[發(fā)明專利]基于毫米波超低功率應(yīng)用的肖特基二極管精確建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710524137.0
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107341305B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張浩;仲正;姚鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州芯智瑞微電子有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 陳棟智

本發(fā)明公開了二極管建模領(lǐng)域內(nèi)的一種基于毫米波超低功率應(yīng)用的肖特基二極管精確建模方法，包括以下步驟：1）簡化電路，調(diào)節(jié)偏置電壓范圍，使得Rj、Cj并聯(lián)等效電路實部阻抗遠(yuǎn)大于Rs，將并聯(lián)的Cfp與Cj等效為Cj’；2）提取Cpp、Lfp、Rj、Cj，加入與Cpp、Lfp等值但符號相反的非壓控元件?Cpp、?Lfp，使得并聯(lián)的Rj和Cj’的Y參數(shù)呈現(xiàn)直線表達(dá)形式，根據(jù)Y參數(shù)直線表達(dá)形式擬合出Rj的DCIV曲線方程，根據(jù)Y參數(shù)的直線表達(dá)形式配合最小二乘法擬合出Cj的計算方程和Cfp；3）提取Rs，通過Rs的電壓電流曲線方程計算出其值，本發(fā)明通過在一定的偏置電壓下忽略Rs的阻抗，從而實現(xiàn)對電路簡化，有效的消除引入的電容?Cfp對結(jié)電容Cj精確提取的影響，可用于二極管建模中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種建模方法，特別涉及一種二極管建模方法。

背景技術(shù)

肖特基二極管在無線能量傳輸技術(shù)的整流電路中應(yīng)用廣泛，一般半導(dǎo)體制造廠商提供的SPICE模型，包括Is，Cj0、Fc、m、Vj、n等，在工作頻率較低時能夠滿足設(shè)計需求，但是隨著工作頻率的提高，尤其是針對毫米波應(yīng)用，SPICE模型具有一定參考性但不能夠滿足電路設(shè)計的精度需求；因此，需對肖特基二極管進(jìn)行精確建模；傳統(tǒng)建模方法通過測量的S參數(shù)擬合肖特基二極管等效電路，圖1所示，等效電路包括兩個壓控元件Rj、Cj和四個非壓控元件Cpp、Cfp、Lfp、Rs，通過加入與Cpp、Cfp、Lfp、Rs等值但符號相反的非壓控元件-Cpp、-Cfp、-Lfp、-Rs圖2所示，并且調(diào)節(jié)-Cpp、-Cfp、-Lfp、-Rs值的大小，實現(xiàn)Rj和Cj并聯(lián)的Y參數(shù)隨著頻率及電壓呈現(xiàn)一系列直線表達(dá)形式圖3所示，Y參數(shù)的實部對應(yīng)Rj和Y參數(shù)的虛部對應(yīng)Cj分別對應(yīng)兩個坐標(biāo)軸的縱坐標(biāo)，即

Real(Y11)＝1/Rj

Imag(Y11)＝ωCj

其中ω為工作頻率對應(yīng)坐標(biāo)軸橫坐標(biāo)，從而實現(xiàn)不同偏置電壓的Rj和Cj的提取；與此同時圖2中的-Cpp、-Cfp、-Lfp、-Rs的大小與Cpp、Cfp、Lfp、Rs一一對應(yīng)，從而實現(xiàn)對非壓控元件Cpp、Cfp、Lfp、Rs的參數(shù)提取。然而，根據(jù)半導(dǎo)體工藝制備相關(guān)知識，肖特基二極管柵指(finger)與正極毗鄰，柵指(finger)、歐姆接觸基板(pad)間的寄生電容Cfp與結(jié)電容Cj相互影響，按照圖2所示的傳統(tǒng)建模方法，通過直接引入-Cfp將影響到肖特基二極管等效電路關(guān)鍵參數(shù)Cj的精確提取。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于毫米波超低功率應(yīng)用的肖特基二極管精確建模方法，消除引入的-Cfp對Cj提取的影響，提高肖特基二極管的建模精度。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種基于毫米波超低功率應(yīng)用的肖特基二極管精確建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)簡化電路，在一定的偏置電壓范圍下，使得Rj、Cj并聯(lián)等效電路實部阻抗遠(yuǎn)大于Rs，忽略Rs，將并聯(lián)的Cfp與Cj等效為Cj’，得到簡化電路；

步驟2)提取Cpp、Lfp、Rj、Cj，加入與Cpp、Lfp等值但符號相反的非壓控元件-Cpp、-Lfp，并且調(diào)節(jié)-Cpp、-Lfp值的大小，使得并聯(lián)的Rj和Cj’的Y參數(shù)在步驟1)所述的偏置電壓下隨著頻率呈現(xiàn)一系列直線表達(dá)形式，此時將-Cpp、-Lfp值反向即可實現(xiàn)Cpp、Lfp的提取；根據(jù)Y參數(shù)的一系列直線表達(dá)形式配合最小二乘法擬合出Rj的DCIV曲線方程，該曲線方程即為Rj表現(xiàn)形式；根據(jù)Y參數(shù)的一系列直線表達(dá)形式配合最小二乘法擬合出Cj的計算方程，再根據(jù)該方程計算出其在不同的偏置電壓下的電荷模型；

步驟3)提取Rs，通過Rs的電壓電流曲線方程計算出其值。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定，步驟2)中所述一系列直線表達(dá)形式包括Y參數(shù)的實部和虛部兩組直線表達(dá)形式，Y參數(shù)的實部對應(yīng)Rj和Y參數(shù)的虛部對應(yīng)Cj’，分別對應(yīng)兩個坐標(biāo)軸的縱坐標(biāo)，即：

Real(Y11)＝1/Rj