I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ri ng   ( I J E CE )   Vo l.   7 ,   No .   4 A u g u s t   201 7 ,   p p .   1 8 3 9 ~ 1 8 4 9   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v7 i 4 . p p 1 8 3 9 - 1849          1839       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   TCAD Si m u la tions  and S m a ll Sign a l Mo deling  of D M G   AlG a N/ G a H FE T       Ra his   K u m a Ya da v ,   P a nk a j   P a t ha k M   M ehra   De p a rtme n o f   El e c tro n ics   a n d   C o m m u n ica ti o n   E n g in e e rin g ,   S c h o o o f   En g i n e e rin g   a n d   T e c h n o l o g y ,     S h a rd a   Un iv e rsity ,   K n o w led g e   P a rk -   III,   G re a t e No id a ,   Uttar  P ra d e sh ,   2 0 1 3 0 6 ,   I n d ia         Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   2 4 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   A p r   2 8 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   Ma y   2 7 ,   2 0 1 7       T h is  a rti c le  p re se n ts  e x trac ti o n   o f   s m a ll   sig n a m o d e p a ra m e ters   a n d   T CA sim u latio n   o f   n o v e a s y m m e tri c   f ield   p late d   d u a m a teria g a te  A lG a N/ Ga H FE T   f irst  ti m e .   S m a ll   si g n a m o d e is  e ss e n ti a f o d e sig n   o L N A   a n d   m icro w a v e   e l e c tro n ic  c ircu it   b y   u sin g   th e   p r o p o se d   su p e rio p e rf o r m a n c e   HFE T   stru c tu re .   S u p e rio p e rf o rm a n c e o f   d e v ice   a r e   d u e   to   it d u a m a teria l   g a te  stru c tu re   a n d   f ield   p late   th a t   c a n   p ro v id e   b e tt e e lec tri c   f ield   u n if o rm it y su p p re ss i o n   o f   sh o rt  c h a n n e l   e f fe c ts   a n d   im p ro v e m e n in   c a rrie tran sp o rt   e f f icie n c y .   In   th is  a rti c le  w e   u se d   d irec p a ra m e t e e x trac ti o n   m e th o d o lo g y   in   w h ich   S - p a ra m e ters   o f   d e v ice   w e r e   m e a su re d   u sin g   p i n c h o f f   c o l d   F ET   b ias in g .   T h e   m e a su re d   S - p a ra m e ters   a re   th e n   tran sf o rm e d   in to   Y - p a ra m e ters   to   e x trac c a p a c it iv e   e l e m e n ts  a n d   t h e n   i n   t o   Z - p a ra m e ters   to   e x trac t   se ries   p a ra siti c   e lem e n ts In tri n sic   p a ra m e ters   a re   e x tra c ted   f ro m   Y - p a ra m e ters   a f ter  de - e m b e d d in g   a ll   p a ra siti c   e lem e n ts  o f   d e v c e .   M icro w a v e   f ig u r e   o f   m e rit a n d   d c   p e rf o rm a n c e   a r e   a lso   stu d i e d   f o p ro p o se d   HF ET .   T h e   i m p o rtan f ig u re   o f   m e rit s   o f   d e v ice   re p o rted   in   th e   p a p e i n c lu d e   tran sc o n d u c t a n c e ,   d ra i n   c o n d u c tan c e ,   c u rre n g a in ,   tran sd u c e p o w e g a in ,   a v a il a b le  p o w e g a in ,   m a x i m u m   sta b le  g a in ,   m a x i m u m   f re q u e n c y   o f   o sc il latio n ,   c u t - o f f re q u e n c y ,   sta b il it y   f a c to a n d   ti m e   d e l a y .   Re p o rted   re su lt s   a re   v a ld a ted   w it h   e x p e ri m e n tal  a n d   sim u latio n   re su l ts  f o c o n siste n c y   a c c u ra c y .   K ey w o r d :   C u to f f   f r eq u e n c y       HE MT   m o d el   M icr o w a v f i g u r o f   m er it s   P ar am eter s   e x tr ac tio n     S m all  s i g n al  m o d el     Co p y rig h ©   2 0 1 7   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .     Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   R ah i s   K u m ar   Yad av ,     Dep ar te m en t o f   E lectr o n ics a n d   C o m m u n icatio n   E n g in ee r i n g ,     Sh ar d Un i v er s it y ,   Kn o w led g P ar k - I I I ,   Gr ae ter   No id a,   Gau ta m   B u d d h Na g ar ,   Uttar   P r ad esh ,   2 0 1 3 0 6 ,   I n d ia.   E m ail:r a h is k u m ar y ad av @ g m a il.c o m     1.   I NT RO D UCT I O N     Du to   u n iq u p r o p er ties   o f   GaN   m ater ial,   it  is   p o s s ib le  t o   o b tain   lar g e   cu r r en t   d en s iti es  i n   GaN - b ased   H FET s   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   GaN   b ased   d ev ices  ar also   v er y   u s ef u f o r   h ig h   f r eq u e n c y   h ig h   te m p er at u r m icr o w av ap p licatio n s   s u c h   as  r ad ar   s y s te m s   [ 3 ] ,   [ 4 ] .   I n   t h r ec en p a s t,  s t u d ies  h a v b ee n   d o n o n   as y m m etr ic  MO SF E T s   [ 5 ] ,   ju n ct io n le s s   FET s   [ 6 ]   an d   d u a m ater ial   g a te  A lGa As/ Ga As   HE MT s   s tr u ct u r e s   th at  u s es   t w o   m eta ls   o f   d if f er en w o r k   f u n ctio n s   [ 7 ] .   Sin ce   an al y tica m o d els  h elp   u s   to   u n d er s ta n d   in ter n al   s o lid   s tate  d ev ice  p h y s ics  t h u s   ex p ec ted   to   b co n s is ten w it h   p h y s ical  b e h av io r   o f   d ev ice.   An   ac cu r ate  s m a ll   s ig n al  m o d el  o f   H FET   is   ex tr e m el y   v a lu ab le  f o r   d esi g n i n g   o f   i m p o r tan t a cti v cir c u it s   g e n er all y   u s ed   f o r   h i g h   f r eq u en c y   ap p licatio n s   [8 - 9]   T h ese  s m all  s i g n al  co m p ac m o d el s   d ef i n p h y s ical  ch ar ac ter is tics   an d   v ar io u s   li m itatio n s   o f   ac ti v e   d ev ices  ac c u r atel y   [ 1 1 ] ,   th u s   u s ed   f o r   d esig n   o f   lo w   n o i s p o w er   a m p li f ier s   b y   elec tr o n i cs  an d   m icr o w av e   en g i n ee r s   in   in d u s tr y .   S m all  s ig n a m o d el s   o f   ad v a n ce d   d ev ices  ar n ee d ed   f o r   C A b ase d   s i m u latio n s   [ 1 2 ]   f o r   an al y s i s   a n d   v al id atio n   o f   n e w l y   d ev elo p ed   d ev ice  s tr u c tu r es   [ 1 3 ] .   I n   p r esen t   s ce n ar io ,   an al y tical  m o d els   ar m u c h   ex p lo ited   f o r   g etti n g   tr u f ee d b ac k   ab o u o p tim izatio n   o f   f ab r icatio n   p r o ce s s   in   s e m ico n d u cto r   in d u s tr ies   [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ] .   I n   p ast  m o s t   o f   s m al s i g n al  m o d els  d ev elo p ed   f o r   co n v en tio n a HE MT   s tr u ctu r es  ar b ased   o n   v ar io u s   ap p r o ac h es   o f   d ev ice   m o d ellin g   [ 1 6 ] ,   [ 1 7 ] .   On o f   in it ial  k in d   o f   d etailed   s m a ll  s i g n al   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   4 A u g u s 2 0 1 7     1 8 3 9     1 8 4 9   1840   m o d el  t h at  d escr ib ex tr ac tio n   p r o ce d u r o f   FET   s tr u ctu r es,  w a s   p r o p o s ed   in   1 9 8 8   b y   Da m b r in e,   et  al   [ 1 8 ] .   I n   r ec en p ast  m a n y   r esear c h e r s   h av e   d ev elo p ed   v ar iet y   o f   t ec h n iq u es  a n d   m eth o d s   ac co r d in g   to   t h eir   u s ed   m ater ial  s y s te m   an d   co n v e n ti o n al  d ev ice  s tr u ct u r es   [ 1 9 ] ,   [ 2 0 ] .   R eq u ir e m e n f o r   d ev elo p m en o f   s m a ll  s i g n al   m o d el  f o r   DM AlGaN / Ga HE MT   s tr u ctu r is   f elt  s i n ce   lo n g   b u n o   s u ch   m o d el  f o r   en h a n ce d   d ev ice  s tr u ct u r is   r ep o r ted   in   r ec en p ast.  I n   th is   p ap er   w p r o p o s ed   s m all  s i g n al  m o d el  f o r   DM GaN   HFET   s tr u ct u r in co r p o r atin g   f ield   p late  th at  ca n   b ex p lo ited   f o r   a d v an ce d   m icr o w av cir c u it  d esig n s   a n d   f o r   C AD   b ased   s i m u latio n s .     I is   p o s s ib le  to   class if y   s o m e x is t in g   m o d elin g   m et h o d s   in   t h r ee   b r o ad   ca teg o r ies:   w h o l e   o p tim izatio n ,   p ar tial  o p ti m iz atio n   [ 2 1 ]   an d   d ir ec ex tr ac t io n   m et h o d s   [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ] Fo r   th p r o p o ed   DM A l GaN /GaN  H FET ,   th d ir ec p ar am eter   e x tr ac tio n   ap p r o ac h   is   u s ed   as  it  p r o v id es   b etter   co n s is te n c y   b et w ee n   p ar am e ter   v alu e s   an d   p h y s ical  s tr u ctu r e   o f   d ev ice T h is   ap p r o ac h   also   f ac ilit ate s   ex tr ac tio n   p r o ce s s   to   r u n   f aster   th a n   o th er   tech n iq u es   d escr ib ed   ea r lier .   E x tr ac tio n   is   ca r r ied   o u u s in g   lo w   as  w ell  as  h i g h er   f r eq u en c y   as  co ld   FET   s tr u ctu r th u s   as s u r es  h i g h er   ex tr ac tio n   ac cu r ac y   [ 2 4 ] .   E x tr ac ted   s m al s ig n al  m o d e l   p ar am eter s   a n d   d as  w ell  as  ac   s i m u latio n   r esu lt s   ca n   p r o v id clea r   in s ig h ab o u u s o f   p r o p o s ed   d ev ice  f o r   m icr o w av r an g e s   o f   f r eq u e n c ies.        2.   DE VI CE   S T RUC T UR E   AN D   M O DE L   F O R M UL AT I O N      2 . 1 .   Dev ice  S t ruct ure  f o P a ra m et er   E x t ra ct io n a nd   T CAD  S i m ula t io ns   Self   e x p la n ato r y   s c h e m atic  v i e w   o f   d ev ice  s tr u ct u r o f   d u al   ch an n el  d u al  m ater ial  g ate  Al 0. 3 Ga 0. 7 N/  GaN   HFET   is   s h o w n   in   F ig u r 1 ( a) I n   th p r o p o s ed   u n iq u d ev ice  th d u al  m ater ial  co n ce p ts   ar b ased   o n   p r ev io u s l y   f ab r icate d   d ev ices  b y   W .   L o n g   et  al.   [ 7 ] .   E p itax ial  la y er s   o f   HFET   w er g r o w n   b y   MO C VD  o n   a   2 . 5 - in ch   s ap p h ir s u b s tr ate.   Dr ain   a n d   s o u r ce   ter m in a o h m ic  co n tacts  w er f o r m ed   b y   T i/A l/Ni/ Au   m eta l   s tack s ,   f o llo w ed   b y   r ap id   th er m al  a n n ea lin g   at   8 8 4 º C   f o r   5 0   s ec o n d s   i n   n itro g e n   e n v ir o n m en t.  Du a m ater ial  g ate  w as  e - b ea m   d ef i n ed   k ee p in g   to tal  g a te  len g t h   o f   1 µ m .   Ni/Au   m etalliza tio n   p r o ce s s   w as  u s ed   to   f o r m   d u al  m etal  g ate  Sc h o ttk y   co n t ac ts   w ith   t h A lGaN  ca p   la y er .   A   Si 3 N s u r f ac p as s iv a tio n   l a y er   w a s   d ep o s ited   us i n g   P E C VD.   I n   o r d er   to   r e d u ce   s o u r ce   in d u cta n ce   v ia - h o les  w er f o r m ed   u s in g   p las m d r y   etc h in g .   Field   p late  is   f o r m ed   to   in cr ea s E - f ield   u n i f o r m i t y   t h at  f u r t h er   r ed u ce s   c u r r en t c o llap s in   d e v ice   ( L i,  et  al. ,   2 0 1 6 )   Fo r   co m p leti n g   t h f ab r icatio n   p r o ce s s   o f   t h d ev ice  u s in g   1 0 0 µm 2   g ate  ar ea   s ta n d ar d   g o ld   p lated   air   b r d g p r o ce s s   w as   u s ed .   M etals  M 1   ( A u )   a n d   M ( N i)   h av i n g   w o r k   f u n ctio n s   ϕ M1 ( =5 . 3 eV )   an d     ϕ M2   ( =4 . 4   eV )   r esp ec tiv el y   d e f i n d u al   m etal  g ate   w it h   w id t h   W   ( =1 0 0 m f o r   t h e   d ev ice .   A   3 n m   AlGaN   ca p   la y er   f o r m s   i n ter f ac b et w ee n   n - Al 0 . 3 Ga 0. 7 la y er   o f   1 8   n m   t h ic k n ess   t h at  is   f o llo w ed   b y   UI AlGaN   s p ac er   la y er   o f   3   n m   t h ic k n ess .   P u r p o s o f   in tr o d u ci n g   UI A l GaN   s p ac er   la y er   is   to   r ed u ce   io n ized   i m p u r it y   s ca tter in g .   A   2 μ m   t h ick   GaN   c h a n n el   la y er   is   u s ed   to   f o r m   h et e r o in ter f ac th at  cr ea te s   2 - DE co n d u ctiv c h an n el   in   th e   d ev ice.   Sap p h ir s u b s tr ate  is   u s ed   f o r   d ev ice  s tr u ct u r as  it   ca n   w ith s ta n d   h i g h er   o p er atin g   te m p er atu r e   as  a   p o w er   s w itc h i n g   d ev ice.             Fig u r 1 .   ( a)   C r o s s   s ec tio n al  s ch e m a tic  o f   e n h a n ce d   as y m m etr ic  DM Al 0. 3 Ga 0. 7 N/ GaN   H FET   ( b )   Sm all  s ig n al  eq u i v ale n t c ir cu it  m o d e l       2 . 2 .   Ana ly t ica S m a ll  S ig na C irc uit  M o de   D escript io n   Fig u r 1 ( b )   r ep r esen ts   s m al l   s ig n al  eq u iv a len cir cu it  m o d el  f o r   th p r o p o s ed   u n iq u d ev ice   s tr u ct u r e.   R g ,   R s   an d   R d   r ep r esen p ar asit ic  r esi s tan ce s   o f   g ate,   s o u r ce   an d   d r ain   r esp ec tiv el y .   L s ,   L d ,   L Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       TC A S imu la tio n s   a n d   S ma ll  S ig n a l Mo d elin g   o f D MG A lGa N /Ga N   HF E ( R a h is   K u ma r   Ya d a v )   1841   r ep r esen s o u r ce ,   d r ain   a n d   g ate  elec tr o d es  in d u cta n ce s   r esp ec t iv el y .   C pd,   C p g ,   a n d   C p gd,   r ep r esen d ev ic e   co n tact  p ad   ca p ac itan ce s   b et w ee n   d r ain - s o u r ce ,   g ate - s o u r c an d   g ate  d r ain   r esp ec ti v el y .   C pdi ,   C p g di ,   a n d   C p g i   ar in ter - elec tr o d es  ca p ac itan ce s   b et w ee n   d r ain - s o u r ce ,   g at e - d r ain   a n d   g ate - s o u r ce   r esp e ctiv el y .   R gs   a n d   R gd   r ep r esen i n p u a n d   o u tp u c h an n el  r e g io n   r esis tan ce s .   C ds ,   C gs ,   a n d   C gd ,   r ep r esen t   in t r in s ic  ca p ac ita n ce s   b et w ee n   d r ain - s o u r ce ,   g ate - s o u r ce   a n d   g ate - d r ain   r esp ec ti v el y .   g ds   a n d   g m   r ep r ese n ts   d r ain   co n d u cta n ce   a n d   tr an s co n d u ctan ce   o f   d e v ice.     T h g m V g i n   s m al l si g n al  m o d el   r ep r esen t c u r r e n g en er ato r   i n   th o u tp u t c ir cu it,   w h er V gs   r ep r esen t s   as   g a te  t o   s o u r ce   v o ltag e   w it h   a   p h ase   s h if o f   e - τ .   S y m b o ( τ )   r ep r esen t s   tr a n s it   ti m e   th r o u g h   t h v elo cit y   s at u r ate d   r eg io n   o f   t h 2 DE G - ch a n n el.   T h ω   i s   an g u lar   f r eq u e n c y   ( r ad /s ec )   o f   t h ap p lied   R F si g n al  at  g a te  ter m in al  o f   d ev ice.     2 . 3 .   M e t ho d f o P a ra m et er   E x t r a ct io n   P ar am eter   ex tr ac tio n   is   p er f o r m ed   b y   u s i n g   d ir ec m et h o d   as  s u g g e s ted   b y   Min as ian   [ 2 5 ]   an d   later   m o d i f ied   b y   Da m b r i n et  al   [ 1 8 ]   an d   B er r o th   an d   B o s ch   [ 2 6 ] .   I n itiall y   S - p ar a m e ter   ex tr a ctio n   is   ca r r ied   o u f o r   s h u n e x tr in s ic  ele m en t s   o f   d ev ice  u n d er   p in c h   o f f   m o d o f   b iasi n g   k ee p in g   f r eq u en c y   w it h   i n   5 GHz   r an g e   th r a f ter   f o r   s er ies  ele m e n ts   at  h i g h er   f r eq u e n c y   r an g e .   T h ese  m ea s u r ed   S - p ar a m eter s   ar th e n   s u cc e s s i v el y   tr a n s f o r m ed   in to   Y - p ar a m eter s   an d   th e n   in   to   Z - p ar a m eter s   i n   o r d er   to   o b ta in   v al u es  o f   all  th e   s h u n t   an d   s er ies   p ar asit ic   ele m en ts .   Ag ai n   a f ter   d e - e m b ed d in g   o f   all  t h p ar asit ic  ele m en ts ,   t h i n tr i n s ic  Y - p ar am eter s   ar o b tain ed .   A t h e n d   in tr i n s ic  ele m e n ts   ar d er iv ed   b y   s ep ar ati n g   r ea l   an d   i m a g in ar y   p ar ts   o f   in tr i n s ic  Y - p ar a m eter s .         2 . 4 .   E x t ri ns ic  P a ra m et er s   E x t ra ct io n a nd   Ana ly t ica l Ex pre s s i o ns   T h ex tr in s ic  ca p ac iti v ele m en ts   ar e x tr ac ted   f r o m   i m ag in ar y   Y - p ar a m eter s   u n d er   p in ch - o f f   co n d itio n   (V gs   <   V p inch - off   a n d   V ds =0 V) .   No w   t h eq u i v ale n v o ltag co n tr o lled   cu r r en s o u r ce   f o r m i n g   i n tr i n s ic   p ar o f   d ev ice  is   d is ab led .   I n   ca s o f   lo w   f r eq u e n c y   i n p u i n   th r a n g o f   5   GH z,   t h w h o le  cir cu it  ca n   b tr ea ted   as  ca p ac iti v n e t w o r k   as   s h o w n   in   Fi g u r 2 ( a) F o llo w i n g   E q u at io n s   ca n   ap p r o p r iatel y   d escr ib t h e   r elatio n s h ip   b et w ee n   ex tr i n s i ca p ac itan ce s   an d   i m a g i n ar y   p ar ts   o f   t h Y - p ar a m e ter s   u n d er   p in ch ed   o f f   co n d itio n :         11 Im p g g s i g s p g d p g d i p g d Y j C C C C C C           ( 1 )     1 2 2 1 I m I m ( ) g d p g d i p g d Y Y j C C C             ( 2 )     22 Im d s p p d d s i g d p g d i p g d Y j C C C C C C           ( 3 )       I n   Fi g u r 2 ( b )   i m ag in ar y   Y - p ar a m eter   cu r v es  w it h   i n   f r eq u e n c y   r a n g o f   5 GHz   ar s h o w n .   I is   clea r   th at  Y - p ar a m eter s   h a v s u f f ic ien li n ea r it y   at  lo w   f r eq u e n c y   r an g e   ( b elo w   5 GHz ) .   T h er ef o r e,   th p ar asit ic   ca p ac itan ce s   ca n   b s a f el y   ex t r ac ted   f r o m   t h s lo p   o f   i m a g in ar y   Y - p ar a m e ter   cu r v e s .       Her e,   C g sp ,   C g dp   an d   C dsp   p r o v id in tr i n s ic  s u b s tit u te  o f   p i n ch ed   o f   co ld   FET   p ar o f   cir cu it.  A s s u m p tio n   i s   m ad as   [ 2 7 ]     12 d s p p d CC                   ( 4 )     Du to   as y m m etr ic  d ev ice  s tr u ctu r r atio   o f   g ate - d r ain   s p ac in g   w it h   t h at  o f   g ate - s o u r ce   s p ac in g   is   1 . 5 .   So   t h e   r elatio n s h ip   o f   its   ca p ac ita n ce   ca n   b ex p r ess ed   as     1 . 5 g s p g d p CC                   ( 5 )     Sin ce   s ize  an d   s h ap o f   all  p ad s   ar s a m s o   t h ese  ca p ac ita n c es c an   b tr ea ted   as e q u al  in   v alu as     p g p d p g d C C C                    ( 6 )     C o n s id er in g   d e v ice  s tr u ctu r C dsi   is   lar g er   th a n   p ad   ca p ac itan ce s .   An   ass u m p tio n   i s   m ad h er as     g d p g d i CC                   ( 7 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   4 A u g u s 2 0 1 7     1 8 3 9     1 8 4 9   1842   Un d er   h ig h   f r eq u e n c y   s m all   i n p u t   s i g n al  w i th   g a te  f o r w ar d   b iased   ( V gs 0 )   d r ain   at  ze r o   p o ten tial   (V ds =0 V) ,   s m all  s i g n al  eq u i v a le n cir cu i is   r ed u ce d   as  in   Fi g u r 3 ( a) .   I n   th is   co n d it io n   g a te  leak ag c u r r en t   (I g )   f lo w s   an d   i n ter n al  d e v ic ca p ac itan ce s   ar s h u n ted   w it h   co n d u cta n ce   o p en   cir cu ited .   Sin ce   all  i n ter   elec tr o d es  ca p ac itan ce s   ar in s id o f   p ar asit ic  r esis tan ce   s o   n o   ap p r o x i m atio n   n ee d ed   b y   k ee p in g   p r ec is io n   o f   co m p ac t   m o d el  a s   i n tact.   A t   t h is   s p ec i f ic  b i as  p o i n t,  t h f o l lo w i n g   s i m p li f ied   E q u at io n s   o f   Z - p ar a m eter s   ar v alid :     11 11 1 c s g s g g g f s f R KT Z R R j L L r q I j C j C              ( 8 )         1 2 2 1 1 c ss sf R Z Z R j L r j C             ( 9 )         22 11 s d c s d d f s f Z R R R j L L j C j C            ( 10 )           Fig u r 2 .   ( a)   R ed u ce d   e q u iv al en t c ir cu i t u n d er   lo w   f r eq u en c y   co ld   FET   p in ch o f f   co n d itio n   ( b )   I m ag i n ar y   Y - p ar am eter s   v er s u s   f r eq u e n c y   p lo t       I n   t h ab o v e x p r ess io n s ,   Rc r ep r esen ts   c h a n n el   r esis ta n ce   a n d   r   r ep r esen ts   r atio   o f   c h an n el   r esis ta n ce   b et w ee n   g ate  to   d r ain   an d   g ate  to   s o u r ce   i.e   ( r =R cg d R c g s ) .   A s   p er   o u r   p r o p o s ed   as y m m etr ic  d ev ice  s tr u ct u r v al u o f   r   is   1 . 5   co n s id er in g   s o u r ce   an d   d r ain   s ep ar atio n   f r o m   g ate.   C df ,   C gf   an d   C sf ,   r ep r esen f r in g i n g   ca p ac ita n ce s   r es u lti n g   at  d r ain ,   g ate  an d   s o u r ce   te r m in a ls   r esp ec tiv e l y   i n   co ld   FET   h ig h   f r eq u e n c y   eq u iv ale n t   cir cu it .   A ls o   k T /q I g   i n   E q u atio n   ( 8 )   g i v es   th e   d if f er en tia r esi s ta n ce   o f   t h Sc h o ttk y   d io d e.   I n   t h i s   ex p r ess io n ,   a n d   T   r ep r esen id ea lit y   f ac to r   o f   d io d e,   B o ltzm a n n   co n s tan t   an d   ab s o lu te  a m b ien t   te m p er atu r r esp ec tiv el y .   No w   b y   tr an s f o r m in g   Y - p ar a m e ter s   in   to   Z - p ar a m e ter s ,   R g ,   R s   a n d   R d   ca n   b e   ex tr ac ted   f r o m   th R ( Z ij )   cu r v es.   B y   m u ltip l y in g   ω   b y   i m a g i n ar y   p ar ts   o f   i m p ed an ce s ,   f o llo w in g   ex p r ess io n s   ar o b tain ed     2 11 11 I m ( )     ( ) sg g f s f Z L L CC              ( 11 )     2 12 1 I m ( )     s sf ZL C               ( 12 )       2 22 11 I m ( ) ( ) sd d f s f Z L L CC              ( 13 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       TC A S imu la tio n s   a n d   S ma ll  S ig n a l Mo d elin g   o f D MG A lGa N /Ga N   HF E ( R a h is   K u ma r   Ya d a v )   1843   T h ω I m ( Z ij )   v er s u s   ω p lo i s   s h o w n   i n   Fig u r 3 ( b ) Slo p   o f   t h e s c u r v e s   c a n   b u s ed   to   ex tr ac t   v alu e s   o f   L g ,   L d   a n d   L s   r es p ec tiv el y .   T h i m ag in ar y   p a r o f   t h Z - p ar a m eter s   i n cr e ases   l in ea r l y   w i th   f r eq u en c y   b u r ea p ar is   in d ep en d en f r o m   f r eq u e n c y   v ar i atio n s .   T h v alu e   o f   R c   i s   d et er m in ed   b y   f o r m i n g   f o llo w in g   E q u atio n s   b y   u s in g   p in ch   o f f   Z - p ar a m eter s   as  f o ll o w s     2 2 - R e ( ) p i n c h o f f s d Z R R                  ( 14 )     A lso ,   f ro m   E q u a ti o n   ( 10 )   it   is  n o t e d   th a t     22 R e ( ) c d c Z R R R                 ( 15 )     2 2 2 2 - R e ( ) R e ( ) c p i n c h o f f R Z Z                ( 16 )     2 . 5 .   I ntr ins ic  P a ra m et er s   E x t ra c t io n a nd   Ana ly t ica l E x pre s s i o ns   T h in tr in s ic  p ar t o f   th e   d ev ic ca n   b d escr ib ed   b y   th f o llo w i n g   Y - p ar a m et er s :     2 2 2 2 1 1 i n t g s g s g d g d g s g d C R C R C C Yj               ( 17 )     22 1 2 i n t g d g d g d C R C Yj                ( 18 )     22 2 1 i n t g d g d g d j m C R C Y g e j               ( 19 )     22 2 2 i n t g d g d g d d s d s C R C Y g j C                 ( 20 )     w h er e     2 1 u                    ( 21 )     g s g s u C R                   ( 22 )     2 1 v                    ( 23 )     g d g d v C R                   ( 24 )     T h er ef o r e,   th v alu e   o f   i n d iv id u al   i n tr in s ic  p ar a m eter   ca n   b d er iv ed   f r o m   E q u atio n s   ( 17 )   to   ( 20 )   b y   s ep ar atin g   r ea l a n d   i m a g i n ar y   p ar ts   o f   Y 11int ,   Y 12int , Y 21int   a n d   Y 22int   an d   u s in g   f o llo w in g   ex p r ess io n s       2 1 2 i n t I m ( ) ( 1 ) gd Y Cv                 ( 25 )     gd 2 1 2 i n t R= ( 1 + v ) I m v Y                 ( 26 )     1 1 i n t 1 2 i n t 2 I m I m ( 1 ) gs YY Cu                ( 27 )     1 1 i n t 1 2 i n t 2 Im 1 gs u R Y Y u                ( 28 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   4 A u g u s 2 0 1 7     1 8 3 9     1 8 4 9   1844   2 1i n t 1 2 i n t m g Y Y                  ( 29 )     2 1 i n t 1 2 i n t 2 1 i n t 1 2 i n t Im 1 a r c t a n Re YY YY                  ( 30 )     2 2 i n t 1 2 i n t Im ds YY C                 ( 31 )     2 2 i n t 1 2 i n t Re ds g Y Y                  ( 32 )              Fig u r 3 .   ( a)   R ed u ce d   co ld   FE T   h ig h   f r eq u en c y   eq u i v ale n t c i r cu it  u n d er   f o r w ar d   g a te  b ias ( V gs >0 )   ( b )   ωIm   (Z ij v er s u s   ω 2   p lo t       E x tr in s ic  p ar a m e ter s   as   lis ted   in   T ab le  1 ,   ar ex tr ac ted   f o r   1 x 1 0 0 µm 2   g ate   s ize  d e v ice  a a m b ie n t   te m p er atu r ( T )   =3 0 5 K.   T h e   ca p ac itan ce s   ar e x tr ac ted   f o r   f L =0   to   5 GHz ,   V gs - 8 V,   V ds =0 V.   Fo r   s er ies   in d u cta n ce s   a n d   r esis tan ce s ,   f H =5   to   2 0 0 GHz ,   V gs   - 3 V,   V ds =0 is   ap p lied .   I n tr in s ic  p ar a m eter s   a s   lis ted   i n   T ab le  2 ,   ar ex tr ac ted   f r o m   S - p ar a m ete r s   m ea s u r ed   at  Vd s =1 0 an d   Vg s - 1 V,   T =3 0 5 K,   f H =5   to   2 0 0   GHz .   T h ese  p ar am eter s   ar also   v ali d ated   w ith   r ec e n tl y   r ep o r ted   r e s u lt s   [ 2 8 ]   [ 2 9 ] .       T ab le  1 .   E x tr ac ted   ex tr in s ic   p ar a m eter s   o f   s m al l si g n al  cir c u i m o d el   Ex t r i n s i c   P a r a me t e r s   L g   L s   L d   R g   R d   R s   C pg   C pd   C pgd   C ds i   C gs i   C gdi   V a l u e   4 2 . 4 p H   0 . 6 p H   5 2 . 5 p H   6 . 5 Ω   1 1 . 2 Ω   4 . 2 Ω   1 8 f F   2 3 f F   1 3 f F   1 8 f F   1 8 f F   5 f F       T ab le  2 .   E x tr ac ted   in tr in s ic  p a r a m eter s   o f   s m al l si g n al  cir c u i m o d el   I n t r i n si c   P a r a me t e r   C gd   C gs   C ds   R gd   R gs   g ds   g m   τ   V a l u e   2 . 2 2 f F   1 . 2 3 f F   2 . 1 2 f F   1 . 8 K Ω   3 . 1 Ω   5 0 0 mS / mm   8 0 0 mS / mm   0 . 9 1 p S       2 . 6 .   Cha ra ct er iza t io n a nd   M o del lin g   o f   M icro w a v F ig ures o f   M er it s   Mic r o w a v p er f o r m a n ce   o f   d ev ice  w a s   ch ar ac ter ized   u s i n g   Ag ile n T ec h n o lo g ies  N5 2 3 0 A   n et w o r k   an al y ze r .   T h s y s te m   ca lib r atio n   en s u r ed   w i th   s h o r t - o p en   l o ad - th r o u g h   ca lib r atio n   s tan d a r d .   Fig u r 4   s h o ws   b lo ck   d iag r a m   f o r   e x tr ac tio n   o f   S - p ar a m eter s   b y   u s i n g   t w o   p o r m a tch i n g   lo s s les s   o u tp u t   an d   i n p u n et w o r k .   C ir cu it   s h o w s   E s ,   Z s   a n d   Z L   as   ex citatio n   s o u r ce ,   s o u r ce   i m p ed an ce   an d   lo ad   i m p ed an ce s   r esp ec tiv el y .   P ,   P A P L   an d   P a v o   r ep r esen in p u p o w er ,   av ai lab le  in p u p o w er ,   p o w er   d eliv er ed   to   lo ad   an d   av ailab l p o w er   at   o u tp u t r esp ec ti v el y .     P ap er   m o d els f o llo w i n g   f i g u r e   o f   m er its   f o r   p r o p o s ed   u n iq u d ev ice   P   T r an s d u ce r   p o w er   g a in   ( G TP )       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       TC A S imu la tio n s   a n d   S ma ll  S ig n a l Mo d elin g   o f D MG A lGa N /Ga N   HF E ( R a h is   K u ma r   Ya d a v )   1845   L TP A P G P                   ( 33 )     Fo r   S 12 =0   v alu e s   u n ilater al  tr a n s d u ce r   p o w er   g ai n   ( G UTP )   is   o b tain ed   as     12 0 L U TP AS P G P                   ( 34 )     Av ailab le  p o w er   g ain   ( G AP     a v o AP A P G P                   ( 35 )       Sin ce   P avo   P A ,   th u s   p o w er   g ai n   G A ≥G TP   Ma x i m u m   a v ailab le  g ai n   ( G MA X )   o cc u r s   f o r   th s i m u lta n eo u s   co n j u g ate  m atc h   at  th e   in p u an d   o u tp u t p o r t if   th tr a n s i s to r   is   u n co n d itio n all y   s tab le  i.e .   ( k >1 )   an d   g iv e n   as      21 2 12 1 M A X S G k k S                 ( 36 )     W h er k   r ep r esen ts   s tab ilit y   f a cto r   o f   d ev ice  an d   o b tain ed   as      2 2 2 1 1 2 2 2 1 1 2 1 1 2 2 1 2 2 1 1 2 S S S S S S k SS             ( 37 )     Ma x i m u m   s tab le  g ain   ( G MS )   o cc u r s   w h e n   t h t w o   p o r t a r r esis ti v el y   lo ad ed   till   s tab il it y   f a cto r   b ec o m es   u n it y   i.e .   ( k   1 ) ,   G MA X   o f   th t w o   p o r t o f   E q u atio n   ( 36 )   b ec o m e s   m ax i m u m   s tab le  g ai n   an d   o b tain ed   as       21 12 MS S G S                   ( 38 )     Ma x i m u m   u n ilater al  tr an s d u c er   p o w er   g ai n   ( G UTPM )   is   o b ta in ed   w h e n   th tr a n s i s to r   b ec o m es  u n co n d itio n all y   s tab le  an d   o b tain ed   as       2 21 22 1 1 2 2 1 - 1 - U T P M S G SS               ( 39 )     Ma x i m u m   u n ilater al  p o w er   g a in   ( G UPM )   is   lar g est  g ain   a n d   o b tain ed   as     2 21 12 2 1 2 1 1 2 1 2 1 1 2 Re U P M S S G SS k SS                    ( 40 )     C u r r en t g a in |H 21 is   i m p o r tan an d   u s ed   to   o b tain   cu t o f f   f r eq u en c y   o f   d ev ice        12 21 1 1 2 2 1 2 2 1 2 ( 1 ) ( 1 ) S H S S S S               ( 41 )     C u t   o f f   f r eq u en c y   ( f t )   f o r   D C DM A lGaN  HE MT   at  w h ic h   s h o r cir cu it   cu r r en g ai n   r o l ls   o f f   to   0   d B   ca n   b o b tain ed   as      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   4 A u g u s 2 0 1 7     1 8 3 9     1 8 4 9   1846   2 ( ) [ 1 ] ( ) m t g s g d s d d s g d m s d g f C C R R g C g R R           ( 42 )     Ma x i m u m   o s cillatio n   f r eq u e n c y   ( f max )   ca n   b d eter m i n ed   b y   u s i n g   in tr in s ic  a n d   ex tr i n s ic  co m p o n e n t s   o f   d ev ice  as      m a x 2 ( ( ) 2 ) t g s g s d s t g d g f f R R R g f C R             ( 43 )           Fig u r 4 .   B lo ck   d iag r a m   o f   m atch i n g   i m p ed an ce   n et w o r k   f o r   s - p ar a m eter s   m ea s u r e m en t       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O NS   W u s ed   MA T L A B   an d   Sil v ac o   T C A I SE  [ 1 3 ]   as  m o d eli n g   an d   d ev ice  s i m u l atio n   to o ls   r esp ec tiv el y   f o r   o u r   r esear c h   w o r k .   GaN   m ater ial   b ased   d ev ice  m o d els   ( p r in t   s r h ,   alb r ct. n )   an d   p o lar izatio n   b ased   m o d els  ar ap p lied   f o r   co n s id er in g   p iezo elec tr ic  an d   s p o n tan eo u s   p o lar izati o n   ef f ec ts   at  t h e   h eter o in ter f ac o f   th GaN   d ev ice  s tr u ctu r a s   d escr ib e d   in   A T L A S   u s er   m a n u al  o f   Si v ac o   T C A D .     F ig u r 5 ( a)   s h o w s   co m p ar is o n   o f   s i m u lated   [ 1 3 ]   an d   e x p er im en tal  [ 3 0 ]   o u tp u c u r r en t   v o l tag c h ar ac ter is tic s   o f   d ev ice  f o r   v ar io u s   g ate - to - s o u r ce   v o ltag e s   ( V gs ) .   Fi g u r 5 ( b )   s h o w s   co m p ar i s o n   o f   s i m u lated   a n ex p er i m e n tal   [ 3 0 ]   in p u ch ar a cter is tics   o f   D MG   A lGaN/ Ga HFET .   I is   ev id en f r o m   g r ap h   th a g ate  h as   ef f ec tiv co n tr o l o n   d r ain   cu r r en t in   DE   m o d o f   o p er atio n .   T h d ev ice  s tab ilit y   a n al y s is   h as  b ee n   d o n w it h   t h h elp   o f   S m it h   p lo ts .   Fi g u r 6 ( a)   s h o w s   m o d el  an d   m ea s u r ed   s - p ar a m eter s   [ 2 9 ] Sm it h   p lo ts   an al y s i s   r ev ea l s   th at  p r o p o s ed   d ev ice  ca p ac itan ce   in cr ea s e s   w ith   f r eq u en c y .   A th lo w es in p u f r eq u e n c y   t h in p u r ef lect io n   co ef f ic ien t ,   i.e . S 11 =+1 ,   r ep r esen ts   m ax i m u m   r ef lectio n   an d   o p en   cir cu it.  W ith   th r is in   f r eq u en c y   th in p u r ef lectio n   co ef f ic ie n m o v es  to w ar d s   clo ck w is d ir ec tio n   in   t h cir cle  o f   ca p ac itan ce   a n d   ap p r o a ch es  to   t h m a tch i n g   p o in at  S 11 =0 .   Si n ce ,   at  t h e   m atc h in g   p o in n o   r ef lectio n s   w o u ld   o cc u r   b ec au s o f   t h i m p ed an ce   m atc h i n g   an d   th is   co n f ir m s   g o o d   p er f o r m a n ce   o f   d ev ice  at  h i g h er   f r eq u e n c y   r an g e.   Si m ilar i l y   o u tp u r ef lectio n   co ef f icie n S2 2   m o v es  f r o m   m ax i m u m   r e f lectio n   to   m i n i m u m   r ef lectio n   to w ar d s   m atch i n g   p o in in   th e   cir cle  o f   ca p ac i tan ce s .   Gr ap h s   also   d ep icts   th at  w it h   r is i n   f r e q u en c y ,   b o t h   th tr a n s m is s io n   co ef f icie n ts   ( S 21 )   an d   ( S 12 )   m o v to w ar d s   clo ck w is d ir ec tio n   in   t h cir cle  o f   in d u cta n ce s   as s u r i n g   g o o d   p er f o r m an ce   o f   d ev ice  at  m i cr o w av f r eq u en c y   r an g e .           Fig u r 5 .   ( a)   Ou tp u t c u r r en v o ltag ( I d - V ds )   ch ar ac ter i s tics   s i m u lated   ( d ash ed   lin e s   w it h   s y m b o l s ex p er i m e n tal  ( s o lid   lin e s   s y m b o ls )   ( b )   T r an s f er   ( I d - V gs )   c h ar ac ter is tics   c u r v e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       TC A S imu la tio n s   a n d   S ma ll  S ig n a l Mo d elin g   o f D MG A lGa N /Ga N   HF E ( R a h is   K u ma r   Ya d a v )   1847   T h d ev ice  s i m u latio n   a n d   m e asu r ed   g ai n s   [ 1 9 ] ,   [ 3 0 ]   ar p lo tted   as  f u n ctio n   o f   f r eq u e n c y   at  g ate  b ias  o f   V gs = - 1 i n   Fi g u r e   6 ( b ) .   On   co m p ar i s o n   th e   r es u lt s   a n d   f o u n d   to   b w i th i n   clo s co n f o r m i t y   t h u s   v alid ati n g   d ev ice  p er f o r m a n c in   m icr o w a v f r eq u en c y   r a n g e.   Gr a p h   clea r l y   d e m o n s tr ates  th at  th g ain s   d ec r ea s w it h   th r is i n   f r eq u en c y   a n d   th cu t - o f f   f r eq u en c y   ( f t )   o cc u r s   at  6 8   GHz   an d   m ax i m u m   o s cilla tio n   (f m ax )   o cc u r s   at  1 7 8 GHz .   I n   Fig u r 7 ( a) ,   th v ar iatio n   o f   ca p ac itan ce s   i.e .   C gd ,   C gs ,   C gg   an d   C ds   ar e   d em o n s t r ated   w it h   t h r is i n   f r eq u en c y .   I clea l y   s h o w n   t h at   ca p ac itan ce   v al u es  r e m ai n   al m o s co n s ta n u p   to   2 0 0 GHz   f r eq u en c y   r a n g e   t h at  is   co v er in g   m a x i m u m   o s cillatio n   f r eq u e n c y   o f   d ev ice.   Fi g u r 7 ( b )   d em o n s tr ate s   th s i m u lated   an d   ex p er im e n tal  v ar iatio n   o f   cu t o f f   f r eq u en c y   w it h   V gs   at  th V ds = 2 4   V.   Fig u r 8   s h o w s   v ar iatio n   o f   s i m u lated   an d   ex p er i m en ta tr an s co n d u ctan ce   w it h   V gs .   C o m p ar is o n   o f   s i m u latio n   an d   ex p er i m e n tal  r es u lts   [ 3 0 ]    v ali d ate  d ev ice  s u itab ili t y   f o r   m icr o w a v r an g o f   f r eq u e n c y .            Fig u r 6 S - p ar a m eter s   ( S1 1 ,   S1 2 ,   S2 1   an d   S2 2 )   p lo o n   s m i th   ch ar t,  s i m u lated   ( d ash ed   b l u lin e s )   m ea s u r ed   ( s o lid   r ed   lin es)  at  b ias V ds = 24 an d   V gs - 1V ,   f r eq u e n c y   f s ta rt =1 GHz   an d   f stop =2 0 0   GHz   ( b )   G ain s   v er s u s   f r eq u en c y   p lo t f o r   V ds =2 4 an d   V gs - 1V .         Fig u r 7   ( a)   C ap ac itan ce s   v er s u s   f r eq u en c y   p lo m o d el  ( d ash ed   lin es  w it h   cir cles)   s i m u latio n   ( s o lid   lin e s   w it h   d ia m o n d s )   at  V ds =5 an d   V gs - 1V   ( b )   C u to f f   f r eq u en c y   v e r s u s   V gs   p lo t,  s i m u latio n   ( s o lid   lin w it h   d ia m o n d s ex p er i m en tal   ( d ash ed   lin w ith   cir cle s )   at  V ds =5 V         Fig u r 8   T r an s co n d u ctan ce   ( g m v er s u s   g ate  to   s o u r ce   v o ltag ( V gs )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   4 A u g u s 2 0 1 7     1 8 3 9     1 8 4 9   1848   4.   CO NCLU SI O N     Fin all y   i ca n   b co n clu d ed   t h at  th e x tr ac ted   s m all  s i g n al   m o d el  p ar am eter s   o f   d u al  m ater ial  g ate  Al 0. 3 Ga 0. 7 /GaN  HFET   s tr u ctu r ar ac c u r ate  a n d   p r ed ict  p r o p o s ed   d ev ice  s u i tab ilit y   f o r   L N th at   ca n   o p er ate  in   m icr o w a v r an g o f   f r eq u e n cies.  De v ice  s tr u ctu r i s   s i m u lated   f o r   an al y s i s   o f   tr an s f er   ch ar ac ter is tic s ,   o u tp u c u r r en t   v o ltag c h ar ac ter is t ics  a n d   m icr o w av f i g u r o f   m er its .   S i m u lated   r esu l ts   ar e   co m p ar ed   w it h   e x p er i m e n tal  d ata  to   an al y ze   d ev ice   p er f o r m an ce   an d   b eh a v io r   u n d er   d b iasi n g .   W o b tain ed   m ax i m u m   o s cillatio n   f r eq u e n c y   ( f m ax )   o f   1 7 8   GHz   an d   cu t - o f f   f r eq u en c y   ( f t )   o f   6 8   GHz   as  en h a n ce d   d ev ice   f ea t u r es I m p o r ta n f i g u r e   o f   m er its   an a l y s ed   a n d   r ep o r ted   in   t h ar t icle  i n cl u d c u r r en g ain   | H 21 |,   tr a n s d u ce r   p o w er   g ai n   ( G TP ) ,   u n ilater al  tr a n s d u ce r   p o w er   g ain   ( G UTP ) ,   m ax i m u m   s tab le  g ain   ( G MS ),   m ax i m u m   a v ailab le   g ain   ( G M A X ) ,   tr a n s co n d u ctan c ( g m ) ,   d r ain   co n d u cta n ce   ( g d s ),   s ter n   s tab ilit y   f ac to r   ( k ) ,   a v ailab le  p o w er   g ain   (G AP )   a n d   ti m d ela y   ( τ )   to   ass es s   m icr o w av p er f o r m a n ce   o f   p r o p o s ed   d ev ice .   E x tr a cted   p ar am eter s   ar v alid ated   f o r   co n s i s ten c y   a n d   ac cu r ac y   w it h   e x p er i m e n tal  r esu lt s   an d   f o u n d   to   b in   clo s co n f o r m i t y .         RE F E R E NC E S   [1 ]   T .   R.   L e n k a ,   A .   K.  P a n d a ,   A lG a N/ G a N - b a se d   HEM T   o n   S iC   S u b stra te  f o M icro w a v e   C h a ra c teristics   u si n g   d if fe re n P a ss iv a ti o n   L a y e rs Pra ma n a .   2 0 1 2 ;   7 9 1 5 1 - 1 6 3 .     [2 ]   R.   K .   Ya d a v ,   P .   P a t h a k ,   R.   M .   M e h ra ,   IV  Ch a ra c teristics   a n d   T ra n sc o n d u c tan c e   M o d e li n g   f o Du a Ch a n n e l   A l g a n /Ga n   M o d f e ts ,   IJRET . 2 0 1 5 ;   4:   4 3 0 - 4 3 6 .     [3 ]   O.  Ue d a ,   S .   J. P e a rt o n ,   M a teria ls  a n d   Re li a b i li ty   Ha n d b o o k   f o S e m ico n d u c to O p ti c a a n d   El e c tro n   De v ice s.  S p rin g e r - V e rlag ,   Ne w   Yo rk ,   2 0 1 3 .     [4 ]   J.  W .   Ch u n g ,   W .   E.   Ho k e ,   E.   M .   Ch u m b e s,  T .   P a lac io s,  A lGa N/Ga HEM W it h   3 0 0 - G Hz ,   IEE El e c tro n   De v ice   L e tt e rs 2 0 1 0   M a r;  3 1 : 1 9 5 - 1 9 7 .       [5 ]   H.  K.  Ju n g ,   P ro jec ted   Ra n g e   De p e n d e n T u n n e li n g   Cu r re n o f   A s y m m e tri c   Do u b le  G a te  M OSF ET ,   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o El e c trica a n d   C o mp u t e r E n g i n e e rin g 2 0 1 6 6 :1 1 3 .     [6 ]   M .   A .   Ri y a d i,   I.   D.  S u k a w a ti ,   T .   P ra k o so ,   D.  Da rjat,   In f lu e n c e   o Ga te  M a teria l   a n d   P r o c e ss   o n   Ju n c ti o n les F E S u b t h re sh o ld   P e rf o rm a n c e ”,   In ter n a ti o n a J o u rn a o El e c trica l   a n d   Co m p u ter   E n g i n e e rin g ,   2 0 1 6 6 8 9 5 .     [7 ]   W .   L o n g ,   H.  Ou ,   J.  M .   Ku o ,   K.   K.  Ch in ,   Du a l - M a teria g a te  (DMG F ield   Ef fe c T r a n sisto r” ,   IE EE   T ra n sa c ti o n s   o n   E lec tro n   De v ice s ,   1 9 9 9   M a y 4 6 8 6 5 - 87 0 .     [8 ]   A .   J a rn d a l,   M e a su re me n ts  Un c e rta in ty  a n d   M o d e li n g   Relia b il it y   o Ga HEM T s” ,   in   P r o c e e d in g   o f   IEE In ter n a ti o n a C o n f e re n c e   o n   M o d e li n g ,   2 0 1 3 .     [9 ]   G .   L .   Bil b ro ,   R.   J.  T re w ,   A   F iv e - P a ra m e ter  M o d e o f   th e   A l Ga N/Ga HFE T ,   IEE T ra n sa c ti o n o n   El e c tro n   De v ice s A p 2 0 1 5 ;   6 2 :1 1 5 7 - 1 1 6 2 .     [1 0 ]   A .   v a n _ d e r_ Zi e l,   J.  W .   Ero ,   S m a ll - S ig n a h ig h   F re q u e n c y   T h e o ry   o f   F ield - Eff e c T r a n sisto rs” ,   IEE T ra n s .   El e c tro n   De v ice s ,   1 9 6 4 ; 1 1 : 1 2 8 .     [1 1 ]   S .   A ru lk u m a ra n ,   G .   I.   Ng ,   S .   V ick n e sh ,   H.  W a n g ,   K.  S .   A n g ,   J.  P .   Y.  T a n ,   V .   K.  L in ,   S .   T o d d ,   G . Q.  L o ,   S .   T rip a th y ,   Dire c Cu rre n a n d   M icro w a v e   C h a ra c teristics   o f   s Sb - m icro n   A l G a N/ G a h ig h - lec tro n - M o b il it y   T ra n sisto rs   o n   8 - in c h   S (1 1 1 ) S su b stra te” ,   J a p a n e se   J o u rn a o Ap p li e d   Ph y sic s ,   2 0 1 2 5 1 : 1 1 1 0 0 1 .     [1 2 ]   O.  Ha rti n ,   B.   G re e n ,   A l Ga N/ G a HE M T   T C A S i m u latio n   a n d   M o d e Ex trac ti o n   f o RF   A p p li c a ti o n s” ,   i n   2 0 1 0   IEE Bip o lar/BiCM O S   Circu it s   a n d   T e c h n o l o g y   M e e ti n g   (BCT M ),   2 0 1 0 .     [1 3 ]   S il v a c o   T C A d e v ice   si m u lato r,   AT LA S   u se m a n u a l,   De c b u il d   v e r. 3 . 2 0 . 2 . R,   S il v a c o   I n c .   4 7 0 1 ,   P a tri c k   He n e ry   Driv e ,   Bld g . 1 , S a n ta C lara ,   CA   9 5 0 5 4 .   2 0 1 0 .   [1 4 ]   A .   Z.   D.  Lan d a ,   J.  E.   Zu n ig a - Ju a re z ,   J.  A .   Re y n o so - He rn a n d e z ,   M .   C.   M a y a - S a n c h e z ,   E.   L .   P in e r,   K .   J.  L in th icu m ,   Ne a n d   b e tt e M e th o d   fo r   Extra c ti n g   th e   P a ra siti c   El e m e n ts  o On - W a fer   Ga T ra n sist o rs ,   in   P ro c .   IEE E/ M T T - In t.   M icro w a v e   S y m p .   2 0 0 7 .     [1 5 ]   R.   K ö p ,   H.  Ku n tm a n ,   B.   S .   Ya r m a n ,   On   Nu m e rica D e sig n   T e c h n iq u e   o f   W id e b a n d   M icro w a v e   Am p li f iers   b a se d   o n   G a N S m a ll - S ig n a De v i c e   M o d e l”,   A n a l o g   In te g ra ted   C irc u it s a n d   S ig n a Pro c e ss in g s ,   2 0 1 4   Oc t;   8 1 : 7 1 .     [1 6 ]   A .   J a r n d a l,   R.   Ess a a d a li ,   A .   B.   Ko u k i,   A   R e li a b le  M o d e P a ra m e ter  Ex tr a c ti o n   M e th o d   A p p li e d   to   A l G a N/ G a HEM T s” ,   I EE T ra n sa c ti o n o n   Co m p u ter - Ai d e d   De sig n   o I n teg ra ted   C irc u it a n d   S y ste ms ,   2 0 1 6   F e b 3 5 :     211 - 2 1 9 .     [1 7 ]   A .   Ja rn d a l,   Pa r a siti c   El e me n ts   E x tra c ti o n   o Al G a N/Ga HE M T o n   S iC  S u b stra te  u sin g   o n ly  p in c h - o ff   S - Pa ra me ter   M e a su re me n ts” ,   in   2 6 th   In tern a ti o n a Co n f e re n c e   o n   M icro e lec tro n ics   (ICM .   2 0 1 4 .     [1 8 ]   G .   Da m b rin e ,   A .   Ca p p y ,   F .   He li o d o re ,   E .   P lay e z ,   A   n e w   M e th o d   f o De term in in g   th e   F ET   S m a ll - si g n a Eq u iv a len t   Circu it ,   IEE E   T ra n s.  M icr o wa v e   T h e o ry   T e c h ,   1 9 8 8 3 6 : 1 1 5 1 .     [1 9 ]   G .   Cru p i,   A .   Ra ff o ,   D.  M ,   M . P .   S c h re u rs,  G .   A v o li o ,   V .   V a d a là,  S .   Di   F a lco ,   A .   Ca d d e m i,   G .   V a n n in i ,   A c c u ra te  G a HEM No n q u a si - S tatic  L a r g e - S ig n a M o d e In c lu d in g   Disp e rsiv e   E ff e c ts” ,   M ic ro wa v e   a n d   Op ti c a l   T e c h n o l o g y   L e tt e rs 2 0 1 1 ;5 3 :6 9 2 - 6 9 7 .     [2 0 ]   Y.  Jia ,   Y.  Xu ,   Y.   W u ,   R.   X u ,   J.   Zh o u ,   T .   Ch e n ,   B.   Zh a n g .   r o b u st   sm a ll - si g n a e q u iva len c ir c u it   mo d e f o Al Ga N/Ga N   HEM T u p   t o   1 1 0   G Hz ,   in   P r o c .   IEE M T T - S   In t .   M icro w a v e   W o rk sh o p   S e ries   A d v a n c e d   M a teria ls   a n d   P r o c e ss e s f o RF   a n d   T Hz   Ap p li c a ti o n s (IM W S - A M P ) .   2 0 1 6 .     [2 1 ]   A .   Ja rn d a l,   G .   Ko m p a .   A   n e w   s m a ll - sig n a m o d e li n g   a p p ro a c h   a p p li e d   to   G a d e v ice s ,   IEE T ra n M icr o w   T h e o ry   T e c h ,   2 0 0 5 5 3 (1 1 ): 3 4 4 0 - 8 .     [2 2 ]   Y.  L .   L a i,   K.  H.  Hs u .   A   n e w   p in c h   o f f   c o ld   F ET   m e th o d   to   d e t e r m in e   p a ra siti c   c a p a c it a n c e   o F E T   e q u iv a len t   c ircu it ,   IEE T ra n s M icr o T h e o ry   T e c h . 2 0 0 1 4 9 :   2 0 0 1 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.