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专利号: 2022107592315
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种双T型MIM电容等效电路模型的参数提取方法,其特征在于,包括以下步骤:S301,建立预设尺寸的MIM电容模型;

S302,电磁仿真获取MIM电容的S参数;

S303,建立双T型MIM电容等效电路模型;

S304,根据MIM电容的S参数以及计算公式计算所述等效电路模型中各个元器件的参数值,其中,所述元器件包括有效电容、低频寄生电阻、高频寄生电感、高频寄生电阻、串联电感一、串联电感二、介质电容一、介质电容二、衬底寄生电阻一、衬底寄生电阻二、衬底寄生电容一和衬底寄生电容二;

所述S304,根据MIM电容的S参数以及计算公式计算所述等效电路模型中各个元器件的参数值,包括以下步骤:S401,将MIM电容的S参数转化为Z参数;

S402,将双T型MIM电容等效电路模型划分为第一模块、第二模块、第三模块、第四模块、第五模块以及第六模块,其中,所述第一模块为所述串联电感一;所述第二模块为所述有效电容和所述低频寄生电阻组成的结构;所述第三模块为所述介质电容一、所述衬底寄生电阻一和所述衬底寄生电容一组成的结构;所述第四模块为所述高频寄生电感和所述高频寄生电阻组成的结构;所述第五模块为所述串联电感二;所述第六模块为所述介质电容二、所述衬底寄生电阻二和所述衬底寄生电容二组成的结构;

S403,将六个模块划分为partI、partII,所述partI由所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块组成,所述partII由所述第四模块、所述第五模块和所述第六模块组成;

S404,根据所述Z参数计算所述partI的Z参数以及所述partII的Z参数;

S405,根据所述partI的Z参数、所述partII的Z参数以及所述计算公式计算各元器件的参数;

所述S304,根据MIM电容的S参数以及计算公式计算所述等效电路模型中各个元器件的参数值,具体为将双T型MIM电容等效电路模型划分为第一模块、第二模块、第三模块、第四模块、第五模块和第六模块,第一模块、第二模块和第三模块组成partI,第四模块、第五模块和第六模块组成partII,partI和partII均为T型网络,根据T型网络的Z参数计算公式,得到等效电路模型中各个元器件的参数值;将S参数根据参数转换公式转换为Z参数,得到Z参数之后,根据计算出A1、B1、C1、A2、B2和C2,其中Z表示等效电路模型的Z参数,A1为第一模块的Z参数,B1为第二模块的Z参数,C1为第三模块的Z参数,A2为第四模块的Z参数,B2为第五模块的Z参数,C2为第六模块的Z参数。

2.根据权利要求1所述的双T型MIM电容等效电路模型的参数提取方法,其特征在于,所述计算公式包括:A1=jωLs1

C2=jωLs2

其中,Ceff为所述有效电容,Rs为所述低频寄生电阻,Rsk为所述高频寄生电阻,Lsk为所述高频寄生电感,Ls1为所述串联电感一,Ls2为所述串联电感二,Cox1为所述介质电容一,Cox2为所述介质电容二,Rsi1为所述衬底寄生电阻一,Rsi2为所述衬底寄生电阻二,Csi1为所述衬底寄生电容一和,Csi2为所述衬底寄生电容二,ε0为自由空间介电常数,εr为所述MIM电容介质层的介电常数,w为所述MIM电容上下金属极板的交叠面积的宽度,l为所述MIM电容上下金属极板的交叠面积的长度,d为所述MIM电容上下金属极板之间的距离。

3.根据权利要求1所述的双T型MIM电容等效电路模型的参数提取方法,其特征在于,所述S304后还包括:S501,根据各元器件的参数值以及ADS仿真系统对等效电路模型进行仿真;

S502,根据等效电路模型拟合结果与电磁仿真获取的MIM电容的S参数调整各元器件的参数值,使得模型拟合结果与电磁仿真结果之间的误差达到预设值。

4.一种双T型MIM电容等效电路模型,其特征在于,执行权利要求1至3任一所述方法,包括有效电容、低频寄生电阻、高频寄生电感、高频寄生电阻、串联电感一、高频寄生电感、高频寄生电阻、串联电感二、介质电容一、衬底寄生电阻一、衬底寄生电容一、介质电容二、衬底寄生电阻二以及衬底寄生电容二,其中,所述有效电容,用于表征MIM电容的有效电容;

所述低频寄生电阻,用于表征MIM电容金属极板低频下的欧姆损耗;

所述高频寄生电感和高频寄生电阻,用于表征MIM电容高频下金属导体的趋肤效应;

所述串联电感一的第一端与整体等效电路模型的第一端电连接,所述串联电感一的第二端与所述有效电容的第一端电连接;

所述串联电感二的第二端与整体等效电路模型的第二端电连接;

所述有效电容的第二端与所述低频寄生电阻的第一端电连接,所述低频寄生电阻的第二端与所述高频寄生电感的第一端电连接;

所述高频寄生电感和高频寄生电阻,所述高频寄生电感的第二端与所述串联电感二的第一端电连接,所述高频寄生电阻与所述高频寄生电感并联;

所述介质电容一的第一端与所述串联电感一的第二端电连接,所述介质电容一的第二端与所述衬底寄生电容一的第一端电连接,所述衬底寄生电容一的第二端接地,所述衬底寄生电阻一与所述衬底寄生电容一并联;

所述介质电容二的第一端与所述高频寄生电感的第二端电连接,所述介质电容二的第二端与所述衬底寄生电容二的第一端电连接,所述衬底寄生电容二的第二端接地,所述衬底寄生电阻二与所述衬底寄生电容二并联。