در این پروژه، مدل سازی تمام گسترده ترانزیستورهای گالیم آرسناید در فرکانس های بالا بررسی شده است. با استفاده از این روش و با فرض ترانزیستور به عنوان سه خط کوپل شده فعال، معادلات amtl و namtl بترتیب در رژیم خطی و غیرخطی استخراج شده اند. این معادلات در حوزه زمان با استفاده از روش عددی تفاضلات محدود در حوزه زمان حل و نتایج آنها با نتایج حاصل از روش شبه گسترده که توسط نرم افزار ads انجام شده، مقایسه شده است. در فرکانس های پایین نتایج حاصل از دو روش تطابق بسیار خوبی با یکدیگر دارند اما با افزایش فرکانس نتایج حاصل از دو روش متفاوت می باشد. در فرکانس های بالا مخصوصاً هنگامی که طول موج کاری قابل مقایسه با ابعاد ترانزیستور است روش شبه گسترده نمی تواند اثر انتشار موج در راستای الکترودهای ترانزیستور را بخوبی مدل سازی کند. در حالیکه روش تمام گسترده که در واقع تعمیم یافته روش شبه گسترده است در فرکانس های بالا این اثر را بخوبی مدل می کند. در ادامه معادلات amtl تلف دار با استفاده از روش مدل سازی تمام گسترده استخراج شده است. این معادلات توانایی مدل سازی اثر پوستی در الکترودهای ترانزیستور را دارا می باشد. نتایج حاصل از حل حوزه زمان این معادلات با نتایج حاصل از روش سنتی tdfd مقایسه شده و نتایج دارای تطابق خوبی می باشند. همچنین اثر گستردگی در الکترود سورس در رژیم خطی و غیرخطی و تاثیر آن بر رفتار الکتریکی قطعه در فرکانس های بالا تجزیه و تحلیل شده است. با استفاده از این نوع مدل سازی معادلات amtl وnamtl به یک ترانزیستور با حالت های مختلف محل تحریک و بارگذاری، اعمال شده و بهینه ترین ساختار با توجه به کاربرد مورد نظر استخراج شده است. در انتها یک سیگنال مدوله شده به ترانزیستور اعمال شده و خروجی آن با استفاده از روش عددی fdtd بدست آورده شده است.

در دهه اخیر، ساختار فراماده الکترومغناطیسی توجه زیادی را در فیزیک و جوامع مهندسی به خود جلب کرده است. فراماده ساختاری است الکترومغناطیسی با خصوصیات همگن ومصنوعی که دارای خواص غیر عادی می¬باشد. این ساختارضریب گذردهی الکتریکی منفی و ضریب نفوذپذیری مغناطیسی منفی دارد و تحت عنوان ساختار چپگرد شناخته می¬شود. ابعاد سلولی آنها از طول موج کوچکتر است. این ساختار در طبیعت یافت نمی شوند. انتشار امواج در این محیط به صورت رو به عقب می¬باشد. در این ساختار سرعت گروه(vg) و سرعت فاز (vp) در جهت مخالف یکدیگر هستند .ε وµ در این ساختار تابعی از فرکانس می¬باشند. ترکیب ساختار چپگرد و راستگرد ( که ɛ وµ مثبت دارند) (crlh)composit right/left handed نامیده می شود. دوگان خط انتقال crlh که dual- crlh نامیده می¬شود نیز یک ساختار فراماده می¬باشد. ساختار آن شامل ترکیب موازی سلف و خازن در شاخه سری و ترکیب سری سلف و خازن در شاخه موازی می¬باشد. dual- crlh در فرکانس¬های بالا چپ گرد و در فرکانس¬های پایین راستگرد می¬باشد. برای پیاده¬سازی dual- crlh از خازن¬های mim وخصوصیات سلفی خطوط انتقال استفاده شده است. خازن mim دارای دو زیرلایه وسه لایه فلزی می¬باشد. مزیت اصلی dual- crlh نسبت به crlh این است که پهنای باند عبور آن بیشتر است و به طور ذاتی دارای باند توقف می¬باشد. در این پژوهش از ساختار dual- crlh برای دو بانده کردن کوپلر¬های branch line استفاده شده است. این کوپلر در دو باند 606 مگاهرتز و4/762 گیگاهرتز طراحی شده است. این مشخصه کوپلر را قابل تنظیم با استانداردهای بین المللی می¬کند.