随着通信设备、雷达等系统对器件大功率输出特性需求的逐步增加，第三代半导体材料应运而生。GaN作为第三代半导体材料中的代表材料，具有高电子迁移率、高击穿电场、高热导率等特性，相对于硅基或砷化镓等传统材料，基于GaN工艺所设计的功率器件在高效率大功率方面具有更广泛的应用前景[1]。准确的大信号模型对器件的电路设计具有重要意义，非线性电流-电压（I-V）模型作为器件大信号模型的核心，其模型参数的提取是器件大信号建模的基础。快速准确的参数提取方法不仅能够提高建模的效率，而且能够缩短电路设计的周期。针对器件物理基模型参数快速提取的方法，本文研究内容如下：　　1.基于表面势的GaN HEMT等效电路I-V模型参数提取方法研究　　基于GaN HEMT器件的表面势理论，首先推导出了可正确反映器件特性的非线性漏源电流Ids的表达式，利用器件的S参数实测数据，建立器件的小信号等效电路模型，继而提出了一种流程化的I-V模型参数提取方法。该方法的主要思想是将模型参数按照是否具有明确的物理意义先分类，再逐步提取；具体的参数提取过程通过编程实现，将提取结果与器件直流特性实测数据进行对比，得到所建立的I-V模型能够准确模拟出器件的直流特性。再建立器件的C-V模型，最后对器件大信号模型进行验证，证明该参数提取方法具有较高精度。　　2.基于区域划分的GaN HEMT大信号等效电路模型参数提取方法研究　　区域划分模型的优势在于漏源电流的表达式较为简单，模型参数少，且具有更高的仿真收敛性。基于分区模型理论，本文基于栅长0.25μm的GaN HEMT工艺线，建立了器件的物理基大信号模型，模型参数的提取通过编程实现。通过对比仿真实测结果，验证了模型的有效性。为了进一步验证模型的工程应用性，本文将该模型应用于一款X波段GaN MMIC功率放大器的电路分析中，利用该模型得到电路仿真结果与功率放大器的实测结果吻合度较高，说明该模型精度较高，可用于电路的设计与分析。