ls进行去嵌，确定的第二等效电路如图6所示。进而使用器件栅极宽度缩放法来确定非本征的寄生电容和分布电容。
[0059]
在如图6所示的第一等效电路中，y参数可以表示为：
[0060]
im(y
c11
)/ω＝c
xg
+c
ig
+c
igd
+c
xgd
(11)
[0061]
im(y
c22
)/ω＝c
xd
+c
id
+c
igd
+c
xgd
(12)
[0062]-im(y
c12
)/ω＝c
igd
+c
xgd
(13)
[0063]
在器件截止时，本征电容c
ig
，c
id
和c
igd
与器件的栅宽呈线性关系，具体可以用以下表达式来表示：
[0064]cig
(w)＝c
ig0
w(14)
[0065]cid
(w)＝c
id0
w(15)
[0066]cigd
(w)＝c
igd0
w(16)
[0067]
其中c
ig0
，c
id0
和c
igd0
分别为电容比例系数，w为栅宽。
[0068]
将表达式(14)～(16)代入到表达式(11)～(13)到可推导出栅漏电容c
xg
、栅源电容c
xd
以及漏源电容c
xgd
的表达式如下：
[0069][0070][0071][0072]
将4
×
25μm、4
×
50μm、4
×
75μm和4
×
150μm这四种不同尺寸下的inphemt器件的y参数代入公式(17)～(19)中进行求解，可得本征电容c
xg
，c
xd
和c
xgd
的数值。
[0073]
进一步地，在计算得到的多个电容数值中确定使得测量值和仿真值之间的差值最小的电容c
xg
，c
xd
和c
xgd
的数值，即为上述电容的最佳值。在实际实施时，在确定上述电容的最优值的过程中，可以将c
dg
的数值从0变化到c
xg
、c
dd
从0变化到c
xd
、c
dgd
从0变化到c
xgd
。另外，为了降低最优值确定过程的难度，可以假设：
[0074]cpg
≈c
pd
,c
dg
≈c
dd
(20)
[0075]
当测量数据和仿真数据之间的误差达到最小值时，可以确定寄生电容和分布电容的值。
[0076]
步骤303，获取第三等效电路模型，并根据第三等效电路模型的阻抗参数，确定模型的寄生电阻的数值。
[0077]
在一个例子中，本步骤可以包括根据所述第三等效电路模型的阻抗参数的实部，确定所述源极寄生电阻、所述漏极寄生电阻和所述栅极寄生电阻的数值。
[0078]
本例涉及的确定模型的寄生电阻的数值的方法在实际实施时，具体可以通过以下技术手段。
[0079]
在确定用于计算寄生电阻数值的等效电路时，可以对寄生电容进行去嵌，使器件工作在冷偏状态。可以确定用于计算寄生电容数值的第三等效电路如图7所示。
[0080]
在如图7所示的等效电路中，可以用以下表达式表示z参数：
[0081]zr11
＝rs+rg+rj+jω(ls+lg)(21)
[0082]zr12
＝z
21
＝rs+1/2rj+jωls(22)
[0083]zr22
＝rs+rd+rc+jω(ls+ld)(23)
[0084]
其中，rj＝nkt/qig，ig为器件栅泄露电流、n为栅极肖特基二极管理想因子。
[0085]
由公式(21)～(23)可以看出，求解z参数的实部即可得寄生电阻rs与rd的数值。由于电阻rc满足rc∝
1/(v
gs-v
th
)，因此可将公式(23)改写为与(v
gs-v
th
)相关的函数，可以得到以下表达式：
[0086]
[0087][0088]
进而在v
ds
＝0、v
gs
分别-0.25v、0v、0.25v和0.5v的情况下，对不同偏置下的z参数进行测试。可以得到re(z
22
)和re(z
12
)分别随1/(v
gs-v
th
)变化的函数关系图如图8所示。可以得到非本征电阻rs与rd的值。
[0089]
在确定寄生电阻rg时，首先根据rj∝
nkt/qig∝
1/ig求解电阻rj。可以得到re(z
11
)与1/ig的函数关系如图9所示。结合表达式(21)可以得到如下表达式：
[0090]
re(z
r11
)|
1/ig＝0
＝rs+rg(26)
[0091]
根据上述表达式即可确定寄生电阻rg的数值。
[0092]
步骤304，获取第四等效电路模型，并根据第四等效电路模型的导纳参数，确定模型的本征单元的数值。
[0093]
在经过上述步骤确定了小信号电路模型的非本征参数之后，可以针对建立的inphemt小信号模型的本征部分，对其本征参数进行确定。在将如图1所示的等效电路中对所有寄生参数进行去嵌之后，可以得到用于确定小信号电路模型的本征参数的第四等效电路如图10所示。
[0094]
在如图10所示的用于确定小信号电路模型的本征参数的等效电路中，可以得到y参数表达式如下：
[0095][0096]y12
＝-jωc
gd
(28)
[0097][0098][0099]
通过上述y参数的表达式，可以得到本征参数的表达式如下：
[0100]ris
＝re[1/(y
11
+y
12
)](31)
[0101][0102][0103][0104][0105]rds
＝re[1/(y
22
+y
12
)](36)
[0106][0107]
通过上述步骤，可以得到inp hemt小信号等效电路模型中的各参数值，如下表所示：
[0108][0109]
图11为inp hemt小信号等效电路模型引入能够反映器件分布效应的非本征寄生电容后，等效电路模型仿真结果与测试数据对比图。如图11所示，相较于传统的inp hemt模型，本实施方式提出的inp hemt模型改善了高频下小信号模型s参数的拟合精度。
[0110]
综上所述，加入非本征分布电容后，在2～50ghz的频率范围内，小信号模型仿真结果与测试数据拟合良好，从而说明相对于传统的inp hemt小信号等效电路模型，本发明提供的等效电路模型在高频下能够更加准确的表征inp hemt的小信号特性。
[0111]
本发明的发明人考虑了器件高频分布效应的影响，在inp hemt小信号等效电路模型的非本征参数部分加入用于表征器件的分布效应的分布电容，在确定分布电容参数的过程中，为了消除寄生电感引入的误差，采用先提取寄生电感再提取寄生电容的参数提取方法。并且在确定寄生电感数值的过程中对寄生电感进行去嵌，消除了提取寄生电容时由于寄生电感的存在引入的误差，克服了现有技术高频拟合精度不准确的问题，提高了inp hemt小信号等效电路模型的拟合精度。
[0112]
本发明的实施例还提供一种电子设备，如图12所示，包括至少一个处理器1201；以及，与所述至少一个处理器1201通信连接的存储器1202；其中，存储器1202存储有可被至少一个处理器1201执行的指令，指令被至少一个处理器1201执行，以使至少一个处理器1201能够执行上述inp hemt小信号等效电路模型的参数提取方法。
[0113]
其中，存储器1202和处理器1201采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器1201和存储器1202的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些
都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器1201处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器1201。
[0114]
处理器1201负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器1202可以被用于存储处理器1201在执行操作时所使用的数据。
[0115]
上述产品可执行本技术实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本技术实施例所提供的方法。
[0116]
本技术的实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述inp hemt小信号等效电路模型的参数提取方法。
[0117]
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0118]
上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现和使用本发明的，本领域普通技术人员可以在不脱离本技术的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该符合权利要求书所提到的创新性特征的最大范围。

技术特征：
1.一种inp hemt小信号等效电路模型，其特征在于，所述模型包括：栅极、漏极、源极、本征模块、栅极寄生模块、源极寄生模块、漏极寄生模块以及栅漏寄生模块；所述栅极通过所述栅极寄生模块连接至本征模块的栅极内节点，所述漏极通过所述漏极寄生模块连接至本征模块的漏极内节点，所述源极通过所述源极寄生模块连接至本征模块的源极内节点；所述栅漏寄生模块的第一端连接所述栅极寄生模块，所述栅漏寄生模块的第二端连接所述漏极寄生模块；所述模型还包括栅极分布电容、漏极分布电容以及栅漏分布电容；所述栅极分布电容的第一端接地，第二端连接至所述栅漏寄生模块的第一端和所述栅极寄生模块的连接处；所述漏极分布电容的第一端接地，第二端连接至所述栅漏寄生模块的第二端和所述漏极寄生模块的连接处；所述栅漏分布电容的第一端连接至所述栅漏寄生模块的第一端和所述栅极寄生模块的连接处，所述栅漏分布电容的第二端连接至所述栅漏寄生模块的第二端和所述漏极寄生模块的连接处。2.根据权利要求1所述的inp hemt小信号等效电路模型，其特征在于，所述栅极寄生模块包括栅极寄生电阻、栅极寄生电感和栅极寄生电容；所述漏极寄生模块包括漏极寄生电阻、漏极寄生电感和漏极寄生电容；所述源极寄生模块包括源极寄生电阻和源极寄生电感；所述栅漏寄生模块包括栅漏寄生电容；所述栅极寄生电感的第一端和所述栅极寄生电容的第一端连接至所述栅极寄生电阻的第一端，所述栅极寄生电感的第二端连接至所述模型的栅极，所述栅极寄生电容的第二端连接至所述源极寄生模块，所述栅极寄生电阻的第二端连接至所述栅极内节点；所述漏极寄生电感的第一端和所述漏极寄生电容的第一端连接至所述漏极寄生电阻的第一端，所述漏极寄生电感的第二端连接至所述模型的漏极，所述漏极寄生电容的第二端连接至所述源极寄生模块与所述栅极寄生电容的第二端的连接处，所述漏极寄生电阻的第二端连接至所述漏极内节点；所述源极寄生电阻的第一端连接所述源极寄生电容的第一端，所述源极寄生电阻的第二端连接所述源极内节点，所述源极寄生电感的第二端连接至所述模型的源极；所述栅极寄生电容的第二端连接至所述源极寄生模块具体为，所述栅极寄生电容的第二端连接至所述源极寄生模块中所述源极寄生电阻和所述源极寄生电感的连接处。3.根据权利要求2所述的inp hemt小信号等效电路模型，其特征在于，所述栅漏寄生模块的第一端连接所述栅极寄生模块，具体为所述栅漏寄生电容的第一端连接所述栅极寄生模块中的栅极寄生电阻的第一端；所述栅漏寄生模块的第二端连接所述漏极寄生模块，具体为所述栅漏寄生电容的第二端连接所述漏极寄生模块中的漏极寄生电阻的第一端。4.根据权利要求1至3中任一项所述的inp hemt小信号等效电路模型，其特征在于，所述本征模块包括：所述栅极内节点和所述漏极内节点之间的栅漏本征电容，所述栅极内节点和所述源极内节点之间的栅源本征电容以及与所述栅源本征电容串联连接的栅源本征电阻，所述漏极内节点和所述源极内节点之间的漏源本征电阻以及与所述漏源本征电阻并联连接的漏源本征电容。5.一种inp hemt小信号等效电路模型的参数提取方法，其特征在于，所述inp hemt小信号等效电路模型如权1-4中任一项所述，包括：获取第一等效电路模型，并根据所述第一等效电路模型的阻抗参数确定所述模型的寄
生电感的数值；所述第一等效电路模型为对所述模型中的电阻进行去嵌处理后得到的等效电路模型；所述寄生电感包括栅极寄生电感、源极寄生电感和漏极寄生电感；所述电阻包括栅极寄生电阻、源极寄生电阻、漏极寄生电阻、栅源本征电阻和漏源本征电阻；获取第二等效电路模型，并根据所述第二等效电路模型的导纳参数，确定所述模型的寄生电容和分布电容的数值；所述第二等效电路模型为对所述模型中的所述电阻和所述寄生电感进行去嵌处理后得到的等效电路模型；所述寄生电容包括栅极寄生电容、源极寄生电容、漏极寄生电容和栅漏寄生电容；所述分布电容包括栅极分布电容、漏极分布电容和栅漏分布电容；获取第三等效电路模型，并根据所述第三等效电路模型的阻抗参数，确定所述模型的寄生电阻的数值；所述第三等效电路模型为对所述模型中的电容和所述寄生电感进行去嵌处理后得到的等效电路模型；所述电容包括所述寄生电容、所述分布电容和本征电容；所述寄生电阻包括所述栅极寄生电阻、所述源极寄生电阻和所述漏极寄生电阻；获取第四等效电路模型，并根据所述第四等效电路模型的导纳参数，确定所述模型的本征单元的数值；所述第四等效电路模型为所述模型的本征模块的等效电路模型；所述本征单元包括栅漏本征电容、栅源本征电容、栅源本征电阻、漏源本征电阻和漏源本征电容。6.根据权利要求5所述的inp hemt小信号等效电路模型的参数提取方法，其特征在于，所述根据所述第一等效电路模型的阻抗参数，确定所述inp hemt小信号等效电路模型的寄生电感的数值，包括：获取ω与所述第一等效电路模型的阻抗参数的乘积的表达式，根据所述表达式的虚部关于ω2的斜率确定所述寄生电感的数值。7.根据权利要求5所述的inp hemt小信号等效电路模型的参数提取方法，其特征在于，所述根据所述第二等效电路模型的导纳参数，确定所述模型的寄生电容和分布电容的数值，包括：根据所述第二等效电路模型的导纳参数和本征电容的数值，确定栅极和漏极之间的总电容的数值、所述栅极和源极之间的总电容的数值以及所述源极和所述漏极之间的总电容的数值；根据所述栅极和漏极之间的总电容的数值、所述栅极和源极之间的总电容的数值以及所述源极和所述漏极之间的总电容的数值，确定所述模型的所述寄生电容和所述分布电容的数值；其中，所述栅极寄生电容等于所述源极寄生电容，所述栅极分布电容等于所述漏极分布电容；所述本征电容包括栅漏本征电容、栅源本征电容、和漏源本征电容。8.根据权利要求5所述的inp hemt小信号等效电路模型的参数提取方法，其特征在于，所述根据所述第三等效电路模型的阻抗参数，确定所述模型的寄生电阻的数值，包括：根据所述第三等效电路模型的阻抗参数的实部，确定所述源极寄生电阻、所述漏极寄生电阻和所述栅极寄生电阻的数值。9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求5至8中任一项所述的inp hemt小
信号等效电路模型的参数提取方法。10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求5至8中任一项所述的inp hemt小信号等效电路模型的参数提取方法。

技术总结
本发明涉及微电子器件技术领域，公开了一种InP HEMT小信号等效电路模型、参数提取方法、设备和介质。其中等效电路模型包括：栅极、漏极、源极、本征模块、栅极寄生模块、源极寄生模块、漏极寄生模块以及栅漏寄生模块；栅极、漏极、源极分别通过栅极、漏极、源极寄生模块连接至本征模块的栅极、漏极、源极内节点；栅漏寄生模块的两端分别连接栅极、漏极寄生模块；模型还包括栅极、漏极和栅漏分布电容；栅极、漏极分布电容的第一端接地，第二端连接至栅漏寄生模块的两端和栅极、漏极寄生模块各自的连接处；栅漏分布电容的两端分别连接至栅漏寄生模块的第一、第二端和栅极寄生模块的连接处。能够反映实际器件中的分布效应。反映实际器件中的分布效应。反映实际器件中的分布效应。


技术研发人员：吕红亮 戚军军 安维 段兰燕
受保护的技术使用者：中兴通讯股份有限公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2023/7/13