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HIGHLIGHTS
W8542EP IC-CAP VBIC BJT 模型萃取軟體包含 VBIC(vertical bipolar inter-company)雙極模型萃取軟體套件。
VBIC 垂直 BJT 模型由 IC 和 CAD 業界代表合作開發,專為取代 SPICE Gummel-Poon 模型而設計。
對之前推出的元件而言,它提供直覺且實體結構一致的模型,一般而言可滿足 BJT 元件對於建模的要求。但由於現代元件技術不斷進步,BJT 建模技術也需隨之進化。其中一些技術變更包括:
- 基極寬度減少
- 元件尺寸縮小,元件結構也有所改變
- 摻雜剖面改變
- 寄生基板電晶體
基極寬度減少代表高階效應會更顯著。Gummel-Poon 模型的厄利效應近似法(Early effect approximation)無法準確地呈現這些效應。
裝置尺寸縮小則使得 Gummel-Poon 模型未考慮到的寄生重疊電容變得更加重要。當基底寬度變小,響應也會更趨非線性。
摻雜剖面的改變,會增加集極電阻的準飽和效應,同樣的,Gummel-Poon 模型並未考慮這一點。
寄生基板電晶體則未包含在 Gummel-Poon 模型中。因此直流與交流建模的準確度都會低於目前元件的要求。
為了克服這些問題,IC 與 CAD 業界代表共同合作,提出半導體產業所需的改良後標準 BJT 模型。最後得到的結果便是 VBIC 模型,這種模型目前已可供使用,也會隨未來技術改進而繼續發展。
VBIC 包括考慮了厄利效應(輸出電導)、基板電流、準飽和,以及不同溫度下特性的改良建模。利用這些重要資訊可以建立目前最先進元件的精確模型。但 VBIC 模型的定義過於複雜,如果使用預設參數,模型會簡化成與 Gummel-Poon 模型盡可能相似。
與 Gummel-Poon 模型相比,VBIC 的優點如下:
- 厄利效應模型以接面空乏電荷為基礎
- 經過修正的準飽和效應 Kull 模型可應用於 Kirk 機制 (集極的高注入效應)
- 包含寄生基板電晶體
- 改良後的單一接面電容模型適合所有三種接面電容
- 改良的靜態溫標
- 對分散式基極與發射器交流直流聚集進行一階建模
- 整體提升的高位準電荷擴散電容建模(包含準飽和電荷)
- 包含寄生重疊電容
- 考量基極集接面出現微弱雪崩電流的情況
- 方程式高階連續性(無限)
- 與 Gummel-Poon 模型類似的雜訊模型,包含散射成分、熱成分與 1/f 成分
- 程式碼中包含經過定義的自熱模型(具有掛鉤),自熱模型將於未來的 VBIC 版本中提供
8542EP IC-CAP VBIC BJT 模型萃取套件假設待測物為使用 P 型基板製造的垂直雙極 NPN 電晶體。