[发明专利]一种基于Mextram模型RF雪崩效应建模方法

说明书

本发明公开了一种基于Mextram模型RF雪崩效应建模方法，具体包括如下步骤：步骤1，进行SiGe HBT集电区RF雪崩机制分析；步骤2，基于步骤1的分析结果建立具有电感击穿网络的Mextram505.00改进模型；步骤3，对步骤2建立的模型进行验证。本发明建立了考虑RF雪崩效应的电感击穿网络，并嵌入到Mextram505.00模型的B₂和C₂节点之间，解决了传统Mextram505.00模型输出阻抗匹配不精确的问题。

技术领域

本发明属于异质结晶体管建模技术领域，涉及一种基于Mextram模型RF雪崩效应建模方法。

背景技术

SiGe异质结双极型晶体管(HBT)基于异质结能带结构，相比于Si BJT具有较高的截止频率、最高振荡频率和击穿电压，广泛应用于射频/微波等领域。基于SiGe HBT的电路设计需要精确的模型来实现高性能射频/微波电路的仿真优化，指导电路设计降低设计成本。

Mextram(Most EXquisite TRAnsistor Model)模型是一种用于双极型晶体管的高级紧凑模型，对于SiGe工艺非常出色。目前，对SiGe HBT Mextram模型的研究主要集中在噪声、线性度和衬底效应等方面，对晶体管的射频(RF)特性表征较少。

SiGe HBT的雪崩效应是一个影响器件特性的关键问题，尤其在RF条件下BC结中的雪崩相位延迟和传输时间延迟会导致交流电流滞后集电极交流电压。传统的Mextram505.00模型使用雪崩电流源I_avl对DC情况下的雪崩效应进行表征，该模型不能描述RF情况下由于雪崩相位延迟和传输时间延迟引起的BC结RF电感延迟特性。BC结的RF电感延迟特性会导致射频集成电路(RFIC)设计中输出阻抗(S₂₂)匹配不精确。为了在电路设计中准确地表征器件在击穿状态下的RF性能，在Mextram505.00模型中开发具有RF雪崩效应的电感击穿网络对电路设计与仿真具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于Mextram模型RF雪崩效应建模方法，采用该方法建立了考虑RF雪崩效应的电感击穿网络，并嵌入到Mextram505.00模型的B₂和C₂节点之间，解决了传统Mextram505.00模型输出阻抗匹配不精确的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于Mextram模型RF雪崩效应建模方法，具体包括如下步骤：

步骤1，进行SiGe HBT集电区RF雪崩机制分析；

步骤2，基于步骤1的分析结果建立具有电感击穿网络的Mextram505.00改进模型；

步骤3，对步骤2建立的模型进行验证。

本发明的特点还在于，

步骤1的具体过程为：

当施加RF信号时，SiGe HBT的BC结中雪崩相位延迟和传输时间延迟会使得RF电流滞后集电极RF电压；

RF情况下，当载流子的产生速率与电压不一致时，会导致雪崩相位延迟，雪崩相位延迟发生之后，注入漂移区的载流子将以饱和速度移动，从而引起传输时间延迟，在雪崩相位延迟和传输时间延迟的情况下，采用RF电感击穿网络来表征由两种延迟导致的RF电流滞后集电极RF电压的现象，并嵌入到Mextram505.00的B₂和C₂节点之间。

步骤2的具体过程为：

所述电感击穿网络包括电子击穿电感L_jcn、电子击穿电阻R_jcn、空穴击穿电感L_jcp及空穴击穿电阻R_jcp；

对于击穿区域，Read方程有：