[发明专利]一种三极管中子辐射效应的建模方法及系统

说明书

本发明属于微电子器件辐照效应模型的建模技术领域，公开了一种三极管中子辐射效应的建模方法及系统，建模方法包括：选择或设计原始器件；获得原始三极管器件的模型数据；提取基极端口的输入V‑I特性曲线和集电极、发射极端口的输出V‑I特性曲线；根据基极特性曲线提取基极输入阻抗模型参数，根据输出特性曲线提取三极管输出模型参数；结合输入输出特性曲线得到三极管电流放大系数等基本器件参数；根据模型参数建立三极管器件物理模型；根据中子辐射效应造成的器件电特性退化，建立三极管器件基极、集电极、发射极端口中子辐射效应模型；本发明建立的模型能反映三极管器件的基本器件特性，为在辐照条件下进行系统仿真提供模型支持。

技术领域

本发明属于电子器件辐照效应模型建模技术领域，尤其涉及一种三极管中子辐射效应的建模方法及系统。

背景技术

目前，随着半导体技术的飞速发展，各种模拟器件模型被广泛应用于航空航天、核工业及粒子物理等领域，它们处在各种电磁、高能粒子的辐射环境中，受到中子辐射、单粒子辐射及瞬时效应等多种辐射效应的影响，其工作可靠性及寿命周期受到了严峻的考验，其中中子辐射效应更是受到了广泛的关注与研究。

近年来，随着计算机仿真技术的发展，电子系统辐射效应仿真为系统抗辐射设计、理论研究提供了有力支持，既缩短了研发周期又减少了开发费用。目前，对器件模型的中子辐射效应建模研究(Petrosyants K,Vologdin E,Smirnov D,et al.Si BJT and SiGe HBTperformance modeling after neutron radiation exposure[C]//DesignTestSymposium.IEEE,2011:267-270.)主要有基于底层物理的晶体管级模型(SPICE模型)研究与基于功能的行为模型研究两类。晶体管级模型仿真精度高，适用范围广，但其计算开销大，仿真的电路规模受限，且由于物理模型涉及知识产权信息，半导体厂商往往不愿提供相应模型或对模型加密，难以用于中子辐射效应的建模工作；行为级模型不涉及底层物理，模型简单，通用性好且仿真效率高，但模型描述的工作点固定，不同供电电压对应不同的模型，因此不能准确描述芯片供电电压不为设定值时的特性；在对器件中子辐射效应建模时，一个模型仅能描述特定中子辐射点时的电特性，无法准确、连续地表征不同条件下器件的电特性问题。

综上所述，现有技术存在器件模型中子辐射效应建模方法只能表征数字器件端口的行为特性，无法准确、连续地表征不同条件下器件的电特性缺点。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供了一种三极管中子辐射效应的建模方法及系统，既能反应器件的行为特性，又能表征器件端口的物理特性，并能根据中子辐射效应对器件端口的影响造成的器件功能退化，通过器件端口的物理模型参数变化体现。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种三极管中子辐射效应的建模方法，包括以下步骤：

步骤1：选择或设计一种器件作为原始三极管器件；

步骤2：对原始三极管器件用仪器测量或者在元器件官网下载获得原始三极管器件的模型数据；

步骤3：基于模型数据提取输入端口V-I特性曲线和输出端口V-I特性曲线；

步骤4：根据输入端口V-I特性曲线和输出端口V-I特性曲线提取三极管处于不同工作区的工作数据；

步骤5：根据放大区内三极管输入输出工作数据，计算基极输入阻抗、电流放大系数等模型参数；

步骤6：根据计算提取的模型参数基于三极管原始SPICE模型建立三极管物理模型；

步骤7：根据中子辐射效应引起的器件参数变化获取三极管参数与辐照参数关系式，即建立三极管辐照参数模型；