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如何对无源器件进行简单的建模

已有 1056 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)