А.Л. Хвалин1, В.М. Дорошенко2

1 Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского (г. Саратов, Россия)
2 Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина (г. Саратов, Россия)
1 Khvalin63@mail.ru, 2 Dorvalentina9@gmail.com

Постановка проблемы. В существующих на сегодняшний день библиотеках компьютерных систем автоматизированного проектирования часто отсутствуют конкретные типы активных базовых элементов (транзисторов, диодов и пр.), что, очевидно, связано со сложностями в постановке и решении соответствующих задач оптимизации основных характеристик базовых элементов путем создания компьютерной модели на примере малошумящего HEMT-транзистора FPD6836P70.

В результате проведения численных экспериментов определены наборы параметров модели EEHEMT-транзистора, влияющие на статические и частотные характеристики. Такой подход дает возможность разделить общую задачу моделирования на две подзадачи: 1) статическую; 2) частотную. Это позволяет уменьшить число параметров и целей оптимизации отдельных подзадач и снизить их вычислительную сложность.

Цель. Получение расчетных характеристик, максимально приближенных к статическим и частотным характеристикам транзистора.

Результаты. Решена задача оптимизации частотных характеристик транзистора в сверхшироком диапазоне частот (от 0,5 до 13 ГГц), получены численные значения эквивалентных параметров модели EEHEMT. Представлены результаты расчета статических и частотных характеристик в сравнении с экспериментальными. Усредненная относительная погрешность моделирования по всем частотным характеристикам не превосходит 21%.

Практическая значимость. Полученные результаты представляют один из способов дополнения соответствующих ком­пьютерных библиотек активных элементов конкретными типами HEMT-транзисторов.

Хвалин А.Л., Дорошенко В.М. Оптимизация параметров эквивалентной схемы НЕМТ-транзистора // Успехи современной радиоэлектроники. 2025. T. 79. № 4. С. 64–72. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202504-06

1. Титков А.А., Хвалин А.Л. Измерение статических и частотных характеристик биполярного транзистора // Измерительная техника. 2019. № 8. С. 58–62.
2. Хвалин А.Л. Анализ и синтез интегральных магнитоуправляемых радиотехнических устройств на ферритовых резонаторах: дисс. д-ра техн. наук. (ФГОБУ ВПО ПГУТИ, Самара, 2014) 312 с.
3. Полуактов А.В., Макаренко Ф.В., Медведев Р.Ю. Компьютерное моделирование работы транзисторов и полупроводниковых приборов на его основе // Моделирование систем и процессов. 2023. Т. 16. № 1. С. 77–84.
4. Хвалин А.Л., Дорошенко В.М. Моделирование статических характеристик HEMT-транзистора // Успехи современной радиоэлектроники. 2024. Т. 78. № 11. С. 60–66.
5. Добуш И.М., Дудинов К.В., Зыков Д.Д. Разработка масштабируемой малосигнальной модели 0,1 мкм GaAs-PHEMT-транзистора для усилительных применений // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. 2022. Т. 25. № 4. С. 37–47.
6. Хвалин А.Л., Калинин А.В. Моделирование усилителей мощности в среде Microwave Office // Известия Саратовского университета. Новая серия. Сер.: Физика. 2021. Т. 21. Вып. 3. С. 275–284. https://doi.org/10.18500/1817-3020-2021-21-3-275-284
7. Хвалин А.Л., Страхова Л.Л., Воробьев А.В. Оптимизация параметров модели биполярного транзистора по его экспериментальным характеристикам // Радиотехника. 2015. № 7. С. 35–40.
8. Бахтин В.Е., Лебедев Е.С., Марченко В.А., Горячкина А.А. Модели полевых транзисторов // Актуальные исследования. 2024. № 4-1 (186). С. 19–24.
9. Хвалин А.Л., Титков А.А., Ляшенко А.В. Экспериментальные исследования основных характеристик транзистора 2Т937 // Гетеромагнитная микроэлектроника: сб. тр. / под ред. А.В. Ляшенко. Саратов: ОАО «Институт критических технологий». 2019. Вып. 26. С. 4–10.
10. Билевич Д.В., Сальников АС, Горипов А.Е. Моделирование ВАХ GaAs-PHEMT-транзистора для цифровых применений Электронные средства и системы управления / Матер. докладов Междунар. научно-практ. конф. 2020. № 1-1. С. 71–73.
11. Хвалин А.Л., Ляшенко А.В. Многоканальный микрополосковый делитель/сумматор мощности // Гетеромагнитная микроэлектроника: сб. тр. / под ред. А.В. Ляшенко. Саратов: ОАО «Институт критических технологий». 2019. Вып. 27. С. 43–50.
12. Хвалин А.Л. Анализ и синтез интегральных магнитоуправляемых радиотехнических устройств на ферритовых резонаторах: автореф. дисс. д-ра техн. наук. Самара, 2014. 32 с.
13. Goktas N.I., Dubrovskii V.G., LaPierre R.R. Conformal Growth of Radial InGaAs Quantum Wells in GaAs Nanowires // The Journal of Physical Chemistry Letters. 2021. V. 12. № 4. P. 1275–1283. https://doi.org/ 10.1021/acs.jpclett.0c03712
14. Goktas N.I., Dubrovskii V.G., LaPierre R.R. Conformal Growth of Radial InGaAs Quantum Wells in GaAs Nanowires // The Journal of Physical Chemistry Letters. 2021. V. 12. № 4. P. 1275–1283. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.0c03712
15. Кантюк Д.В., Толстолуцкий С.И., Хара К.А. Монолитная интегральная схема малошумящего усилителя диапазона частот 5–10 ГГц // Успехи современной радиоэлектроники. 2024. Т. 78. № 7. С. 68–74.  DOI 10.18127/j20700784-202407-07
16. Бабунько С.А., Белов Ю.Г. Формирование мощных коротких импульсов СВЧ с помощью усилителя на GaN-транзисторах // Успехи современной радиоэлектроники. 2024. Т. 78. № 2. С. 5–12.  DOI 10.18127/j20700784-202402-01
17. Chen H., Zhou Y., Han S. Recent advances in metal nanoparticle‐based floating gate memory // Nano Select. 2021. V. 2. № 7. P. 1245–1265. https://doi.org/ 10.1002/nano.202000268
18. Монахов М.Д., Каменский И.В., Гаврилов К.Ю. Обработка сверхширокополосных сигналов в радиолокаторе подповерхностного зондирования // Успехи современной радиоэлектроники. 2023. Т. 77. № 10. С. 57–69. DOI 10.18127/j20700784-202310-06
19. Tavasli A., Gurunlu B., Gunturkun D. A Review on Solution-Processed Organic Phototransistors and Their Recent Developments // Electronics. 2022. V. 11. № 3. P. 316.  https://doi.org/10.3390/electronics11030316
20. Владимиров В.М., Реушев М.Ю., Древин К.А. Смеситель СВЧ- сигналов на основе волоконного электрооптического модулятора интенсивности // Успехи современной радиоэлектроники. 2023. Т. 77. № 12. С. 35–41. DOI 10.18127/j20700784-202312-05
21. Байбурин В.Б., Комаров В.В., Мещанов В.П., Дорошенко В.М. Анализ электродинамических и геометрических параметров резонаторной рабочей камеры СВЧ-стерилизатора // Успехи современной радиоэлектроники. 2024. Т. 78. № 10. С. 17–22. DOI 10.18127/j20700784-202410-03
22. Мещанов В.П., Хвалин А.Л. Методика уточнения характеристик модели Матерка полевого транзистора // Радиотехника. 2010. № 5. С. 111–115. EDN NBGURR.