元件高頻參數萃取
3.5 元件模擬與結果分析
在此我們以 HEMT 為實際量測的元件並進行參數萃取，求得小訊號 模型元件的參數。我們將量測頻率從 0.1GHz 到 20GHz，並且取 10GHz 為基轉點進行元件參數萃取。
由上述的 Cold Model 的量測理論、與矩陣運算等方法，成功萃取出 HEMT 的元件參數：
(1) 外質寄生元件參數 (Ls, Ld, Lg, Rs, Rg, Rd, Cpg, Cpd) (2) 本質元件參數 (Cgs, Cgd, gm, gd, Ri, τ)
將這些參數代入高電子遷移率電晶體的微波模型透過Microwave Office®軟體進行模擬，再與實際量測的數值比對、然後透過軟體將參數 再微調，使實際量測與模擬結果比對差異最小化，以建立完整而準確的 微波模型。
我們將元件參數萃取分為三個偏壓點去進行S 參數對頻率的量測，
各個偏壓點有其萃取出的元件參數值。
(1) 外質寄生電阻與寄生電感：Vds=0V，Vgs=1V (2) 外質寄生電容：Vds=0，Vgs=-3V
(3) 本質元件參數萃取：Vds=2V，Vgs=-1.5V 元件模擬與結果分析：
在此我們以HEMT為實際量測的元件並進行參數萃取，求得小訊號 模型元件的參數。我們將量測頻率從0.1GHz到20GHz，並且取10GHz為 基轉點進行元件參數萃取。
由上述的Cold Model 的量測理論、與矩陣運算等方法，成功萃取出
(1) 外質寄生元件參數(Ls, Ld, Lg, Rs, Rg, Rd, Cpg, Cpd) (2) 本質元件參數(Cgs, Cgd, gm, gd, Ri, τ)
將這些參數代入高電子遷移率電晶體的微波模型透過Microwave Office®軟體進行模擬，再與實際量測的數值比對、然後透過軟體將參數 再微調，使實際量測與模擬結果比對差異最小化，以建立完整而準確的 微波模型。
我們將元件參數萃取分為三個偏壓點去進行 S 參數對頻率的量測，
各個偏壓點有其萃取出的元件參數值。
(1) 外質寄生電阻與寄生電感：Vds=0V，Vgs=1V (2) 外質寄生電容：Vds=0，Vgs=-3V
(3) 本質元件參數萃取：Vds=2V，Vgs=-1.5V (1) 外質寄生電感與寄生電阻參數萃取值：
偏壓點 Vds=0V，Vgs=1V；結果如表 3.1
Rs (ohm) 0.07421 Rg (ohm) 0.48754 寄生電阻
Rd (ohm) 0.13893 Ls (nH) 0 Lg (nH) 0 寄生電感
Ld (nH) 0.0005802 表 3.1 外質寄生電阻與電感萃取參數表
(2) 外質寄生電容參數萃取值：
偏壓點 Vds=0V，Vgs=-3V；結果如表 3.2
Cpg (pF) 0.12678 Cpd (pF) 2.3322 寄生電容
Cb (pF) 1.46965 表 3.2 外質寄生電容萃取參數表 (3) 本質元件參數萃取值：
偏壓點 Vds=2V，Vgs=-1.5V；結果如表 3.3
Cgs (pF) 11.027 Cgd (pF) 0.5255 電容
Cds (pF) 0 gm (mS) 4313.4 轉導
gd (mS) 142.245 電阻 Ri (ohm) 0 本質元件
參數
延遲時間 τ (pS) 0.00080297766 表 3.3 本質元件參數表
從上表我們成功的萃取出元件的參數值，我們便可以將這些元件參 數帶入高電子遷移率電晶體透的微波模型透過 Microwave Office®這套
將我們原本實際值所量測的元件S 參數畫為 Smith Chart 圖，並與我 們所萃取出的元件參數值帶入微波模型畫出的 Smith Chart 圖比較，再 將我們模擬出的圖進行元件參數的調變，使模擬的圖近似量測實際值的 圖。
我們先接妥電路並且輸入我們所計算出的元件初始值，然後先畫出 未調變過比較圖。圖3.12 是我們所接好的小訊號等效電路模型。
圖3.12 模擬小訊號等效電路模型圖
下圖3.13、3.14、3.15、3.16 是我們所萃取出的元件參數作圖與量測 的原始圖。藍線為實際值，紅色為萃取參數作圖。