[发明专利]改善齐纳二极管反向电流特性的子电路模型及其构建方法

说明书

本发明公开了一种改善齐纳二极管反向电流特性的子电路模型及其构建方法，该方法包括：步骤1，测量齐纳二极管的正向和反向特性，获取电流Ij与结电压Vj的对应数据，阴极n端和阳极p端间电压；步骤2，调整模型参数确保正向电流特性仿真数据和实测数据吻合，用拟合方法得到反向电流与齐纳二极管的阴极n端和阳极p端间电压关系的数学表达式，得到反向电阻值；步骤3，根据反向电阻值得到用于调节反向击穿电流的电阻r1，在齐纳二极管的原子电路模型中增加中间端头p1，在齐纳二极管的阳极p端和中间端头p1端间增加用于调节反向击穿电流的电阻r1，而中间端头p1端和齐纳二极管的阴极n端保持原电路，构建新的子电路模型。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，特别是涉及一种改善齐纳二极管反向电流特性的子电路模型及其构建方法。

背景技术

一般来说，齐纳二极管正向导通和反向击穿电流都是需要关注的。然而，在现有模型中，只有一个电阻参数，模型只能保证单边仿真数据与实测数据吻合，例如图1为现有子电路模型仿真数据和实测数据对比图，其中横坐标为齐纳二极管结电压Vj，单位V，纵坐标为流过齐纳二极管的电流Ij，单位A，左侧为正向导通电流，右侧为反向击穿电流特性，如图1所示，左侧正向导通电流的仿真数据(细实线)与实测数据(粗点)吻合，但右侧反向击穿电流特性的仿真数据和实测数据差距很大；或是，调节仿真参数能保证反向击穿电流仿真数据与实测数据吻合，但正向导通电流特性和数据差距很大。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种改善齐纳二极管反向电流特性的子电路模型及其构建方法，以实现改善齐纳二极管反向电流特性的目的。

为达上述及其它目的，本发明提出一种改善齐纳二极管反向电流特性的子电路模型的构建方法，包括如下步骤：

步骤101，测量所述齐纳二极管的正向和反向特性，获取电流Ij与结电压Vj的对应数据，阴极n端和阳极p端间电压v(n,p)；

步骤102，根据步骤101的实测数据，调整模型参数确保正向电流特性仿真数据和实测数据吻合，再用拟合方法得到施加反向电压时的反向电流与所述齐纳二极管的阴极n端和阳极p端间电压v(n,p)的关系的数学表达式，从而得到一反向电阻值；

步骤103，根据所述反向电阻值得到一用于调节反向击穿电流的电阻r1，在所述齐纳二极管的原子电路模型中增加一个中间端头p1，在所述齐纳二极管的阳极p端和中间端头p1端间增加所述用于调节反向击穿电流的电阻r1，而所述中间端头p1端和所述齐纳二极管的阴极n端保持原电路，构建所述齐纳二极管的新的子电路模型。

优选地，于步骤102中，施加反向电压时所述反向电阻值r1为r2＝rbv。

优选地，于步骤103中，所述用于调节反向击穿电流的电阻r1的阻值为rbv*(sgn(v(n,p))+1)/2，其中符号函数sgn(x)在x大于0时返回1，等于0时返回0，而在小于0时返回-1，v(n,p)为所述齐纳二极管n端和p端间电压。

优选地，当阴极n端和阳极p端间电压为正，即所述齐纳二极管反向偏置时，阳极p端和中间端头p1之间的用于调节反向击穿电流的电阻r1为r2＝rbv，用于调节反向击穿电流。

优选地，当阴极n端和阳极p端间电压为0，阳极p端和中间端头p1之间的用于调节反向击穿电流的电阻r1为rbv/2。

优选地，当阴极n端和阳极p端间电压为负，即所述齐纳二极管正向偏置时，阳极p端和中间端头p1之间的用于调节反向击穿电流的电阻r1为0，电路等效为原模型，正向导通电流仍由原子电路模型中电阻调节参数rs调节。

为达到上述目的，本发明还提供一种改善齐纳二极管反向电流特性的子电路模型，在所述齐纳二极管的原子电路模型中增加一个中间端头p1，在所述齐纳二极管的阳极p端和所述中间端头p1端间增加用于调节反向击穿电流的电阻r1，而所述中间端头p1端和所述齐纳二极管的阴极n端保持原电路。