VLSI互连寄生电感电阻提取的边界积分方程模型研究

发布时间：2016-11-03 15:33

  本文关键词：IGBT半桥模块寄生电感的研究与优化，由笔耕文化传播整理发布。

《清华大学》 2004年

VLSI互连寄生电感电阻提取的边界积分方程模型研究

郭小波  

【摘要】：随着深亚微米(Deep Sub-micron, DSM)设计工艺下 VLSI 电路 集成密度、复杂度、布线层数的增加,以及电路工作频率达到数 GHz, 电感效应对电路性能的影响已逐步显现。因此,在提取寄生电容的 同时,快速准确地计算随频率变化的互连寄生电感电阻已成为高性 能 VLSI 电路设计中不可或缺的一个环节。 目前,在已提出的互连寄生电感电阻提取模型当中,能够将三 维涡流效应纳入考虑范围的为数不多,而且大多由于计算复杂度太 大而未能形成实用的计算软件。 本论文提出一种能考虑三维涡流效应的提取随频率变化的寄生 电感电阻的边界积分方程模型。该模型具有如下特点: 1. 模型以假设分布于不同区域交界面上的虚拟磁流密度、磁荷密度 以及标量电位为待求解的未知变量; 2. 作为一种边界元模型,它只为每个边界元分配 4 个未知变量,这 使得它在数值计算上具有较大的潜在速度优势; 3. 模型抛弃了电流只沿导体轴向流动的假设,可用于计算相互垂直 导体之间的电感电阻。此外,它不对导体的几何形状加以限制, 适用于复杂三维互连结构的电感电阻提取。 数值实验计算结果表明了该模型的正确性及计算可行性。

【关键词】：
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TN702
【目录】：

第 1 章 引言7-17

1.1 寄生电感电阻提取的必要性7-9

1.2 3-D 寄生电感电阻提取9-14

1.2.1 电感提取的困难之处9-11

1.2.2 电感电阻提取的分类及其简介11-12

1.2.3 3-D 电感电阻提取的现有方法12-14

1.3 主要研究成果及论文组织14-17

第 2 章 3-D 电感电阻提取的边界元模型17-30

2.1 概述17

2.2 现有的边界元模型简介17-30

2.2.1 J. F. Wang 等人的直接边界元模型17-21

2.2.2 方蜀州等人的最少变量数间接边界元模型21-25

2.2.3 B. Song 等人的易于采用多层介质格林函数的模型25-30

第 3 章 3-D 电感电阻提取的一种新的边界元模型30-49

3.1 概述30-31

3.2 新的边界元模型31-44

3.2.1 基本理论31-35

3.2.2 积分方程的离散化35-40

3.2.3 线性方程组的建立与迭代求解40-43

3.2.4 电感电阻的计算43-44

3.3 算例与数值实验结果44-49

3.3.1 单根圆柱导体44-46

3.3.2 两根相互垂直的圆柱导体46-49

第 4 章 结论与进一步工作展望49-51

4.1 结论49

4.2 进一步工作展望49-51

参考文献51-55

致谢、声明55-56

本人简历、攻读硕士学位期间已被录用的学术论文56

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1 郭小波;VLSI互连寄生电感电阻提取的边界积分方程模型研究[D];清华大学;2004年

2 谷彤;IGBT半桥模块寄生电感的研究与优化[D];浙江大学;2014年

3 郭莎莎;变换器有源集成封装技术的研究与优化[D];哈尔滨工业大学;2011年

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本文编号：163200