An Analytical DC Model for HEMT's

헴트 소자의 해석적 직류 모델

A purely analytical model for HEMT's based on a two dimensional charge control simul-ation[4] is proposed. In this model proper treatment of diffusion effect of electron transport along a 2-DEG (two dimensional electron gas) channel is perfoemed. This diffusion effect is shown to effectively increase the bulk mibility and threshold voltage of the I-V curves compared to the existing models. The channel thickness and gate capacitance are expressed as functions of gate voltages covering subthreshold characteristics of HEMT's analytically. By introducing the finite channel opening and an effiective channel-length modulation, the solpe of the saturation region of the I-V curves ws modeled. The smooth transition of the I-V curves at linear-to-saturation regions of the I-V curves was possible using the continuous Troffimenkoff-type of field dependent mobility. Furthermore, a correction factor f was introduced to account for the finite transition section forming between a GCA and a saturated section. This factor removes large discrepancies in the saturation region of the I-V curve predicted by existing l-dimensional models.

헴트(HEMT) 소자의 순수 해석적 DC모델이 2차원 전하제어 시뮬레이션 결과[4]에 기초하여 제작되었다. 이 모델에서는 2-DEG 채널의 전자 운송 역학에 확산 효과를 추가하였다. 이 확산효과는 기존 1차원 DC모델에서 사용하는 전자 이동도 및 문턱전압을 증가시키는 효과를 가졌음을 보였다. 또한 2-DEG 농도분포함수를 piecewise 선형화하여 HEMT 소자의 subthreshold 특성의 해석적 모델을 추가하였고, 따라서 2-DEG의 채널 두께 및 게이트 용량을 게이트 전압의 함수로 나타내었다. I-V curve의 전류포화영역에서의 기울기를 모델하는데는 gate 밑의 전자포화채널 지역에서의 전자채널두께와 채널길이 변조현상을 함께 고려하였다. Troffimenkoff형의 전장의존 전자이동도를 사용하여 I-V곡선의 포화현상을 모델하였다. 또한 기존 1차원 모델에서 감안되지 않은 2차원 효과가 실제 전류특성곡선에서 매우 중요한 역할을 하며, 이 효과가 효과적으로 1개의 보정상수f로 보상됨을 보였고, 물리적으로 이 상수가 채널 GCA 지역과 채널포화지역 사이에 형성되는 채널천이지역의 전자농도와 관계됨을 보였다.