[發明專利]二極管多種仿真器格式的SPICE模型建模方法

有效

• 申請號: 200610119557.2
• 申請日: 2006-12-13
• 公開（公告）號: CN101201851A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 周天舒
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司
• 代理人: 顧繼光

技術領域

本發明涉及二極管模型的建模方法領域，尤其是一種二極管多種仿真器格式的SPICE模型建模方法。

背景技術

二極管是半導體集成電路中一種重要的半導體器件，它在集成電路工藝領域中被廣泛的應用。為了預測二極管器件在其所處的環境中的性能和可靠性，需要對二極管進行仿真。

SPICE(simulation?program?with?integrated?circuit?emphasis)為是由美國加州大學伯克莉分校于1972年開發的電路仿真程序。隨后，版本不斷更新，功能不斷增強和完善。1988年SPICE被定為美國國家工業標準。它可以對眾多元器件進行仿真分析。在提取二極管SPICE模型的過程中，一般需提取適用于不同仿真器格式的模型。

目前工業界普遍采用的兩種仿真器格式為HSPICE和SPECTRE。這兩種仿真器在二極管模型的等效電路、計算公式、仿真處理等方面都存在很大的差異。

在HSPICE仿真器二極管SPICE模型中，只有IK一個模型參數可用來擬合大電流注入區域扭曲電流的特性。就HSPICE仿真器而言，其二極管SPICE模型在擬合大電流注入區域扭曲電流特性時，擬合能力有較大的局限性。在SPECTRE仿真器二極管SPICE模型中，有IK和IKP兩個模型參數分別描述面積型和周長型二極管在大電流注入區域扭曲電流的特性。這個特點提高了SPECTRE仿真器的二極管SPICE模型的擬合能力。

通常建模工程師普遍采取對同一種二極管分別獨立地進行HSPICE和SPECTRE兩種仿真器格式的模型參數的提取。采用現有的這種二極管多種仿真器格式的SPICE模型建模方法，盡管最終對兩種仿真器格式的模型參數都能分別得到較好的模型仿真和測試結果之間的擬合性，但是卻破壞了同一種二極管HSPICE仿真器格式的模型參數和SPECTRE仿真器格式的模型參數的兼容性。同時，二極管的建模效率也受到較大的影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種二極管多種仿真器格式的SPICE模型建模方法，能夠提高不同仿真器格式的二極管模型的建模效率，保證不同仿真器格式的二極管模型參數之間的兼容性。

為解決上述技術問題，本發明二極管多種仿真器格式的SPICE模型建模方法所采用的技術方案是，第一步，對需要建模的二極管進行HSPICE仿真器格式的二極管模型參數提取，在二極管小電流注入區域提取二極管面積部分的飽和電流參數JS、二極管周長部分的飽和電流參數JSW和二極管的電流復合系數N，在二極管大電流注入區域提取二極管大電流注入時發生電流扭曲的模型參數IK、以及二極管的串聯電阻RS，在二極管反向電流工作區域，提取二極管的擊穿電壓VB和二極管的擊穿電流IBV。第二步，將HSPICE仿真器格式的重要參數：二極管面積部分的飽和電流參數JS、二極管周長部分的飽和電流參數JSW、二極管大電流注入時發生電流扭曲的模型參數IK、二極管的擊穿電壓VB、二極管的擊穿電流IBV、二極管的電流復合系數N、二極管的串聯電阻RS直接轉換為對應的SPECTRE仿真器格式的二極管模型參數，進行SPECTRE仿真器格式的非大電流注入區域的二極管模型參數提取。第三步，在第二步中提取的SPECTRE仿真格式二極管模型參數基礎上增加二極管周長部分在大電流注入時發生電流扭曲的模型參數IKP作為模型參數，進行SPECTRE仿真器格式的大電流注入區域的二極管模型參數提取。第四步，優化IKP的數值。

本發明中二極管多種仿真器格式的SPICE模型建模方法，在得到二極管HSPICE仿真器格式的模型參數后，增加SPECTRE仿真器所特殊設置的模型參數，即：二極管周長部分在大電流注入時發生電流扭曲的模型參數IKP，而其他所有的模型參數都照搬對應的HSPICE仿真器格式的二極管模型參數。本發明可以在短時間內得到具有較好的仿真結果與測試數據擬合性的SPECTRE仿真器格式的二極管SPICE模型。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1為本發明流程示意圖；

圖2為本發明實施例流程示意圖。

具體實施方式