CN110929420B - Cmos射频开关的仿真方法、装置及通信终端 - Google Patents

Cmos射频开关的仿真方法、装置及通信终端 Download PDF

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Abstract

一种CMOS射频开关的仿真方法、装置及通信终端。所述方法包括:接收第一值;基于所述第一值,获得第一函数的当前值;所述第一函数以所述CMOS射频开关施加的栅极电压值为自变量的函数,且在所述CMOS射频开关处于开态时,所述第一函数的值为第一函数值,在所述CMOS射频开关处于关态时,所述第一函数的值为第二函数值;所述第一函数值小于第二函数值;接收第二值;接收第三值;基于所述第二值及第三值,输出所述CMOS射频开关的关态电容值;基于所述第二值、第三值及所述第一函数的当前值,输出所述CMOS射频开关的开态电阻值。采用上述方案,可以提高基于SOI工艺的CMOS射频开关的仿真速度。

Description

CMOS射频开关的仿真方法、装置及通信终端
技术领域
本发明的实施例涉及CMOS射频开关设计领域,具体涉及一种CMOS射频开关的仿真方法、装置及通信终端。
背景技术
射频开关是现代无线通信系统中一个关键部件,其主要功能是进行收发信道的切换和多通道的选择。
基于绝缘体上硅(Silicon On Insulator,SOI)工艺的互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)射频开关,是使用普通CMOS工艺中NMOS晶体管作为射频开关的器件,因其很好地解决了系统集成度和成本之间的平衡问题,在现代无线通信系统中应用较为广泛。
目前,在具体实现基于SOI工艺的CMOS射频开关之前,通常需要对CMOS射频开关进行仿真,来得到相关参数值,并利用所得到的参数值进行后续的仿真,以进一步了解CMOS射频开关的射频性能。最终可以基于射频性能的仿真结果,确定是否需要调整CMOS射频开关中NMOS晶体管的排布方式。
然而,现有对CMOS射频开关进行仿真的方法,虽然可以精确地获取到CMOS射频开关较为全面的参数,但其仿真速度较慢,导致整个CMOS射频开关设计周期较长。
发明内容
本发明解决的技术问题是提高基于SOI工艺的CMOS射频开关的仿真速度。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种CMOS射频开关的仿真方法,所述CMOS射频开关包括至少一条并联连接的支路,每条支路上包括至少一个NMOS晶体管;所述方法包括:接收第一值,所述第一值表示所述CMOS射频开关施加的栅极电压值;基于所述第一值,获得第一函数的当前值;所述第一函数以所述CMOS射频开关施加的栅极电压值为自变量的函数,且在所述CMOS射频开关处于开态时,所述第一函数的值为第一函数值,在所述CMOS射频开关处于关态时,所述第一函数的值为第二函数值;所述第一函数值小于第二函数值;接收第二值,所述第二值表示所述CMOS射频开关中并联支路的数量;接收第三值,所述第三值表示所述CMOS射频开关中每条支路上串联连接的NMOS晶体管的数量;基于所述第二值及第三值,输出所述CMOS射频开关的关态电容值;基于所述第二值、第三值及所述第一函数的当前值,输出所述CMOS射频开关的开态电阻值。
可选地,所述第一函数为:
F(VG)=2/(PVG1+1+tanh(VG/PVG2));
其中,F(VG)表示第一函数,VG为CMOS射频开关施加的栅极电压值;PVG1为第一模型参数值,且PVG1∈(0,0.01];PVG2为第二模型参数值,且PVG2属于(0,1];tanh(VG/PVG2)为关于CMOS射频开关施加的栅极电压值VG的双曲正切函数。
可选地,所述第一模型参数值PVG1及第二模型参数值PVG2均是通过实际测试获得。
可选地,所述基于所述第二值及第三值,输出所述CMOS射频开关的关态电容值,包括:
采用以下公式,得到所述CMOS射频开关的关态电容值C(XC1):
C(XC1)=CDS1*W/NS;
其中,XC1表示所述CMOS射频开关处于关态时的等效电容;CDS1表示单位宽度晶体管源漏的关态电容;W为每个晶体管的宽度值与第二值的乘积;NS表示所述第三值。
可选地,所述基于所述第二值、第三值及所述第一函数的当前值,输出所述CMOS射频开关的开态电阻值,包括:
采用以下公式,得到所述CMOS射频开关的开态电阻值R(XR1):
R(XR1)=RDS1*NS/W*F(VG);
其中,所述XR1表示所述CMOS射频开关处于开态时的等效电阻;RDS1表示单位宽度晶体管源漏的开态电阻;W为每个晶体管的宽度值与第二值的乘积;NS表示所述第三值;F(VG)表示以所述CMOS射频开关施加的栅极电压值VG为自变量的第一函数值。
本发明实施例还提供了一种CMOS射频开关的仿真装置,所述CMOS射频开关包括至少一条并联连接的支路,每条支路上包括至少一个NMOS晶体管;所述仿真装置包括:第一接收单元,适于接收第一值,所述第一值表示所述CMOS射频开关施加的栅极电压值;计算单元,适于基于所述第一值,获得第一函数的当前值;所述第一函数以所述CMOS射频开关施加的栅极电压值为自变量的函数,且在所述CMOS射频开关处于开态时,所述第一函数的值为第一函数值,在所述CMOS射频开关处于关态时,所述第一函数的值为第二函数值;所述第一函数值小于第二函数值;第二接收单元,适于接收第二值,所述第二值表示所述CMOS射频开关中并联支路的数量;第三接收单元,适于接收第三值,所述第三值表示所述CMOS射频开关中每条支路上串联连接的NMOS晶体管的数量;第一输出单元,适于基于所述第二值及第三值,输出所述CMOS射频开关的关态电容值;第二输出单元,适于基于所述第二值、第三值及所述第一函数的当前值,输出所述CMOS射频开关的开态电阻值。
可选地,所述计算单元将以下函数作为所述第一函数:
F(VG)=2/(PVG1+1+tanh(VG/PVG2));
其中,F(VG)表示第一函数,VG为CMOS射频开关施加的栅极电压值;PVG1为第一模型参数值,且PVG1∈(0,0.01];PVG2为第二模型参数值,且PVG2属于(0,1];tanh(VG/PVG2)为关于CMOS射频开关施加的栅极电压值VG的双曲正切函数。
可选地,所述第一模型参数值PVG1及所述第二模型参数值PVG2均是通过实际测试获得。
可选地,所述第一输出单元采用以下公式,得到所述CMOS射频开关的关态电容值C(XC1):
C(XC1)=CDS1*W/NS;
其中,XC1表示所述CMOS射频开关处于关态时的等效电容;CDS1表示单位宽度晶体管源漏的关态电容;W为每个晶体管的宽度值与第二值的乘积;NS表示所述第三值。
可选地,所述第二输出单元采用以下公式,得到所述CMOS射频开关的开态电阻值R(XR1):
R(XR1)=RDS1*NS/W*F(VG);
其中,所述XR1表示所述CMOS射频开关处于开态时的等效电阻;RDS1表示单位宽度晶体管源漏的开态电阻;W为每个晶体管的宽度值与第二值的乘积;NS表示所述第三值;F(VG)表示以所述CMOS射频开关施加的栅极电压值VG为自变量的第一函数值。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,所述计算机指令可被处理器执行,以实现上述任一种所述方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种通信终端,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令,所述处理器运行所述计算机指令时执行上述任一种所述方法的步骤。
与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:
采用上述方案,由于仅输出CMOS射频开关的关态电容值和开态电阻值,相对于还输出其它参数值,可以大大简化CMOS射频开关的仿真速度。并且,在利用CMOS射频开关的相关参数进行后续仿真时,同样可以准确地获得仿真结果。
附图说明
图1是一种CMOS射频开关的电路结构示意图;
图2是一种CMOS射频开关的等效电路结构示意图;
图3是本发明实施例中一种CMOS射频开关仿真方法的流程图;
图4是本发明实施例中一种第一函数的曲线示意图;
图5是本发明实施例中一种CMOS射频开关在开态下S21参数的实际测试数据与仿真结果对比图;
图6是本发明实施例中为CMOS射频开关在关态下S21参数的实际测试数据与仿真结果对比图;
图7为本发明实施例中一种CMOS射频开关仿真装置的结构示意图。
具体实施方式
现有对CMOS射频开关进行仿真时,需要将CMOS射频开关中每个CMOS晶体管的等效电路,按照CMOS射频开关中CMOS晶体管的排布方式连接,进而得到由多个CMOS晶体管等效电路构成的CMOS射频开关。对等效后的CMOS射频开关进行仿真,可以获得较为全面的参数,但仿真速度极慢。
经发明人的研究发现,利用CMOS射频开关的仿真结果进行后续仿真或其它处理时,CMOS射频开关的所有参数中,关态电容值和开态电阻值起到主要作用。
基于此,本发明提供了一种CMOS射频开关的仿真方法,由于仅输出CMOS射频开关的关态电容值和开态电阻值,相对于还输出其它参数值,可以大大简化CMOS射频开关的仿真速度。并且,在利用CMOS射频开关的相关参数进行后续仿真时,同样可以准确地获得仿真结果。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细地说明。
本发明实施例提供了一种CMOS射频开关的仿真方法。在本发明的实施例中,所述CMOS射频开关包括至少一条并联连接的支路,每条支路上包括至少一个NMOS晶体管。
为了便于理解及实施本发明,首先对所述CMOS射频开关进行简要描述。
图1为一种CMOS射频开关的电路结构示意图。参照图1,所述CMOS射频开关1共包括9个NMOS管,分别为M1~M9。其中,M1~M3串联连接,组成第一支路。M4~M6串联连接,组成第二支路。M7~M9串联连接,组成第三支路。所有NMOS管的栅极端均与栅极电压输出端G连接,P1为CMOS射频开关的一输出端,P2为CMOS射频开关的另一输入端。
当所有NMOS管均导通时,所述CMOS射频开关处于关态。当所有NMOS管均断开时,所述CMOS射频开关处于开态。
可以理解的是,在具体实施中,CMOS射频开关也可以采用其它电路结构,但每条支路至少包括一个NMOS管,并联支路的数量至少为一条。
经发明人发现,影响CMOS射频开关性能的主要参数为关态电容值和开态电阻值。所述CMOS射频开关的最优值FOM=C(XC1)*R(XR1)。其中,C(XC1)表示所述CMOS射频开关的关态电容值,R(XR1)表示所述CMOS射频开关的开态电阻值。
因此,在本发明的实施例中,所述CMOS射频开关1的等效电路如图2所示。
可以理解的是,对于其它电路结构的CMOS射频开关,均可以最终等效为图2中示出的电路结构。
下面基于上述的CMOS射频开关,对所述CMOS射频开关的仿真方法进行详细描述:
参照图3,所述仿真方法可以包括如下步骤:
步骤31,接收第一值,所述第一值表示所述CMOS射频开关施加的栅极电压值。
在所述CMOS射频开关中,所有NMOS晶体管的栅极均与栅极电压输出端连接,均输入相同的栅极电压值VG。
步骤32,基于所述第一值,获得第一函数的当前值。
其中,所述第一函数以所述CMOS射频开关施加的栅极电压值为自变量的函数,且在所述CMOS射频开关处于开态时,所述第一函数的值为第一函数值,在所述CMOS射频开关处于关态时,所述第一函数的值为第二函数值;所述第一函数值大于第二函数值。
如图4所述,横轴表示栅极电压值VG,纵轴为第一函数F(VG)的值。曲线41表示第一函数F(VG)随栅极电压值VG的变化曲线。参照图4,在所述CMOS射频开关处于开态时,所述第一函数F(VG)的值为第一函数值F1,在所述CMOS射频开关处于关态时,所述第一函数F(VG)的值为第二函数值F2;所述第一函数值F1小于第二函数值F2。
由于在CMOS射频开关处于开态时,第一函数F(VG)的值较大,而在CMOS射频开关处于关态时,第一函数F(VG)的值较小,这与CMOS射频开关的变化一致,故后续可以用第一函数的当前值计算CMOS射频开关的开态电阻值。
在本发明的一实施例中,所述第一函数为:
F(VG)=2/( PVG1+1+tanh(VG/PVG2) ); (1)
其中,F(VG)表示第一函数,VG为CMOS射频开关施加的栅极电压值;PVG1为第一模型参数值,且PVG1∈(0,0.01];PVG2为第二模型参数值,且PVG2属于(0,1];tanh(VG/PVG2)为关于CMOS射频开关施加的栅极电压值VG的双曲正切函数。
在具体实施中,第一模型参数值PVG1及第二模型参数值PVG2均可以通过实际测试获得。具体地,本领域技术人员可以对已电路实现的多个CMOS射频开关进行测试,获得F(VG)与VG之间的变化关系,进而确定第一模型参数值PVG1及第二模型参数值PVG2。
可以理解的是,在具体实施中,所述第一函数也可以存在其它表达式,只有其能够在CMOS射频开关处于开态时,处于稳定的较大值,而在CMOS射频开关处于关态时,处于稳定的较小值。
步骤33,接收第二值,所述第二值表示所述CMOS射频开关中并联支路的数量。
在具体实施中,所述CMOS射频开关中可以仅包含一个支路,也可能包含两个或两个以上的支路。
步骤34,接收第三值,所述第三值表示所述CMOS射频开关中每条支路上串联连接的NMOS晶体管的数量。
在具体实施中,所述CMOS射频开关中每条支路上串联连接的NMOS晶体管的数量可以仅有一个,也可以有两个或两个以上。
步骤35,基于所述第二值及第三值,输出所述CMOS射频开关的关态电容值。
在本发明的一实施例中,可以采用以下公式,得到所述CMOS射频开关的关态电容值C(XC1):
C(XC1)= CDS1*W/NS; (2)
其中,XC1表示所述CMOS射频开关处于关态时的等效电容;CDS1表示单位宽度晶体管源漏的关态电容;W为每个晶体管的宽度值与第二值的乘积;NS表示所述第三值。
在具体实施中,CDS1可以根据实际测试获得,即实际测试得到单位宽度晶体管源漏的关态电容。
步骤36,基于所述第二值、第三值及所述第一函数的当前值,输出所述CMOS射频开关的开态电阻值。
在本发明的一实施例中,可以采用以下公式,得到所述CMOS射频开关的开态电阻值R(XR1):
R(XR1) = RDS1*NS/W*F(VG); (3)
其中,所述XR1表示所述CMOS射频开关处于开态时的等效电阻;RDS1表示单位宽度晶体管源漏的开态电阻;W为每个晶体管的宽度值与第二值的乘积;NS表示所述第三值;F(VG)表示以所述CMOS射频开关施加的栅极电压值VG为自变量的第一函数值。
在具体实施中,步骤31、步骤33及步骤34可以同时执行,也可以顺序执行,具体执行顺序不作限制。步骤35及步骤36,可以同时执行,也可以顺序执行,具体执行顺序不作限制。
利用本发明实施例中的CMOS射频开关的仿真方法,得到关态电容值和开态电阻值后,对CMOS射频开关的射频散射参数(S参数)进行仿真。图5为CMOS射频开关在开态下S21(即插入损耗)参数的实际测试数据与仿真结果对比图。图6为CMOS射频开关在关态下S21(即隔离度)参数的实际测试数据与仿真结果对比图。
图5中的(a)及图6中的(a)为W=1.0mm,NS=4时,CMOS射频开关在开态和关态下S21参数的实际测试数据与仿真结果对比图。图5中的(b)及图6中的(b)为W=2.5mm,NS=4时,CMOS射频开关在开态和关态下S21参数的实际测试数据与仿真结果对比图。图5中的(c)和图6中的(c)为W=2.5mm,NS=8时,CMOS射频开关在开态下S21参数的实际测试数据与仿真结果对比图。
如图5中的(a)至图5中的(c)所示,除图5中的(b)外,CMOS射频开关在开态下S21参数的实际测试数据(即曲线L1)与仿真结果(即曲线L2)基本重合。如图6中的(a)至图6中的(c)所示,CMOS射频开关在关态下S21参数的实际测试数据与仿真结果基本重合。
从图5和图6可以看出,利用本发明实施例中CMOS射频开关仿真方法,所获得的相关参数,在进行后续仿真时,同样可以准确地获得仿真结果。
由上述内容可知,本发明实施例中CMOS射频开关仿真方法,不仅可以简化CMOS射频开关的仿真速度,而且在利用关态电容值和开态电阻值进行后续仿真时,同样可以准确地获得仿真结果。
为了使本领域技术人员更好地理解和实现本发明,以下对上述终端解锁方法所对应的装置进行详细描述。
参照图7,本发明实施例还提供了一种CMOS射频开关的仿真装置70,所述CMOS射频开关包括至少一条并联连接的支路,每条支路上包括至少一个NMOS晶体管。所述CMOS射频开关的仿真装置70可以包括:第一接收单元71,计算单元72,第二接收单元73,第三接收单元74,第一输出单元75及第二输出单元76。其中:
所述第一接收单元71,适于接收第一值,所述第一值表示所述CMOS射频开关施加的栅极电压值;
所述计算单元72,适于基于所述第一值,获得第一函数的当前值;所述第一函数以所述CMOS射频开关施加的栅极电压值为自变量的函数,且在所述CMOS射频开关处于开态时,所述第一函数的值为第一函数值,在所述CMOS射频开关处于关态时,所述第一函数的值为第二函数值;所述第一函数值大于第二函数值;
所述第二接收单元73,适于接收第二值,所述第二值表示所述CMOS射频开关中并联支路的数量;
所述第三接收单元74,适于接收第三值,所述第三值表示所述CMOS射频开关中每条支路上串联连接的NMOS晶体管的数量;
所述第一输出单元75,适于基于所述第二值及第三值,输出所述CMOS射频开关的关态电容值;
所述第二输出单元76,适于基于所述第二值、第三值及所述第一函数的当前值,输出所述CMOS射频开关的开态电阻值。
在本发明的一实施例中,所述计算单元72适于将以下函数作为所述第一函数:
F(VG)=2/(PVG1+1+tanh(VG/PVG2));
其中,F(VG)表示第一函数,VG为CMOS射频开关施加的栅极电压值;PVG1为第一模型参数值,且PVG1∈(0,0.01];PVG2为第二模型参数值,且PVG2属于(0,1];tanh(VG/PVG2)为关于CMOS射频开关施加的栅极电压值VG的双曲正切函数。
在具体实施中,所述第一模型参数值PVG1及所述第二模型参数值PVG2均是通过实际测试获得。
在本发明的一实施例中,所述第一输出单元75采用以下公式,得到所述CMOS射频开关的关态电容值C(XC1):
C(XC1)=CDS1*W/NS;
其中,XC1表示所述CMOS射频开关处于关态时的等效电容;CDS1表示单位宽度晶体管源漏的关态电容;W为每个晶体管的宽度值与第二值的乘积;NS表示所述第三值。
在本发明的一实施例中,所述第二输出单元76采用以下公式,得到所述CMOS射频开关的开态电阻值R(XR1):
R(XR1)=RDS1*NS/W*F(VG);
其中,所述XR1表示所述CMOS射频开关处于开态时的等效电阻;RDS1表示单位宽度晶体管源漏的开态电阻;W为每个晶体管的宽度值与第二值的乘积;NS表示所述第三值;F(VG)表示以所述CMOS射频开关施加的栅极电压值VG为自变量的第一函数值。
所述仿真装置70可以设置有键盘、显示器等装置,以便于输入第一值、第二值及第三值。当然,所述仿真装置70也可以支持远程输入,为用户使用提供便利。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,所述计算机指令可被处理器执行,以实现上述任一种所述方法的步骤。所述存储介质可以包括:ROM、RAM、磁盘或光盘等。
本发明实施例还提供了一种通信终端,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令,所述处理器运行所述计算机指令时执行上述任一种所述方法的步骤。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种CMOS射频开关的仿真方法,所述CMOS射频开关包括至少一条并联连接的支路,每条支路上包括至少一个NMOS晶体管;其特征在于,包括:
接收第一值,所述第一值表示所述CMOS射频开关施加的栅极电压值;
基于所述第一值,获得第一函数的当前值;所述第一函数是以所述CMOS射频开关施加的栅极电压值为自变量的函数,且在所述CMOS射频开关处于开态时,所述第一函数的值为第一函数值,在所述CMOS射频开关处于关态时,所述第一函数的值为第二函数值;所述第一函数值小于第二函数值;
接收第二值,所述第二值表示所述CMOS射频开关中并联支路的数量;
接收第三值,所述第三值表示所述CMOS射频开关中每条支路上串联连接的NMOS晶体管的数量;
基于所述第二值及第三值,输出所述CMOS射频开关的关态电容值;
基于所述第二值、第三值及所述第一函数的当前值,输出所述CMOS射频开关的开态电阻值;
所述第一函数为:F(VG)=2/(PVG1+1+tanh(VG/PVG2));
其中,F(VG)表示第一函数,VG为CMOS射频开关施加的栅极电压值;PVG1为第一模型参数值,且PVG1∈(0,0.01];PVG2为第二模型参数值,且PVG2属于(0,1];tanh(VG/PVG2)为关于CMOS射频开关施加的栅极电压值VG的双曲正切函数。
2.如权利要求1所述的CMOS射频开关的仿真方法,其特征在于,所述第一模型参数值PVG1及第二模型参数值PVG2均是通过实际测试获得。
3.如权利要求1所述的CMOS射频开关的仿真方法,其特征在于,所述基于所述第二值及第三值,输出所述CMOS射频开关的关态电容值,包括:
采用以下公式,得到所述CMOS射频开关的关态电容值C(XC1):
C(XC1)=CDS1*W/NS;
其中,XC1表示所述CMOS射频开关处于关态时的等效电容;CDS1表示单位宽度晶体管源漏的关态电容;W为每个晶体管的宽度值与第二值的乘积;NS表示所述第三值。
4.如权利要求1所述的CMOS射频开关的仿真方法,其特征在于,所述基于所述第二值、第三值及所述第一函数的当前值,输出所述CMOS射频开关的开态电阻值,包括:
采用以下公式,得到所述CMOS射频开关的开态电阻值R(XR1):
R(XR1)=RDS1*NS/W*F(VG);
其中,所述XR1表示所述CMOS射频开关处于开态时的等效电阻;RDS1表示单位宽度晶体管源漏的开态电阻;W为每个晶体管的宽度值与第二值的乘积;NS表示所述第三值;F(VG)表示以所述CMOS射频开关施加的栅极电压值VG为自变量的第一函数值。
5.一种CMOS射频开关的仿真装置,所述CMOS射频开关包括至少一条并联连接的支路,每条支路上包括至少一个NMOS晶体管;其特征在于,包括:
第一接收单元,适于接收第一值,所述第一值表示所述CMOS射频开关施加的栅极电压值;
计算单元,适于基于所述第一值,获得第一函数的当前值;所述第一函数是以所述CMOS射频开关施加的栅极电压值为自变量的函数,且在所述CMOS射频开关处于开态时,所述第一函数的值为第一函数值,在所述CMOS射频开关处于关态时,所述第一函数的值为第二函数值;所述第一函数值小于第二函数值;
第二接收单元,适于接收第二值,所述第二值表示所述CMOS射频开关中并联支路的数量;
第三接收单元,适于接收第三值,所述第三值表示所述CMOS射频开关中每条支路上串联连接的NMOS晶体管的数量;
第一输出单元,适于基于所述第二值及第三值,输出所述CMOS射频开关的关态电容值;
第二输出单元,适于基于所述第二值、第三值及所述第一函数的当前值,输出所述CMOS射频开关的开态电阻值;
所述计算单元将以下函数作为所述第一函数:F(VG)=2/(PVG1+1+tanh(VG/PVG2));
其中,F(VG)表示第一函数,VG为CMOS射频开关施加的栅极电压值;PVG1为第一模型参数值,且PVG1∈(0,0.01];PVG2为第二模型参数值,且PVG2属于(0,1];tanh(VG/PVG2)为关于CMOS射频开关施加的栅极电压值VG的双曲正切函数。
6.如权利要求5所述的CMOS射频开关的仿真装置,其特征在于,所述第一模型参数值PVG1及所述第二模型参数值PVG2均是通过实际测试获得。
7.如权利要求5所述的CMOS射频开关的仿真装置,其特征在于,所述第一输出单元采用以下公式,得到所述CMOS射频开关的关态电容值C(XC1):
C(XC1)=CDS1*W/NS;
其中,XC1表示所述CMOS射频开关处于关态时的等效电容;CDS1表示单位宽度晶体管源漏的关态电容;W为每个晶体管的宽度值与第二值的乘积;NS表示所述第三值。
8.如权利要求5所述的CMOS射频开关的仿真装置,其特征在于,所述第二输出单元采用以下公式,得到所述CMOS射频开关的开态电阻值R(XR1):
R(XR1)=RDS1*NS/W*F(VG);
其中,所述XR1表示所述CMOS射频开关处于开态时的等效电阻;RDS1表示单位宽度晶体管源漏的开态电阻;W为每个晶体管的宽度值与第二值的乘积;NS表示所述第三值;F(VG)表示以所述CMOS射频开关施加的栅极电压值VG为自变量的第一函数值。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,其特征在于,所述计算机指令可被处理器执行,以实现权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。
10.一种通信终端,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令,其特征在于,所述处理器运行所述计算机指令时执行权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101169800A (zh) * 2007-10-29 2008-04-30 上海集成电路研发中心有限公司 Mos晶体管射频电路仿真宏模型及其参数提取方法
CN109873628A (zh) * 2019-02-14 2019-06-11 上海华虹宏力半导体制造有限公司 射频开关电路
CN110086456A (zh) * 2019-04-25 2019-08-02 河源广工大协同创新研究院 一种仅需要正电压偏置的soi cmos射频开关电路结构

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IES20100668A2 (en) * 2009-10-16 2011-04-27 Ferfics Ltd Switching system and method
JP2011253360A (ja) * 2010-06-02 2011-12-15 Toshiba Corp Mosfetモデル出力装置及び出力方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101169800A (zh) * 2007-10-29 2008-04-30 上海集成电路研发中心有限公司 Mos晶体管射频电路仿真宏模型及其参数提取方法
CN109873628A (zh) * 2019-02-14 2019-06-11 上海华虹宏力半导体制造有限公司 射频开关电路
CN110086456A (zh) * 2019-04-25 2019-08-02 河源广工大协同创新研究院 一种仅需要正电压偏置的soi cmos射频开关电路结构

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张昊等.PSP-SOI模型在RF SOI技术中的应用.《工艺与制造》.2016,第33卷(第12期),第41-45页. *
蒋东铭等.基于CMOSSOI工艺的射频开关设计.《固体电子学研究与进展》.2014,第34卷(第2期),第142-145,162页. *

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