Точные, эффективные и надежные подходы к малосигнальному моделированию GaN HEMT

В статье представлены точные, эффективные и надежные подходы к извлечению параметров малосигнальной модели, применяемые к транзисторам с высокой подвижностью электронов (HEMT) на основе нитрида галлия (GaN). Сначала разработана систематическая методика извлечения параметров модели на основе сканирования. Затем недавно предложенные алгоритмы оптимизации (OA), а именно алгоритм морских хищников (MPA), алгоритм оптимизации пеликана (POA) и алгоритм стаи асцидий (TSA), объединены с методом прямого извлечения для разработки гибридных методик извлечения параметров модели. Наконец, систематическая процедура моделирования на основе сканирования и гибридные процедуры моделирования на основе OA подробно проверены и продемонстрированы на HEMT на основе GaN, выращенном на алмазной подложке, с целью выявления их преимуществ и ограничений в различных условиях применения. Кроме того, обсуждаются надежность, точность, характер сходимости, сложность и время выполнения гибридных процедур извлечения на основе MPA, POA и TSA. Показано, что оба класса подходов обеспечивают отличное согласие между измеренными и смоделированными S-параметрами в широком диапазоне частот до 40 ГГц. Однако гибридные процедуры моделирования на основе OA обладают большей физической обоснованностью.