深亞微米(納米)硅基在片電感器件的模型研究及性能優(yōu)化.pdf

1、無源器件尤其是電感是射頻集成電路中至關(guān)重要的器件。先進(jìn)的射頻CMOS工藝已經(jīng)能在片集成無源器件。在片無源器件能有效減小封裝寄生參數(shù)，提高電路穩(wěn)定性和性能，因此其應(yīng)用已經(jīng)成為一種趨勢。但是在片無源器件仍然面臨著嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，一方面射頻電路對在片無源器件的性能要求越來越高（如高品質(zhì)因子Q的電感），此外，如何實(shí)現(xiàn)高精度、寬帶、并具有很好的可重復(fù)性從而盡量降低建模過程中對工程師的經(jīng)驗(yàn)依靠的模型，也是射頻電路設(shè)計(jì)的一個(gè)重大課題。
　　 目前

2、無源器件建模方法主要包括電磁場仿真方法，等效電路物理模型方法，還有基于測量數(shù)據(jù)的等效電路參數(shù)提取方法（簡稱參數(shù)提取法）等。其中，基于參數(shù)提取方是集成電路工業(yè)界的首選，因?yàn)樵摲椒ň雀?，而且其等效電路模型與SPICE類型的電路仿真器完全兼容，能進(jìn)行時(shí)域，頻域甚至噪聲分析。
　　 傳統(tǒng)上，參數(shù)提取主要采用迭代擬合優(yōu)化的方法，比如遺傳算法，指數(shù)下降算法，最小二乘算法等。這種方法的一個(gè)根本性缺陷是收斂性問題，如果初始值選取不當(dāng)，將會(huì)產(chǎn)生

3、多值解。此問題在多參數(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)中變得更嚴(yán)重，并同時(shí)有優(yōu)化時(shí)間長等缺點(diǎn)。
　　 在以上介紹的背景下，發(fā)展一種可以通過解析方法來提取電感模型參數(shù)將具有很大意義。本論文將總結(jié)在過去幾年間所開展的電感模型領(lǐng)域的研究，并重點(diǎn)介紹一種具有物理意義的特征函數(shù)法提取電感元件模型參數(shù)的方法，本方法是我們在電感模型領(lǐng)域自主開發(fā)的具有原始創(chuàng)新性的參數(shù)提取途徑，該方法使用解析式對電感的等效電路進(jìn)行參數(shù)提取，速度快，精度高，物理性強(qiáng)，具有很好的可重復(fù)性