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氮化镓（GaN）作为近些年来迅猛发展起来的第三代半导体材料之一，同前两代半导体材料硅（Si）与砷化镓（GaAs）相比，GaN具有禁带宽、电子饱和率高、电子迁移率高、击穿电压高、导热性好、稳定性好等众多优点。以GaN材料为衬底的GaN高电子迁移率场效应管（HEMT）具有工作频率高、输出功率密度高、抗辐射能力强、耐高温等特点，在微波通信，雷达系统，LED器件、大功率器件方面有广阔的应用前景。但由于GaN HEMT的高频特性以及自热效应等，传统的FET模型无法准确模拟其特性，因此建立一个准确的GaN HEMT模型是极其重要的。本文重点研究了GaN HEMT功率器件的建模建库技术。首先，本文在传统的FET小信号等效电路模型基础上，结合高频下GaNHEMT的电容分布效应，在传统的等效电路模型上加入三个寄生电容表示栅、源、漏级之间的极间串扰。采用直接提取法提取小信号等效电路初值，再利用全频段数值优化得到小信号等效电路所有值。改进的小信号等效电路模型在不同偏置下，1-20GHz内与实测结果对比S参数幅度相对误差小于5％，相位绝对误差小于5°，改进的模型有较高的准确性，是大信号等效电路模型的建立的重要基础。接着，本文从GaN HEMT传统的Angelov非线性漏源电流(Ids)模型基础上出发，结合其显著的自热特性，增加表示器件自热效应的热电路，引入温度项改进输出特性，使Ids模型与实测结果拟合良好。并在传统的Angelov非线性电容模型上进行改进，建立栅源、栅漏电容的表达式，从而确定完整的大信号等效电路模型，该模型以符号定义器件（SDD）的形式嵌入到ADS中。同时结合温度对I-V输出特性的影响，建立温度相关大信号模型，此模型在Vds=5V30V，Vgs=0V-Vp偏置条件下，温度范围25oC175oC，直流I-V相对误差小于8％。最后，本文对GaN的无源元件进行建模，主要包括电感、电容、通孔、微带线等，使其仿真得到的S参数与电磁仿真结果相比有较高的一致性，并建立了GaN元件的模型库。