射頻與微波集成電路參數(shù)提取的積分方程方法及應(yīng)用研究.pdf

1、在現(xiàn)代高性能集成電路中，由于亞微米和深亞微米技術(shù)的發(fā)展，射頻與微波集成電路中器件和單元電路的尺寸越來(lái)越小，集成度越來(lái)越高，器件間的耦合越來(lái)越強(qiáng)，依靠等效電路近似法和調(diào)試經(jīng)驗(yàn)的經(jīng)典微波無(wú)源器件設(shè)計(jì)方法己很難適應(yīng)高精度、高要求的場(chǎng)合。因此，電磁場(chǎng)數(shù)值方法已經(jīng)成為對(duì)微波集成電路進(jìn)行分析設(shè)計(jì)的一個(gè)重要手段。 隨著微波集成電路特征尺寸的減小，在對(duì)其進(jìn)行數(shù)值分析時(shí)，產(chǎn)生的未知量往往非常巨大，計(jì)算十分困難；為了對(duì)微波集成電路的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確

2、的模擬，使得幾何建模時(shí)的剖分尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)，這時(shí)，傳統(tǒng)的RWG基函數(shù)、加略金匹配法產(chǎn)生的阻抗矩陣幾近奇異，條件數(shù)極差，存在不穩(wěn)定性問(wèn)題。因此，需要采用新型的基函數(shù)來(lái)解決這一問(wèn)題。 本文正是針對(duì)微波集成電路分析困難的問(wèn)題，采用基于積分方程的全波分析方法對(duì)微波集成電路等平面分層結(jié)構(gòu)電路進(jìn)行分析計(jì)算。主要內(nèi)容為： 首先，介紹了分層介質(zhì)中的電場(chǎng)及混合位積分方程，并對(duì)格林函數(shù)推導(dǎo)出由準(zhǔn)動(dòng)態(tài)、表面波、復(fù)鏡像組成的閉合形式的表達(dá)式，

3、從而加快了索末菲爾德積分的計(jì)算速度。 其次，基于傳統(tǒng)的RWG基函數(shù)的分析方法在計(jì)算低頻及微波集成電路中大量存在的精細(xì)微小結(jié)構(gòu)問(wèn)題時(shí)，存在不穩(wěn)定性問(wèn)題。本文采用loop-tree基函數(shù)對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，它將有散電流與無(wú)散電流分開(kāi)，很好地解決了RWG基函數(shù)存在的不穩(wěn)定性問(wèn)題。 最后，介紹了兩種用在矩量法分析過(guò)程中的S參數(shù)提取技術(shù)。并對(duì)一些微波無(wú)源器件的散射參數(shù)進(jìn)行了提取，與等效電路方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較。 本文所用方法