はじめに
以前、秋月電子で200円で売られている高周波用のFET、NE76084(GaAs MESFET)をなんとなく40個購入した。18 GHzとかまでゲインが伸びていて、前からこれ使ってみたいなって思っていた。MESFET(metal-semiconductor field effect transistor)ってあまりなじみがないけど、ゲートをショットキー接合にしたFETで、動作的にはpn接合のJFETと同じなので使う分には難しくないと思う。データシートから、Sパラメータを取得できるので、今回は解析用に小信号モデルのパラメータ抽出をしてみた。
秋月電子のページ(NE76084)↓ akizukidenshi.com
チップの写真。マイクロXというパッケージで高周波用のトランジスタやアンプでたまに見かける。4本足だけど、そのうち2本はソース端子(写真では上下の2本)。
小信号モデル
FETの小信号モデルは下のを使うことにした。名前が「L~」と「Cp~」のパラメータは、パッケージの寄生成分(ボンディングワイヤとかそういうやつ)。真ん中のSRC1は電圧依存の電流ソース(voltage-controlled current source)で、gmは相互コンダクタンス、tauは遅延時間。データシートのSパラはS2Pファイルに書き直して、Qucsに読み込ませた。6~18 GHzでは上手くフィッティングできなかったので、6 GHz以下でパラメータを合わせ込んだ。
以下、シミュレーション結果とモデルパラメータ(一番下の表)を載せておく。結構あってると思う。
パラメータ | 値 | 単位 |
---|---|---|
Rg | 2.06 | Ω |
Rd | 33.0 | Ω |
Rs | 4.08 | Ω |
Rgs | 0.489 | Ω |
Rds | 151 | Ω |
Rgd | 829 | Ω |
Cgs | 282 | fF |
Cgd | 15.1 | fF |
Lg | 183 | pH |
Ld | 450 | pH |
Ls | 77.9 | pH |
Cpg | 143 | fF |
Cpd | 263 | fF |
Cpgd | 27.8 | fF |
Lpg | 215 | pH |
Lpd | 543 | pH |
gm | 52.2 | mS |
tau | 3.65 | ps |