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介紹一下法動UltraEM軟件中變壓器參數化模型的使用流程

2022年07月08日 09:35 法動科技 作者:法動科技 用戶評論(0

背景
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Faraday Dynamics(法動科技)在其射頻EDA軟件UltraEM中嵌入built-in的變壓器模型,補充了PDK ( Process Design Kit)工藝設計包中通常沒有built-in的變壓器模型的缺憾。

PDK(集成電路工藝設計包)作為連接IC工藝制造和IC設計的數據平臺,在實現IC工藝數據/模型與IC設計環境/工具的無縫集成,縮短設計周期,對提高設計效率上具有實際價值。?

通常半導體工藝PDK中往往缺少變壓器模型,為方便工程師使用,提升設計效率,法動UltraEM電磁仿真軟件提供built-in的變壓器模型,并且支持客戶自定義、可擴展、可復用的參數化庫單元進行導入與使用。 ?


? ? ? ? 變壓器參數化模型在射頻電路中的作用

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變壓器參數化模型介紹
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本文介紹了法動UltraEM軟件中變壓器參數化模型的使用流程。編寫好的參數化模型,可作為自定義庫單元導入到UltraEM軟件中進行使用,不受限于工藝,大大減少了工程師版圖設計的工作量。
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1、建立庫單元
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基于Python語言編寫的參數化變壓器庫單元可直接導入UltraEM使用。如圖1所示。

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圖1-建立參數化庫單元
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2、使用庫單元完成參數化建模


? ? ? ?在庫單元中定義好金屬層、尺寸等參數,即可得到用戶所需的變壓器模型,并支持隨時修改,如圖 2與圖 3所示。

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圖2-內徑R定義為80um的變壓器

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圖3-內徑R定義為200um的變壓器
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3、提取S參數模型與性能參數
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得到變壓器模型后,可直接在UltraEM?的高速三維全波仿真引擎仿真提取S參數。以設計的工作區間在0.8GHz-2GHz之間的變壓器為例,參數設置R:80,W:10,C1:5,C2:4,S參數如圖4所示。

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圖4-版圖仿真結果S參數

提取得到的S參數模型可加入原理圖做聯合仿真,如圖5所示。

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圖5-原理圖中的變壓器S參數模型

通過UltraEM的Define Quantities功能定義公式,可以利用S/Y/Z參數計算出相關性能參數,例如初級線圈電感Lp、初級線圈品質因數Qp、次級線圈電感Ls、次級線圈品質因數Qs、互感M和耦合系數k,如下圖6到圖11所示。

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圖6-初級線圈電感Lp

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圖7-初級線圈品質因數Qp

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圖8-次級線圈電感Ls

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圖9-次級線圈品質因數Qs

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圖10-互感M

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圖11-耦合系數k

此項可復用參數化變壓器建模技術是2022版本所發布的新內容之一,用戶將獲得新的感受和便利。

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審核編輯:劉清

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( 發表人:劉芹 )

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