MMIC低噪声放大器仿真案例创新.PDFVIP

MMIC 低噪声放大器仿真案例 案例简介 本案例采用 Sonnet 软件对 MMIC 低噪声放大器进行仿真分析。主要展示了 MMIC 设计中 Sonnet 共校准端口 （Co-Calibrated Ports ）的实用性和准确性。 Sonnet 共校准技术能有效校准相隔很近端口引起的串扰和寄生效应。通过仿真不 同端口配置和整体电路，验证共校准端口技术具有很高的精确度，同时 Sonnet 能 够快速精确的仿真 MMIC 电路。主要仿真结构和最终电路实现如下： 图 1 MMIC 仿真结构和最终实现电路 模型设置 首先建立4 个工程文件，分别为：  gestage.son，完整MMIC 电路；  gestage_CCP.son，没有串联电容的 MMIC 电路；  gestage_MIM-cap-only.son，仅仅包含电容的电路；  gestage_CC_net.son，将第二和第三两个工程通过网表合并，该功能在 ADS 也能用。 MMIC 低噪声放大器的基板采用100um 厚的 GaAs 材料，导线采用传统的 金材料。首先采用 Sonnet 制图工具，建立如下电路模型： 图 2 MMIC 平面结构显示图 图 3 MMIC 几何结构显示图 图 4 没有电容的MMIC 内部电路显示图 图 5 带去嵌入技术的单个电容结构显示图 图 6 通过网表合并的工程示意图 网格剖分显示图： 整体 MMIC 电路的网格剖分图以及端口参数设置如下图所示，网格剖分图显 示了两种不同的网格剖分方法：自适应矩形网格 （红色）和共形网格 （浅色）。 图 7 MMIC 低噪声放大器的网格剖分结果 图 8 不加电容的电路结构中间端口共校准技术的参数设置 仿真结果 图 9 完整电路仿真结果和采用分开电容共校准技术合并后的仿真结果对比 上图可见，两者结果十分吻合，验证了端口共校准技术的准确性。同时采用 端口共校准技术能有效将大工程文件分割成小文件单独仿真，特别对小尺寸元件 的隔离仿真，以此达到单独优化参数的效果，提高 MMIC 电路设计的速度和精度。 为了对比共校准技术的精确性，采用自动接地端口进行相似的仿真，其结果 对比如下： 图 10 完整电路仿真结果和采用分开电容自动接地端口技术合并后的结果对比 可以看出，采用自动接地端口技术在计算相位时，采用分开电容和匹配电路 组合仿真结果和完整电路仿真结果有较大差别。 三种仿真结果对比如下： 图 11 三种仿真结果对比 案例结论 总体分析以上仿真结果，得出如下结论：  Sonnet 软件提供了精确的共校准端口仿真技术，可用于端口距离小于 2 倍的基板厚度情况，精确模拟了端口之间的串扰；  共校准端口技术能有效将大工程文件分割成小文件单独仿真，特别对小尺 寸元件的隔离仿真，以此达到单独优化参数的效果，提高 MMIC 电路设 计的速度和精度。