集成电路互连线电磁敏感性的建模研究

摘要

电子设备的集成化和高速化，使得集成电路互连线传输线效应成为影响电路正常工作的制约因素。当电子设备工作在高频电磁环境中，表现出传输线效应的互连线会接收外部高频干扰信号，进而影响了内部电路的正常工作。为了避免这种情况的发生，在现代电子系统的早期设计阶段，需要进行集成电路互连线电磁建模与分析。特别是在敏感设备中，互连线结构对电磁干扰敏感性的建模研究显得尤为重要。
　　本文以不连续性互连线结构为主要研究对象，建立了一种分析集成电路互连线电磁敏感性的模型。首先利用电磁耦合理论，将入射平面波对互连线产生的整体效应建模为等效电压源和电流源，得到场致等效源的解析表达式。其次，在ADS软件中建立不连续性互连线结构的等效电路模型，同时将场致等效源表达式插入ADS中，从而建立集成电路互连线电磁敏感性的等效模型。最后，分别建立十字结互连电路、带通滤波器和单级放大器等包含有多种不连续性互连结构的集成电路的电磁敏感性模型，通过对电路输出响应的仿真分析验证了电磁敏感性等效模型的正确性和有效性。仿真结果表明外界平面波的入射对集成电路的输出会产生很大的干扰，并且不同方向的入射波会给电路输出端带来不同的电磁响应。
　　与已有模型相比，本文建立的集成电路互连线的电磁敏感性模型具有较高的模型精度，且仿真速度比传统方法快10倍以上，有助于设计者更加快速准确地预测电磁干扰对集成电路电磁特性的影响。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 集成电路电磁兼容的研究现状

1．2．1 电磁兼容的概述

1．2．2 集成电路电磁兼容的研究现状

1．2．3 集成电路互连线电磁敏感性的研究现状

1．3 本文的主要研究内容及章节安排

第2章 集成电路高频电磁理论分析

2．1 传输线理论

2．1．1 传输线模型及参数

2．1．2 传输线的频域分析

2．1．3 微带传输线

2．2 微波网络理论

2．2．1 微波网络法简介

2．2．2 散射参数矩阵

2．2．3 阻抗矩阵

2．2．4 导纳矩阵

2．3 先进设计系统ADS

2．3．1 Advanced Design System软件简介

2．3．2 ADS软件的仿真分析法

2．4 本章小结

第3章 集成电路典型互连线的电磁敏感性模型

3．1 激励源的响应

3．1．1 任意位置激励源的响应

3．1．2 端接负载时的激励响应

3．1．3 两端接负载时的激励响应

3．1．4 BLT方程

3．2 互连线的电磁耦合模型

3．2．1 理想媒质中的均匀平面波

3．2．2 单根互连线的电磁耦合模型

3．3 典型互连线结构的模型建立

3．3．1 典型的不连续性互连线结构

3．3．2 直角结、T形结和十字结的电路模型

3．4 不连续性互连结构的场致等效源模型建立

3．4．1 不连续性互连电路的等效模型

3．4．2 场致等效源模型

3．5 本章小结

第4章 集成电路的电磁敏感性分析

4．1 集成电路电磁敏感性的分析方法

4．2 十字结互连结构的电磁敏感性分析

4．2．1 十字结互连结构的电磁敏感性模型

4．2．2 平面波照射下十字结互连结构的电磁响应

4．3 滤波器的电磁敏感性分析

4．3．1 带通滤波器的电磁敏感性模型

4．3．2 平面波照射下带通滤波器的电磁响应

4．4 单级放大器的电磁敏感性分析

4．4．1 单级放大器的电磁敏感性模型

4．4．2 平面波照射下单级放大器的电磁响应

4．5 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 工作总结

5．2 未来工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢