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日志

如何对无源器件进行简单的建模

已有 228 次阅读2019-2-26 18:59 |个人分类:器件建模相关

 

CAPACITOR 
C12 
RESISTOR 
LpRsR12 
R12 
RsR12 
cpR10 
RIO 
Rsc*to 
red: measurement 
blue: model 
REA (E •q 
red: measurement 
blue: model 
REA r •q

一、电容

CAPACITOR 
develop the Spice schematic 
extract the parameters 
check the model robustness and quality 
good practice: inspect the measured data first 
This will alsp@ve us a first idea of the Spice circuit for the device

 

Load verified, de-embedded data 
and inspect them to get a first idea of the model 
Incident 
Transmitted 
Reflected 
Sll 
Sil 
Sxy 
fre 
00 
Click here to download the example files' 
S22

首先要根据频率增加看各个曲线的趋势,其中Sxy为主要作用

For the on-wafer capacitor, 
Click here to download the example files' 
the branch from Portl to Port2 represents the dominant Spice characteristic 
00 
REAL (E.q 
Port2

可以看出:在低频下,Sxy为原点,也就是约为零,而随着频率增加,大概画了个半圆到最大值附近(1,0),但是并没有完全传输能量,也就意味存在着实部。而当频率继续增加,S21到了负复半轴

こ こ い コ 0 
第 を 12 新 ・ ヨ 21 
を き 一 E ・ 0 一

简单按照以上的是不行的,要满足所有S参数才能真正表达出模型来

第一步,这个电容最后负载是50ohm电阻,而根据S11来看,在低频下,随着频率升高是一个趋近50ohm的趋势也就是串联电容在高频等效为短路。

freq 
REAL (E .01 
C12 
Portl

 

但是根据图中所示,到达一定频率后,S11呈现另一种变化,延这另外一条曲线接近短路点,也就是接地,这就意味着可能会出现并联寄生电容

 

第二部,我们根据计算方法,也就是矩阵运算,通过不同T/pi模型来构造我们需要的最终等效电路。

(ΙΙλ+ 
= 112 
(ΙΖλ+ΙΙλ)ΝΥ3Ν+ΖΙλ 
= 012 
(Ίλ + ΙΙλ)Νν3ΙΛ+ΙΙλ 
ελ+Ιλ ελ- 
ελ- ελ+Ιλ 
e Ό 12 
οι2 
112 
ΙΖέ ΙΙέ 
ΙΙέ Ίέ 
saaptuwea-s pappaqlua-aa

其中,S矩阵转化为Y矩阵,然后根据计算得到Y1 Y2 Y3 从而根据公式转化为Z10 Z12 Z20

 

而对于不同的阻抗,我们应该通过其曲线判断出大概所用元件,以下为三种类型的案例

1)电容变化

cp 
Rp 
Impedance Plot 
Rs llRp Rs 
i 
port 1 
Resistance 
Note: this represents a typical capacnance 
lowest freq: Rs 1kQ 
highest freq: Rp Il Rs 350Q 
Cs is fitted @ low freq 
Cp is fitted @ high freq

开始阻抗从负虚半部分出发,此时指向的阻抗为Rs,而随频率增加,阻抗指向变为了个小的值,那么只有并联才能实现,且并联电阻要串一个电容,以这个电容在低频下为大阻抗,意味着这个电容很小。

2)电感变化

Impedance Plot 
4 
I freq 
port 1 
LS 
Note: this schematic is typical spiral inductors skin effect 
Rs: -100 
Lp: fits the transition from DC (R=O) to freq=T (R=Rs)

同理,开始阻抗从0开始向高走,表明这是个感性的,而随着频率增加,出现了一个实部,也就是电阻,表明开始电阻被短路,而只有电阻并联一个小电感才会出现这种情况

3)电阻变化

cp 
Impedance Plot 
Rs+Rp 
port I 
too 2m 
Rs+Rp: -550Q 
-50Q 
Cp: represents the frequency-dependent 
'transition speed' from DC (Rs+Rp) to (Rs)

相当于从0频率到高频率阻抗被减去了一节,那么相当于短路,而整个阻抗表现出容性,那么可以猜测是电容在随频率升高后短路了一部分的电阻

 

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