电子科技大学长三角研究院(湖州)毛书漫获国家专利权
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龙图腾网获悉电子科技大学长三角研究院(湖州)申请的专利一种考虑噪声相关性的场效应晶体管噪声Verilog-A模型实现方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120257918B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510748021.X,技术领域涉及:G06F30/367;该发明授权一种考虑噪声相关性的场效应晶体管噪声Verilog-A模型实现方法是由毛书漫;罗奕;苏祥;马淑佼;徐跃杭设计研发完成,并于2025-06-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种考虑噪声相关性的场效应晶体管噪声Verilog-A模型实现方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种考虑噪声相关性的场效应晶体管噪声Verilog‑A模型实现方法,涉及晶体管噪声技术领域。包括:建立晶体管本征部分的噪声模块,晶体管本征部分的噪声模块由漏极沟道噪声、栅极感应噪声以及两种噪声的相关性进行表征,将两个相关的漏极沟道噪声源和栅极感应噪声源转换为三个无关的噪声源,包含漏极噪声源、栅极噪声源和栅极修正噪声源,并进行栅漏噪声源等效电流大小的计算,频率参数、虚数分量的引入,噪声模块在晶体管Verilog‑A模型中的嵌入。本发明突破了传统基于Verilog‑A的建模方法难以表征噪声相关因子的虚数分量及其频率相关性的问题,实现了在Verilog‑A语言中对噪声相关性的准确表征。
本发明授权一种考虑噪声相关性的场效应晶体管噪声Verilog-A模型实现方法在权利要求书中公布了:1.一种考虑噪声相关性的场效应晶体管噪声Verilog-A模型实现方法,其特征在于,包括以下步骤: S1.由漏极沟道噪声、栅极感应噪声、漏极沟道噪声和栅极感应噪声的相关性对晶体管本征部分噪声进行表征; 其中,漏极沟道噪声由并联在漏端的等效噪声电流源描述,栅极感应噪声由并联在栅端的等效噪声电流源描述,漏极沟道噪声和栅极感应噪声的相关性由相关噪声因子C描述; S2.基于传输矩阵理论,将两个相关的漏极沟道噪声源和栅极感应噪声源转换为三个无关的噪声源,即漏极噪声源栅极噪声源和栅极修正噪声源从而得到最终的噪声模块; S3.将最终的噪声模块嵌入晶体管Verilog-A模型,结合晶体管Verilog-A模型中预先定义好的非线性模型模块,通过在本征关键支路电流定义中叠加等效噪声电流分量,得到融合噪声和非线性特性的晶体管噪声Verilog-A模型; S4.对建立的融合噪声和非线性特性的晶体管Verilog-A模型,结合商用集成电路仿真软件中的噪声定义元件进行对比验证; S2中基于传输矩阵理论,将两个相关的漏极沟道噪声源和栅极感应噪声源转换为三个无关的噪声源,即漏极噪声源栅极噪声源和栅极修正噪声源从而得到最终的噪声模块的具体内容为: S21:对漏极噪声源计算; S22:对栅极噪声源和栅极修正噪声源计算; S23:对栅极噪声等效噪声电流Inoisegi,si和漏极噪声等效噪声电流Inoisedi,si计算,得到最终的噪声模块; S21对漏极噪声源计算的具体内容为: 漏极噪声源对应的功率谱密度大小定义为NoisePwrD,表达式为: NoisePwrD=4*k*T*gm*P; 其中,T为热力学温度,k为波尔兹曼常数,P为漏极沟道噪声相关的拟合参数; 由漏极噪声源功率谱密度NoisePwrD进一步计算得到漏极噪声源的等效电流idn_tran,表达式为: idn_tran=white_noiseNoisePwTD,"drain"; 其中,NoisePwrD为漏极噪声源功率谱密度,″drain″为漏极标识字符串,white_noise为Verilog-A中的白噪声函数用于计算噪声功率注入下特定支路的等效噪声电流大小; S22中对栅极噪声源和栅极修正噪声源计算的具体内容为: S221:栅极噪声源的计算分为栅极噪声功率谱计算和栅极噪声源的无关性修正项计算; 对于栅极噪声功率谱计算,将栅极噪声功率谱密度定义为NoisePwrG,表达式为: NoisePwrG=Cgs2*4*k*T*Rgm; 其中,T为热力学温度,k为波尔兹曼常数,R为栅极感应噪声相关的拟合参数; 对于栅极噪声源的无关性修正项计算,通过定义非相关性系数cbar来辅助修正NoisePwrG,表达式为: cbar=sqrt1.0-C2; 其中,C为相关噪声因子、当噪声源间完全相关时、cbar=0,无关部分为零,当两个噪声源完全无关时、cbar=1、表明两个噪声源完全独立;sqrt为平方根运算函数; S222:栅极修正噪声源的计算分为实数项计算和虚数项计算; 对于栅极修正噪声源的实数项计算,采用频率读取函数$realfreq为栅极修正噪声源等效电流ign_dn_tran的实部引入频率相关性,表达式为: ign_dn_tran_r=kr*2*π*$realfreq*idn_tran; 其中,kr为耦合系数,$realfreq为频率读取函数用于读取仿真频率; 对于栅极修正噪声源的虚数项计算,采用时间求导函数ddt为栅极修正噪声源等效噪声电流ign_dn_tran的虚部引入频率相关性和虚数j,表达式为: ign_dn_tran_i=ki*ddtidnn_tran; 其中,ki为耦合系数,ddt为时间求导函数用于对时域求导。
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