背景
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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。 ?


? ? ? ? 變壓器參數化模型在射頻電路中的作用

變壓器參數化模型介紹
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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。
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1、建立庫單元
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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
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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
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3、提取S參數模型與性能參數
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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。

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審核編輯：劉清