[发明专利]基于动态空间映射的硅场效应管射频开关谐波预测方法

权利要求书

1.一种基于动态空间映射的硅场效应管射频开关谐波预测方法，其特征在于：

过程一、针对绝缘体上硅场效应晶体管射频开关的非线性特性，建立一个射频开关的非线性电容等效电路，作为粗模型；

过程二、对粗模型进行谐波平衡仿真获得粗模型的输入信号及其对应的输出信号，建立粗模型的输入信号与输出信号之间关系的时域动态神经网络，用谐波平衡仿真获得的粗模型的输入信号及其对应的输出信号训练时域动态神经网络获得预测网络；

过程三、通过实际测试得到绝缘体上硅场效应晶体管射频开关的输入信号及其对应的输出信号，利用预测网络进一步建立细模型，利用实际测试得到的绝缘体上硅场效应晶体管射频开关的输入信号与输出信号对细模型进行训练，利用训练后的细模型对待测绝缘体上硅场效应晶体管射频开关的输入信号进行处理获得对应输出信号，实现谐波预测；

所述过程一，具体为：

分析绝缘体上硅场效应晶体管射频开关的非线性特性，在电磁仿真软件中建立了混合等效电路模型，然后对混合等效电路模型通过交流仿真得到硅场效应管的三种内部连接的电压差和电流关系；

将每种内部连接均视为一个非线性电容，均通过以下公式计算得到每种内部连接的随两端电压差离散变化的非线性电容的电容值，然后将硅场效应管各种内部连接的离散电压差和电流关系均转换为离散电压差-电容关系：

C_Non＝-1/(2πf*Im(V_in/I))

其中，C_Non表示非线性电容的电容值，V_in为交流仿真时的极间电压，I为交流仿真时的极间电流，f为交流仿真时的工作频率，Im()表示取虚部；

根据非线性电容的离散电压差-电容关系代入以下公式的电容与电压差函数关系表达式拟合得到公式中的参数C₀、a、b、C₁，进而获得非线性电容的连续电压差-电容关系：

C_Non＝C₀tanh(aV_g+b)+C₁

其中，V_g为交流仿真时的直流电源电压V_g电压差，C₀、C₁分别表示第一电容参数、第二电容参数，a、b分别表示第一系数参数、第二系数参数；

利用非线性电容的连续电压差-电容关系设置到混合等效电路模型上构建非线性电容等效电路，作为粗模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于动态空间映射的硅场效应管射频开关谐波预测方法，其特征在于：所述的非线性电容等效电路包括了多个硅场效应管，多个硅场效应管依次串联，相邻两个硅场效应管之间以漏极和源极相连接，第一个硅场效应管的漏极经一个电阻和交流电源P的一端连接，交流电源P的另一端接地，最后一个硅场效应管的源极接地；每个硅场效应管的栅极经各自的一个电阻连接到电源电压Vg的正极，电源电压Vg的负极接地；

所有硅场效应管以相邻两个硅场效应管为一组，进而分为多组硅场效应管组，每组硅场效应管中的两个硅场效应管的衬底端均经各自的一个非线性盒电容连接到第一个电阻电容组件的两端，同时另外两个电阻电容组件串联后并联到第一个电阻电容组件的两端，每个电阻电容组件均由一个电阻和一个电容并联构成；所述的非线性电容等效电路的交流电源P的另一端引出作为输入端，最后一个硅场效应管的源极引出作为输出端。

3.根据权利要求1所述的一种基于动态空间映射的硅场效应管射频开关谐波预测方法，其特征在于：所述的非线性电容等效电路中，将每个硅场效应管视为三个非线性盒电容的组合，每个硅场效应管分为栅极侧、漏极侧、源极侧和衬底侧的四条子路，四条子路的一端连接到一起，四条子路的另一端引出分别作为栅极、漏极、源极和衬底端，栅极所在子路不设有非线性盒电容和电源电压，漏极、源极和衬底端所在子路均由一个非线性盒电容构成。