[发明专利]一种片上半导体变压器模型、建模方法、装置及存储介质

权利要求书

1.一种片上半导体变压器模型，其特征在于，所述片上半导体变压器模型为六端口变压器模型，包括四个部分；

第一部分为表征变压器初次级线圈的电感及电阻特性的串联支路；每个线圈包含两个关于公共端子对称的串联支路，所述公共端子为线圈的中心抽头；每个所述串联支路由一个串联电感L_0x，一个串联电阻R_0x，以及三个串联的R-L并联网络组成；

第二部分为表征变压器初次级线圈之间以及初次级线圈内部磁场耦合效应的互感；所述六端口变压器模型包含各个串联支路之间的磁场耦合；

第三部分为表征变压器初次级线圈之间电容耦合效应的寄生电容；所述六端口变压器模型初次级线圈的每个端口之间都引入了寄生电容；

第四部分为表征变压器衬底损耗效应的衬底损耗网络；变压器模型的每个端口处并联一个梯形衬底损耗网络，每个梯形衬底损耗网络由一个并联电感C_subi0，一个并联电导G_subi0，以及四个并联的G-C串联结构组成。

2.根据权利要求1所述的一种片上半导体变压器模型，其特征在于，在第一部分中，串联电感和串联电阻分别表示金属线圈在高频和低频下的电感特性和电阻特性；三个串联的R-L并联网络表示金属线圈在较宽频带范围内的趋肤效应和邻近效应；

在第二部分中，各个串联支路之间的磁场耦合分别用互感M₁₂，M₁₃，M₁₄，M₂₃，M₂₄，M₃₄表示；

在第三部分中，包括9个寄生电容，分别用C₁₃，C₁₄，C₁₆，C₂₃，C₂₄，C₂₆，C₃₅，C₄₅以及C₅₆表示；

在第四部分中，G-C串联结构包括G_subij和C_subij，其中i＝1,2,3,4,5,6，j＝1,2,3,4。

3.一种针对权利要求1或2所述的一种片上半导体变压器模型的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据预设的设计参数，建立变压器版图结构；

S2、在变压器的六个终端处各设置一个端口，然后对结构进行EM仿真；

S3、将EM仿真得到的S参数矩阵转换为Y参数矩阵；

S4、根据等效电路模型，建立Y参数矩阵与变压器模型各部分阻抗或导纳的关系式；

S5、根据等效电路模型以及步骤S4中所确立的关系式，选择拟合频点，提取互感、寄生电容、串联支路和梯形衬底损耗网络的集总模型参数；

S6、根据提取得到的集总模型参数，在ADS软件中建立等效电路；

S7、根据建立的等效电路验证变压器模型的六端口拟合度，并验证第一指标；

S8、判断六端口拟合度是否达到要求，若达到要求，则进一步验证模型的二端口拟合度，否则，返回S5，调整拟合频点；

S9、根据建立的等效电路验证变压器模型的二端口拟合度，验证第二指标。