[发明专利]Gummel Poon模型上实现射频相关性噪声方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种关于半导体器件的模型方法，尤其是一种在Gummel Poon模型上实现射频相关性噪声的模型方法。

背景技术

Gummel Poon是由美国伯克力大学开发的一种模拟双极晶体管(BJT)的模型，1990年发布最初版本，后经过多次升级版本，现已成为业届标准的双极晶体管(BJT)的模型。该模型包含了双极晶体管寄生电容参数的提取、寄生电阻参数的提取、非线性直流模型参数的提取、小信号模型参数的提取以及温度系数的提取。但其没有考虑射频相关性噪声模型，这在高频下显得尤其重要，这给射频电路的设计带来了困难与不便，特别是在对噪声系数要求非常高的射频电路收发器等的设计中，对射频噪声模型提出了要求及需求，特别是具有相关性的噪声模型。目前Gummel Poon模型本身没有实现相关性噪声模型，虽然某些仿真软件如HSPICE,SPECTRE等在Gummel Poon模型基础上加入了寄生电阻热噪声及散弹噪声，但每个噪声源之间都是独立不相关的；如图1所示，非相关性的模型精度比较差的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种在Gummel Poon模型上实现射频相关性噪声的模型方法，能够在Gummel Poon模型基础上实现射频相关性噪声模型，提高射频噪声的仿真精度。

为解决上述技术问题，本发明在Gummel Poon模型上实现射频相关性噪声的模型方法的技术方案是，在所述Gummel Poon模型的基极串联第一噪声源，在集电极串联第二噪声源，在发射极串联第三噪声源，在基极并联第四噪声源，在集电极并联第五噪声源和第六噪声源；所述第一、第二和第三噪声源为噪声电压源，第一噪声源模拟基极寄生电阻产生的热噪声，第二噪声源模拟集电极寄生电阻产生的热噪声，第三噪声源模拟发射极寄生电阻产生的热噪声；所述第四、第五和第六噪声源为噪声电流源，第四噪声源模拟基极电流产生的散弹噪声，第五和第六噪声源模拟集电极电流产生的散弹噪声。

本发明通过在Gummel Poon模型上增加了多个噪声源，大大提高了Gummel Poon模型射频噪声的仿真精度，使得Gummel Poon模型仿真数据与测试数据能够很好的吻合。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细的描述。

图1为模型仿真数据与测试数据比较的示意图。

图2为本发明在Gummel Poon模型上实现射频相关性噪声的模型方法中Gummel Poon模型的示意图。

图3为本发明虚拟噪声电流源的示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种在Gummel Poon模型上实现射频相关性噪声的模型方法，如图2所示，在所述Gummel Poon模型的基极串联第一噪声源1，在集电极串联第二噪声源2，在发射极串联第三噪声源3，在基极并联第四噪声源4，在集电极并联第五噪声源5和第六噪声源6；所述第一、第二和第三噪声源为噪声电压源，第一噪声源模拟基极寄生电阻产生的热噪声，第二噪声源模拟集电极寄生电阻产生的热噪声，第三噪声源模拟发射极寄生电阻产生的热噪声；所述第四、第五和第六噪声源为噪声电流源，第四噪声源模拟基极电流产生的散弹噪声，第五和第六噪声源模拟集电极电流产生的散弹噪声。

所述第一噪声源产生的噪声大小为4kTR_b，所述第二噪声源产生的噪声大小为4kTR_c，所述第三噪声源产生的噪声大小为4kTR_e，其中                                                为玻尔兹曼常数，为绝对温度，R_b为基极寄生电阻的阻值，R_c为集电极寄生电阻的阻值，R_e为发射极寄生电阻的阻值。

基极寄生电阻的噪声电压源以verilog-A 为例表示如下：

V(b,bi) <+ white_noise(4*K*T*R)。

V(b,bi)表示如图2所示基极寄生电阻所在节点。

集电极、发射极寄生电阻的噪声电压源以此类推。

所述第四噪声源产生的噪声大小为2qI_b，其中q为单位电荷，I_b为基极电流。

所述第五噪声源产生的噪声大小为，其中q为单位电荷，I_b为基极电流，为电流增益，为频率，为噪声渡越时间。

所述第六噪声源产生的噪声大小为，其中q为单位电荷，为电流增益，为频率，为噪声渡越时间，为集电极电流。