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面向高效高功率射频放大器的4H-SiC MESFETs器件设计
基于碳化硅(SiC)材料的功率半导体器件设计已经被研究多年。其中4H-SiC MESFET器件因同时具有的高可靠性(未引入栅极氧化层)与高频结构特性(肖特基接触)成为现今广泛研究的微波功率器件结构。对4H-SiC MES...
杨志辉
关键词:场效应器件射频放大器芯片设计
Frequency dispersion investigation of output reactance and capacitance in GaAs MESFETs by means of dielectric loss tangent consideration
2016年
The aim of this article is to investigate the effect of dielectric loss tangent on frequency dispersion of output reactance and capacitance in GaAs MESFETs.For this purpose,measurements of output impedance modulus and phase have been carried out within a frequency range of 10 Hz to 10 kHz,and various voltage values of gatesource(Vgs= 0,-0.2,-0.3,-0.35,-0.4,-0.45,-0.5 and-0.6 V) and drain-source(Vds= 0.7,0.9,1,1.5and 2 V) Based on the concept of complex permittivity of semiconductor material,complex capacitance is used to analyze and simulate frequency dispersion of output reactance and capacitance of GaAs MESFETs.The results show that conductor losses which dominate the dielectric loss tangent are attributed to trapping mechanisms at the interface of devices;so they influence the frequency dispersion of output reactance and capacitance in particular at low frequencies.This reveals that frequency dispersion of these parameters is also related to dielectric loss tangent of semiconductor materials which affects the response of electronic devices according to frequency variation.
D NebtiZ HadjoubA GuerraouiF Z KhelifatiA Doghmane
关键词:CAPACITANCE
具有新型栅结构的4H-SiC MESFETs设计及仿真
4H-SiC场效应晶体管(4H-SiC MESFET)是下一代微波功率器件的理想选择,在微波频段以及高功率输出的半导体器件应用中,4H-SiC MESFET展示出极大的应用价值,在功率器件中极具潜力和竞争力。然而,增加S...
邢鼎
关键词:碳化硅场效应晶体管
文献传递
针对缓冲层改进的4H-SiC MESFETs新结构设计与仿真
碳化硅作为第三代宽带隙半导体材料,表现出优异的材料特性,且金属半导体场效应管器件频率高、不易发生二次击穿。4H-SiC MESFETs器件凭借输出功率密度大、良好的热传导性和高可靠性等特性,在微波频段的通信、雷达等设备中...
张航
关键词:击穿电压
双沟4H-SiC MESFET优化结构的解析模型及性能被引量:1
2014年
优化双沟4H-SiC MESFET结构,通过求解一维和二维泊松方程,建立优化结构的解析模型,分析这种结构的直流和交流特性.结果表明,饱和电流密度的计算结果与实验一致,结构优化后4H-SiC MESFET的饱和电流密度和击穿电压分别为420μA·μm-1和155 V,明显高于优化前的275μA·μm-1和141 V;最高输出功率密度为7.4 W·mm-1,比优化前提高约64%;截止频率和最高振荡频率比优化前略微提高.双沟结构经优化后其交流小信号特性未退化而功率特性获得明显改善.
游娜张现军
关键词:MESFETS泊松方程
Polycrystalline diamond MESFETs by Au-mask technology for RF applications被引量:3
2013年
Metal-semiconductor field effect transistors (MESFETs) were fabricated on H-terminated polycrystalline diamond.The DC characteristics of the p-channel MESFET showed a maximum drain current density of 204 mA/mm at a gate-source voltage of 6 V,and a maximum transconductance of 20 mS/mm at a gate-source voltage of 1.5 V.The small signal S-parameters of MESFET with 2 100 m gate width and 2 m gate length were measured.An extrinsic cut-off frequency (fT) of 1.7 GHz and the maximum oscillation frequency (fmax) of 2.5 GHz were obtained,which was the first report on diamond MESFETs with RF characteristics in China.
FENG ZhiHongWANG JingJingHE ZeZhaoDUN ShaoBoYU CuiLIU JinLongZHANG PingWeiGUO HuiLI ChengMingCAI ShuJun
关键词:DIAMOND
栅结构对功率SiC MESFET器件性能的影响
2013年
报道了对SiC MESFET器件多种纵向结构设计进行的研究和分析,设计了采用单凹槽栅结构、多凹槽栅结构和介质埋栅结构三种不同纵向结构器件,并对三种器件结构进行了仿真优化。对于大功率微波器件,击穿电压和微波性能是判定器件直流及微波性能的关键参数,比较了具有不同栅结构器件的栅漏击穿电压及其输出功率、增益和效率等微波参数。给出了具有介质埋栅结构的器件性能测试结果。分析表明,介质埋栅结构中凹槽和复合介质钝化层对靠近栅漏一侧的栅边缘峰值电场强度进行了调制,提高了栅漏击穿电压,增大了器件微波输出功率。最终测试结果表明,器件在S波段实现脉冲输出功率大于45 W,功率增益大于8.5 dB,效率大于40%。
李岚王勇默江辉李亮蔡树军
关键词:栅结构输出功率
连续波80W大功率SiC MESFET
2013年
在高纯半绝缘(HPSI)衬底上外延生长了SiC材料,自主开发了SiC MESFET器件制作工艺,实现了单胞栅宽27 mm芯片的制作。优化了芯片装配形式,通过在管壳内外引入匹配网络提升了芯片输入阻抗及输出阻抗。利用管壳外电路匹配技术,采用管壳内匹配及外电路匹配相结合的方法对器件阻抗进行了进一步提升。优化了管壳材料结构,采用无氧铜材料提高了管壳散热能力。采用水冷工作的方式解决了大功率器件散热问题,降低了器件结温,可靠性得到提高。采用多胞芯片匹配合成技术,实现四胞4×27 mm芯片大功率合成。四胞芯片封装器件在连续波工作频率为2 GHz、Vds为37.5 V时连续波输出功率达80.2 W(49.05 dBm),增益为7.0 dB,效率为32.5%。
李亮默江辉李佳冯志红崔玉兴付兴昌蔡树军
关键词:连续波大功率散热
S波段连续波SiC功率MESFET被引量:1
2011年
利用国产SiC外延材料和自主开发的SiC器件工艺加工技术,实现了SiC微波功率器件在S波段连续波功率输出大于10W、功率增益大于9dB、功率附加效率不低于35%的性能样管,初步显现了SiC器件在S波段连续波大功率、高增益方面的优势。与以往的硅微波功率器件相比,在同样的频率和输出功率下,SiC微波功率器件的体积不到Si器件的1/7,重量不到Si器件的20%,其功率增益较Si器件提高了3dB以上,器件效率也得到了相应的提高。同时由于SiC微波功率器件的输入、输出阻抗要明显高于Si微波功率器件,在一定程度上可以简化或不用内匹配网络来得到比较高的微波功率增益,这就为器件的小体积、低重量奠定了基础,也为器件的大功率输出创造了条件。
陈昊潘宏菽杨霏霍玉柱商庆杰齐国虎刘志平
关键词:功率器件连续波内匹配
S波段脉冲大功率SiC MESFET被引量:6
2011年
采用自主开发的3英寸(75mm)SiC外延技术和SiC MESFET的设计及工艺加工技术,成功地实现了S波段中长脉宽条件下(脉宽300μs,占空比10%),输出功率大于200W,功率增益大于11dB,功率附加效率大于30%的性能样管,脉冲顶降小于0.5dB,实现了大功率输出条件下的较高功率增益和功率附加效率及较小的脉冲顶降,初步显示了SiC功率器件的优势。器件设计采用多胞合成技术,为减小引线电感对功率增益的影响,采用了源引线双边接地技术;为提高器件的工作频率,采用了电子束写栅技术;为提高栅的可靠性,采用了加厚栅金属和国家授权的栅平坦化发明专利技术;同时采用了以金为主体的多层难熔金属化系统,提高了器件的抗电迁徙能力。
杨霏潘宏菽霍玉柱商庆杰默江辉闫锐
关键词:碳化硅S波段脉冲大功率

相关作者

张义门
作品数:360被引量:458H指数:11
供职机构:西安电子科技大学
研究主题:4H-SIC 碳化硅 SIC MESFET 6H-SIC
张玉明
作品数:1,004被引量:449H指数:11
供职机构:西安电子科技大学
研究主题:碳化硅 4H-SIC 肖特基接触 样片 退火
杨瑞霞
作品数:256被引量:568H指数:10
供职机构:河北工业大学
研究主题:砷化镓 GAAS 太阳电池 磷化铟 半绝缘
吕红亮
作品数:218被引量:55H指数:5
供职机构:西安电子科技大学
研究主题:4H-SIC 半导体器件 MESFET 参数提取方法 源区
汤晓燕
作品数:347被引量:93H指数:6
供职机构:西安电子科技大学
研究主题:碳化硅 肖特基接触 欧姆接触 外延层 肖特基二极管