在电子电路设计中，开始通常假设元器件在室温下工作。单片微波集成电路设计，尤其是，当直流电流流过体积日益缩小的器件时导致热量成两倍，三倍甚至四倍高于室温，就违反了元器件在室温下工作的假设。此种情况下会对设计工作于室温下的元器件相位，增益，效率，噪声和互调失真产生影响。电路设计人员需要将电——热集成在一起的分析工具，以解决这些性能问题。随着雷达和通信设备功率密度的不断增加，设备的可靠性变成了一个设计问题。基站及固定无线应用的产品生命周期要远远长于终端，因此，现场故障的代价是昂贵的。能够保持超过规定的使用寿命性能的高度可靠的设备是必须的。安装在赤道地区的基站，室外安装的组件需要在85°C的环境下操作。为了确保能够连续的操作，元器件的可靠性平均故障值通常需要超过106个小时。场效应管失效与节点温度直接相关——由流过场效应管沟道的直流电流产生热源。为了最大限度的提高平均无故障时间，要使相对于环境的峰值节点温度达到最小。单个设备的温度受到与其它设备在芯片上的相对位置的影响。因此，设计者需要有一个可以快速评估一个特定的布局的峰值结点温度的能力。一旦布局好一个器件后，有各种不同的技巧测量温度【参考1】。然而，这并不能在设计阶段提供帮助，并在几何分辨率上有一个限制，使亚微米级别的场效应管的沟道长度的设计极具挑战性。节点温度可以采用热分析软件确定，并可提供足够的细节以及材料特性[参考2-4]。SYMMIC™ from CapeSym是专门为单片微波集成电路设计者设计的在设计阶段使用的热分析工具，并且此工具与AWR公司的射频/微波设计软件Microwave office™集成在一起。与非集成的热求解器相比，这个集成是基于脚本的并且需要最少的人工干预。Microwave office软件中电路的布局可以轻松的导入到SYMMIC里进行整个单片集成微波电路温度的评估。雷达和通信系统的单片微波集成电路可以被进一步的分析来确定在单个场效应管的子系统设计对峰值节点温度的影响。
2019-07-04 06:47
