GaN HEMT器件表现出良好的微波功率特性,在高频及大功率领域有广阔的前景。但由于GaN HEMT存在电流崩塌及自热等效应,标准的FET模型并不能很准确的模拟GaN HEMT的各种特性,迫切需要建立一个精确的GaN HEMT模型。本论文正是针对上述问题,在深入分析GaN HEMT工作机理的基础上,建立了一个完整的等效电路宏模型,它由等效电路拓扑结构和电路元件参数提取两部分组成。根据GaN HEMT器件的特点,确定了等效电路拓扑结构。采用S参数测量法,对小信号等效电路模型参数进行了提取,建立了小信号等效电路模型。实验测试数据表明,GaN HEMT器件存在着极间寄生BARITT二极管,即势垒注入渡越时间二极管。对此二极管建立了等效电路模型;考虑到沟道长度调制、漏致势垒降低等效应,采用了FET三级模型来表征器件最基本的电压控制电流源特性;为保证模型精度和计算效率,采用了行为级模型来处理GaN HEMT固有的非线性电阻,从而对输出特性进行了修正,建立了完整的直流大信号等效电路模型。考虑了电流崩塌效应,用所建立的等效电路模型,对典型器件进行了模拟,仿真结果与实验数据基本符合。基于实验结果的分析表明,GaN HEMT器件在直流和高频下的电流崩塌的机理是不同的。直流大电压下的电流崩塌主要与缓冲层中的电子陷阱有关,随着漏极电压的增大,漏栅电场增大,使得沟道二维电子气中的电子能量增加,一部分电子被激发注入到GaN缓冲层,造成导电沟道的耗尽,导致漏极电流下降,发生电流崩塌;而高频下的电流崩塌主要与栅漏之间的表面态有关,表面态不断地充放电,在表面就形成了一个虚拟栅极,导致栅耗尽层扩展,降低了沟道内二维电子气的浓度,导致漏极电流的减小,发生电流崩塌。