Schaltungslayout

Schaltungsdesign und Bauelementmodellierung

GaAs-HBT-MMICs bis 80 GHz

Mit dem GaAs-HBT-MMIC Prozess werden am FBH Schaltungen bis 80 GHz realisiert. Der Fokus liegt dabei auf phasenrauscharmen Oszillatoren (VCO). Neben der Modellierung des aktiven Elementes ist die Beschreibung der passiven Elemente von entscheidender Bedeutung. Dafür wurde am FBH eine Bauelement-Bibliothek für koplanare Elemente entwickelt, die die benötigten Diskontinuitäten (T-Verzweigungen, Luftbrücken, ...) umfasst. Die Modelle werden mit Hilfe der elektromagnetischen Simulation hergeleitet und dann anhand von Messungen verifiziert.

HBT-Modellierung für GaAs, InP und SiGe

Ein detailliertes HBT-Großsignalmodell ist ein unverzichtbares Werkzeug für den Schaltungsentwurf. Um das Verhalten von III/V-HBTs nachzubilden, wurde ein neues Modell auf Basis des GUMMEL-POON-Modells entwickelt. Besonders zu berücksichtigende Effekte bei der Modellbildung für diese HBTs sind die Selbsterwärmung und die Stromabhängigkeit der Transitfrequenz. Diese Stromabhängigkeit wird durch Hochstromeffekte im Kollektor verursacht.

Das Modell besitzt folgende Merkmale:

  • Trennung von innerer und äußerer Basis-Kollektor-Diode
  • Nicht-ideale Basisströme
  • Selbsterwärmung und Wärmetransport (Thermischer Port)
  • Stromabhängigkeit von Basis-Kollektor-Kapazität und Kollektorlaufzeit
  • Basis-Emitter- und Basis-Kollektor-Durchbruch
  • Erweitertes Rauschmodell für 1/f- und Hochfrequenzbereich
  • Skalierbarkeit über die Transistorgröße
  • Eindeutige analytische Parameterextraktion aus Messungen

Das Modell wird am FBH routinemäßig für eigene und kommerzielle GaAs- und InP-HBTs verwendet. Darüber hinaus wird es bereits von Partnern weltweit eingesetzt. Der Verilog-A Code einschließlich der Dokumentation steht zum Download zur Verfügung. Dabei sind die nachfolgenden Informationen zu Copyright und Haftungsausschluss zu beachten. Auf Anfrage sind ein Design-Kit für Agilent ADS und der C-Quellcode verfügbar.

Download Verilog-A Code und Dokumentation (Version 2.1)
Download Verilog-A Code und Dokumentation (Version 2.3 mit erweitertem Rauschmodell)

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