场效应晶体管射频微波建模技术

第1章绪论

1.1Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体器件及集成电路应用前景

1.2射频微波器件和电路的计算机辅助设计

1.3本书的目标和结构

参考文献

第2章微波网络信号和噪声矩阵技术

2.1二端口网络的信号参数矩阵

2.1.1阻抗参数矩阵

2.1.2导纳参数矩阵

2.1.3混合参数矩阵

2.1.4ABCD参数矩阵

2.1.5二端口网络信号参数之间的关系

2.2微波网络S参数和T参数矩阵

2.2.1S参数矩阵

2.2.2T参数矩阵

2.3微波网络噪声矩阵技术

2.3.1阻抗噪声相关矩阵

2.3.2导纳噪声相关矩阵

2.3.3ABCD噪声相关矩阵

2.3.4S参数噪声相关矩阵

2.3.5T参数噪声相关矩阵

2.3.6噪声相关矩阵之间的关系

2.3.7二端口网络噪声参数之间的关系

2.4二端口网络的互联

2.4.1二端口网络的串联

2.4.2二端口网络的并联

2.4.3二端口网络的级联

2.5三端口网络和二端口网络之间的关系

2.5.1三端口网络和二端口网络S参数的关系

2.5.2三端口网络和二端口网络噪声参数的关系

2.6二端口网络的信号流程图

2.6.1信号流程图的定义

2.6.2信号流程图的性质

2.6.3Mason规则

2.7典型的π型和T型网络

本章小结

参考文献

第3章场效应晶体管小信号等效电路模型和参数提取技术

3.1HEMT器件工作原理

3.2FET器件小信号等效电路模型

3.2.1小信号等效电路模型

3.2.2元件和物理结构的关系

3.2.3特征频率和最大振荡频率

3.3典型的PHEMT器件结构

3.4PAD电容提取技术

3.4.1测试结构方法

3.4.2截止条件方法

3.5寄生电感提取技术

3.5.1测试结构方法

3.5.2正向偏置COLD-FET方法3.5.3反向截止偏置方法

3.6寄生电阻提取技术

3.6.1直流测试方法

3.6.2COLD-FETS参数方法

3.6.3有源偏置方法

3.6.4关于负阻的讨论

3.7本征元件提取技术

3.7.1本征元件随频率变化

3.7.2本征元件和偏置的关系

3.8改进的反向截止方法

3.9小信号等效电路模型参数和器件栅宽的比例关系

3.9.1截止条件下电路模型参数和器件栅宽的比例关系

3.9.2寄生参数和器件栅宽之间的比例关系

3.9.3本征参数和器件栅宽之间的比例关系

3.10半分析模型参数提取技术

本章小结

参考文献

第4章场效应晶体管非线性等效电路模型及参数提取技术

4.1非线性物理基模型

4.2非线性测量基模型

4.3非线性经验分析模型

4.4常用的MESFET/HEMT非线性等效电路模型

4.4.1STATZ非线性等效电路模型

4.4.2TriQuint非线性等效电路模型

4.4.3Curtice非线性等效电路模型

4.4.4Tajima非线性等效电路模型

4.4.5Materka非线性等效电路模型

4.4.6Angelov非线性等效电路模型

4.4.7常用的高电子迁移率晶体管模型

4.5非线性等效电路模型精度比较

4.5.1直流特性精度比较

4.5.2射频大信号特性精度比较

本章小结

参考文献

第5章场效应晶体管噪声等效电路模型及参数提取技术

5.1HEMT/MESFET噪声模型综述

5.1.1FUKUI噪声模型

5.1.2PUCEL噪声模型

5.1.3POSPIESZALSKI温度噪声模型

5.1.4考虑栅极漏电流影响的噪声模型

5.2噪声模型参数和器件栅宽的比例关系

5.2.1噪声参数的表达式

5.2.2噪声参数和器件栅宽的比例关系

5.2.3噪声模型参数提取技术

5.3场效应晶体管噪声参数提取技术

5.3.1基于调谐器原理的噪声参数提取技术

5.3.2基于50Ω噪声测试系统的场效应晶体管噪声参数提取技术

5.4共栅、共漏和共源结构的场效应晶体管

5.4.1信号参数之间的关系

5.4.2噪声参数之间的关系5.4.3理论验证和实验结果

本章小结

参考文献

第6章FET器件神经网络建模技术

6.1人工神经网络建模技术

6.1.1感知机神经网络

6.1.2多层感知机神经网络

6.1.3误差反向传播学习算法

6.1.4辐射激励函数网络

6.2神经网络基FET线性建模技术

6.3神经网络基非线性模型建模技术

6.3.1神经网络基PHEMT非线性模型建模技术

6.3.2神经网络基非线性模型训练方法

6.3.3神经网络基非线性模型训练结果

6.4神经网络微分和积分建模技术

6.4.1神经网络建模技术目前存在的问题

6.4.2三层感知机神经网络微分技术

6.4.3单输入三层感知机神经网络积分技术

6.4.4多输入三层感知机神经网络积分技术

6.4.5基于微分和积分建模技术的微波器件建模技术

6.5神经网络基噪声模型建模技术

本章小结

参考文献

　　本书是作者多年来在微波和光通信技术领域工作、学习、研究和教学过程中获得知识和经验的总结。本书主要研究内容包括微波信号网络矩阵技术和噪声网络矩阵技术，和以此为基础的场效应晶体管射频微波建模和测试技术。其中，微波射频场效应晶体管小信号等效电路模型、大信号非线性等效电路模型和噪声等效电路模型及等效电路模型的参数提取技术是本书的重点。本书可以作为微波专业和电路与系统专业的高年级本科生和研究生教材，也可以供从事集成电路设计的科研人员参考。
　　本书共分为6章,重点介绍以微波信号和噪声网络矩阵技术为基础的微波射频场效应晶体管小信号等效电路模型，大信号非线性等效电路模型和噪声模型，以及相应模型参数的提取技术，最后介绍目前流行的神经网络技术在场效应晶体管射频微波建模和测量中的应用。
作者简介：　　高建军，男，1968年出生。1991年清华大学电子系（5年制）本科毕业，获得电磁场与微波技术专业工学学士学位。1994年获得电子工业部第十三研究所微电子学工学硕士学位。1999年获得清华大学电子系电磁场与微波技术专业工学博士学位。1999-2001年为中国科学院微电子研究所博士后、副研究员。2001-2004年分别在新加坡南洋理工大学电子电气工程学院、德国柏林工业大学高频技术研究所和加拿大卡尔顿大学电子系工作。逢2004年12月起，担任东南大学无线电工程系教授和博士生导师。