嵌入式射頻電阻模型及建模方法
2023-04-30 21:35:01
專利名稱：嵌入式射頻電阻模型及建模方法
技術領域：
本發明涉及射頻無源器件的建模領域，特別是涉及一種嵌入式射頻高精度電阻的模型及該模型的嵌入式建模方法。
背景技術：
射頻電阻是射頻集成電路的重要元件之一，常應用於射頻差分放大器的負載或射頻鏈路中交流耦合輸入管的直流偏置電路等，射頻電阻的精度對射頻模塊的性能有重要影響。射頻電阻的一種提取方法是在直流高精度電阻的基礎上提取高頻參數。直流高精度電阻阻值，寬度、長度的工藝偏差，以及兩端電阻的測量和提取是在直流電阻測試結構上進行的。射頻電阻的測試結構，如圖1所示，除了核心射頻電阻1以外，還在電阻參考面2 以外增加了射頻測試夾具，射頻測試夾具的信號端5兩邊分別連接射頻電阻1的第一層金屬3和頂層金屬4。射頻測試夾具和頂層金屬4的影響，通常可通過開路及直通去嵌結構去除，此時電阻參考面2為開路直通去嵌參考面，但經過去嵌的射頻電阻與直流電阻還會有一些微小的差異，很難通過簡易的方法去除，例如第一層金屬的寄生影響，這些差異會引起某些高頻電阻模型參數與直流電阻參數不一致，並且影響射頻電阻模型的精度。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種嵌入式射頻電阻模型，它具有較高的擬合精度。為解決上述技術問題，本發明的嵌入式射頻電阻模型，除包含有射頻電阻等效電路外，還嵌入了輔助電感、輔助電阻和輔助電容，該輔助電感、輔助電阻和輔助電容與射頻電阻等效電路串聯，分別表徵第一層金屬的分布式電感、分布式電阻和分布式電容。本發明要解決的另一技術問題是提供上述模型的嵌入式建模方法。為解決上述技術問題，本發明的嵌入式射頻電阻模型的建模方法，包括以下步驟1)在射頻電阻等效電路兩埠各串聯一個輔助電感、一個輔助電阻和一個輔助電容，分別表徵第一層金屬的分布式電感、分布式電阻和分布式電容；2)用所述輔助電感、輔助電阻和輔助電容對射頻電阻進行參數擬合；3)將所述輔助電感、輔助電阻和輔助電容從步驟1)建立的電路中去掉。本發明通過在常規射頻電阻模型外部嵌入與射頻器件物理結構相對應的輔助擬合元件，進行器件參數提取，有效去除了射頻電阻外部寄生參數的影響，提高了射頻電阻模型的擬合精度。
圖1是射頻電阻的測試結構示意圖；圖2是本發明的嵌入式射頻電阻模型的物理拓撲結構示意圖。圖中附圖標記說明如下1射頻電阻
2電阻參考面
3第一層金屬
4頂層金屬
5射頻測試夾具的信號端
6射頻電阻等效電路
W射頻電阻的寬度
L射頻電阻的長度rl、r2、r3 分布式電阻lssl、lss2 分布式自電感Coxl、Cox2 氧化層電容Csi 襯底電容Rsi 襯底電阻Lml、Lm2:輔助電感Rml、Rm2:輔助電阻Cml、Cm2:輔助電容Pos 正極Neg:負極Sub 接地極
具體實施例方式為對本發明的技術內容、特點與功效有更具體的了解，現結合圖示的實施方式，詳述如下本發明的嵌入式射頻電阻模型，在常規的射頻電阻模型外部嵌入了第一層金屬3 的寄生參數，該模型的物理拓撲結構如圖2所示，包括射頻電阻等效電路6和與該射頻電阻等效電路6串聯的兩個輔助電感Lml、Lm2，兩個輔助電阻Rml、Rm2以及兩個輔助電容Cml、 Cm2。輔助電感Lml、Lm2，輔助電阻Rml、Rm2和輔助電容Cml、Cm2分別表徵射頻電阻1兩端作為頂層金屬4和射頻電阻1的連接線的第一層金屬3的分布式電感、分布式電阻和分布式電容。該嵌入式射頻電阻模型的建模方法如下步驟一，在射頻電阻等效電路兩端各串聯一個輔助電感Lml、Lm2，表徵第一層金屬 3的分布式電感。步驟二，再在射頻電阻等效電路兩端各串聯一個輔助電阻Rml、Rm2，表徵第一層金屬3的分布式電阻。步驟三，再在射頻電阻等效電路兩端各串聯一個輔助電容Cml、Cm2，表徵第一層金屬3的分布式電容。
假設射頻電阻1兩端的第一層金屬3的寬度和長度均相等，則上述Lml、Lm2、Rml、 Rm2、Cml、Cm2的計算公式分別為Lml = Lm2 = 2 X IengthmX {In [2 X Iengthm/ (wm+tm)]+0. 5+(wm+tm)/3/lengthm}
res x>v
權利要求
1.一種嵌入式射頻電阻模型，包含有射頻電阻等效電路，其特徵在於，還嵌入了輔助電感、輔助電阻和輔助電容，該輔助電感、輔助電阻和輔助電容與射頻電阻等效電路串聯，分別表徵第一層金屬的分布式電感、分布式電阻和分布式電容。
2.一種嵌入式射頻電阻模型的建模方法，其特徵在於，包括以下步驟1)在射頻電阻等效電路兩埠各串聯一個輔助電感、一個輔助電阻和一個輔助電容， 分別表徵第一層金屬的分布式電感、分布式電阻和分布式電容；2)用所述輔助電感、輔助電阻和輔助電容對射頻電阻進行參數擬合；3)將所述輔助電感、輔助電阻和輔助電容從步驟1)建立的電路中去掉。
3.如權利要求2所述的建模方法，其特徵在於，射頻電阻兩端的第一層金屬的長度和寬度相等時，所述輔助電感的計算公式為Lml = Lm2 = 2 X IengthmX {In [2 X Iengthm/ (wm+tm)]+0. 5+(wm+tm)/3/lengthJ。
4.如權利要求2所述的建模方法，其特徵在於，射頻電阻兩端的第一層金屬的長度和寬度相等時，所述輔助電阻的計算公式為res x>vRml = Rml =-^Iengthm
5.如權利要求2所述的建模方法，其特徵在於，射頻電阻兩端的第一層金屬的長度和寬度相等時，所述輔助電容的計算公式為Cml = Cm2 = g0grOm Xfe^m +Apad) m ~ m _ d
6.如權利要求2所述的建模方法，其特徵在於，步驟幻中，所述參數為散射參數。
7.如權利要求2或6所述的建模方法，其特徵在於，步驟2)中，採用等比例縮小模型進行參數擬合。
全文摘要
本發明公開了一種嵌入式射頻電阻模型，除包含有射頻電阻等效電路外，還嵌入了輔助電感、輔助電阻和輔助電容，分別表徵連接核心電阻和頂層金屬的第一層金屬的分布式電感、電阻和電容。本發明還公開了上述模型的嵌入式建模方法，該方法首先在射頻電阻等效電路兩埠各串聯一個輔助電感、輔助電阻和輔助電容，分別表徵第一層金屬的分布式電感、電阻和電容；然後用上述輔助元件對射頻電阻進行參數擬合；最後，在射頻電阻模型電路中去掉上述輔助元件，以消除難以去掉的第一層金屬寄生參數的影響。該模型及建模方法通過在常規射頻電阻模型外部嵌入與器件物理結構相對應的輔助擬合元件，進行器件參數提取，有效消除了射頻電阻外部寄生參數的影響，從而提高了模型的擬合精度。
文檔編號G06F17/50GK102411653SQ201110238540
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月19日 優先權日2011年8月19日
發明者周天舒, 王生榮, 蔡描 申請人:上海華虹Nec電子有限公司