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GaN半导体材料的禁带宽度为3.45eV,属于宽禁带半导体材料,另外GaN的电子饱和速度很高,同时其导热性能良好,这使得GaN材料在微波大功率应用领域具有很好的发展前景。目前利用GaN材料制作的AlGaN/GaN异质结HEMT器件是GaN基微电子器件的主要代表,在航空航天领域已得到广泛应用,在航空航天领域由于器件长期工作在极高温与极低温交替的环境中,那么器件在高低温条件下的特性都非常关键。目前国内外的大部分研究均是关于器件在高温条件下的可靠性,并且已经相对成熟,但是仅仅研究高温特性,对于工作在航空航天领域环境中的器件是不够的,低温特性的研究是很有必要的。本文以AlGaN/GaN HEMT器件在低温条件下的直流特性为研究对象,从实验及理论方面对器件的低温特性进行深入研究。本文首先测量HEMT器件在室温条件下的直流特性,确保所使用的器件在室温时具有良好的性能,然后在低温条件下对器件进行直流测试,通过室温与低温条件下器件直流特性曲线的对比,进而分析低温下器件性能及其出现机理。我们通过转移曲线观察肖特基栅特性,得出在低温条件下器件的跨导值增大,栅极电压能够更好地控制漏极输出电流。另外也分析了评估肖特基接触质量的肖特基势垒高度以及理想因子,与此同时我们提取了在不同栅压下栅反向泄漏电流随温度的变化值,观测到肖特基栅反向泄漏电流在低温条件下要大于室温条件下。这在一方面是由于肖特基势垒高度随着温度的降低有所降低,电子的隧穿几率增大,从而使得栅反向泄漏电流的增大；另外一方面制作器件的材料中存在的缺陷,在低温条件下能够辅助电子隧穿引起所谓的陷阱辅助隧穿效应,这也是在低温下栅反向泄漏电流增大的因素。然后根据输出电流曲线可以观察到在不同栅压下,低温条件的漏极电流要大于室温条件。我们根据器件的直流输出特性可以得出,造成这一现象的原因是随着温度的变化影响漏极饱和输出电流的因素：阈值电压,2DEG的浓度及迁移率均有所变化。在低温条件下阂值电压降低,这是因为随着温度的降低肖特基势垒高度降低,导带差△EC增大,这使得在低温条件下阈值电压降低。另外从给出的2DEG的浓度及迁移率随温度变化的曲线中得出,2DEG的浓度随着温度的降低有小幅度的增大,但总体来说对器件输出电流的变化影响较小。而2DEG迁移率在低温条件下有大幅度的增大是造成器件漏极输出电流比常温时大的主要因素,2DEG迁移率在低温条件下的增大,主要是影响2DEG的各种散射机制在低温条件下共同作用的结果。论文对HEMT器件低温直流特性做了一定的分析,还可以采用C-V测试、脉冲测试以及噪声测试等方法进行分析,进以完善HEMT器件的低温特性分析。