基于集总电路元件电磁特性的建模及分析-论文.pdf

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1、基于集总电路元件电磁特性的建模及分析李树，陈潇，段晓萌，赵莲清(华北电力大学电气与电子工程学院，北京102206)摘要：随着半导体制造技术的发展，电路元件的集成度越来越高，集总元件在高速工作时所产生的寄生效应严重影响着电路板的质量，因此，对集总元件的电磁特性进行分析变得尤为重要。对集总元件建模是分析元件电磁特性的首要步骤，它直接决定仿真的效果以及计算的准确性。提出了一种使用时域有限差分法对集总元件建模的方法，将集总元件的特性带入麦克斯韦方程组，得到场的更新方程，模拟元件的特性。在空间场中加入源，建立RLC带通滤波器，并模拟出仿真结果，与理论值及SPICE模型进行对比，验证

2、了建模的准确性，为直接时域分析集总元件电路提供一种新的方法。关键词；集总元件：建模；仿真；时域有限差分法；带通滤波器中图分类号：TN713+．5文献标识码：A文章编号：1001．3830(2014)03．0043．04ModelingandanalyzingoflumpedcircuitbasedontheelectromagneticcharacteristiscLIShu，CHENXiao，DUANXiao—meng，ZHAOLian—qingSchoolofElectricalandElectronicEngtneering,NorthChinaElectricPo

3、werUniversity,Beijing102206,ChinaAbstract：Withthedevelopmentofsemiconductormanufacturingtechnology,theintegrationlevelofcircuitelementsisbecomingincreasinglyhigher．Theparasiticsefectsoflumpedelementafectthequalityofcircuitboardseriously,SOitbecomesmoreimportanttoanalyzetheelectromagneticc

4、haracteristicofthelumpedelement．Itisthefirststeptomodelingthelumpedelementbeforeanalyzingtheelectromagneticcharacteristicofelements，whichdirectlydeterminesthesimulationefectandthecalculationaccuracy．Amodelingmethodoffmete—diferencetime—domainisproposedtakingthecharacteristicsoflumpedeleme

5、nttoMaxwellequationstogetupdateequationdiscribingthecharacteristicsoflumpedelements．Byputingasourceintospacefield，andcreatingaRLCban@assfiRer,thesimulationresultisgiven．ComparingwiththeresultoftheoryandSPICEmodelverifiestheaccuracyofthemodeling，providinganewmethodtoanalyzethelumpedcircuit

6、inthetimedomain．Keywords：lumpedelement；modeling；simulation；finete·-diferencetime·-domainmethod；band·-passfilter1引言同的媒质构成的电磁结构，并且易于使用并行方法计算。这些特点使得它在设计微波器件时成为最有随着半导体器件的微型化以及信号频率的日吸引力的算法。Yee在1966年提出了这种可以把益增高，电路的信号完整性问题变得尤为突出，集含时间变量的麦克斯韦方程微分表达式转化为差成电路中集总参数元件的处理方法也变得越来越分格式的空间离散方式，并且成功地模拟出了电磁重要

7、。时域有限差分法(Finite—DifferenceTime．脉冲作用于理想导体时的时域响应【lJ。Domain，FDTD)是使用时域方法解决电磁场计算文献[3]提出了一种使用二维FDTD模拟集总元问题的一种方法。FDTD法可以很容易地处理由不件的方法，该方法从二维的角度分析集总元件的电磁特性【3j，本文提出了一种三维表述集总元件的方收稿日期：2013．06．24修回日期：2013．11-12法，该法通过对一般集总元件进行三维FDTD建模，通讯作者：段晓萌E—mail：dxm89@163．com_磁性材料及器件2014~g5月