Ⅲ-Ⅴ族化合物基异质结双极晶体管凭借其高功率密度以及高电子迁移率等特质被广泛用于射频、微波毫米波电路中。构建精确的器件等效电路模型对于电路设计、工艺技术评估和器件模型优化至关重要,可以提高单片集成电路设计的成功率、缩短电路的研制周期。本文对Ⅲ-Ⅴ族化合物基异质结双极晶体管在毫米波频段的建模技术以及参数提取方法展开研究,主要的研究内容和创新性研究贡献如下:1)提出了一种考虑HBT器件基极和集电极馈线分布效应的PAD电容提取方法。推导了寄生电容与器件发射极面积的表达式,利用相同焊盘结构不同尺寸的HBT器件直接提取寄生电容,并通过0.1-40 GHz频段范围内Ga As HBT器件进行验证。提出了一种基于T-π网络转换的寄生电阻直接提取方法,简化了等效电路模型网络参数计算过程,推导了寄生电阻的表达式,并通过2-110 GHz频段范围内InP HBT器件进行验证。实验结果表明,HBT器件模拟结果和测试结果吻合很好,与传统方法相比所提出寄生电容提取方法可以有效的节约芯片面积和测试时间,所提出寄生电阻提取方法可以很好地分离本征和寄生基极电阻同时不受温度变化影响。2)提出了一种用于确定HBT器件小信号模型本征元件的参数提取方法。该方法结合了T型和π型等效电路模型的优点,本征元件通过S参数数据分析直接提取得到;实验结果表明,在0.1-110 GHz的频率范围内,InP HBT器件测试结果和模拟结果吻合很好。推导了HBT器件特征频率和最大振荡频率的表达式,并利用InP和Ga As HBT器件验证了上述参数提取公式的准确性。实验表明,所推导的表达式预测的器件特征频率与最大振荡频率与测试数据吻合很好。3)提出了一种考虑DC/AC色散效应的InP HBT器件非线性模型,解决了在DC激励与RF激励下共发射极电流增益不一致的问题。实验结果表明,InP HBT器件I-V曲线的模拟值与实验值吻合很好,验证了色散模型的正确性;在0.05-110 GHz频率范围内,与传统模型相比,考虑色散效应的模型S参数测试结果和模拟结果吻合更好,模型精度在6%以内。4)提出了一种基于HBT器件发射极面积的按比例缩放小信号和噪声等效电路模型,推导了小信号和噪声模型参数的缩放规则,并通过在2-20 GHz频段范围内InP HBT器件进行验证。通过分析本征噪声源对于噪声参数的影响,提出了含有独立噪声源的噪声等效电路模型。改进的模型基级噪声源和集电极噪声源相互独立且互不相关,解决了传统模型中由于噪声源互不独立而难以嵌入模拟软件中的问题,并利用InP和Ga As HBT器件进行验证。实验结果表明,模拟结果和测试结果吻合很好,可缩放模型可以很好地预测具有不同物理尺寸HBT器件的RF和噪声特性,含有独立噪声源的噪声等效电路模型可以很好地适用于商用电路模拟软件。总之,论文对Ⅲ-Ⅴ族化合物基HBT器件特性及其表征方法进行了系统研究,经器件流片测试和模型仿真对比,验证了论文提出的建模技术以及参数提取方法的有效性。