[发明专利]BJT器件建模方法

说明书

本发明公开了一种BJT器件建模方法，包括：根据现有的BJT器件SPICE模型提取出影响BJT器件性能的相关模型参数；提取预设面积BJT器件SPICE模型的某一种相关模型参数；将相关模型参数数学拟合形成该相关模型参数的数学拟合趋势线；由所述趋势线获得各预设面积BJT器件模型该种相关模型参数之间的数学关系式；将所述数学关系式添加在SPICE模型子电路中；将各预设面积BJT器件模型整合为一个模型文件。本发明提出模型参数可调节的BJT建模方法，能够使BJT的模型由原来的多个单独模型文件精简为一个模型文件，BJT的版图由原来的多种尺寸器件减少为一种尺寸器件。本发明的建模方法不仅能够简化模型，也能节省版图面积和缩短测试时间。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别是涉及一种BJT器件(三极管)建模方法。

背景技术

双极性晶体管(英语：bipolar transistor)，全称双极性结型晶体管(bipolarjunction transistor,BJT)，俗称三极管，是一种具有三个终端的电子器件，由三部分掺杂程度不同的半导体制成，晶体管中的电荷流动主要是由于载流子在PN结处的扩散作用和漂移运动。双极性晶体管能够放大信号，并且具有较好的功率控制、高速工作以及耐久能力，所以它常被用来构成放大器电路，或驱动扬声器、电动机等设备，并被广泛地应用于航空航天工程、医疗器械和机器人等应用产品中。

SPICE模型是较早出现的一种。Spice是Simulation Program with IntegratedCircuit Emphasis的缩写，是一种功能强大的通用模拟电路仿真器，SPICE仿真软件包含模型和仿真器两部分。由于模型与仿真器是紧密地集成在一起的，所以用户要添加新的模型类型是很困难的，但是很容易添加新的模型，仅仅需要对现有的模型类型设置新的参数即可。SPICE模型由两部分组成：模型方程式(Model Equations)和模型参数 (ModelParameters)。由于提供了模型方程式，因而可以把SPICE模型与仿真器的算法非常紧密地联接起来，可以获得更好的分析效率和分析结果。现在SPICE模型已经广泛应用于电子设计中，可对电路进行非线性直流分析、非线性瞬态分析和线性交流分析。被分析的电路中的元件可包括电阻、电容、电感、互感、独立电压源、独立电流源、各种线性受控源、传输线以及有源半导体器件。SPICE内建半导体器件模型，用户只需选定模型级别并给出合适的参数。

目前，常用的BJT器件按照发射极面积来划分主要有三种不同尺寸的，即面积分别为4平方微米、25平方微米和100。因此，同一个类型的BJT器件版图需要绘制独立的三个尺寸BJT器件。相应的，测试也需要分别测三个不同尺寸的BJT。进而，BJT建模也需要根据三个不同尺寸器件的测试数据来建立三个独立的模型。那么，一旦BJT的类型增多，BJT器件将占用很大部分的版图面积，测试过程也将耗费成倍的时间。同样的，BJT模型也会更多更繁琐。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种参数可调节的BJT器件建模方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的BJT器件建模方法，包括以下步骤：

1)根据现有的BJT器件SPICE模型提取出影响BJT器件性能的相关模型参数；

2)提取预设面积BJT器件SPICE模型的某一种相关模型参数；

3)将步骤2)中的相关模型参数数学拟合形成该相关模型参数的数学拟合趋势线；

4)由所述趋势线获得各预设面积BJT器件模型该种相关模型参数之间的数学关系式；

5)将所述数学关系式添加在SPICE模型子电路中；

6)将各预设面积BJT器件模型整合为一个模型文件。

进一步改进所述的BJT器件建模方法，所述BJT器件性能至少包括正向放大、反向放大、饱和、截止、电压和电流。