作者:刘旭阳; 张贺秋; 李冰冰; 刘俊; 薛东阳; 王恒山; 梁红伟; 夏晓川 期刊:《物理学报》 2020年第04期
本文制作了基于无栅AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管结构的温度传感器,并对其温度相关的电学特性进行了表征.实验测试了器件从50℃到400℃的变温电流-电压特性,研究了器件灵敏度随着器件沟道长宽比的变化,并研究了在300—500℃高温的空气和氮气中经过1 h恒温加热后器件的电学特性变化.理论与实验研究结果表明,随着器件沟道长宽比的增大,器件的灵敏度会随之上升;在固定电流0.01 A下,器件电压随温度变化的平均灵敏度为44.5 mV/℃.同时,...
作者:张磊; 蔡道民; 银军; 谭仁超 期刊:《太赫兹科学与电子信息学报》 2019年第06期
基于0.15μm氮化镓高电子迁移率晶体管技术(GaN HEMT),研制了一款5G毫米波通信用高线性单片集成功率放大器。通过优化材料结构,使器件在较宽的栅压动态范围内具有较为平坦的跨导特性;优化设置电路的静态直流工作点,均衡输出功率和线性等指标要求;采用栅宽比为1:2:3.2的三级放大结构保证了电路的增益和功率指标。芯片的在片测试结果表明,静态直流工作点为最大饱和电流的30%;在漏极电压20 V、脉冲100μs、占空比10%条件下,在24~28 GHz...
作者:刘燕丽; 王伟; 董燕; 陈敦军; 张荣; 郑有炓 期刊:《物理学报》 2019年第24期
基于漂移-扩散传输模型、费米狄拉克统计模型以及Shockley-Read-Hall复合模型等,通过自洽求解薛定谔方程、泊松方程以及载流子连续性方程,模拟研究了材料结构参数对N极性面GaN/InAlN高电子迁移率晶体管性能的影响及其物理机制.结果表明,增加GaN沟道层的厚度(5-15 nm)与InAlN背势垒层的厚度(10-40 nm),均使得器件的饱和输出电流增大,阈值电压发生负向漂移.器件的跨导峰值随Ga N沟道层厚度的增加与InAlN背势垒层厚度的减小而减小.模...
作者:朱长举 期刊:《信息技术与网络安全》 2018年第09期
高电子迁移率晶体管和谐振隧穿二极管是两种常用的高频器件,已经广泛应用于微波射频领域。由于太赫兹科学技术对国防科技、信息安全、农业生产等方面具有重要意义,这两种器件的应用范围逐渐渗透到太赫兹频段中。谐振隧穿二极管型栅控高电子迁移率晶体管兼具等离子振荡和负微分电阻的特性,非常适合太赫兹科学技术的发展与应用。阐述了该器件的性能和主要应用范围,最后指出了该器件制造和大范围商业推广的主要难点。
作者:徐浩然 期刊:《电子技术与软件工程》 2019年第21期
本文基于Ga N基高电子迁移率晶体管设计了一款宽带平衡功率放大器,并重点对平衡功率放大器、宽带匹配、耦合器、偏执电路以及电路的设计仿真做了重点说明,通过对电路进行功率测试分析,本放大器在10W功率性能上具有一定优越性,在30w功率达到了同等水平。
作者:孙云飞; 陶重犇; 孙建东; 秦华; 班建民; 罗恒 期刊:《光学学报》 2018年第03期
制备了一种集成有太赫兹低通滤波器的高速、高灵敏度GaN/A1GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)太赫兹探测器。实验研究表明,当在太赫兹天线与引线电极之间加入低通滤波器时,太赫兹耦合天线的谐振性能恢复,室温下器件的响应度达到了1.05×10^3V/W;测试带宽为1Hz时,器件的噪声等效功率达到了4.7×10^-11W。利用该探测器单元对不同材料进行了快速扫描成像,结果表明,该探测器单元具有较好的成像分辨率,且器件的响应速度优于商用...
目前瑞士和中国的研究人员共同制造出具有五个III族氮化物半导体沟道能级的三栅极金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管,从而提高了静电控制和驱动电流。瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)和中国的Enkris半导体公司所制造的材料结构由5个平行层组成,包括10nm氮化铝镓(AlGaN)阻挡层,1nm AlN间隔层和10nm GaN沟道(图1)。
瑞典的研究人员在碳化硅(SiC)上生长出更薄的IIIA族氮化物结构,以期实现高功率和高频薄层高电子迁移率晶体管(T-HEMT)和其他器件。新结构采用高质量的60nm无晶界氮化铝(AlN)成核层,而不是大约1-2μm厚的氮化镓(GaN)缓冲层,以避免大面积扩展缺陷。
作者:郭鸿浩; 陈泓宇; 郭前岗 期刊:《电力电子技术》 2019年第08期
目前氮化傢(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)受到了广泛的关注和应用,然而GaN HEMT在反向导通状态时存在较大的压降,死区时间引起的反向导通损耗会显著地影响变换器的效率,合理地设置死区时间具有重要意义。首先详细分析了死区时间内GaN HEMT的开关过程,得到了避免GaN HEMT反向导通过程死区时间的取值条件。然后,根据不同负载电流条件下死区时间的取值进行分析,提出了一种优化的死区时间设置方法。最后搭建了基于GaN HEMT的同步Buck...
作者:钱洪途; 朱永生; 邓光敏; 刘雯; 陈敦军; 裴轶 期刊:《电源学报》 2019年第03期
为了进一步提升电能转换效率,介绍了一款基于650 V氮化镓高电子迁移率晶体管GaN HEMT(gallium nitride high electron mobility transistor)的共栅共源级联(cascode)结构开关管及其在无线电能传输方面的应用。在GaN HEMT器件设计方面,通过仿真讨论了器件的场板设计对电容和电场的影响。所制造的cascode器件在650 V时漏电约为2 μA,在源漏电压400 V时输入电容Ciss、输出电容Coss和反向传输电容Crss分别为1 500 pF、32 pF和12 pF,动态...
作者:陈勇波; 刘文; 汪昌思; 孔欣; 赵佐 期刊:《太赫兹科学与电子信息学报》 2019年第01期
提供了一种应用于高电子迁移率晶体管(HEMT)的非线性紧凑模型。该模型针对传统的EE-HEMT模型理想缩放规律不准确的问题,提出采用一元函数拟合、二元曲面拟合方法,对其尺寸缩放和温度缩放规律进行修正。修正后的非线性模型可以准确地模拟HEMT器件的直流I-U、S参数和大信号特性。并将该模型应用于一款0.25μm栅长的GaAspHEMT工艺,对比不同尺寸的器件在高低温条件下模型仿真结果和实测结果,两者吻合良好,验证了该模型的准确性。
作者:陈峰武; 巩小亮; 罗才旺; 程文进; 魏唯; 鲍苹 期刊:《电子工业专用设备》 2018年第04期
高电子迁移率AlGaN/GaN HEMT结构材料的研制一直是GaN基射频微波器件的重要发展方向。采用自主研制的生产型高温MOCVD设备进行AlGaN/GaN HEMT结构材料的生长,通过高温MOCVD外延生长技术改善了AlGaN势垒层、AlN插入层的晶体质量和表面质量,从而获得了较高二维电子气迁移率的AlGaN/GaN HEMT结构材料。高分辨X射线衍射仪的分析表明,AlGaN外延层Al组分含量为22.7%,厚度为19.4 nm;Hall效应测试仪的测试表明,HEMT结构材料的室温二维电子...
作者:李占祥; 岳宏卫; 吴超飞; 龚全熙 期刊:《桂林电子科技大学学报》 2018年第06期
为了加快低噪声放大器的设计过程,采用全微带匹配技术,使用ADS软件设计了一款应用于2.2~2.3GHz频段的低噪声放大器。该放大器选用Agilent公司的高电子迁移率晶体管ATF-34143,根据噪声系数和高增益的要求进行两级放大器电路的设计,为提高设计效率,将偏置电路与稳定性设计相结合。仿真结果表明,在设计频段内,增益大于23dB,噪声系数小于0.6dB,输入输出驻波比小于1.2。
金刚石在目前所知的天然物质中具有最高的热导率,室温下的导热系数高达2000Wm^-1 K^-1,是碳化硅导热系数的四到五倍。作为衬底材料,金刚石可以以数百纳米的尺寸沉积在GaN信道内,使晶体管设备在工作时能够有效散热。在高频、大功率GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)和电路的散热方面极有应用潜力。
作者:董毅敏; 蔡道民; 高学邦; 邬佳晟; 汪江涛; 谭仁超 期刊:《半导体技术》 2019年第02期
研制了一款可应用于新一代宽带无线移动通信系统的26 GHz GaN单片微波集成电路(MMIC) Doherty功率放大器(DPA)。Doherty功率放大器的输入匹配网络中采用兰格耦合器进行载波功率放大器和峰值功率放大器功率合成及90°相位补偿,输出网络中采用相位补偿线和阻抗变换电路,提高了放大器的线性度和效率。采用SiC衬底AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺进行了流片,芯片面积为3.0 mm×2.5 mm。芯片装配后测试表明,在频率为24.5~26.0 GHz...
作者:吴家锋; 徐全胜; 赵夕彬; 银军 期刊:《半导体技术》 2019年第01期
基于GaN功率器件工艺自主研发的大栅宽GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)管芯,采用内匹配技术和宽带功率合成技术相结合的方法,研制出了一款C波段160 W连续波GaN HEMT内匹配功率器件。通过优化管芯的结构,设计出了满足连续波使用要求的大功率GaN管芯,然后进行了内匹配器件的设计,在设计中首先采用负载牵引法进行了器件参数提取,并以此为基础设计了阻抗变换网络进行阻抗变换和功率合成。研制出了工作频率为4.4~5.0 GHz、工作电压32 V、连...
作者:张佩佩; 张辉; 张晓东; 于国浩; 徐宁; 宋亮; 董志华; 张宝顺 期刊:《半导体技术》 2018年第11期
由于LPCVD-Si3N4具有良好的介电特性,常用作AlGaN/GaN高电子迁移率场效应晶体管(HEMT)的栅介质,然而在高温生长中,易造成GaN界面Ga和N的扩散。针对此问题,提出了一种采用SiON/Si3N4复合绝缘材料作为HEMT器件栅介质的方法,制备了高质量的AlGaN/GaN金属-绝缘层-半导体高电子迁移率晶体管(MISHEMT)器件,并进行了直流测试。测试结果表明,在栅压为18 V时,器件的阈值回滞仅为150 mV,其特征导通电阻为1. 74 mΩ·cm^2(Vgs=2 V),其击穿...
作者:刘宏伟; 牛萍娟; 郭维廉 期刊:《微纳电子技术》 2004年第11期
由共振隧穿二极管(RTD)和高电子迁移率晶体管(HEMT)构成的多值逻辑(MVL)电路可以用最少的器件来完成一定的逻辑功能,达到大大简化电路的目的.共振隧穿二极管和高电子迁移率晶体管属于量子器件,具有高频高速的特点,所以这一逻辑电路有很好的应用前景.本文就多值逻辑电路中的几个典型电路用Pspice软件进行电路模拟,得到了与理论分析一致的模拟结果.
作者:周幸叶; 吕元杰; 谭鑫; 王元刚; 宋旭波; 何泽召; 张志荣; 刘庆彬; 韩婷婷; 房玉龙; 冯志红 期刊:《物理学报》 2018年第17期
陷阱效应导致的电流崩塌是制约GaN基微波功率电子器件性能提高的一个重要因素,研究深能级陷阱行为对材料生长和器件开发具有非常重要的意义.随着器件频率的提升,器件尺寸不断缩小,对小尺寸器件中深能级陷阱的表征变得越发困难.本文制备了超短栅长(Lg=80 nm)的AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管(MOSHEMT),并基于脉冲I-V测试和二维数值瞬态仿真对器件的动态特性进行了深入研究,分析了深能级陷阱对AlGaN/GaN MOSHEMT器...