一种用于HTB器件的Vbic模型特征参数的提取方法

本发明涉及双极型晶体管器件的，尤其涉及一种用于htb器件的vbic模型特征参数的提取方法。

背景技术：

1、异质结双极晶体管(htb)与同质结晶体管最显著的区别在，在hbt中发射结为异质结，发射区材料的禁带宽度大于基区禁带宽度。宽禁带发射区可以抑制由基区向发射区的少子注入，提高发射极的注入效率，得到更高的增益。随着hbt理论的快速发展，hbt的性能不断提高，被广泛应用在功率放大、微波等电路系统中。

2、vbic模型拓扑如图1所示，模型基本方程与spice gummel-poon模型相似，有着广泛的研究和基础，在此模型发明以来，在ⅲ-ⅴ族器件中得到了广泛的应用，成为某些ⅲ-ⅴ族化合物hbt工艺线标准模型并被用于构建模型库。

3、vbic在模型中详尽的考虑了晶体管的各种物理效应，虽然比gp模型在表征器件电学特性上精确，但提取过程过于复杂，提取的参数较多，模型周期性开发周期长、难度大、模型方程及相关参数提取的算法需要大量测试，给整个提取工作带来了较大的困难，目前急需开发一套适用于vbic模型的参数提取方法。

技术实现思路

1、(一)发明目的

2、本发明的目的是提供一种用于htb器件的vbic模型特征参数的提取方法，以解决现有技术中的htb器件的vbic模型特征参数的提取方法，存在提取过程过于复杂，提取的参数较多，模型周期性开发周期长、难度大、模型方程及相关参数提取的算法需要大量测试，给整个提取工作带来了较大的困难的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为解决上述问题，本发明提供了一种用于htb器件的vbic模型特征参数的提取方法，所述的提取方法包括：

5、对模型公式进行一般性表述，对于所有非pde的模型，使用模型公式m表达，其中，m∈l(m),l(m)可以表示为：

6、l(m)＝f(σ,δ,b)；

7、其中，标识符集σ＝{p∪c}，p为参数集合，c为常数集合，算符集δ＝{δ_1∪δ_2}，δ_1为一元算符，δ_1(a)＝b，δ_2为二元算符，δ_2(a,b)＝c；a、b、c∈σ界符集b＝{(,)}；

8、对模型公式m的所有参数进行初值的假设，并对公式集进行敏感度评估；

9、基于敏感度评估，挑选出权重大于设定范围5％的参数；

10、基于权重大于设定范围的参数，进行求解。

11、可选地，对a、b、c∈σ界符集b＝{(,)}作语法辅助，标定语法段的计算优先度。

12、可选地，对模型公式m的所有参数进行初值的假设，并对公式集进行敏感度评估包括：

13、对所有参数进行初值的假设；

14、根据参数库特征，对某一特定参数求解中的公式进行筛选；

15、对筛选后获得的公式集评估敏感度。

16、可选地，基于敏感度评估，挑选出权重大于设定范围的参数之后包括：

17、对权重大于设定范围的参数进行第一求解计算；

18、对单个参数的求解选择敏感度大于规定的设定阈值的公式进行第二求解计算；

19、重复进行所述第一求解计算和所述第二求解计算，直至模型参数的误差达到预设标准。

20、可选地，p为参数集合并包括：is(传输饱和电流),bf(电流增益),ise(b-e泄漏饱和电流),ne(b-e泄漏泄漏系数),nf(正向发射系数),nkf(高电流增益衰减的指数),ikf(正向增益角电流),vaf(正向早期电压),var(反向早期电压)。

21、可选地，基于权重大于设定范围的参数，进行求解包括：

22、使用levenberg-marquadt方法进行参数求解，得到待拟合参数。

23、(三)有益效果

24、本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

25、1.自适应的提取参数，不会因为增加某些新的效应就会重新从底层构重新构建模型，直接添加新的参数即可。

26、2.参数提取进行拟合时，可以通过该技术方案使得计算时，模型函数可以收敛。

技术特征：

1.一种用于htb器件的vbic模型特征参数的提取方法，其特征在于，所述的提取方法包括：

2.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，对a、b、c∈σ界符集b＝{(,)}作语法辅助，标定语法段的计算优先度。

3.根据权利要求2所述的提取方法，其特征在于，对模型公式m的所有参数进行初值的假设，并对公式集进行敏感度评估包括：

4.根据权利要求3所述的提取方法，其特征在于，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的提取方法，其特征在于，

6.根据权利要求1至4中任一项所述的提取方法，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种用于HTB器件的Vbic模型特征参数的提取方法，双极型晶体管器件的技术领域。所述的提取方法包括：对模型公式进行一般性表述，对于所有非PDE的模型，使用模型公式M表达；对模型公式M的所有参数进行初值的假设，并对公式集进行敏感度评估；基于敏感度评估，挑选出权重大于设定范围的参数；基于权重大于设定范围的参数，进行求解。

技术研发人员：李兴冀,杨剑群,崔秀海,徐晓东
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21