随着CMOS工艺进入10nm制程,摩尔定律能否维持下去一直备受争议。人们一直在探索新的材料,GaN作为第三代半导体材料,其宽禁带、高击穿电压、高电子迁移率的特性,一直备受青睐,可以应用在各个领域,如雷达、卫星和基站等。GaN器件虽然性能优越,但是其电气特性复杂,会降低电路的设计效率,无法充分发挥器件的性能。所以一个可以准确预测其输出电特性的大信号模型,对提高GaN器件设计效率至关重要。本文将对GaN器件建模中的I-V关系和陷阱效应等关键问题进行研究,通过理论分析并给出相应的测试验证结果。输出漏电流随栅电压、漏电压的变化(I-V)关系是器件建模中的关键问题。本文分析了I-V模型选择和建立的过程,同时通过分析各模型参数随外部偏置电压的变化关系,发现原有的Angelov模型不能很好的拟合测试数据。本文在原有的Angelov模型的基础上,修改其中φ、α、Vpkm等参数,提出了新的I-V函数关系,并通过测试结果验证其准确性。为了正确描述GaN器件的输出电流,对陷阱效应进行建模至关重要。现有的陷阱效应模型,常描述陷阱效应导致的部分电特性,对工作在RF信号下的器件,不能很好的拟合。本文详细的分析了陷阱效应的物理机制,其俘获、发射过程和外部偏置电压的关系,以及有陷阱效应导致的各种电特性。本文将陷阱效应分为栅延时和漏延时来处理。提出了用静态偏置依赖的方法来处理栅端延时,用漏延时子电路的方法处理漏端延时。其中,漏延时子电路可以完整的描述陷阱的俘获发射效应,更加接近器件的真实工作状态。测试和仿真结果验证了所提陷阱效应模型。