蒋润秋,王 军

(西南科技大学 信息工程学院,四川 绵阳 621010)

近年来,随着集成电路在微波和太赫兹(THz)领域的大力发展,InP HBT得到广泛关注。InP HBT具有高振荡频率和高击穿电压的优势,所以被广泛应用在高速数字电路、数模混合电路以及微波毫米波集成电路中[1-4]。但由于探头之间的耦合和辐射损耗等因素的影响使得InP HBT器件的建模和射频特性研究通常只能基于W波段及以下进行测试[5]。所以建立适用于W波段以上的InP HBT小信号模型与参数提取方法具有重要意义,而且器件的小信号模型是模拟器件特性、优化性能和集成电路设计的基础[6]。

目前,国内外的科研人员在InP HBT小信号建模与参数提取方面做了大量的研究工作。文献[7]中Johansen等使用直接法提取InP HBT器件的寄生参数和本征参数,但小信号模型适用的频率范围为250 MHz～65 GHz。文献[8]中李欧鹏等采用电磁仿真(EM)方法提取了InP HBT器件寄生参数,适用频率为0～325 GHz,但该方法实现复杂且不能对本征参数进行提取。文献[9]中Weimann等简化了EM方法并提取了寄生参数,但是同样缺乏对本征参数的提取和分析。综上所述,目前缺乏一种简单、高效且适用于毫米波频段的InP HBT寄生参数和本征参数的提取分析方法。

为了解决上述问题,作者通过器件的物理结构区分通孔和电极的寄生元件,建立了具有详细寄生网络的分布式InP HBT小信号等效电路模型。分析了趋肤效应和寄生网络对本征参数的影响。最终完整地提取了InP HBT在毫米波频段的寄生参数和本征参数。……