[发明专利]测试γ辐照后GaAs HBT器件性能的方法

摘要

本发明公开了一种测试γ辐照后GaAs HBT器件性能的方法，主要解决现有方法的实验复杂，难度大，耗时长，不具有普遍性的问题。其实现步骤为：1）用ADS软件分析电路，确定器件的敏感参数；2）辐照前器件测试；3）对器件进行辐照实验；4）辐照后器件测试；5）对比实验前后器件性能及数据的差异，改变GaAs HBT器件等效电路中的参数，建立辐照后GaAs HBT器件的新等效电路。6）将这个新的等效电路嵌入回射频集成电路仿真软件ADS的GaAs HBT器件模型库中，以实现使用计算机对GaAs HBT器件以及由该器件组成的电路进行抗辐照特性分析,提高辐照实验的通用性，减小辐照实验对人体的危害。

主权项

一种测试γ辐照后GaAs HBT器件性能的方法，包括如下步骤：（1）辐照前器件分析：用安捷伦射频仿真软件ADS进行模拟仿真，确定GaAs HBT等效电路的敏感参数；（2）辐照前器件测试：用直流电源、网络分析仪测试GaAs HBT辐照前的直流特性参数测试和频率特性参数测试，包括基极电流非理想系数IBEN1，发射结非理想发射系数NEN1和正向渡越时间TF1；（3）电离辐照试验：在钴源控制系统模拟空间环境下对n个GaAs HBT器件进行剂量率为50rad/s的γ辐照试验，n大于等于4；（4）辐照后器件测试：用直流电源、网络分析仪测试GaAs HBT辐照后的直流特性参数测试和频率特性参数测试，包括基极电流非理想系数IBEN2，发射结非理想发射系数NEN2和正向渡越时间TF2，并记录下各辐照总剂量条件下的数值；（5）根据辐照前后直流特性参数，将GaAs HBT器件等效电路中的基极电流计算公式改变为： I be = I BEI ( exp ( V bei N EI V tv ) - 1 ) + ( I BEN + Δ I BEN ) ( exp ( V bei ( N EN + Δ N EN ) V tv ) - 1 ) , 其中，IBEI是GaAs HBT器件的基极电流理想系数，NEI是GaAs HBT器件发射结理想发射系数，IBEN是GaAs HBT器件的基极电流非理想系数，ΔIBEN为基极电流非理想系数IBEN的增量ΔIBEN=IBEN2‑IBEN1，IBEN1为辐照前基极电流理想系数，IBEN2为辐照后基极电流理想系数。ΔNEN为发射结非理想发射系数，ΔNEN=NEN2‑NEN1，NEN1为辐照前发射结非理想发射系数，NEN2为辐照后发射结非理想发射系数，NEN是GaAs HBT器件发射结非理想发射系数，Vtv=k0T/q是GaAs HBT器件在300K时的热电压，k0为波尔兹曼常数，T为温度，q为电荷量，Vbei是GaAs HBT器件的发射结电压；（6）根据辐照前后频率特性参数，将GaAs HBT等效电路中的渡越时间计算公式改变为： τ F = ( TF + ΔTF ) · ( 1 + X TF IF IF + I TF ) , 其中，TF为GaAs HBT器件正向渡越时间，ΔTF为正向渡越时间TF的增量， ΔTF=TF2‑TF1，TF1为辐照前的渡越时间，TF2为辐照后的渡越时间，XTF为GaAs HBT器件正向渡越时间的偏置系数，IF为正向电流，ITF为GaAs HBT器件正向渡越时间的电流系数；（7）将修改后的渡越时间计算公式和修改后的基极电流计算公式带入到安捷伦ADS软件中的GaAs HBT等效电路中，并用该ADS软件仿真出γ辐照后的GaAs HBT器件等效电路的基极电流IB＇和截止频率fT＇，再将该仿真结果与实验后测试得到的基极电流IB和截止频率fT的数据进行对比，如果仿真得到的数值与实验后得到的数值相近，则直接用辐照后GaAs HBT器件的等效电路替代ADS软件中原有的GaAs HBT的等效电路，以实现使用计算机对GaAs HBT器件以及由GaAs HBT器件组成的电路的进行抗辐照特性分析，无需再做实验。