[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

说明书

本发明公开了基于混合缩放规则的晶体管小信号可缩放模型建模方法，包括：步骤S1，在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；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，提出线性和非线性结合的混合缩放规则；步骤S4，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S参数预测结果；步骤S5，验证该晶体管的小信号可缩放模型的准确性。本发明可以改善基于传统线性缩放规则的小信号可缩放模型建模方法不精确的问题，并能准确预测多种不同尺寸晶体管的S参数。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，特别是涉及基于混合缩放规则的晶体管小信号可缩放模型建模方法。

背景技术

晶体管小信号模型的精度，对于微波集成电路设计，尤其是功率放大器电路设计，具有重要的指导意义，在特定工艺下，晶体管器件具有输出特性随着总栅极宽度变化而变化的特点，为了实现电路性能的最优化，需要选择合适的器件栅指数和单位栅宽，因此，建立晶体管小信号可缩放模型，对电路设计具有重要意义。

为了简化模型的复杂度，传统的晶体管小信号可缩放模型将所有参数的缩放规则都定义为随栅极宽度线性变化。但是，由于大尺寸器件的几何结构参数在变化时不是完全线性的，基于完全线性缩放规则的晶体管小信号可缩放模型，通常具有较大的误差。

因此，亟需开发出一种技术，能够解决以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供基于混合缩放规则的晶体管小信号可缩放模型建模方法。

为此，本发明提供了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。

优选地，在步骤S1中，预设宽工作频率范围，至少覆盖0～40GHz。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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；