本發(fā)明屬于器件建模技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種包含自加熱效應(yīng)的SOI電阻建模方法及裝置。

背景技術(shù)：

絕緣體上的硅(SOI，Silicon on Insulator)具有功耗低、速度快、集成密度高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛使用在電子領(lǐng)域。

由于在絕緣體襯底上，埋氧層BOX的導(dǎo)熱性很差，約為硅的百分之一，因此妨礙了SOI器件的冷卻，導(dǎo)致器件溫度上升，進(jìn)而產(chǎn)生嚴(yán)重的自加熱效應(yīng)。自加熱效應(yīng)使得MOSFET載流子遷移率退化、結(jié)漏電增加、碰撞電離幾率增強(qiáng)、飽和區(qū)出現(xiàn)負(fù)的微分電導(dǎo)現(xiàn)象。并且自加熱效應(yīng)同樣會(huì)使得電阻的溫度升高，遷移率退化，進(jìn)而電阻增大；但是現(xiàn)有技術(shù)中在SOI電阻模型中這種自加熱效應(yīng)完全體現(xiàn)不出，導(dǎo)致電路仿真的精度不高，誤差偏大。

基于此，本發(fā)明提供一種包含自加熱效應(yīng)的SOI電阻建模方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種包含自加熱效應(yīng)的SOI電阻建模方法及裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中SOI電阻模型中無法體現(xiàn)自加熱效應(yīng)對(duì)電阻帶來的影響，導(dǎo)致在仿真SOI電阻模型時(shí)，誤差偏大，精度不高的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供一種包含自加熱效應(yīng)的SOI電阻建模方法，所述方法包括：

根據(jù)電阻兩端的電壓及環(huán)境溫度計(jì)算無自加熱效應(yīng)的電阻值；

根據(jù)所述無自加熱效應(yīng)的電阻值計(jì)算電阻功率；

根據(jù)所述電阻功率及電阻的熱阻計(jì)算溫度變化量；

根據(jù)所述溫度變化量計(jì)算包含自加熱效應(yīng)的電阻值。

上述方案中，所述根據(jù)電阻兩端的電壓及環(huán)境溫度計(jì)算無自加熱效應(yīng)的電阻值具體包括：根據(jù)公式

計(jì)算無自加熱效應(yīng)的電阻值res0；其中，所述rsh為方阻，所述l為電阻理論長(zhǎng)度，dl為電阻長(zhǎng)度變化量，所述w為電阻理論寬度，dw為電阻寬度變化量，所述tc1為第一溫度系數(shù)，所述tc2為第二溫度系數(shù)，所述dtemp為環(huán)境溫度與基準(zhǔn)溫度的差值，所述pvc1為第一電壓系數(shù)，所述pvc2為第二電壓系數(shù)，所述V1為電阻兩端的電壓，所述abs(V1)為電壓V1的絕對(duì)值。

上述方案中，根據(jù)所述無自加熱效應(yīng)的電阻值計(jì)算電阻功率具體包括：

根據(jù)公式P＝V1*V1/res0計(jì)算所述電阻功率P。

上述方案中，根據(jù)所述電阻功率及電阻的熱阻計(jì)算溫度變化量具體包括：

根據(jù)公式計(jì)算fdtemp＝dtemp+P*(rth0/w)計(jì)算所述溫度變化量fdtemp；其中，所述rth0為電阻熱阻值。

上述方案中，所述根據(jù)所述溫度變化量計(jì)算包含自加熱效應(yīng)的電阻值具體包括：根據(jù)公式計(jì)算所述包含自加熱效應(yīng)的電阻值res1。

本發(fā)明還提供一種包含自加熱效應(yīng)的SOI電阻建模裝置，所述裝置包括：

第一計(jì)算單元，用于根據(jù)電阻兩端的電壓及環(huán)境溫度計(jì)算無自加熱效應(yīng)的電阻值；

第二計(jì)算單元，用于根據(jù)所述無自加熱效應(yīng)的電阻值計(jì)算電阻功率；

第三計(jì)算單元，用于根據(jù)所述電阻功率及電阻的熱阻計(jì)算溫度變化量；

第四計(jì)算單元，用于根據(jù)所述溫度變化量計(jì)算包含自加熱效應(yīng)的電阻值。

上述方案中，所述第一計(jì)算單元具體用于：根據(jù)公式

計(jì)算無自加熱效應(yīng)的電阻值res0；其中，所述rsh為方阻，所述l為電阻理論長(zhǎng)度，dl為電阻長(zhǎng)度變化量，所述w為電阻理論寬度，dw為電阻寬度變化量，所述tc1為第一溫度系數(shù)，所述tc2為第二溫度系數(shù)，所述dtemp為環(huán)境溫度與基準(zhǔn)溫度的差值，所述pvc1為第一電壓系數(shù)，所述pvc2為第二電壓系數(shù)，所述V1為電阻兩端的電壓，所述abs(V1)為電壓V1的絕對(duì)值。

上述方案中，所述第二計(jì)算單元具體用于：根據(jù)公式P＝V1*V1/res0計(jì)算所述電阻功率P。

上述方案中，所述第三計(jì)算單元具體用于：

根據(jù)公式計(jì)算fdtemp＝dtemp+P*(rth0/w)計(jì)算所述溫度變化量fdtemp。；其中，所述rth0為電阻熱阻值。

上述方案中，所述第四計(jì)算單元具體用于：根據(jù)公式

計(jì)算所述包含自加熱效應(yīng)的電阻值res1。

本發(fā)明提供了一種包含自加熱效應(yīng)的SOI電阻建模方法及裝置，所述方法包括：根據(jù)電阻兩端的電壓及環(huán)境溫度計(jì)算無自加熱效應(yīng)的電阻值；根據(jù)所述無自加熱效應(yīng)的電阻值計(jì)算電阻功率；根據(jù)所述電阻功率及電阻的熱阻計(jì)算溫度變化量；根據(jù)所述溫度變化量計(jì)算包含自加熱效應(yīng)的電阻值；如此，可以計(jì)算出包含自加熱效應(yīng)的電阻值，在對(duì)SOI電阻模型進(jìn)行仿真時(shí)可以體現(xiàn)出自加熱效應(yīng)的影響，確保了仿真結(jié)果的精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的包含自加熱效應(yīng)的SOI電阻建模方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的包含自加熱效應(yīng)的SOI電阻建模裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三提供的包含自加熱效應(yīng)的SOI電阻模型的模擬值及測(cè)試值的曲線示意圖。

具體實(shí)施方式

為了在仿真SOI電阻模型時(shí)，可以體現(xiàn)出自加熱效應(yīng)的影響，確保仿真結(jié)果的精度。本發(fā)明提供了一種包含自加熱效應(yīng)的SOI電阻建模方法及裝置，所述方法包括：根據(jù)電阻兩端的電壓及環(huán)境溫度計(jì)算無自加熱效應(yīng)的電阻值；根據(jù)所述無自加熱效應(yīng)的電阻值計(jì)算電阻功率；根據(jù)所述電阻功率及電阻的熱阻計(jì)算溫度變化量；根據(jù)所述溫度變化量計(jì)算包含自加熱效應(yīng)的電阻值。

下面通過附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實(shí)施例一

本實(shí)施例提供一種包含自加熱效應(yīng)的SOI電阻建模方法，如圖1所示，所述方法包括以下步驟：

步驟110，根據(jù)電阻兩端的電壓及環(huán)境溫度計(jì)算無自加熱效應(yīng)的電阻值。

本步驟中，可以根據(jù)電阻兩端的電壓及環(huán)境溫度計(jì)算無自加熱效應(yīng)的電阻值。

具體地，可以根據(jù)公式(1)計(jì)算出無自加熱效應(yīng)的電阻值res0：

在公式(1)中，所述rsh為方阻，所述l為電阻理論長(zhǎng)度，dl為電阻長(zhǎng)度變化量，所述w為電阻理論寬度，dw為電阻寬度變化量，所述tc1為第一溫度系數(shù)，所述tc2為第二溫度系數(shù)，所述dtemp為環(huán)境溫度與基準(zhǔn)溫度的差值，所述基準(zhǔn)溫度為25度；所述pvc1為第一電壓系數(shù)，所述pvc2為第二電壓系數(shù)，所述V1為電阻兩端的電壓，所述abs(V1)為電壓V1的絕對(duì)值。

步驟111，根據(jù)所述無自加熱效應(yīng)的電阻值計(jì)算電阻功率。

本步驟中，當(dāng)計(jì)算出無自加熱效應(yīng)的電阻值后，根據(jù)所述無自加熱效應(yīng)的電阻值計(jì)算電阻功率。

具體地，可以根據(jù)公式(2)計(jì)算出電阻功率P：

P＝V1*V1/res0 (2)

步驟112，根據(jù)所述電阻功率及電阻的熱阻計(jì)算溫度變化量。

本步驟中，當(dāng)計(jì)算出電阻功率P后，根據(jù)所述電阻功率P及電阻的熱阻計(jì)算溫度變化量。

具體地，可以根據(jù)公式(3)計(jì)算出溫度變化量fdtemp：

fdtemp＝dtemp+P*(rth0/w) (3)

在公式(3)中，fdtemp為溫度變化量，所述rth0為電阻熱阻值。

步驟113，根據(jù)所述溫度變化量計(jì)算包含自加熱效應(yīng)的電阻值。

本步驟中，當(dāng)溫度變化量fdtemp計(jì)算出之后，根據(jù)公式(4)計(jì)算出包含自加熱效應(yīng)的電阻值res1：

當(dāng)計(jì)算出包含自加熱效應(yīng)的電阻值res1后，在后續(xù)對(duì)SOI電阻模型進(jìn)行仿真時(shí)，可以體現(xiàn)出自加熱效應(yīng)的影響，確保仿真結(jié)果的精度。

本實(shí)施例提供的包含自加熱效應(yīng)的SOI電阻建模方法，可以計(jì)算出包含自加熱效應(yīng)的電阻值，在對(duì)SOI電阻模型進(jìn)行仿真時(shí)可以體現(xiàn)出自加熱效應(yīng)的影響，確保了仿真結(jié)果的精度。

實(shí)施例二

相應(yīng)于實(shí)施例一，本實(shí)施例還提供一種包含自加熱效應(yīng)的SOI電阻建模裝置，如圖2所示，所述裝置包括：第一計(jì)算單元21、第二計(jì)算單元22、第三計(jì)算單元23及第四計(jì)算單元24；其中，

第一計(jì)算單元21用于根據(jù)電阻兩端的電壓及環(huán)境溫度計(jì)算無自加熱效應(yīng)的電阻值。具體地，所述第一計(jì)算單元21可以根據(jù)公式(1)計(jì)算出無自加熱效應(yīng)的電阻值res0：

在公式(1)中，所述rsh為方阻，所述l為電阻理論長(zhǎng)度，dl為電阻長(zhǎng)度變化量，所述w為電阻理論寬度，dw為電阻寬度變化量，所述tc1為第一溫度系數(shù)，所述tc2為第二溫度系數(shù)，所述dtemp為環(huán)境溫度與基準(zhǔn)溫度的差值，所述基準(zhǔn)溫度為25度；所述pvc1為第一電壓系數(shù)，所述pvc2為第二電壓系數(shù)，所述V1為電阻兩端的電壓，所述abs(V1)為電壓V1的絕對(duì)值。

當(dāng)所述第一計(jì)算單元21將無自加熱效應(yīng)的電阻值res0計(jì)算出之后，所述第二計(jì)算單元22用于根據(jù)所述無自加熱效應(yīng)的電阻值計(jì)算電阻功率。

具體地，所述第二計(jì)算單元22可以根據(jù)公式(2)計(jì)算出電阻功率P：

P＝V1*V1/res0 (2)

當(dāng)所述第二計(jì)算單元22將電阻功率P計(jì)算出之后，所述第三計(jì)算單元23用于根據(jù)所述電阻功率及電阻的熱阻計(jì)算溫度變化量；具體地，所述第三計(jì)算單元23可以根據(jù)公式(3)計(jì)算出溫度變化量fdtemp：

fdtemp＝dtemp+P*(rth0/w) (3)

在公式(3)中，fdtemp為溫度變化量，所述rth0為電阻熱阻值。

當(dāng)?shù)谌?jì)算單元23將溫度變化量計(jì)算出之后，所述第四計(jì)算單元24用于根據(jù)溫度變化量計(jì)算包含自加熱效應(yīng)的電阻值。具體地，所述第四計(jì)算單元24可以更公式(4)計(jì)算出包含自加熱效應(yīng)的電阻值res1：

當(dāng)?shù)谒挠?jì)算單元24計(jì)算出包含自加熱效應(yīng)的電阻值res1后，在后續(xù)對(duì)SOI電阻模型進(jìn)行仿真時(shí)，可以體現(xiàn)出自加熱效應(yīng)的影響，確保仿真結(jié)果的精度。

本實(shí)施例提供的包含自加熱效應(yīng)的SOI電阻建模裝置，可以計(jì)算出包含自加熱效應(yīng)的電阻值，在對(duì)SOI電阻模型進(jìn)行仿真時(shí)可以體現(xiàn)出自加熱效應(yīng)的影響，確保了仿真結(jié)果的精度。

實(shí)施例三

實(shí)際應(yīng)用中，利用實(shí)施例一提供的方法及實(shí)施例二提供的裝置計(jì)算包含自加熱效應(yīng)的電阻值時(shí)，具體實(shí)施如下：

首先根據(jù)可以根據(jù)公式(1)計(jì)算出無自加熱效應(yīng)的電阻值res0：

在公式(1)中，所述rsh為方阻，所述l為電阻理論長(zhǎng)度，dl為電阻長(zhǎng)度變化量，所述w為電阻理論寬度，dw為電阻寬度變化量，所述tc1為第一溫度系數(shù)，所述tc2為第二溫度系數(shù)，所述dtemp為環(huán)境溫度與基準(zhǔn)溫度的差值，所述基準(zhǔn)溫度為25度；所述pvc1為第一電壓系數(shù)，所述pvc2為第二電壓系數(shù)，所述V1為電阻兩端的電壓，所述abs(V1)為電壓V1的絕對(duì)值。上述各參數(shù)是根據(jù)電阻實(shí)際測(cè)試結(jié)果提取出來的，其中，本實(shí)施例中l(wèi)＝20，w＝2，dtemp＝0，rsh＝5.6，tc1＝2.65e-3，tc2＝0，pvc1＝0.034，pvc2＝0，dw＝6e-7，dl＝-2e-6；V1的值為-3.3～3.3v。

將上述參數(shù)代入公式(1)中，計(jì)算出無自加熱效應(yīng)的電阻值res0后，根據(jù)公式(2)計(jì)算計(jì)算出電阻功率P：

P＝V1*V1/res0 (2)

將電阻功率P計(jì)算出之后，可以根據(jù)公式(3)計(jì)算出溫度變化量fdtemp：

fdtemp＝dtemp+P*(rth0/w) (3)

在公式(3)中，fdtemp為溫度變化量，所述rth0為電阻熱阻值，本實(shí)施例中rth0＝3.1e-3。

將當(dāng)溫度變化量fdtemp計(jì)算出之后，根據(jù)公式(4)計(jì)算出包含自加熱效應(yīng)的電阻值res1：

當(dāng)計(jì)算出包含自加熱效應(yīng)的電阻值res1后，在后續(xù)對(duì)SOI電阻模型進(jìn)行仿真時(shí)，其仿真結(jié)果如圖3所示，曲線代表電阻測(cè)試值，曲線“-”代表電阻模擬值，從圖3中可以看出，本實(shí)施例可以體現(xiàn)出自加熱效應(yīng)的影響，所述電阻測(cè)試值與電阻模擬值才可以很好地?cái)M合，確保了仿真結(jié)果的精度。

本發(fā)明在此提供的包含自加熱效應(yīng)的SOI電阻建模方法不與任何特定計(jì)算機(jī)、虛擬系統(tǒng)或者其它設(shè)備固有相關(guān)。各種通用系統(tǒng)也可以與基于在此的示教一起使用。根據(jù)上面的描述，構(gòu)造這類裝置所要求的結(jié)構(gòu)是顯而易見的。此外，本發(fā)明也不針對(duì)任何特定編程語言。應(yīng)當(dāng)明白，可以利用各種編程語言實(shí)現(xiàn)在此描述的本發(fā)明的內(nèi)容，并且上面對(duì)特定語言所做的描述是為了披露本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。

在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而，能夠理解，本發(fā)明的實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對(duì)本說明書的理解。

類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡(jiǎn)本公開并幫助理解各個(gè)發(fā)明方面中的一個(gè)或多個(gè)，在上面對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的各個(gè)特征有時(shí)被一起分組到單個(gè)實(shí)施例、圖、或者對(duì)其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護(hù)的本發(fā)明要求比在每個(gè)權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。因此，遵循具體實(shí)施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實(shí)施方式，其中每個(gè)權(quán)利要求本身都作為本發(fā)明的單獨(dú)實(shí)施例。本領(lǐng)域那些技術(shù)人員可以理解，可以對(duì)實(shí)施例中的設(shè)備中的模塊進(jìn)行自適應(yīng)性地改變并且把它們?cè)O(shè)置在與該實(shí)施例不同的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中?？梢园褜?shí)施例中的模塊或單元或組件組合成一個(gè)模塊或單元或組件，以及此外可以把它們分成多個(gè)此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實(shí)施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實(shí)施本發(fā)明的各個(gè)部件實(shí)施例可以以硬件實(shí)現(xiàn)，或者以在一個(gè)或者多個(gè)處理器上運(yùn)行的軟件模塊實(shí)現(xiàn)，或者以它們的組合實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在實(shí)踐中使用微處理器或者數(shù)字信號(hào)處此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實(shí)施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實(shí)施本發(fā)明的各個(gè)部件實(shí)施例可以以硬件實(shí)現(xiàn)，或者以在一個(gè)或者多個(gè)處理器上運(yùn)行的軟件模塊實(shí)現(xiàn)，或者以本發(fā)明的各個(gè)部件實(shí)施例可以以硬件實(shí)現(xiàn)，或者以在一個(gè)或者多個(gè)處理器上運(yùn)行的軟件模塊實(shí)現(xiàn)，或者以它們的組合實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在實(shí)踐中使用微處理器或者數(shù)字信號(hào)處理器中的一些或者全部部件的一些或者第一計(jì)算單元、第二計(jì)算單元、第三計(jì)算單元及第四計(jì)算單元中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本發(fā)明還可以實(shí)現(xiàn)為用于執(zhí)行這里所描述的方法的一部分或者全部的設(shè)備或者裝置程序(例如，計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品)。這樣的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的程序可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，或者可以具有一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)的形式。這樣的信號(hào)可以在載體信號(hào)上提供，或者以任何其他形式提供。

應(yīng)該注意的是上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號(hào)之間的任何參考符號(hào)構(gòu)造成對(duì)權(quán)利要求的限制。單詞“包括”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這樣的元件。本發(fā)明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。在列舉了若干裝置的單元權(quán)利要求中，這些裝置中的若干個(gè)可以是通過同一個(gè)硬件項(xiàng)來具體體現(xiàn)。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。