一、微波半导体器件的计算机模拟（论文文献综述）
范菊平[1]（2014）在《典型半导体器件的高功率微波效应研究》文中研究说明高功率微波（High Power Microwave，HPM）是极具应用前景的新概念技术。由于其固有的物理特性，HPM能够干扰、压制、摧毁电子信息系统。HPM对电子信息系统的作用，根本原因是HPM对电子器件（特别是半导体器件）的作用。本文在研究HPM非线性效应的基础上，重点研究了双极型晶体管和MOS晶体管的非线性损伤效应，对半导体器件的抗HPM加固设计具有重要意义。系统研究了半导体器件的HPM非线性效应，指出非线性效应是HPM能量耦合到半导体器件内部并产生破坏效应的最根本机制，半导体器件在不同HPM功率作用下表现出不同程度的非线性效应：小功率时为非线性检波、非线性变频和非线性压缩效应，大功率时为非线性损伤效应；非线性检波、非线性变频是高频HPM能量转换成低频能量对低频电子系统发生干扰、扰乱效应的主要机制，获得了非线性检波/变频电压随HPM功率增大而增大但增长速率变慢的效应规律，得出检波/变频电压与微波功率的经验公式，获得了检波效率随带外微波频率增大而减小的效应规律；非线性压缩效应是微波器件HPM干扰效应的主要机制，获得了微波器件增益损耗随HPM功率增大而增大的效应规律及经验公式；非线性损伤效应是造成半导体HPM损伤效应主要机制，实验与仿真研究发现，半导体内部不可避免存在缺陷，缺陷使半导体PN结或氧化层局部HPM击穿损伤，在PN结或氧化层内部形成低电阻通道，对正常信号旁路分流，使半导体器件损伤降级；半导体损伤电流、损伤耗散功率、损伤程度随HPM功率增大而增大，损伤电阻随HPM功率增大而减小，得出了相应经验公式。深入研究了双极型晶体管的HPM效应。通过效应实验和失效分析，揭示了发射结损伤是HPM作用致双极型晶体管失效的基本机制。建立了HPM作用于双极型晶体管的物理过程与模型，并通过器件仿真分析确定了HPM引起器件失效的主要原因是HPM产生的感应电压脉冲引起双极型器件基区烧毁形成熔丝和产生大量缺陷。基区烧毁面积与缺陷数量随高功率微波作用的时间与功率增大而增大，不同的烧毁面积引起失效器件的直流特性将发生变化。器件仿真与实验结果吻合较好。深入研究了MOS晶体管的HPM效应。通过效应实验和失效分析，揭示了栅氧化层击穿及沟道穿通作用致MOS晶体管失效的基本机制。建立了nMOSFET在HPM作用下的二维电热模型，获得了器件内部电场、电流密度以及温度对HPM作用的响应规律，分析了源-衬底PN结、漏-衬底PN结附近器件内部温度分布随HPM作用时间的变化关系。结果表明nMOSFET器件漏极注入HPM时器件内部峰值温度出现在漏端PN结附近，且具有累积效应。当温度达到硅材料硅熔点，器件内部漏端PN结表面附近形成熔丝，器件损毁。该机理分析得到的器件特性变化与器件HPM损伤实验的测试结果相吻合。研究了集成电路的HPM效应。通过效应实验、参数测试和失效分析，揭示了片内晶体管PN结击穿致集成电路失效的基本机制。效应后参数测试结果表明，在哪个模块的引脚注入微波，则这个模块的相应参数出现异常，即此模块出现损伤。失效分析结果也验证了这一点。最后给出了抗强电磁脉冲设计初步建议。
陈士涛[2]（2019）在《非线性半导体器件及微波电路的时域分析方法研究》文中研究表明随着计算电磁学的不断进步和发展,时域的电磁场数值计算方法也变得越来越稳定和高效。计算电磁学中时域电磁场数值计算方法,比如时域积分方程方法、时域谱元方法等,可以有效地分析许多复杂的实际电路问题。本文主要针对非线性的半导体器件及微波电路的电磁耦合问题,包括微米级和纳米级尺度的半导体器件的电热耦合问题以及非线性半导体器件的场-路耦合问题和场-线-路耦合问题,以时域积分方程方法和时域谱元方法为时域的计算平台,研究了分析非线性的半导体器件及微波电路的时域方法。论文的主要研究工作和成果归纳如下:本文第一部分介绍了时间步进时域表面积分方程和时域体面积分方程方法的基本原理,介绍了时域积分方程方法的建立,空间和时间基函数表达式,以及时间步进的求解方式,为解决场-路耦合问题以及场-线-路耦合问题提供一定的理论基础。接下来,给出了基于物理模型的半导体方程和时域谱元方法的基本原理。介绍了微米级以及纳米级半导体器件的物理模型方程的具体形式。同时给出了时域谱元方法的基函数的表达式。为研究非线性的半导体器件及微波电路的时域分析方法提供理论基础和依据。本文第二部分首先研究基于时域体面积分方程方法的场-路耦合算法,给出了基于改进节点分析法的半导体器件的等效模型,建立基于时域体面积分方程方法的场-路耦合系统方程,并分析基于线性集总元件等效模型的微波电路问题。紧接着介绍了一种基于半导体等效模型的非线性场-路耦合同步求解技术,在此基础上提出了非线性时域的场-路耦合系统方程的改进的求解方案,加速非线性的系统矩阵方程的牛顿迭代求解。重点对非线性的PIN二极管限幅器微波电路进行建模和仿真,分析了PIN管限幅器的尖峰泄露和平顶泄露的非线性物理现象。除了上述的场-路耦合算法,本文又研究了基于时域积分方程方法的场-线-路耦合算法,为了验证该算法的有效性,给出了时域积分方程方法和时域有限差分方法计算结果的对比。最终分析了基于半导体等效模型的非线性场-线-路耦合结构的瞬态特性,得到屏蔽腔内部的敏感电路的瞬时端口电压。本文第三部分首先研究了基于微米级半导体物理模型的微波电路的时域特性。建立一种新的基于时域体面积分方法的非线性场-路耦合系统方程,实现对基于半导体物理模型的非线性微波电路仿真。这里微米级半导体器件的伏安特性是通过时域谱元方法求解漂移扩散模型方程得到的。再利用离散的牛顿迭代求解方法将半导体物理模型的伏安特性代入到场-路耦合系统方程中,实现了PIN管限幅器以及MOSFET管放大器电特性的时域体面积分和谱元方法分析。接下来为了高效地分析非线性的微波电路,提出一种线性响应提取技术结合时域体面积分方程场-路耦合算法的时域分割方法。该方法将非线性微波电路中的线性电磁场结构和非线性半导体器件分割开进行计算,这样可以大大的节省整体的计算时间。通过对基于半导体等效模型的微波放大器电路仿真结果的对比,验证了该算法的准确性和高效性。由于该方法是将半导体器件单独计算,因此可以直接计算基于半导体物理模型的微波电路的瞬态电热耦合效应。本文第四部分研究了基于物理模型的纳米级半导体器件的瞬态电热耦合效应。介绍了纳米半导体的密度梯度模型方程以及Dual-Phase-Lag热方程的时域谱元方法求解的具体推导过程。针对纳米级的弹道二极管模型,比较了漂移扩散方程和密度梯度模型的分析结果,验证了纳米级半导体结构的密度梯度模型准确性。同时,采用Dual-Phase-Lag方程实现对二维Si材料的热特性分析,通过和文献的对比验证了程序的准确性。最终将密度梯度模型方程和Dual-Phase-Lag热方程耦合,分析了纳米级半导体器件电热一体化特性,给出了器件内部的温度分布随时间变化的规律。总之,论文详细研究了非线性半导体及微波电路的电磁耦合效应时域方法分析过程。针对基于等效模型的非线性半导体的场-路耦合问题,首先建立了基于时域体面积分方程方法的场-路耦合求解技术,然后提出非线性场-路耦合系统方程的改进的求解方案。针对基于等效模型的非线性半导体的场-线-路耦合问题,研究了基于时域积分方程方法的线-路耦合求解技术以及场-线-路耦合求解技术。针对基于半导体物理模型的微波电路的时域仿真技术,提出一种时域的体面积分方程和谱元方法混合求解技术。除此之外,还提出一种线性响应提取技术结合时域体面积分方程场-路耦合算法的时域分割方法,该方法可以高效分析非线性的微波电路问题。针对基于物理模型的纳米级半导体电热耦合问题,研究了一种密度梯度模型方程和Dual-Phase-Lag热方程的耦合求解技术,成功的分析了纳米级半导体的瞬态电热耦合特性。最终通过大量数值算例,验证了本文各方法的正确性与高效性。
陶源[3]（2020）在《开关HEMT建模研究》文中研究指明现代微波电路设计高度依赖于计算机辅助设计（CAD）,提升了电路性能和规模,节约了设计成本和时间。III-V族场效应晶体管复杂的线性和非线性特性促成了各种微波有源电路的主要功能;晶体管也是微波有源电路中最难模拟的部分,其准确模拟是决定电路CAD准确最关键的因素。本研究聚焦用于微波开关电路设计的高电子迁移率晶体管（HEMT）建模——开关HEMT建模。HEMT开关应用非常重要,但相关研究很少。HEMT建模研究几乎都是共源器件建模,专注于放大器应用;目前商用微波仿真软件中嵌入的HEMT模型也都是针对共源放大器应用设计的,不适用于开关电路。在HEMT建模界,开关HEMT建模一直是众所周知的难题。近几年,众多国际微波半导体巨头（Skyworks solutions,Qorvo,Win semiconductors）公开对开关HEMT建模进行讨论,揭示其特殊的建模要求和挑战。本研究借助国内先进的HEMT工艺线,对开关HEMT建模的难题进行定义和求解,主要研究包括:1.高频开关HEMT小信号建模。传统上,为了得到精确的高频开关HEMT小信号模型,须直接对栅极接千欧级电阻的HEMT开关单元进行S参数测试、建模;但栅极大电阻的存在严重影响了模型参数的解析提取,无法提取出具有物理意义的模型参数,难以进行层次化开关HEMT大信号建模,也难以对工艺改进提供反馈。而通过传统HEMT建模方法得到的精确HEMT模型在栅极连接精确大电阻模型后,即便在相对较低的Ku波段,都无法准确预测开关特性。本研究发现了开关HEMT建模的一个特殊物理现象:由于开关HEMT的栅极须要隔离射频信号（如采用栅极大电阻）,极端的栅极寄生环境使得即便在相对较低的频率下（Ku波段）,开关模型的精度对传统HEMT电容提取方法所固有的电容混合异常敏感。本文还证明了无法采用传统的开关单元测试结构解析提取参数。本文提出了具有6个寄生电容的开关HEMT集总小信号模型;并仅利用单个完整的HEMT无源电磁仿真结构,提出可以准确区分对地电容和极间电容的电容解析提取方法。该建模方法被验证可获得从射频到毫米波极宽频带的、精确的、可缩尺的开关HEMT小信号等效电路模型。具有物理意义的小信号模型参数为层次化开关HEMT建模奠定了根基;也可对HEMT工艺优化提供反馈,扩大电路优化空间。模型可用于宽频微波开关（如天线开关）、数字和模拟衰减器的精确设计。2.开关HEMT大信号建模。大信号模型可以预测开关的功率容量和谐波特性。本研究利用测试数据,对开关HEMT进行了详细的非线性分析。针对传统HEMT本征小信号模型只适用于正向漏源偏置的局限,本研究扩展了本征小信号模型,使其也适用于负向漏源偏置。针对传统模型不能准确模拟（谐波误差大到20 dB）关态开关HEMT的唯一非线性源——深阈下电容,提出了一个全新的可解析提取参数初值的开关HEMT电容模型。新电容模型可以准确拟合深阈下电容和准确预测关态开关的谐波特性。针对深阈下电容对开关建模的重要性,本文用电容模型直接拟合关态开关HEMT工作状态下测量的小信号电容值,并使得关态表面陷阱效应可被自动考虑入电容模型。针对传统沟道电流模型不能准确拟合开关HEMT的电流-电压工作区域,改进了经典的Angelov沟道电流模型参数的漏源偏压函数,并提出了简单的双曲正切开关函数用于隔离正向和负向沟道电流建模。该模型不仅可以准确预测HEMT开关的S参数,功率容量和谐波特性,并且在电路仿真时展现出很好的收敛性和仿真效率。简单的模型方程和准确区分电容使得模型的缩尺规律十分准确。3.双栅开关HEMT建模。双栅HEMT包含两个本征核和更多的寄生参数,其建模和参数提取面临更大的挑战。对于双栅开关HEMT,由于依然须要在栅极隔离射频信号（如采用栅极大电阻）,电容混合问题仍须解决,这进一步提升了建模难度。传统建模必须采用栅极接大电阻的双栅HEMT开关单元测试结构,严重依赖多变量优化提取模型参数。本研究从理论上揭示了单栅开关HEMT的完备集总拓扑包含6个寄生电容,双栅开关HEMT的完备集总拓扑包含10个寄生电容。提出了包含10个寄生电容的双栅开关HEMT模型,利用简单方程解析提取出10个寄生电容。在单栅开关HEMT的成功建模基础上,直接将提取出的单栅开关HEMT本征核嵌入提取出的双栅开关HEMT寄生外壳。这种直接“移心”层次化建模技术的精度高度依赖于单栅和双栅开关HEMT寄生外壳的准确提取。实验结果显示本文提出的完备寄生电容拓扑和参数提取方法是高度精确的。提出的可缩尺的双栅开关HEMT模型可以准确预测开关的线性和非线性特性。
袁月乾[4]（2019）在《雷达接收机的高功率微波非线性效应研究》文中研究表明电磁环境的日益复杂,尤其是高功率微波等强电磁脉冲环境的出现,使得电子设备变得愈发脆弱。为了防止高功率微波脉冲对电子设备的正常工作带来影响,需要进行高功率微波对典型电子设备的效应研究。高功率微波可直接作用于雷达接收机的射频前端,产生非线性效应,对雷达系统的正常工作带来威胁。因此研究雷达接收机系统的高功率微波非线性效应可以为雷达系统的防护和加固提供依据。本文在对常用的雷达接收机体制进行分析的基础上,选取了具有典型性和普遍性的超外差式雷达接收机作为研究对象,对雷达接收机的高功率微波耦合通道进行了分析,将耦合通道中核心防护器件PIN限幅器和最敏感器件低噪声放大器作为器件级非线性效应的重点研究对象,并对它们的特征参数进行了分析。文中研究了器件的建模方法,为PIN限幅器和低噪声放大器建立了适用于高功率微波效应研究特点的等效电路模型,并进行了仿真和实验比对,获取了 PIN限幅器的效应脉冲展宽随注入脉冲脉宽和功率的增大而增大的规律认识:而低噪声放大器效应脉冲的展宽会随着注入脉冲功率的增大而增大,但随着注入脉冲的宽度的变化无明显规律。根据数据仿真和实验结果,对效应机理进行了简单的分析。根据器件和组件的高功率微波非线性效应结果,开展了高功率微波对典型接收机前端模拟系统的效应实验,并对系统的实验结果进行了分析。系统级的效应实验结果和器件、组件的非线性效应研究结果具有较好的一致性。论文由器件到系统循序渐进的展开高功率微波的效应研究,获得了部分效应规律,给出了比较合理的机理解释,明确了电路的薄弱环节,为雷达系统的加固和防护研究提供了一些参考。
郭俊[5]（2008）在《高功率微波与PN结相互作用机理研究》文中认为随着技术的发展,各种半导体器件在雷达系统、自动控制系统、通讯系统、检测系统、侦察系统中得到广泛应用。由于高功率超宽带脉冲辐射可通过天线、工艺缝隙、维护设备的舱口、通风口、供电系统、导线和电缆等进入电子系统,从而导致系统暂时失灵,甚至崩溃,造成不可估量的损失。因此,研究高功率微波（HPM）脉冲对半导体器件的作用效应,以及对半导体器件工作中的干扰和影响,具有重要意义。电子系统的基本组成部分是半导体器件,而大多数半导体器件的基本组成为PN结,所以本文主要分析PN结器件的损伤机理。本文首先概述了高功率微波和PN结,包括高功率微波的概况、高功率微波武器的发展、PN结的形成及特性。并且分析了半导体器件HPM损伤机理,建立微波干扰影响的典型模型。其次,针对在PN结泊松方程求解过程中,几种常用方法存在的不足,提出一种改进算法。该算法结合求解非线性方程组的Newton迭代法与SOR（Successive Over-Relaxation逐次超松弛迭代）法,即用松弛因子对Newton迭代过程的前后两项进行加权平均,组成新的迭代公式。为进一步完善算法,在迭代公式中修改了松弛因子,采用最佳松弛因子形式。经过软件模拟验证,该算法真实可行,既保持计算的高精度,也明显地减少计算的迭代次数,提高求解过程的收敛速度。最后,数值模拟了PN结的一维稳态和瞬态响应及其HPM脉冲响应。建立了一维PN结器件模型,归一化半导体器件所满足的刚性、耦合、非线性的偏微分方程组,运用改进算法处理归一化方程组,然后运用MATLAB7.0对方程组进行了数值计算,模拟出PN结在损伤过程中不同时段的电子空穴浓度分布、电位分布及电场分布,从理论上得到半导体器件在一维情况下的损伤机理及HPM响应。
任兴荣[6]（2014）在《半导体器件的电磁损伤效应与机理研究》文中提出电磁脉冲炸弹和高功率微波武器等新概念电子战武器的快速发展以及雷达和无线通信系统的广泛使用使得电子系统面临的电磁环境日益复杂化，另一方面半导体器件和集成电路特征尺寸的不断缩小、功耗的不断降低以及工作频率的不断提高使得电子系统对电磁能量的敏感度和易损性与日俱增，因此研究电磁脉冲（electromagnetic pulse, EMP）对电子系统的干扰和损伤效应进而提高电子系统的抗干扰能力变得越来越重要。电磁脉冲可通过天线、电缆和孔缝等耦合进入电子系统内部，引起半导体器件的退化或损伤。因此研究EMP对半导体器件的损伤效应与机理是电子系统EMP效应研究的基础。本论文采用半导体器件数值仿真与实验相结合的方法，研究了几种典型半导体器件的EMP损伤效应与机理，主要的研究内容和研究成果包括以下几个方面：1.采用半导体器件和工艺仿真工具ISE-TCAD建立了p-n-n+二极管的二维数值仿真模型，考虑了器件的自热、雪崩碰撞电离等效应，对EMP作用下二极管的烧毁过程进行了瞬态电热仿真，分析了二极管内部的电场强度、电流密度和温度分布的瞬时变化，讨论了影响二极管烧毁的因素，计算了二极管的损伤能量阈值。仿真结果表明，二极管烧毁是由热二次击穿导致的。雪崩产生率随温度升高而减小以及热产生率随温度升高而增大是热二次击穿发生的根本原因，二次击穿后二极管表现出的负阻效应导致电流集中，使二极管局部温度迅速升高，从而引起二极管烧毁。二次击穿触发温度随二次击穿延迟时间增加而降低，随载流子寿命增大而升高。仿真得到的二极管损伤能量阈值随脉冲宽度的增加而增大，脉宽较短时，损伤能量近似为一常数，脉宽较长时，损伤能量与脉宽的平方根近似成正比，与现有热模型一致。与实验数据的定量比较结果表明，仿真得到的能量阈值比热模型的预测更精确。2.建立了PIN限幅二极管的二维电热仿真模型，研究了其在EMP作用下的瞬态响应，分析了电流丝形成及运动机理，讨论了电流丝运动方式及其对PIN二极管损伤的影响。结果显示，PIN二极管发生雪崩击穿后由于空间电荷产生的负阻效应引起的不稳定性致使I层内形成雪崩电流丝，局部温度迅速升高。雪崩电离率的负温度系数驱使雪崩电流丝向低温区运动，电流丝运动促使器件I层内的横向温度分布趋于均匀，避免因局部过热而导致器件快速烧毁。电流丝到达器件边缘后温度迅速升高，若低于临界温度，电流丝沿原路返回或跳跃到低温区；若超过临界温度，雪崩电流丝转变为热电流丝，被钉扎在器件边缘，温度升高的同时不断收缩，导致PIN二极管局部烧毁。在亚微秒脉宽内，损伤能量随脉宽减小呈下降趋势，电流丝形成位置的不确定性致使PIN二极管损伤能量表现出一定的离散性。3.针对典型高频小信号双极型晶体管（BJT），建立了其二维电热模型，研究了强电磁脉冲从基极注入时BJT的瞬态响应。结果表明，BJT的损伤机理与脉冲幅度有关，低脉冲幅度下BJT损伤是由于发射结发生雪崩击穿导致局部烧毁，烧毁点位于发射结边缘的柱面区；而在高脉冲幅度下，基区-外延层-衬底组成的p-n-n+结构发生了二次击穿，导致靠近发射极一侧的基极边缘由于电流密度过大而先于发射结烧毁；BJT损伤能量随脉冲幅度升高呈现减小-增大-减小的变化趋势，存在一个最小值。与实验结果的对比表明，本文的模型能够准确模拟EMP作用下BJT的烧毁过程。4.开展了两级级联低噪声放大器（LNA）高功率微波前门注入效应实验，研究了其性能退化及功能损伤效应和阈值，对失效LNA进行了破坏性失效分析。结果显示，当注入信号功率超过一定值时，LNA的噪声系数明显增加，增益也有所下降，性能退化；当信号功率继续增加到某一临界值时，LNA的噪声系数和增益严重恶化，功能完全丧失。LNA损伤功率阈值随注入脉冲宽度减小而增大。LNA退化或损伤是由第一级晶体管退化或损伤导致的。GaAs HEMT退化机理为注入信号作用下栅极金属与GaAs相互扩散引起栅金属下沉导致栅-源/漏肖特基结退化，表现为栅-源/漏肖特基结反向漏电、正向导通电压降低；晶体管损伤机理与注入信号形式有关：连续波或微秒级脉冲注入时晶体管损伤机理为栅-源反向击穿，表现为栅-源/漏短路；亚微秒级脉冲注入时晶体管栅-源和栅-漏均发生了反向击穿，表现为栅-源/漏短路；纳秒级脉冲注入时晶体管损伤机理为栅金属化烧毁，表现为栅-源/漏呈电阻特性。
李松柏,陈汝淑,刘盛纲[7]（1973）在《国外微波电子管及其应用的新进展》文中进行了进一步梳理 一、微波管发展简况微波管自出现至今已有几十年的历史,在这期间获得很大的发展（见表1）。最初,微波管主要用于雷达设备和现形加速器,特别是二次大战末期,各中新型微波管
薛曼丽[8]（2019）在《基于人工智能的大功率半导体器件行为模型研究》文中认为射频/微波电路在硬件电路中占有极为重要的地位,而以GaN HEMT为代表的功率半导体器件在微波电路中应用最为广泛。在进行电路仿真设计时,需要用到电路中各个器件的模型,因而建立功率器件的准确模型对于微波电路设计至关重要。近年来,随着大数据的发展,人工智能已经成为一个热门而极具潜力的研究方向。神经网络作为人工智能领域中的一种有效方法,应用其建立器件模型也越来越受到关注。本文主要是研究应用人工智能领域中的神经网络方法建立器件行为模型。在进行器件模型研究时,常常将其分为小信号状态与大信号状态。本文以CREE公司的CGH40010器件为例进行研究。在小信号建模方面,根据器件特性,选择了包含15个元件的等效电路进行建模。文中在进行15元件等效电路小信号建模时应用分步提参法,分别得到了等效电路中寄生元件值与本征元件值。利用提取的元件值在ADS中搭建电路,根据器件特征参数进行调谐优化,给出模型验证结果。在应用神经网络方法建立器件小信号行为模型中,文中提出使用BP神经网络建立S参数行为模型。建立的小信号模型,可以直观地反映GaN HEMT器件的小信号特征。通过和等效电路建模过程及模型误差进行对比可以看出:应用BP网络建立小信号模型,省去了提取元件值的步骤,使得建模过程大大简化,且建模结果显示,应用该方法获得的模型也具有更高的精度。在进行大信号模型建立方面,提出了应用BP神经网络代替传统经验公式的建模方法,对非线性最强的Ids、Cgs与Cgd进行了BP神经网络行为建模。使用该方法进行建模减少了参数提取过程,提高了建模效率。并且由于BP网络的模型误差小,而使得建模精度得到提高。最后,在大信号建模方面,文中还提出了应用极限学习机建立X参数行为模型。极限学习机相较于传统BP网络,由于网络中的参数是通过计算一次得到的,不用进行迭代,因而具有较高的建模效率。文中使用该方法建立了X参数行为模型,结果表明:该方法适用于X参数行为建模,且相较于BP网络,具有更高的建模速度。
高川[9]（2014）在《PIN二极管的高功率微波毁伤机理研究》文中研究说明伴随着集成度的不断增加，半导体器件特征尺寸正在逐年变小，使得半导体器件更容易遭到高功率微波（high-power microwave, HPM）的干扰和毁伤。常用的针对HPM损伤机理及评估HPM参数对电子系统损伤或干扰的研究方法：一是通过实验研究；二是采用理论分析研究的方式，然而只依靠实验开展器件与电路的HPM效应研究非常困难，难以得到具有普适性的结论，且实验分析研究的成本较高，因此从理论上研究高功率微波对半导体器件及电子系统的破坏机理变得十分有必要。本论文以典型P+-N--N+二极管为研究对象，利用器件仿真软件ISE-TCAD，构建在高功率微波作用下的二维模型，利用数值方法通过注入阶跃脉冲信号和频率为1GHz的正弦波信号研究了HPM损伤效应与机理。对二维仿真结果进行对比，得出空间电荷效应引起负阻效应是电流丝产生的重要原因及温度梯度促使电流移动，电流丝在P+-N--N+模型边缘时升温最快但电流丝的移动过程延长了PIN的烧毁。在正弦波信号作用下，器件在电压的正半周期升温速度更快更容易烧毁。本文最后结合拟合曲线软件对HPM注入下PIN管烧毁所需能量、损伤功率和脉冲脉宽的关系。在微波脉冲宽度一定的情况下，PIN二极管达到一定最高温度所需功率是由烧毁所需入射能量和实际吸收功率共同决定的。本文的研究工作为PIN二极管的加固防护技术提供了一定的理论基础，也为进一步的实验研究提供了基础。
丁大志,成爱强,王林,张天成,陈如山[10]（2020）在《高功率微波效应的多物理场建模方法研究》文中认为为了实现对微波器件高功率微波效应的分析,主要从不同尺度半导体器件和波导器件出发,基于具有谱精度的谱元时域法,开展从微米尺度到纳米尺度半导体器件电热耦合一体化分析的方法以及高功率微波气体放电效应及抑制机理的研究.得到了半导体器件在电磁信号作用下发生的电热参数分布变化规律和微波器件在高功率微波下发生的气体放电及其抑制机理,根据以上相关效应机理,可为复杂电磁环境中的器件设计提供理论指导.
二、微波半导体器件的计算机模拟（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、微波半导体器件的计算机模拟（论文提纲范文）
（1）典型半导体器件的高功率微波效应研究（论文提纲范文）
| 作者简介 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高功率微波及其应用 |
| 1.2 高功率微波效应 |
| 1.2.1 HPM 效应 |
| 1.2.2 HPM 作用对象分析 |
| 1.3 国内外研究状况 |
| 1.3.1 国内研究状况 |
| 1.3.2 美国研究状况 |
| 1.3.3 俄罗斯研究状况 |
| 1.3.4 国内外研究状况总结 |
| 1.4 HPM 效应研究目的与方法 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 1.5 本论文研究目的、内容和方法 |
| 1.5.1 本论文研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 研究方法 |
| 第二章 半导体器件 HPM 非线性效应研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 线性效应 |
| 2.1.2 非线性效应 |
| 2.2 HPM 非线性检波效应 |
| 2.2.1 非线性检波原理 |
| 2.2.2 非线性检波效应实验研究 |
| 2.2.3 HPM 非线性检波效应现象分析 |
| 2.2.4 非线性检波效应小结 |
| 2.3 非线性变频效应 |
| 2.3.1 非线性变频原理 |
| 2.3.2 非线性变频效应实验研究 |
| 2.3.3 非线性变频效应小结 |
| 2.4 非线性压缩效应 |
| 2.4.1 HPM 非线性压缩原理 |
| 2.4.2 非线性压缩效应实验研究 |
| 2.4.3 非线性压缩现象分析 |
| 2.4.4 非线性压缩效应小结 |
| 2.5 HPM 非线性损伤效应 |
| 2.5.1 HPM 非线性损伤现象 |
| 2.5.2 HPM 非线性损伤效应实验研究 |
| 2.5.3 HPM 非线性损伤效应分析 |
| 2.5.4 HPM 非线性损伤效应小结 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 双极型晶体管 HPM 损伤效应研究 |
| 3.1 注入法效应实验 |
| 3.1.1 从基极注入 |
| 3.1.2 从集电极注入 |
| 3.1.3 从发射极注入 |
| 3.2 受损晶体管的直流特性分析 |
| 3.2.1 注入法损伤器件 |
| 3.2.2 直接辐照法损伤器件 |
| 3.3 基极注入微波的 BJT 损伤机理研究 |
| 3.3.1 HPM 效应引起器件特性失效物理过程 |
| 3.3.2 BJT 器件 HPM 效应仿真的物理模型 |
| 3.3.3 器件仿真 |
| 3.3.4 实验与仿真结果对比与分析 |
| 3.4 双极晶体管失效分析结果 |
| 3.4.1 注入法损伤器件失效情况 |
| 3.4.2 直接辐照法损伤器件的失效情况 |
| 3.4.3 C 型管结构特征 |
| 3.5 双极晶体管小结 |
| 第四章 MOSFET 高功率微波效应研究 |
| 4.1 MOSFET 的效应实验研究 |
| 4.1.1 栅极注入微波 |
| 4.1.2 漏极注入微波 |
| 4.1.3 源极注入微波 |
| 4.2 MOSFET 高功率微波效应结果分析 |
| 4.2.1 MOEFET 失效理论分析 |
| 4.2.2 失效结果解剖分析 |
| 4.3 栅极注入微波的 NMOSFET 特性退化机理研究 |
| 4.3.1 HPM 引起器件特性退化的物理过程[5] |
| 4.3.2 HPM 引起器件特性退化物理模型 |
| 4.3.3 器件结构与仿真 |
| 4.4 漏极注入微波的 NMOSFET 热电损伤机理研究 |
| 4.4.1 nMOSFET 漏极注入 HPM 的等效电压脉冲模型 |
| 4.4.2 nMOSFET 二维热电效应模型 |
| 4.4.3 器件模拟与结果分析 |
| 4.4.4 仿真结果和实验结果对比 |
| 4.5 MOSFET 效应研究小结 |
| 第五章 PWM 集成电路 HPM 效应研究 |
| 5.1 X1525 简介 |
| 5.2 X1525 效应实验研究 |
| 5.2.1 从引脚 1 注入 |
| 5.2.2 从引脚 2 注入 |
| 5.2.3 从引脚 5 注入 |
| 5.2.4 从引脚 6 注入 |
| 5.2.5 从引脚 8 注入 |
| 5.2.6 从引脚 9 注入 |
| 5.2.7 从 11 脚注入 |
| 5.2.8 从 14 脚注入 |
| 5.3 辐照实验 |
| 5.4 损伤后功能测试与失效分析 |
| 5.5 模拟集成电路 HPM 效应小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文取得的创新性成果 |
| 6.2 不足之处 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| 学术论文 |
| 参加研究的科研项目 |
（2）非线性半导体器件及微波电路的时域分析方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景和意义 |
| 1.1.1 论文的研究背景 |
| 1.1.2 论文的研究意义 |
| 1.2 论文研究历史和现状 |
| 1.2.1 场-路耦合问题研究历史和现状 |
| 1.2.2 场-线-路耦合问题的研究历史和现状 |
| 1.2.3 半导体器件电热耦合问题的研究历史和现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容与贡献 |
| 1.4 论文的结构安排 |
| 2 时域积分方程方法和时域谱元方法的基本原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电磁场结构的时域积分方程方法分析 |
| 2.2.1 理想金属导体目标的时域表面积分方程方法分析 |
| 2.2.2 理想金属/介质混合目标的时域体面积分方程方法分析 |
| 2.3 基于物理模型的半导体方程及时域谱元法的基本原理 |
| 2.3.1 基于物理模型的半导体方程 |
| 2.3.2 时域谱元方法的基本原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于等效模型的半导体电磁耦合效应时域积分方法分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 非线性场-路耦合结构的时域体面积分方程方法分析 |
| 3.2.1 半导体器件的等效模型 |
| 3.2.2 线性的场-路耦合系统方程的时域体面积分方法求解 |
| 3.2.3 PIN管的等效集总电荷模型 |
| 3.2.4 非线性PIN管限幅器电路的改进的求解方法分析 |
| 3.2.5 数值算例分析 |
| 3.3 非线性场-线-路耦合结构的时域积分方法分析 |
| 3.3.1 线-路耦合方程的时域积分方法求解过程 |
| 3.3.2 场-线-路耦合方程的时域积分方法求解过程 |
| 3.3.3 数值算例分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于半导体漂移扩散模型的微波电路的时域方法分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微米级半导体器件及微波电路时域体面积分和谱元方法分析 |
| 4.2.1 基于漂移扩散模型的PIN管时域谱元方法分析 |
| 4.2.2 PIN管限幅器电路的时域体面积分和谱元方法分析 |
| 4.2.3 基于漂移扩散模型的MOSFET管时域谱元方法分析 |
| 4.2.4 MOSFET管放大器电路的时域体面积分和谱元方法分析 |
| 4.2.5 数值算例分析 |
| 4.3 非线性微波电路的时域分割方法分析 |
| 4.3.1 基于戴维南定理的时域分割法的非线性微波电路分析 |
| 4.3.2 基于时域冲击响应技术的时域分割法的非线性微波电路分析 |
| 4.3.3 基于漂移扩散模型的半导体器件的热效应分析 |
| 4.3.4 数值算例分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于密度梯度模型的纳米半导体电热耦合时域谱元方法分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于密度梯度模型的纳米级半导体电特性分析 |
| 5.2.1 密度梯度模型时域谱元方法求解的边界条件 |
| 5.2.2 密度梯度模型方程的时域谱元方法求解 |
| 5.2.3 数值算例分析 |
| 5.3 纳米级半导体电热一体化的时域分析 |
| 5.3.1 Dual-Phase-Lag方程的时域谱元方法求解的边界条件 |
| 5.3.2 Dual-Phase-Lag方程的时域谱元方法求解 |
| 5.3.3 密度梯度方程和Dual-Phase-Lag方程耦合求解过程 |
| 5.3.4 数值算例分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与研究展望 |
| 6.1 全文的总结 |
| 6.2 后续工作和展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻博期间取得的研究成果 |
（3）开关HEMT建模研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 开关HEMT建模研究动态 |
| 1.2.1 开关HEMT小信号建模动态 |
| 1.2.2 开关HEMT大信号建模动态 |
| 1.2.3 多栅开关HEMT建模动态 |
| 1.3 本文的研究内容和章节安排 |
| 第二章 HEMT等效电路模型层次化建模方法 |
| 2.1 HEMT工作原理 |
| 2.2 HEMT小信号等效电路建模 |
| 2.2.1 分步解析提取小信号参数的思路 |
| 2.2.2 COLD-FET模型及串联寄生参数提取方法 |
| 2.2.3 寄生电容参数提取方法 |
| 2.2.4 本征参数提取方法 |
| 2.2.5 本征分段(MULTI-SLICE)模型 |
| 2.3 HEMT大信号等效电路建模 |
| 2.3.1 非线性电流模型 |
| 2.3.2 非线性电容模型 |
| 2.4 HEMT二阶效应建模 |
| 2.4.1 电热模型 |
| 2.4.2 陷阱效应建模 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 单栅开关HEMT小信号建模 |
| 3.1 开关HEMT小信号建模的典型实验现象 |
| 3.2 采用栅极接大电阻的HEMT测试结构的参数提取 |
| 3.3 开关HEMT寄生效应分析 |
| 3.4 开关HEMT寄生电容拓扑和参数提取方法 |
| 3.5 小信号模型和建模验证 |
| 3.6 用于微波模拟衰减器的HEMT模型 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 单栅开关HEMT大信号建模 |
| 4.1 开关HEMT非线性分析 |
| 4.1.1 开态非线性分析 |
| 4.1.2 关态非线性分析 |
| 4.2 开关HEMT大信号建模 |
| 4.2.1 开关HEMT大信号等效电路模型 |
| 4.2.2 开关HEMT大信号电容建模 |
| 4.2.3 开关HEMT大信号电流源建模 |
| 4.3 开关HEMT大信号模型的线性和非线性特性验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 双栅开关HEMT建模 |
| 5.1 双栅开关HEMT集总等效电路模型 |
| 5.2 完备寄生电容拓扑参数解析提取方法 |
| 5.3 双栅开关HEMT建模验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（4）雷达接收机的高功率微波非线性效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 研究思路 |
| 1.4 论文的内容安排 |
| 第二章 雷达接收机及其电磁薄弱环节分析 |
| 2.1 几种典型雷达接收机结构 |
| 2.1.1 超外差式接收机 |
| 2.1.2 零中频接收机 |
| 2.1.3 数字中频接收机 |
| 2.2 微波耦合途径 |
| 2.2.1 PIN限幅器 |
| 2.2.2 低噪声放大器 |
| 2.3 高功率微波非线性效应的器件模型 |
| 2.3.1 高功率微波非线性效应电路建模简介 |
| 2.3.2 参数化PIN限幅器模型的搭建 |
| 2.3.3 低噪声放大器电路模型的搭建 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 雷达接收机射频前端高功率微波非线性效应仿真与实验 |
| 3.1 PIN限幅器高功率微波非线性效应的仿真和注入实验 |
| 3.1.1 PIN限幅器高功率微波非线性效应的仿真 |
| 3.1.2 PIN限幅器高功率微波非线性效应注入实验 |
| 3.2 低噪声放大器高功率微波非线性效应仿真和注入实验 |
| 3.2.1 低噪声放大器高功率微波非线性效应的仿真 |
| 3.2.2 低噪声放大器高功率微波非线性效应注入实验 |
| 3.3 射频前端低噪声放大器高功率微波非线性效应注入实验 |
| 3.4 实验总结 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 雷达系统前端模拟系统的非线性效应实验 |
| 4.1 雷达系统前端模拟系统的结构设计 |
| 4.1.1 典型雷达系统前端模拟系统的总体结构 |
| 4.1.2 典型雷达系统前端模拟系统的射频接收通道 |
| 4.1.3 典型雷达系统前端模拟系统信号处理流程 |
| 4.2 雷达系统前端模拟系统的非线性效应注入实验 |
| 4.2.1 实验布局 |
| 4.2.2 实验内容 |
| 4.2.3 实验方法 |
| 4.2.4 实验结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文的主要内容和创新点 |
| 5.2 论文不足之处与工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）高功率微波与PN结相互作用机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景及意义 |
| 1.1.1 论文的研究背景 |
| 1.1.2 论文的研究意义 |
| 1.2 相关课题的提出 |
| 1.3 论文工作及组织结构 |
| 第二章 高功率微波与PN结简介 |
| 2.1 高功率微波简介 |
| 2.1.1 高功率微波概述 |
| 2.1.2 高功率微波武器 |
| 2.1.3 高功率微波的研究现状和水平 |
| 2.2 PN结简介 |
| 2.2.1 PN结的形成原理 |
| 2.2.2 PN结的单向导电性 |
| 第三章 半导体器件高功率微波脉冲干扰及损伤机理分析 |
| 3.1 半导体阈值的几种定义 |
| 3.2 高功率微波破坏电子设备性能的物理基础 |
| 3.3 脉冲微波干扰影响的典型模型 |
| 3.3.1 一次效应 |
| 3.3.2 二次效应 |
| 3.4 半导体器件的损伤机理 |
| 第四章 计算机模拟数值方法的改进 |
| 4.1 常用的数值分析方法及其特点 |
| 4.1.1 器件计算机模拟所采用的网格 |
| 4.1.2 常用的数值分析方法 |
| 4.2 改进的数值分析方法 |
| 4.2.1 改进数值分析方法的提出 |
| 4.2.2 改进数值分析方法的设计与实现 |
| 第五章 PN结的计算机模拟及其分析 |
| 5.1 器件相关参数的确定 |
| 5.2 方程归一化 |
| 5.3 PN结的一维稳态模拟 |
| 5.3.1 模型与边界条件 |
| 5.3.2 数值计算 |
| 5.3.3 模拟结果 |
| 5.4 PN结的一维瞬态模拟 |
| 5.4.1 模型与边界条件 |
| 5.4.2 数值计算 |
| 5.4.3 模拟结果及其分析 |
| 5.5 PN结的高功率微波响应模拟结果及其分析 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间主要的研究成果 |
（6）半导体器件的电磁损伤效应与机理研究（论文提纲范文）
| 作者简介 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 EMP 效应研究动态和发展趋势 |
| 1.2.1 EMP 注入实验研究进展 |
| 1.2.2 EMP 辐照实验研究进展 |
| 1.2.3 EMP 效应理论研究进展 |
| 1.3 论文的主要研究内容与结构安排 |
| 第二章 电子系统的电磁脉冲效应与机理 |
| 2.1 几种常见的电磁脉冲 |
| 2.1.1 核电磁脉冲 |
| 2.1.2 超宽带电磁脉冲 |
| 2.1.3 高功率微波 |
| 2.2 电子系统的电磁脉冲效应分类 |
| 2.2.1 根据效应产生的物理机制分类 |
| 2.2.2 根据效应的持续时间分类 |
| 2.2.3 根据效应对系统的危害程度分类 |
| 2.3 半导体器件和集成电路的 EMP 失效模式和失效机理 |
| 2.3.1 金属化烧毁 |
| 2.3.2 二次击穿 |
| 2.3.3 氧化层和介质击穿 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 二极管的损伤效应与机理 |
| 3.1 ISE-TCAD 简介 |
| 3.2 二极管仿真模型 |
| 3.2.1 结构模型 |
| 3.2.2 数值计算模型 |
| 3.3 EMP 作用下二极管的损伤 |
| 3.3.1 仿真电路 |
| 3.3.2 二极管的瞬态响应特性 |
| 3.3.3 电场强度分布随时间的变化 |
| 3.3.4 电流密度分布随时间的变化 |
| 3.3.5 温度分布随时间的变化 |
| 3.3.6 影响二极管烧毁的因素 |
| 3.4 二极管损伤阈值 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 PIN 限幅二极管的损伤效应与机理 |
| 4.1 PIN 限幅二极管建模 |
| 4.1.1 限幅器的作用及性能指标 |
| 4.1.2 PIN 限幅器工作原理 |
| 4.1.3 PIN 限幅二极管模型 |
| 4.2 EMP 作用下 PIN 二极管的损伤 |
| 4.2.1 电流丝形成 |
| 4.2.2 电流丝运动 |
| 4.2.3 电流丝跳跃 |
| 4.2.4 电流丝钉扎与 PIN 二极管烧毁 |
| 4.2.5 损伤功率和能量阈值 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 低噪声放大器的损伤效应与机理 |
| 5.1 EMP 作用下 BJT 的损伤 |
| 5.1.1 BJT 仿真模型 |
| 5.1.2 仿真电路 |
| 5.1.3 低幅度电压脉冲作用下 BJT 的烧毁 |
| 5.1.4 高幅度电压脉冲作用下 BJT 的烧毁 |
| 5.1.5 损伤能量与脉冲幅度的关系 |
| 5.1.6 与实验结果的对比 |
| 5.2 LNA 的高功率微波效应实验 |
| 5.2.1 LNA 原理电路 |
| 5.2.2 高功率电磁脉冲源 |
| 5.2.3 实验方案 |
| 5.2.4 实验平台 |
| 5.2.5 实验步骤 |
| 5.2.6 实验结果与分析 |
| 5.3 LNA 退化及损伤机理 |
| 5.3.1 失效样品描述 |
| 5.3.2 电性能测试 |
| 5.3.3 开封检测 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| 学术论文 |
| 参加研究的科研项目 |
（8）基于人工智能的大功率半导体器件行为模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 场效应器件模型分类 |
| 1.2.2 场效应器件研究现状 |
| 1.3 论文主要内容简介 |
| 第二章 GaN HEMT器件15 元件等效模型 |
| 2.1 模型的选取与建立 |
| 2.2 电路模型的二端口网络参数 |
| 2.3 寄生元件参数的提取 |
| 2.3.1 寄生电容的提取 |
| 2.3.2 寄生电感与寄生电阻的提取 |
| 2.4 本征参数的提取 |
| 2.5 模型电路的仿真优化与验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 人工神经网络技术及BP神经网络小信号建模 |
| 3.1 人工神经网络概述 |
| 3.1.1 神经网络基础单元 |
| 3.1.2 几种常用的神经网络模型 |
| 3.2 BP神经网络模型 |
| 3.2.1 BP神经网络工作原理 |
| 3.2.2 BP神经网络算法流程 |
| 3.2.3 节点传输函数与隐层节点数 |
| 3.3 GaN器件小信号神经网络模型理论 |
| 3.4 BP神经网络GaN器件小信号模型建立 |
| 3.4.1 模型的训练 |
| 3.4.2 模型的建模结果及验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 BP神经网络GaN HEMT大信号建模 |
| 4.1 器件的非线性表现 |
| 4.2 经典经验公式模型 |
| 4.2.1 Statz模型 |
| 4.2.2 Curtice立方模型 |
| 4.2.3 Angelov模型 |
| 4.3 神经网络模型 |
| 4.3.1 BP神经网络大信号模型理论 |
| 4.3.2 建模数据的提取 |
| 4.3.3 非线性参量建模结果 |
| 4.4 BP模型建立非线性参量的验证结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 极限学习机建立大信号X参数模型 |
| 5.1 X参数理论 |
| 5.1.1 非线性频谱映射及其时不变性 |
| 5.1.2 X参数的定义及意义 |
| 5.1.3 频谱映射线性化 |
| 5.2 X参数提取 |
| 5.3 极限学习机神经网络 |
| 5.3.1 ELM网络原理 |
| 5.3.2 ELM算法流程 |
| 5.3.3 ELM激活函数 |
| 5.4 极限学习机建立器件X参数行为模型 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）PIN二极管的高功率微波毁伤机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景及意义 |
| 1.2 国内外研究成果与现状 |
| 1.3 论文主要研究工作及章节安排 |
| 第二章 半导体器件 HPM 效应机理分析 |
| 2.1 HPM 效应主要研究方法 |
| 2.1.1 HPM 实验研究 |
| 2.1.2 HPM 数值模拟研究 |
| 2.2 器件的 HPM 损伤机理 |
| 2.2.1 二次击穿 |
| 2.2.2 负阻效应 |
| 2.3 典型半导体器件失效 |
| 2.3.1 结型半导体器件 |
| 2.3.2 金属氧化物半导体器件 |
| 2.4 本章总结 |
| 第三章 PIN 器件模型建立与分析 |
| 3.1 PIN 限幅器的工作原理与主要影响参数 |
| 3.1.1 PIN 限幅器电路 |
| 3.1.2 PIN 二极管基本工作原理 |
| 3.2 工艺及器件仿真工具 ISE-TCAD |
| 3.3 器件模型构建与参数的选取 |
| 3.3.1 器件模型 |
| 3.3.2 器件模型参数选取 |
| 3.3.3 电热模型 |
| 3.3.4 器件直流特性验证 |
| 3.4 本章总结 |
| 第四章 PIN 二极管的 HPM 瞬态响应 |
| 4.1 阶跃脉冲下的瞬态响应 |
| 4.1.1 电流密度随时间变化情况 |
| 4.1.2 电场强度随时间变化关系 |
| 4.1.3 温度分布随时间变化情况 |
| 4.2 重复脉冲下的瞬态响应 |
| 4.2.1 方波重复脉冲下 PIN 的瞬态响应 |
| 4.2.2 微波脉冲下 PIN 的瞬态响应 |
| 4.3 本章总结 |
| 第五章 PIN 二极管的损伤阈值分析 |
| 5.1 温度、功率和能量的脉宽效应规律 |
| 5.2 仿真结果与分析 |
| 5.2.1 阶跃脉冲下损伤功率阈值与脉冲时间的关系 |
| 5.2.2 微波信号下损伤功率阈值与脉冲时间的关系 |
| 5.2.3 损伤能量和脉宽之间的关系 |
| 5.3 本章总结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（10）高功率微波效应的多物理场建模方法研究（论文提纲范文）
| 引 言 |
| 1 半导体器件高功率微波效应多物理场建模方法 |
| 1.1 不同尺度半导体器件物理模型分析 |
| 1.1.1 微米级二极管 |
| 1.1.2 亚微米/深亚微米级二极管 |
| 1.1.3 纳米级二极管 |
| 1.2 纳米级半导体器件电热一体化分析 |
| 1) 密度梯度模型验证 |
| 2) DPL热方程验证 |
| 3) 纳米MOSFET的电热一体化仿真分析 |
| 2 高功率微波气体放电效应多物理场分析 |
| 3 结 论 |
四、微波半导体器件的计算机模拟（论文参考文献）
- [1]典型半导体器件的高功率微波效应研究[D]. 范菊平. 西安电子科技大学, 2014(12)
- [2]非线性半导体器件及微波电路的时域分析方法研究[D]. 陈士涛. 南京理工大学, 2019(06)
- [3]开关HEMT建模研究[D]. 陶源. 电子科技大学, 2020(07)
- [4]雷达接收机的高功率微波非线性效应研究[D]. 袁月乾. 中国工程物理研究院, 2019(01)
- [5]高功率微波与PN结相互作用机理研究[D]. 郭俊. 中南大学, 2008(12)
- [6]半导体器件的电磁损伤效应与机理研究[D]. 任兴荣. 西安电子科技大学, 2014(12)
- [7]国外微波电子管及其应用的新进展[J]. 李松柏,陈汝淑,刘盛纲. 电子管技术, 1973(06)
- [8]基于人工智能的大功率半导体器件行为模型研究[D]. 薛曼丽. 西安电子科技大学, 2019(02)
- [9]PIN二极管的高功率微波毁伤机理研究[D]. 高川. 西安电子科技大学, 2014(11)
- [10]高功率微波效应的多物理场建模方法研究[J]. 丁大志,成爱强,王林,张天成,陈如山. 电波科学学报, 2020(01)