射頻雙載子電晶體大信號非線性等效電路之萃取與應用

本論文著重於雙載子電晶體的大信號等效電路的探討與應用。首先是對雙載子電晶體的大訊號非線性模型的種類與基本介紹，針對精確程度與考慮物理現象的多寡，分成了數個不同的大信號非線性模型。其次，對Gummel-Poon Model 的參數萃取方法與原理大要，作了完善的說明，不須要用精密的大信號的網路分析儀，也可有效的求得一非線性大信號等效電路，直流的量測部份主要是用三用電表來量測，交流的部分由網路分析儀量測出小信號S參數，經由TRL校準和軟體De-Embedding的方式，求得電晶體自身之S參數。NPN NEC2SC3356 和NEC2SC3357 雙載子電晶體，實驗量測與參數萃取，並且驗證在多個偏壓的情況下，同一參數之等效電路，可擬合實際電晶體，在此偏壓下之S參數的程度，以判斷建立的非線性等效電路有效程度。最後，以設計一A類功率放大器，輸入一大訊號的功率，使用軟體上的load pull功能，求出一功率等位線，並以實驗驗証之。

關鍵字

等效電路；雙載子電晶體；非線性電路模型；功率放大器；負載拉移；寄生電阻；諧波平衡；大信號等效電路；封裝寄生效應；表面黏著元件；邊對端間隙；衰減常數；相位常數；射頻電晶體；負載線理論

並列摘要

This thesis is to extract the parameters of Silicon BJTs and to set up the large signal model.At first, we will discuss with the BJT models widely used nowadays, such as Ebers-Moll, Gummel-Poon model, and VBIC model. Then, we implement dc measurement with multi-meter, and ac measurement with network analyzer to get scattering parameters, and stand-alone transistor scattering parameters via TRL calibration and de-embedding methods. In practice, we build up large-signal equivalent circuits for NPN NEC2SC3356 and NEC2SC3357 BJTs, and under multi-bias situation, we measure several scattering parameters and verify equivalent circuit with the same model parameters. Final, we design a Class A power amplifier, adopting load pull function on the software with large signal power simulation, and verify with measurements.

並列關鍵字

equivalent circuit ； bipolar junction transistor ； power amplifier ； load pull ； parasitic resistance ； harmonic balance ； large-signal equivalent circuit ； package parasitic effect ； surface-mounted device ； edge-to-end gap ； attenuation constant, ； phase constant ； load line theory.

參考文獻

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國際替代計量

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