本文關(guān)鍵詞：毫米波共面波導(dǎo)建模技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著半導(dǎo)體工藝的持續(xù)發(fā)展,晶體管的截止頻率和最大工作頻率不斷提升。根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)藍(lán)圖(ITRS)報(bào)導(dǎo),CMOS晶體管的截止頻率在2021年有望達(dá)到0.9THz,毫米波集成電路設(shè)計(jì)逐漸受到業(yè)界和學(xué)術(shù)界的重點(diǎn)關(guān)注。共面波導(dǎo)(CPW)作為微波電路設(shè)計(jì)中最基本的無(wú)源器件,具有低損耗和特性阻抗變化范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。在毫米波集成電路設(shè)計(jì)中,CPW既能作為最基本的互連線,也能在匹配電路中作為電容和電感使用。所以,如果在電路設(shè)計(jì)中可以得到精準(zhǔn)的CPW模型,就可以大大提高毫米波集成電路性能。但是目前,CPW的研究存在兩個(gè)問(wèn)題:高頻下的電磁場(chǎng)(EM)仿真不準(zhǔn)確;在片測(cè)試數(shù)據(jù)去嵌誤差大。由于這兩個(gè)問(wèn)題無(wú)法解決,CPW的等效電路模型在毫米波頻段的精度一直不能滿足電路設(shè)計(jì)的要求。本文從優(yōu)化EM仿真、改進(jìn)去嵌算法和建立新型等效電路模型三個(gè)方面對(duì)CPW進(jìn)行了深入的研究。具體內(nèi)容概括如下:1.在GaAs和CMOS工藝平臺(tái)上對(duì)CPW的結(jié)構(gòu)及參數(shù)特性進(jìn)行了深入研究。一方面通過(guò)EM仿真,確定歐姆接觸等金屬層與襯底之間的位置關(guān)系;另一方面,對(duì)由頻率升高及工藝偏差所引起的電導(dǎo)率和介電常數(shù)的變化,從仿真角度進(jìn)行了反向推導(dǎo)。在此基礎(chǔ)上,優(yōu)化相應(yīng)的CPW仿真模型參數(shù)使得該仿真模型在0.1-220GHz范圍內(nèi)與實(shí)測(cè)結(jié)果很好的吻合,為后續(xù)的去嵌算法研究及等效模型分析提供準(zhǔn)確的仿真數(shù)據(jù)的支持,同時(shí),為電路設(shè)計(jì)提供有力的CAD輔助。2.提出了一種基于EM仿真的去嵌算法。該算法無(wú)需設(shè)計(jì)額外的去嵌結(jié)構(gòu),可以節(jié)省芯片面積并大大降低流片成本。通過(guò)與多種去嵌算法的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),論文提出的去嵌算法,其性能優(yōu)于開(kāi)路去嵌和開(kāi)路短路去嵌算法,與目前主流的thru去嵌和Mangan去嵌算法效果相當(dāng)。由于所提出的算法不需要預(yù)留去嵌結(jié)構(gòu),所以其使用要比thru和Mangan去嵌更為靈活。3.基于現(xiàn)有的三種傳輸線模型,對(duì)GaAs和SMIC 65nm兩種工藝下CPW分別建立了相應(yīng)的共面波導(dǎo)等效電路模型,并在傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)公式和實(shí)測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上,提出一種新型、簡(jiǎn)便的參數(shù)提取方法。采用兩種工藝下的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)所提出的模型和參數(shù)提取方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)證明,這兩種模型在67GHz以?xún)?nèi)都可以很好的吻合實(shí)測(cè)結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：毫米波 共面波導(dǎo) EM仿真 去嵌算法 模型 參數(shù)提取
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN814
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 毫米波特點(diǎn)及其應(yīng)用10
• 1.2 毫米波共面波導(dǎo)10-17
• 1.2.1 常見(jiàn)的CPW結(jié)構(gòu)11-13
• 1.2.2 去嵌算法13-15
• 1.2.3 CPW等效電路模型15-17
• 1.3 論文的組織結(jié)構(gòu)17-18
• 1.4 本章小結(jié)18-19
• 第二章 傳輸線基本理論19-26
• 2.1 傳輸線的重要指標(biāo)19-21
• 2.1.1 傳輸線的傳播常數(shù)和特性阻抗19-20
• 2.1.2 傳輸線的傳播常數(shù)和特性阻抗的提取方法20-21
• 2.2 傳輸線的寄生效應(yīng)以及相應(yīng)的等效電路模型21-25
• 2.2.1 趨膚效應(yīng)21-23
• 2.2.2 鄰近效應(yīng)23-24
• 2.2.3 襯底中的耦合效應(yīng)24-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第三章 CPW EM仿真26-36
• 3.1 CPW的HFSS仿真26-31
• 3.1.1 HFSS基本設(shè)置26-28
• 3.1.2 HFSS仿真的修正28-31
• 3.2 CPW的ADS Momentum仿真31-33
• 3.2.1 ADS Momentum基本設(shè)置31-32
• 3.2.2 端.類(lèi)型設(shè)置32-33
• 3.3 EM仿真應(yīng)用33-35
• 3.3.1 介電常數(shù)隨頻率的變化33
• 3.3.2 電導(dǎo)率隨頻率的變化33-34
• 3.3.3 介電常數(shù)和電導(dǎo)率對(duì)仿真的影響34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第四章 傳輸線去嵌算法36-47
• 4.1 開(kāi)路去嵌36-37
• 4.2 開(kāi)路短路去嵌37-38
• 4.3 Mangan雙線去嵌法38-40
• 4.4 thru去嵌40-42
• 4.5 仿真去嵌42-45
• 4.5.1 仿真去嵌 142-44
• 4.5.2 仿真去嵌 244-45
• 4.6 幾種去嵌算法對(duì)比45
• 4.7 本章小結(jié)45-47
• 第五章 CPW模型47-59
• 5.1 現(xiàn)有傳輸線模型47-51
• 5.1.1 傳統(tǒng)RLGC模型47-48
• 5.1.2 CPW統(tǒng)一模型48-50
• 5.1.3 分?jǐn)?shù)階傳輸線模型50-51
• 5.2 CPW1和CPW2模型51-58
• 5.2.1 CPW1模型51-55
• 5.2.2 CPW2模型55-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 第六章 總結(jié)及展望59-61
• 6.1 總結(jié)59-60
• 6.2 展望60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 附錄66

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉建斌,姚佶,周希朗;圓柱形屏蔽耦合共面波導(dǎo)的解析分析[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2003年06期

2 蔣振新,丁桂甫,楊春生,毛海平,張永華;共面波導(dǎo)有限金屬厚度效應(yīng)的研究[J];微波學(xué)報(bào);2004年02期

3 梁智能;;共面波導(dǎo)效應(yīng)對(duì)射頻電路板的影響及其應(yīng)用[J];空間電子技術(shù);2011年03期

4 趙克俊;;共面波導(dǎo):一種適合非互易磁控器件應(yīng)用的表面帶線傳輸線[J];半導(dǎo)體情報(bào);1973年09期

5 周希朗;變型共面波導(dǎo)的保角變換分析[J];通信學(xué)報(bào);1997年11期

6 陳宏巍;房少軍;;非對(duì)稱(chēng)共面波導(dǎo)彎曲結(jié)構(gòu)模式轉(zhuǎn)換的研究[J];電波科學(xué)學(xué)報(bào);2013年05期

7 陳宏巍;房少軍;;利用非對(duì)稱(chēng)共面波導(dǎo)提高共面波導(dǎo)彎曲結(jié)構(gòu)傳輸性能[J];電子元件與材料;2014年02期

8 房少軍,金紅,Johnston Ronald H;非對(duì)稱(chēng)共面波導(dǎo)特性參數(shù)的時(shí)域反射測(cè)量[J];大連海事大學(xué)學(xué)報(bào);2002年04期

9 趙吉祥,毛軍發(fā);薄襯底共面波導(dǎo)的特性分析[J];電子學(xué)報(bào);2003年12期

10 房少軍,金紅,約翰斯頓·羅納德;多層屏蔽共面波導(dǎo)模型及其實(shí)驗(yàn)(英文)[J];湖南文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 譚康伯;梁昌洪;蘇濤;劉子梁;;雙頻共面波導(dǎo)天線設(shè)計(jì)與研究[A];2007年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2007年

2 房少軍;王百鎖;;具有金屬底板的非對(duì)稱(chēng)共面波導(dǎo)特性的分析[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（上冊(cè)）[C];1999年

3 胡新榮;王蘊(yùn)儀;;考慮金屬帶厚度的耦合共面波導(dǎo)特性分析[A];1995年全國(guó)微波會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];1995年

4 高紅衛(wèi);焦永昌;張福順;;共面波導(dǎo)饋電的T型天線的研究與設(shè)計(jì)[A];2005'全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集（第三冊(cè)）[C];2006年

5 王劍;張厚;李圭源;;一種共面波導(dǎo)饋電的多模指數(shù)漸變開(kāi)槽天線[A];2009年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2009年

6 代喜望;梁昌洪;梁樂(lè);;基于共面波導(dǎo)的可調(diào)復(fù)合傳輸線相移器[A];2007年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2007年

7 靳立偉;程知群;王慶娜;石雯;李野;;硅基毫米波共面波導(dǎo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型[A];2011年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2011年

8 謝紅云;張蔚;何莉劍;楊華;王揚(yáng);沙永萍;甘軍寧;張萬(wàn)榮;;高阻硅低損耗微波共面波導(dǎo)傳輸線[A];2007年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2007年

9 武曉博;尹應(yīng)增;席娟梅;文庶;;新型共面波導(dǎo)饋電的雙阻帶超寬帶天線[A];2009年全國(guó)天線年會(huì)論文集（上）[C];2009年

10 劉軍;王志功;謝婷婷;童海濤;方芳;;共面波導(dǎo)(CPW)在單片電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[A];1999年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集(上冊(cè))[C];1999年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 房少軍;非對(duì)稱(chēng)共面波導(dǎo)的特性及其場(chǎng)結(jié)構(gòu)圖的研究[D];大連海事大學(xué);2001年

2 鄒煥;片上共面波導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2011年

3 陳宏巍;基于有限差分法的非對(duì)稱(chēng)共面波導(dǎo)及其彎曲結(jié)構(gòu)的研究[D];大連海事大學(xué);2014年

4 范木杰;時(shí)域多分辨分析在非對(duì)稱(chēng)共面波導(dǎo)研究中的應(yīng)用[D];大連海事大學(xué);2010年

5 李曉明;非對(duì)稱(chēng)共面波導(dǎo)等阻抗特性及其應(yīng)用的研究[D];大連海事大學(xué);2011年

6 陳鵬;非對(duì)稱(chēng)共面波導(dǎo)色散特性及應(yīng)用的研究[D];大連海事大學(xué);2007年

7 張卉;非均勻傳輸線場(chǎng)路特性研究[D];北京交通大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 傅飛;毫米波共面波導(dǎo)建模技術(shù)研究[D];杭州電子科技大學(xué);2015年

2 王敏;基于直線法的有限地共面波導(dǎo)傳輸特性研究[D];電子科技大學(xué);2010年

3 曾山;光調(diào)制器中的共面波導(dǎo)電極結(jié)構(gòu)分析[D];電子科技大學(xué);2003年

4 于亞芳;基于缺陷接地結(jié)構(gòu)的共面波導(dǎo)天線研究[D];天津大學(xué);2007年

5 李倩;共面波導(dǎo)電磁場(chǎng)探頭天線的設(shè)計(jì)[D];大連海事大學(xué);2011年

6 張思磊;半波長(zhǎng)超導(dǎo)共面波導(dǎo)諧振器及其微波傳輸特性[D];西南交通大學(xué);2013年

7 張啟濤;幾種多頻帶共面波導(dǎo)饋電印刷天線設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2012年

8 張倍紅;低溫超導(dǎo)狀態(tài)下微波共面波導(dǎo)諧振器的研究[D];西南交通大學(xué);2014年

9 劉志剛;共面波導(dǎo)激勵(lì)電磁場(chǎng)對(duì)舵面的直接力控制數(shù)值仿真研究[D];南京理工大學(xué);2010年

10 康壯;基于高阻硅襯底的超導(dǎo)共面波導(dǎo)諧振腔[D];南京大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：毫米波共面波導(dǎo)建模技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：477141