锗硅异质结晶体管的大信号模型方法

摘要

本发明公开了一种锗硅异质结晶体管的大信号模型方法，包括步骤：建立Gummel-Poon模型；建立由Gummel-Poon模型外加第二基极、集电极、发射极电阻，第二基集、基射电容组成的大信号模型；对晶体管的各电极的寄生电阻进行测试，得到的第三基极、集电极、发射极电阻分别为对应的第一和二基极、集电极、发射极电阻的和；对晶体管进行S参数测试并计算出第三基集、基射电容，第三基集、基射电容分别为对应的第一和二基集、基射电容的和；分别对大信号模型进行仿真和对晶体管进行大信号测试并进行大信号模型的参数拟合。本发明能提高模型的仿真精度。

主权项

一种锗硅异质结晶体管的大信号模型方法，其特征在于，包括步骤：步骤一、在硅衬底上形成锗硅异质结晶体管，根据所述锗硅异质结晶体管的结构和工作原理，采用Gummel‑Poon模型方法建立所述锗硅异质结晶体管的Gummel‑Poon模型；所述Gummel‑Poon模型包括第一集电极端口、第一基极端口、第一发射极端口、第二集电极端口、第二基极端口和第二发射极端口；在所述第一基极端口和所述第一集电极端口之间连接有第一基集电容，两个第一二极管和所述第一基集电容并联，两个所述第一二极管的P型电极都和所述第一基极端口连接、两个所述第一二极管的N型电极都和所述第一集电极端口连接；在所述第一基极端口和所述第一发射极端口之间连接有第一基射电容，两个第二二极管和所述第一基射电容并联，两个所述第二二极管的P型电极都和所述第一基极端口连接、两个所述第二二极管的N型电极都和所述第一发射极端口连接；所述第一集电极端口和所述第一发射极端口之间连接有集射电流源；在所述第一基极端口和所述第二基极端口之间连接有第一基极电阻，在所述第一发射极端口和所述第二发射极端口之间连接有第一发射极电阻，在所述第一集电极端口和所述第二集电极端口之间连接有第一集电极电阻，所述第一集电极电阻设置为0；所述第二集电极端口和地之间连接由第一电容；步骤二、建立所述锗硅异质结晶体管的大信号模型，所述大信号模型由所述Gummel‑Poon模型、第二基极电阻、第二集电极电阻、第二发射极电阻、第二基集电容和第二基射电容组成；所述大信号模型包括第三集电极端口、第三基极端口和第三发射极端口，所述第二基极电阻连接在所述第三基极端口和所述第二基极端口之间，所述第二集电极电阻连接在所述第三集电极端口和所述第二集电极端口之间，所述第二发射极电阻连接在所述第三发射极端口和所述第二发射极端口之间，所述第二基集电容连接在所述第二基极端口和所述第二集电极端口之间，所述第二基射电容连接在所述第二基极端口和所述第二发射极端口之间；步骤三、对所述锗硅异质结晶体管的各电极的寄生电阻进行测试得到第三基极电阻、第三集电极电阻和第三发射极电阻，所述第三基极电阻为所述第一基极电阻和所述第二基极电阻的和，所述第三发射极电阻为所述第一发射极电阻和所述第二发射极电阻的和，所述第三集电极电阻等于所述第二集电极电阻；步骤四、对所述锗硅异质结晶体管进行S参数测试得到S参数，将所述S参数转换为Y参数，由所述Y参数计算出第三基集电容和第三基射电容，所述第三基集电容为所述第一基集电容和所述第二基集电容的和，所述第三基射电容为所述第一基射电容和所述第二基射电容的和；步骤五、对所述大信号模型进行仿真得到仿真曲线，对所述锗硅异质结晶体管进行大信号测试得到测试曲线，在保持所述第三基极电阻、所述第三集电极电阻、所述第三发射极电阻、所述第三基集电容和所述第三基射电容的大小不变的条件下，通过调整所述第一基极电阻、所述第二基极电阻、所述第一发射极电阻、所述第二发射极电阻、所述第一基集电容、所述第二基集电容、所述第一基射电容和所述第二基射电容的大小使得所述仿真曲线和所述测试曲线吻合，以所述仿真曲线和所述测试曲线吻合时的所述第一基极电阻、所述第二基极电阻、所述第一发射极电阻、所述第二发射极电阻、所述第一基集电容、所述第二基集电容、所述第一基射电容和所述第二基射电容的值作为所述大信号模型的对应的参数值。