一背景

Faraday Dynamics（法動科技）在其射頻EDA軟件UltraEM中嵌入built-in的變壓器模型，補充了PDK ( Process Design Kit)工藝設計包中通常沒有built-in的變壓器模型的缺憾。

PDK（集成電路工藝設計包）作為連接IC工藝制造和IC設計的數據平臺，在實現IC工藝數據／模型與IC設計環境/工具的無縫集成，縮短設計周期，對提高設計效率上具有實際價值。

通常半導體工藝PDK中往往缺少變壓器模型，為方便工程師使用，提升設計效率，法動UltraEM電磁仿真軟件提供built-in的變壓器模型，并且支持客戶自定義、可擴展、可復用的參數化庫單元進行導入與使用。 二

變壓器參數化模型在射頻電路中的作用

三變壓器參數化模型介紹

本文介紹了法動UltraEM軟件中變壓器參數化模型的使用流程。編寫好的參數化模型，可作為自定義庫單元導入到UltraEM軟件中進行使用，不受限于工藝，大大減少了工程師版圖設計的工作量。

1.建立庫單元

基于Python語言編寫的參數化變壓器庫單元可直接導入UltraEM使用。如圖1所示。

圖1-建立參數化庫單元

2.使用庫單元完成參數化建模在庫單元中定義好金屬層、尺寸等參數，即可得到用戶所需的變壓器模型，并支持隨時修改，如圖 2與圖 3所示。

圖2-內徑R定義為80um的變壓器

圖3-內徑R定義為200um的變壓器

3.提取S參數模型與性能參數

得到變壓器模型后，可直接在UltraEM?的高速三維全波仿真引擎仿真提取S參數。以設計的工作區間在0.8GHz-2GHz之間的變壓器為例，參數設置R:80，W:10，C1:5，C2:4，S參數如圖4所示。

圖4-版圖仿真結果S參數

提取得到的S參數模型可加入原理圖做聯合仿真，如圖5所示。

圖5-原理圖中的變壓器S參數模型

通過UltraEM的Define Quantities功能定義公式，可以利用S/Y/Z參數計算出相關性能參數，例如初級線圈電感Lp、初級線圈品質因數Qp、次級線圈電感Ls、次級線圈品質因數Qs、互感M和耦合系數k，如下圖6到圖11所示。

圖6-初級線圈電感Lp

圖7-初級線圈品質因數Qp

圖8-次級線圈電感Ls

圖9-次級線圈品質因數Qs

圖10-互感M

圖11-耦合系數k

此項可復用參數化變壓器建模技術是2022版本所發布的新內容之一，用戶將獲得新的感受和便利。 法動科技：

成立于2017年。作為擁有硅谷及斯坦福創新基因的國際一流團隊，我們專業提供射頻微波電子設計自動化（EDA）軟件，憑借自主研發的大容量、快速三維全波電磁仿真引擎和基于人工智能技術的高效系統級仿真引擎，能夠在射頻微波芯片、封裝、高速PCB等領域為用戶提供快速準確的電磁仿真、建模及優化設計方案。

同時，我們可以為包括移動通信、物聯網、5G、雷達、衛星通信系統和高速數字設計在內的產品提供高水平設計開發服務。

審核編輯 ：李倩