研究目的
研究基于砷化镓的低噪声放大器在电磁脉冲注入下的非线性与永久性退化。
研究成果
电磁脉冲会导致低噪声放大器出现非线性且永久性的性能退化，其特点是在初始阶段性能下降，随后随着注入功率的增加出现轻微恢复，这种表现取决于脉冲宽度、重复频率等脉冲特性。该现象归因于潜在故障缺陷和退火效应，模拟结果证实了热机制及阈值的存在。
研究不足
该研究聚焦于特定的砷化镓基低噪声放大器，其结论可能不适用于其他器件或材料；模拟条件存在局限性，且热积累阈值可能因不同设置而异。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用方波脉冲调制的正弦信号注入实验来模拟电磁脉冲效应，结合失效分析与混合模式仿真探究退化机理。
2：样品选择与数据来源：
使用L波段砷化镓基低噪声放大器，通过矢量网络分析仪等仪器测量其特性参数。
3：实验设备与材料清单：
包括脉冲发生器、功率放大器、环行器、定向耦合器、功率计、矢量网络分析仪及晶体管特性曲线追踪仪。
4：实验流程与操作步骤：
向低噪声放大器的射频输入端口注入不同功率水平、脉宽及占空比的电磁脉冲信号，实时监测并测量注入前后的响应、射频及直流特性。
5：数据分析方法：
通过数据分析观察退化趋势，采用光发射显微镜进行失效分析，并利用Sentaurus技术计算机辅助设计软件仿真热效应。
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pulse generator
Generates square pulse-modulated sinusoidal signals for EMP injection.
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power amplifier
Amplifies the generated signals to high-intensity power levels.
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circulator
Protects the power amplifier from reflected microwave pulses.
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directional coupler
Couples input and reflection microwave pulses for measurement.
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power meter
Measures the power of coupled microwave pulses.
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vector network analyzer
Monitors changes in the LNA's S parameters and characteristics.
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transistor characteristics curve tracer
Measures the gate voltage-drain current (G-D) I-V characteristics of HEMTs.
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photoemission microscopy system
PEM
Used for failure analysis to observe latent failure defects in the HEMT.
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Sentaurus Technology Computer-Aided Design software
Synopsys Inc.
Used for mixed-mode simulation to study EMP-induced thermal effects.
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