由于GaN等Ⅲ族氮化物具有禁带宽、强场下电子饱和速度快、击穿电压高以及热导率高的优点，已成为当前国际研究热点。但是由于GaN材料及器件的制备成本较高，而且工艺难以控制。所以通过计算机辅助模拟软件，采用合适的物理及数学模型对其进行模拟分析就成为了研究AlGaN/GaNHEMT的有效途径。现在国际上有不少研究机构尝试对AlGaN/GaNHEMT的电学特性利用耦合求解泊松方程和连续性方程的方法进行了分析，但是由于他们使用的大多是自己开发的软件，很难加以推广。所以，从某种程度上限制了GaN基器件模拟技术的发展。如果能够在一些已经相对比较成熟的计算机辅助模拟(TCAD)软件上实现对GaN基器件的模拟，那就可以在很大程度上推进GaN基器件的优化设计的进程。因此，在本文中首次基于比较成熟的器件模拟软件ISE实现了对AlGaN/GaNHEMT的模拟。为利用TCAD促进AlGaN/GaNHEMT的设计与优化进行了有意义的开拓与尝试。 本文针对AlGaN/GaNHEMT的特点以及ISE软件的器件模型的适用范围，对器件模拟时所使用的各种模型进行了分析选择。其中包括载流子分布模型、输运模型、产生－复合模型、迁移率模型、能带结构模型、边界条件、数学计算方法、材料参数等。另外，对于AlGaN/GaNHEMT来说，其最显著的特征就是异质结界面的极化效应诱生的极化面电荷，这些极化电荷会显著提高二维电子气(2DEG)的面密度，从而直接影响器件的性能。可是由于ISE中尚未设定极化效应模型，所以，只能采用在建模过程中额外添加极化电荷的方法进行模拟。在本论文中采用了两种方法对极化效应进行了仿真，一种是在AlGaN/GaN异质结界面处添加δ掺杂层的方法，另一种是在界面处添加固定面电荷的方法，结果表明两种方法均能够实现极化效应的模拟。然后，在此基础上对AlGaN/GaNHEMT的直流特性和C-V特性随主要的结构参数变化的规律进行了探讨和研究，还分别实现了常规结构、倒置结构、双异质结结构和场板结构的AlGaN/GaNHEMT的直流特性的模拟。在对其结果进行了比较和分析后发现，双异质结器件的漏源电流和跨导比其他三种结构的都要大很多，倒置结构的漏源电流和跨导最小。还采用简化的流体力学模型和热力学模型对常规结构AlGaN/GaNHEMT的热特性进行了模拟。发现在考虑器件的自热效应后，输出特性出现明显的微分负阻效应。 此外，为了更加准确的模拟器件的性能，论文中还对器件中的深能级进行了测试，所以在本文的后半部分还阐述了深能级瞬态谱法的原理。利用深能级瞬态谱仪对GaN基PIN结构器件进行测试后，得到了两个曾经报道过的深能级，分别为0.07eV和0.59eV。