ارائه یک روش شبه تحلیلی برای استخراج شاخص‌های نمونه سیگنال کوچک ترانزیستورهای قدرت ریزموج باقابلیت تحرک بالای الکترون مبتنی بر فناوری گالیم نیتراید

در دهه اخیر استفاده از ترانزیستورهای قدرت ریزموج باقابلیت تحرک بالای الکترون مبتنی بر فناوری گالیم نیتراید، برای طراحی تقویت‌کننده‌های قدرت در رادارها مورد توجه قرارگرفته است. به‌منظور  طراحی یک تقویت‌کننده قدرت ریزموج با استفاده از این ترانزیستورها، نیاز به نمونه سیگنال بزرگ مناسبی از  ترانزیستور است که به‌خوبی رفتار آن را بیان کند. اولین قدم در نمونه‌سازی سیگنال بزرگ، نمونه‌سازی سیگنال کوچک ترانزیستور است. این نمونه را می‌توان به دو قسمت پارازیتی و  غیر پارازیتی تقسیم کرد. برای محاسبه عنصر‌های غیر پارازیتی، هم باید ابتدا عنصر‌های پارازیتی را مشخص کرد. در این مقاله با استفاده از یک الگوریتم بهبودیافته و نتایج اندازه‌گیری در شرایط کاری مختلف، خازن‌ها و سلف‌های پارازیتی یک ترانزیستور نمونه به‌طور مستقیم و بدون نیاز به روش بهینه‌سازی، در فرکانس‌های پایین محاسبه‌شده‌اند و سپس با چند تبدیل ماتریسی و روابط مستقیم، مقاومت‌های پارازیتی ترانزیستور در یک نقطه کار متعلق به ناحیه فعال (عدم نیاز به ولتاژ گیت سورس بزرگ‌تر از صفر ولت) محاسبه‌شده‌اند. صحت‌سنجی این روش بهبودیافته به‌وسیله مقایسه شاخص‌های پراکندگی سیگنال کوچک شبیه‌سازی‌شده ترانزیستور با نتایج اندازه‌گیری تا فرکانس 10 گیگاهرتز، انجام‌شده است. نتایج نشان می‌دهد که در باند فرکانسی کاری ترانزیستور درصد خطا کمتر از 4 درصد است. از مزایای این روش نسبت به روش‌های بهینه‌سازی، سرعت ‌بالای تعیین عنصر‌های مدار معادل و پیچیدگی کمتر آن است.

A QuasiAnalytical Method for Extraction SmallSignal Model Parameters of Microwave Power Transistors with High Electron Mobility Based on Gallium Nitride Technology

In the recent decade, GaN HEMT power transistors have gained increasing popularity among radar power amplifier designers. To design a microwave power amplifier using a GaN HEMT transistor, we need a largesignal model for the transistor, which accurately characterizes its behaviour. The first step to implement largesignal modelling is to build small signal modelling. The smallsignal model of a transistor can be apportioned into two extrinsic and intrinsic parts. For the extraction of intrinsic elements, the extrinsic elements should be extracted at first. In this paper, The Parasitic capacitors and inductors of a typical transistor are calculated directly and without the need for optimization at low frequencies using measurement results in different operating conditions. And then with a few matrix conversions and direct relationships, the parasitic resistors of the transistor at a bias point belong to the active region (no need for gatesource voltage greater than zero) are calculated. The improved method is verified by comparing the simulated smallsignal Sparameter with the measured data up to 10GHz. Results indicate that the error is less than 4% in the operating frequency band of the transistor. In comparison with counterpart optimization methods, this method takes less time and is less complicated.