[发明专利]一种多管芯热力学模型、温度预测方法和倍频器仿真方法

权利要求书

1.一种多管芯热力学模型，用于太赫兹肖特基二极管，其特征在于，所述多管芯热力学模型包括热耦合网络和n个单管芯热力学模型单元，所述单管芯热力学模型单元包括等效电流源、以及与等效电流源串联连接的热电阻R_th，所述等效电流源由单管芯的耗散功率等效得到，所述热电阻R_th用于等效单管芯的热量流动通道，所述热耦合网络包括依次串联设置的所述为不加偏置空载状态下多管芯热力学模型整体的电阻，所述为沿管芯串联方向，第n个管芯的热电阻；沿管芯串联方向，第1个单管芯热力学模型单元中的热电阻与热耦合网络中和之间的连线连接，第n个单管芯热力学模型单元中的热电阻与热耦合网络中和之间的连线连接，n≥2。

2.如权利要求3所述的多管芯热力学模型，其特征在于，所述耗散功率通过电子学模型输出得到，所述电子学模型为单管芯的电子学模型，包括电子电流源、电荷源和级联电阻，所述电子电流源与级联电阻串联，所述电荷源与电子电流源并联，电子学模型用于输出耗散功率。

3.一种温度预测方法，用于对多个依次串联设置太赫兹肖特基二极管的阳极温度预测，其特征在于，基于权利要求1或2所述的多管芯热力学模型，包括以下步骤，

步骤Y100，获取太赫兹肖特基二极管的耗散功率为沿管芯串联方向，第n个管芯的耗散功率；

步骤Y200，将耗散功率等效为单管芯热力学模型单元中的等效电流源，然后通过单管芯热力学模型单元得到热电阻为沿管芯串联方向，第n个管芯的热电阻；

步骤Y300，将热电阻代入阳极温度计算公式，

式中，为沿管芯串联方向，第n个管芯的阳极温度，T₀为多管芯热力学模型初始环境温度；

得到单管芯太赫兹肖特基二极管的阳极温度

步骤Y400，将阳极温度和热电阻R_thn代入多管芯热力学模型中，得到实际阳极结温度T_n，T_n为沿管芯串联方向，第n个单管芯热力学模型单元中的热电阻与热耦合网络中和之间的连线上的温度。

4.如权利要求3所述的温度预测方法，其特征在于，在步骤Y100中，获取太赫兹肖特基二极管的单管芯电路参数，基于电路建立太赫兹肖特基二极管的电子学模型，利用电子学模型获取太赫兹肖特基二极管的耗散功率

5.如权利要求4所述的温度预测方法，其特征在于，在步骤Y300中，多管芯热力学模型初始环境温度T₀为常温。

6.一种倍频器仿真方法，用于太赫兹频段，其特征在于，基于权利要求1或2所述的多管芯热力学模型，包括以下步骤，

步骤S100，获取倍频器中每一个太赫兹肖特基二极管的单管芯电路参数；

步骤S200，基于单管芯电路参数建立太赫兹肖特基二极管的电子学模型，得到初步电子学模型，初步电子学模型的环境温度为常温；

步骤S300，通过初步电子学模型输出得到耗散功率将耗散功率等效为等效电流源代入单管芯热力学模型单元中，得到太赫兹肖特基二极管阳极的热电阻

步骤S400，将热电阻代入阳极温度计算公式，

式中，为沿管芯串联方向，第n个管芯的阳极温度；T₀为多管芯热力学模型初始环境温度；

得到单管芯太赫兹肖特基二极管的阳极温度

将阳极温度和热电阻代入多管芯热力学模型中，得到实际阳极结温度T_n，T_h为沿管芯串联方向，多管芯热力学模型中第n个单管芯热力学模型单元中的热电阻与热耦合网络中和之间的连线上的温度；

步骤S500，将阳极温度代入初步电子学模型中，对太赫兹肖特基二极管进行仿真优化，得到太赫兹肖特基二极管的优化电路参数；

步骤S600，基于太赫兹肖特基二极管的优化电路参数和倍频器的S参数，进行整体电路仿真。

7.如权利要求6所述的倍频器仿真方法，其特征在于，基于倍频器结构进行无源电路仿真，得到倍频器的S参数。