[发明专利]双极晶体管仿真方法

摘要

本发明公开了一种双极晶体管仿真方法，采用Gummel-Poon模型对双极晶体管仿真，保持电阻模型参数对双极晶体管的各种直流特性的拟合，同时考虑双极晶体管基区电阻对其高频特性的较大影响，在确定Gummel-Poon双极晶体管模型中的三个与基区电阻相关的模型参数时，利用双极晶体管在不同工作状态下不同的高频特性，提取出三个与基区电阻相关的模型参数，从而保证了双极晶体管基区电阻模型参数在高频条件下的拟合精度，进而实现了对双极晶体管整体特性的高精度仿真。

主权项

1.一种双极晶体管仿真方法，采用Gummel-Poon双极晶体管模型对双极晶体管仿真，所述Gummel-Poon双极晶体管模型中的模型参数包括：三个与基区电阻相关的模型参数：RB、RBM和IRB，其中RB为双极晶体管集电极小电流工作时的基区电阻，RBM为双极晶体管集电极大电流工作时的基区电阻，IRB为基区电阻从RB过渡到RBM过程中双极晶体管集电极的中等电流；三个和集电结电容相关的模型参数：CJC、VJC和MJC，在物理意义上，CJC是零偏压时的集电结电容值，VJC是集电结电容的电压系数，用于拟合集电结电容与偏压的关系曲线中偏压为正部分的数据，MJC是集电结电容的拟合系数，用于拟合集电结电容与偏压的关系曲线中偏压为负部分的数据；和截止频率相关的三个模型参数：TF、ITF和VTF，在物理意义上，TF是晶体管的渡越时间，用于拟合截止频率与集电极电流的关系曲线的最高值，ITF是晶体管的渡越时间的电流系数，用于拟合截止频率与集电极电流的关系曲线中大电流区域的数据，VTF是晶体管的渡越时间的电压系数，用于拟合截止频率与集电极电流的关系曲线随集电极电压的变化规律；其特征在于，所述Gummel-Poon双极晶体管模型中的三个与基区电阻相关的模型参数通过以下方法确定：一.对双极晶体管进行在不同偏压下集电结电容的射频测试，测试得到集电结电容Cbc与集电结偏压的关系曲线，根据测试得到集电结电容Cbc与集电结偏压的关系曲线，用数值优化和曲线拟合的方法，得到和集电结电容相关的三个模型参数：CJC、VJC和MJC，从而得到在不同偏压条件下集电结电容Cbc的值；二.对双极晶体管进行在不同集电极电流下的小信号射频测试，测试得到双极晶体管的截止频率Ft与集电极电流的关系曲线，以及双极晶体管的最高振荡频Fmax与集电极电流的关系曲线；三.根据双极晶体管的截止频率Ft与集电极电流的关系曲线，用数值优化和曲线拟合的方法，得到和截止频率相关的三个模型参数：TF、ITF和VTF，从而得到在不同集电极电流条件下双极晶体管的截止频率Ft的值；四.根据得到的双极晶体管的最高振荡频Fmax与集电极电流的关系曲线、不同偏压下条件下集电结电容Cbc的值、不同电流条件下双极晶体管的截止频率Ft，依据公式得到在不同电流条件下双极晶体管的基区电阻Rb的值；五.根据得到的不同电流条件下双极晶体管的基区电阻Rb的值，确定双极晶体管模型中的三个与基区电阻相关的模型参数：RB、IRB和RBM。