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随着无线通信和射频技术的发展,集成电路设计对器件特性的要求也逐渐提高,特别是在微波射频等高频电路设计领域。III-V族化合物半导体器件由于有较好的高频特性而被重点研究,其中,InGaP/GaAs异质结双极型晶体管(HBT)与其他化合物半导体相比,具有更高的禁带宽度,更大的电流增益,更高的可靠性,以及更好的温度稳定性等众多优势,非常适用于微波毫米波电路设计,因此本文对其模型进入深入研究,并建立可以实际应用的较为准确可靠的模型。本文从InGaP/GaAs HBT的原理和特性入手,在分析其结构的基础上,建立其小信号模型,根据小信号模型等效电路,使用直接提取参数的方法,对小信号模型参数进行了提取。随后分析HBT的几个重要的大信号模型,并从其模型描述入手,对比分析各模型在低频及高频的优劣势,在此基础上,着重介绍了Agilent HBT大信号模型,并对其参数进行分析与分类。本文采用较为准确的测试仪器进行小信号和大信号测试,然后将器件的工艺参数引入Agilent HBT模型,修改并进行参数调节,采用将测试和模型仿真结果对比的方法,对模型参数进行不断修改,得出较准确的模型,提高器件模型对工艺流程以及工作环境温度的敏感性,从而提高器件设计良率。最后用上述HBT设计功率单元(powercell),该powercell能模拟器件在实际应用时的工作状态,对power cell进行测试并与模型拟合,随后对powercell进行电磁场仿真(EM仿真)和热仿真,研究其电磁特性和热学特性,增加热电耦和电磁耦合补偿,进一步改进模型,得到了可以实际应用的InGaP/GaAs HBT模型。本文通过对Agilent HBT模型参数的修改,得到了对五种不同尺寸均有较好适应性的InGaP/GaAs HBT模型,该模型可以扩展到其他尺寸,得到的模型对于-25℃,25℃和125℃三种温度有较好的适应性,因此该模型对于-25℃至125℃之间的任何温度均适用。最后,本文得到了直流和高频条件下,相对比较准确的器件模型,得到了较准确的powercell验证结果,各模型参数的仿真结果和实际器件的测试结果误差均在5%以内。