Skip to main content
SUPERVISOR
Abolghasem Zeidaabadi Nezhad,Zaker hossein Firoozeh
ابوالقاسم زیدابادی نژاد (استاد مشاور) ذاکرحسین فیروزه (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Azari
محمد آذری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Improvement of millimeter-wave FET modeling considering distributed effects
Nowadays with the advancement of technology and increasing the use of integrated circuit technology, the need for more precise modeling of semiconductor devices, especially transistors has been increased. Due to the nature of integrated circuits, the precision for designing and reducing the need for revision can drastically decrease cost and time. One of the most important issues encountered in the integrated circuits, especially at millimeter-wave frequencies, is the inaccuracy of the compression assumption for transistors and the dominance of the effects of electromagnetic waves propagation. In recent years, considerable efforts have been devoted to modeling. Among these efforts, estimation of descriptive compressive structure, behavior study with full-wave analysis or with the approximate transmission line model using numerical methods, pseudo-distributed analysis and analytical solution derivation for differential equations of approximate transmission line model, then finding approximate parameters for multi-port transistors, are more specific. Each of the proposed methods is subject to limitations. Extracting an analytical model which has less structural constraints and higher accuracy can increase the speed and accuracy of the design process. Although the proposed analytical equations have been provided a simpler way to design than numerical methods, these could not improve design process and required time. In this thesis, the analytical modeling has been considered and the corresponding relations for transistor parameters extracted as an electrical network. Also, a compact model according to known circuit models has been proposed by adding parasitic elements. This new model helps designers find how the transistor geometry affects on these parasitic elements. The extracted circuit model has been tested in quasi-distributed simulations and compared with common methods. It has been shown acceptable computational efficiency. Also, noise is a very important issue in radio and microwave systems. Efforts have been made to simulate distributed noise in transistors resulted in complex formulae. In this work, a compact circuit model was extracted and the validity range was investigated. Index-terms : field effect transistor, millimeter wave, modeling, noise, compact model, distributed circuit.
با پیشرفت فناوری و افزایش استفاده از تکنولوژی مدارهای مجتمع، نیازمندی به مدل‌سازی دقیق‌تر افزاره‌های نیم‌رسانا، به خصوص ترانزیستورها، افزایش یافته‌است. به دلیل ماهیت مدارهای مجتمع، دقت در طراحی و کاهش نیاز به بازنگری، می‌تواند هزینه و زمان را به شدت کاهش‌دهد. یکی از مهم‌ترین مسائلی که در مدارهای مجتمع، به خصوص در فرکانس‌های موج میلی‌متری مطرح می‌شود، عدم صحت فرض فشردگی برای ترانزیستور و غالب شدن اثرات انتشار امواج الکترومغناطیسی است. در سال‌های اخیر، تلاش به‌سزایی در زمین? مدل‌سازی و رفتارسنجی این مسأله، صورت گرفته‌ است. تخمین ساختار فشرد? توصیف کننده، تحلیل رفتار به صورت تمام موج یا مدل تقریبی خط انتقال با استفاده از روش‌های عددی، تحلیل نیمه‌‌گسترده و استخراج و حل تحلیلی معادلات دیفرانسیل حاکم بر مدل تقریبی خط انتقال و یافتن پاسخ تقریبی برای پارامترهای ترانزیستور به صورت یک چند درگاهی، از جمله این تلاش‌ها بوده‌است. هرکدام از روش‌های ارائه‌شده با محدودیت‌هایی مواجه هستند. استخراج یک مدل با روابط بست? تحلیلی که از محدودیت‌های ساختاری کمتر و دقت بالاتری برخوردار باشند، می‌تواند سرعت و دقت در فرایند طراحی را افزایش دهد. اگرچه روابط تحلیلی مطرح شده تاکنون، نسبت به روش‌های عددی مسیر ساده‌تری را برای طراح فراهم خواهد نمود، ولی ازنظر کاهش زمان طراحی و مراحل تکرار طراحی، آنچنان بهبودی حاصل نخواهد نمود. در این پایان‌نامه مسیر مدل‌سازی تحلیل انتخاب شده و معادلات بست? مربوط پارامترهای ترانزیستور به عنوان یک شبکه الکتریکی استخراج شده است. همچنین با توجه به محدودیت‌های استفاده از روابط تحلیلی مطرح‌شده، تلاش شده تا یک مدل مداری فشرده براساس مدل‌های مداری موجود و اضافه نمودن عنصرهای پارازیتی به آن طرح شود. استفاده این مدل مداری دید کامل نسبت به اثر هندسه ترانزیستور بر این عنصرهای پارازیتی را به طراح خواهد داد. مدل مداری استخراج شده از نظر استفاده در شبیه‌سازی‌های نیمه‌‌گسترده هم بررسی شده و بازدهی محاسباتی آن، با روش‌های نیمه‌‌گسترده مرسوم مقایسه شده است. نویز در سیستم‌های رادیویی و مایکروویو، از اهمیت زیادی برخوردار است. تاکنون در این زمینه تلاش‌هایی در جهت مدل‌سازی نویز گسترده در ترانزیستور صورت گرفته است که صورت‌های تئوری پیچیده دارند. در این پایان‌نامه یک مدل مداری فشرده منطبق بر آنچه

ارتقاء امنیت وب با وف بومی