微波收发前端组件进一步小型化需求推动了射频微系统的发展。随着射频微系统集成度的进一步提高,亟需所需的射频芯片也能够和传统数字/模拟电路一样形成知识产权(Intellectual Property)核,从而能够快速、准确评估射频系统性能。射频芯片IP的协同设计可以大大缩短研发时间,并使快速升级迭代成为可能。由于射频系统电路种类繁多、工作频带广、加工工艺多,实现多功能、全频带、多工艺条件下的射频IP(Radio Frequency Intellectual Property)建核是难点。同时,随着射频系统对大功率的输出特性需求的增加,氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)等半导体材料已经在射频阵列中得到广泛应用。因而,针对GaN、GaAs工艺的射频芯片IP化建模技术研究对于射频系统的高效高水平研发具有重要意义。针对以上难点,本文的研究内容如下:1、毫米波GaAs功放芯片IP模型针对GaAs工艺29~39GHz的功率放大器芯片,建立了基于EEHEMT模型的功放IP模型。首先测试得到所用GaAs HEMT器件的直流IV特性、S参数以及大信号特性,依据测试得到的S参数,提取寄生参数与本征参数,从而建立了小信号等效电路模型,并在小信号等效电路模型的基础上,根据测试得到的大信号特性与直流IV特性,建立了经验基的EEHEMT模型,与功放芯片版图联合进行仿真,在29~39GHz内对输出功率和增益的预测精度大于90%。2、微波GaN功放芯片IP模型针对GaN工艺X波段功率放大器,测试得到所用GaN HEMT的直流IV、S参数以及大信号特性,依据分区模型理论,建立了准物理基的区域划分模型,并与功放芯片版图联合仿真,仿真结果与测试结果比较显示,在X波段内对功放输出功率和增益的预测精度均大于95%。3、毫米波GaAs开关芯片模型针对GaAs工艺PIN二极管开关建立了开关IP模型。首先测试得到所需要的PIN二极管的直流IV特性、S参数以及功率扫描特性,建立并联型的PIN二极管单元模型。针对基区的调制效应,从双极扩散方程出发,建立了I区域内电荷-电流关系,并通过pade近似的方法,采用集总电路等效的方法来表征,并通过受控源的方式将子网络关系反馈到主网络中。将并联的PIN二极管模型与开关芯片的版图联合进行仿真,对比了开关模型小信号仿真以及大信号仿真与实测的数据,验证了开关模型的准确性。