陈雪成，周爱民，高建军

(华东师范大学信息学院，上海200241)

有源器件的小信号等效电路模型是理解器件物理机制和建立非线性等效电路模型的基础，因此，准确的器件模型和模型的参数提取非常重要。

通常的小信号等效电路模型参数提取有直接提取技术［1］和数值优化提取技术［2］。直接提取技术是利用特殊偏置下测试的S 参数，逐步将寄生参数进行去嵌处理来获取整个等效电路的参数［3-4］，其解是唯一的、确定的。数值优化提取技术是将局部元件或是全部元件当作未知变量进行优化;如遗传算法［5］、模拟退火算法［6］、神经网络［7］等全局优化算法，因其受到测量误差的影响小，可以得到更为准确的参数值。

本文采用改进的差分进化算法，这种全局优化算法可以由测量的S 参数提取HEMT 器件小信号等效电路参数，而且具有很高的精度和速度。

1 小信号等效电路模型

图1 是一个标准的高频等效电路的小信号模型［8］。其等效电路模型元件可以分为以下2 部分:

(1)和偏置无关的寄生元件:Cpg，CpdCpgd，Lg，Rg，Ld，Rd，Ls和Rs。

(2)和偏置相关的本证元件:Cgd，Cgs，Ri，Cds，gds，gm和τ。

其中，Cpg、Cpd、Cpgd分别为栅极、漏极及栅极和漏极之间引起的寄生焊盘PAD 电容;Lg、Ld和Ls分别为栅极、漏极和源极的引线寄生电感;Rd和Rs分别为漏极和源极的欧姆接触及引线引起的寄生电阻;Rg为栅极肖特基接触引起的寄生电阻;Ri为本征沟道电阻;Cgs为栅极-源极电容;Cds为漏极-源极电容;Cgs为栅极-漏极电容;gm为跨导;为漏极输出电导;τ为时间延迟。

对于图1 所示的等效电路，可以先求出本征部分导纳矩阵，然后在求出包含寄生电感和电阻的阻抗矩阵，最后求出整个等效电路的S 参数矩阵［9］。……