[发明专利]基于混合缩放规则的晶体管小信号可缩放模型建模方法

权利要求书

1.基于混合缩放规则的晶体管小信号可缩放模型建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，在一个预设宽工作频率范围内，测量多种尺寸的晶体管在不同偏置点下的S参数，获取多种尺寸的晶体管的S参数测试结果；

其中，S参数，即为散射参数；

步骤S2，选取晶体管小信号等效电路拓扑结构，并使用步骤S1获得的多种尺寸的晶体管的S参数测试结果，来进行多种尺寸的晶体管的寄生参数和本征参数提取；

步骤S3，根据晶体管的寄生参数和本征参数随晶体管尺寸变化趋势的不同，提出线性和非线性结合的混合缩放规则；

步骤S4，基于该混合缩放规则，建立晶体管的小信号可缩放模型，并对多种尺寸的晶体管进行S参数预测，获得多种尺寸的晶体管的S参数预测结果；

步骤S5，对比所述步骤S1获得的多种尺寸的晶体管的S参数测试结果和所述步骤S4获得的多种尺寸的晶体管的S参数预测结果，验证该晶体管的小信号可缩放模型的准确性。

2.如权利要求1所述的晶体管小信号可缩放模型建模方法，其特征在于，在步骤S1中，预设宽工作频率范围，至少覆盖0～40GHz。

3.如权利要求1所述的晶体管小信号可缩放模型建模方法，其特征在于，在步骤S1中，多种尺寸的晶体管，包括由至少三种不同单位栅极宽度和至少两种栅极指数随机组合成的六种尺寸的晶体管。

4.如权利要求1所述的晶体管小信号可缩放模型建模方法，其特征在于，在步骤S1中，不同偏置点，包括栅极偏置电压范围为-4.5～2V和漏极偏置电压范围为0～30V。

5.如权利要求1所述的晶体管小信号可缩放模型建模方法，其特征在于，步骤S2，具体包括以下步骤：

步骤S21，确定晶体管小信号的等效电路拓扑；

步骤S22，采用“冷夹断”技术，通过该技术提取多种尺寸晶体管的寄生参数，以及执行去嵌寄生参数的操作步骤。

6.如权利要求5所述的晶体管小信号可缩放模型建模方法，其特征在于，在步骤S22中，去嵌入寄生参数的操作步骤具体包括以下子步骤：

步骤S221，将步骤S1测试获得的晶体管的S参数转化为Y参数，去嵌入寄生电容；

步骤S222，将Y参数转化为Z参数，去嵌入寄生电阻和寄生电感；

步骤S223，将Z参数转化为Y参数，提取本征参数；

其中，Y参数为导纳参数，Z参数为阻抗参数。

7.如权利要求1所述的晶体管小信号可缩放模型建模方法，其特征在于，在步骤S3中，所述混合缩放规则的提出过程，包括以下操作步骤：

步骤S31，按照包括步骤S1和步骤S2在内的等效电路参数提取方法，分别提取六种不同尺寸晶体管的寄生参数和本征参数数值；

步骤S32，选取一个预设小尺寸晶体管作为参考器件，根据六种不同尺寸晶体管相对于该参考器件的尺寸比例关系，建立预设多个参数缩放因子；

步骤S33，使用MATLAB软件中的曲线拟合工具，该工具适用于多维数据的线性曲线和非线性曲线拟合，用于拟合全部多个参数缩放因子随栅极宽度的变化规律，提出了适用于全部多个参数缩放因子的线性缩放规则和非线性缩放规则结合的混合缩放规则。

8.如权利要求1所述的晶体管小信号可缩放模型建模方法，其特征在于，步骤S4具体包括以下步骤：

ADS软件作为模型等效电路仿真的工具，采用参考器件的小信号模型，基于预设多个参数缩放因子和所述混合缩放规则，在ADS软件中实现对其他尺寸晶体管的S参数的仿真预测。

9.如权利要求1所述的晶体管小信号可缩放模型建模方法，其特征在于，步骤S5具体包括以下步骤：

步骤S51，在ADS软件中，计算所述步骤S1获得的多种尺寸的晶体管的S参数测试结果和所述步骤S4获得的多种尺寸的晶体管的S参数预测结果的相对误差；

步骤S52，当相对误差数值在3％以内，代表所述基于混合缩放规则的晶体管的小信号可缩放模型具有较高的准确性。