(57)【要約】  本発明の回路シミュレータは、トランジスタのモデルパラメータを入力するためのトランジスタ入力部と、前記トランジスタ入力部から供給されたトランジスタモデルパラメータを参照して、出力電力を計算する出力電力シミュレーション部と、前記トランジスタモデルパラメータを参照して、寿命を計算する寿命シミュレーション部と、前記出力電力シミュレーション部から供給された出力電力と前記寿命シミュレーション部から供給された寿命との等高線図を、負荷インピーダンス上に表示する表示部と、前記表示部で負荷インピーダンス上に表示された出力電力と寿命を参照して、所望の負荷インピーダンスを抽出する負荷インピーダンス抽出部と、を有することを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランジスタのモデルパラメータを入力するためのトランジスタ入力部と、
前記トランジスタ入力部から供給されたトランジスタモデルパラメータを参照して、出力電力を計算する出力電力シミュレーション部と、
前記トランジスタモデルパラメータを参照して、寿命を計算する寿命シミュレーション部と、
前記出力電力シミュレーション部から供給された出力電力と前記寿命シミュレーション部から供給された寿命との等高線図を、負荷インピーダンス上に表示する表示部と、
前記表示部で負荷インピーダンス上に表示された出力電力と寿命を参照して、所望の負荷インピーダンスを抽出する負荷インピーダンス抽出部と、を有することを特徴とする回路シミュレータ。
【請求項２】
前記寿命シミュレーション部が、負荷インピーダンス上の基板電流を用いて寿命を計算することを特徴とする、請求項１に記載の回路シミュレータ。
【請求項３】
トランジスタのモデルパラメータを入力するトランジスタ入力ステップと、
前記トランジスタ入力ステップで入力されたトランジスタモデルパラメータを参照して、出力電力を計算する出力電力シミュレーションステップと、
前記トランジスタモデルパラメータを参照して、寿命を計算する寿命シミュレーションステップと、
前記出力電力シミュレーションステップで計算された出力電力と前記寿命シミュレーションステップで計算された寿命との等高線図を、負荷インピーダンス上に表示する表示ステップと、
前記表示ステップで負荷インピーダンス上に表示された出力電力と寿命を参照して、所望の負荷インピーダンスを抽出する負荷インピーダンス抽出ステップと、を有することを特徴とする回路シミュレーション方法。
【請求項４】
前記寿命シミュレーションステップでは、負荷インピーダンス上の基板電流を用いて寿命を計算することを特徴とする、請求項３に記載の回路シミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波、ミリ波帯で用いる電力増幅器をシミュレーションする回路シミュレータおよび回路シミュレーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＭＯＳプロセス技術の微細化が加速し、ＣＭＯＳの高速化・高周波化が進展する一方で、ＣＭＯＳの動作電圧が低下し続けている。ＣＭＯＳの動作電圧は信頼性の観点から制限されていた。【０００３】
ＣＭＯＳで構成された電力増幅器では、ＣＭＯＳの動作電圧が低下すると、出力電力は２乗に比例して低下する。【０００４】
そのため、微細ＣＭＯＳでは、電力増幅器の出力電力を高くするために、信頼性で許容される範囲内で、たった０．１Ｖでも、その動作電圧を高くして使用したいという要求がある。【０００５】
例えば、ＣＭＯＳの動作電圧が１Ｖから０．７Ｖに低下することで、出力電力は５０％以上低下する。【０００６】
そのため、寿命を満たし、かつ、所望の出力電力を有する電力増幅器をシミュレーションする回路シミュレータが必要になる。このような回路シミュレータは、特許文献１および特許文献２で開示されている。【０００７】
しかしながら、従来技術である、特許文献１および特許文献２で開示されている、寿命を導出する回路シミュレータでは、寿命を予測することはできるが、出力電力を導出することはできなかった。
【特許文献１】特開平０９−２８３５７７号公報
【特許文献２】特開２００５−２５９７７７号公報
【発明の開示】
【０００８】
本発明は、上述した従来技術の課題である、寿命を満たし、かつ、所望の出力電力を有する電力増幅器を設計することが可能な、回路シミュレータおよび回路シミュレーション方法を提供することを目的とする。
【０００９】
上記目的を達成するために、第１の発明は、トランジスタのモデルパラメータを入力するためのトランジスタ入力部と、前記トランジスタ入力部から供給されたトランジスタモデルパラメータを参照して、出力電力を計算する出力電力シミュレーション部と、前記トランジスタモデルパラメータを参照して、寿命を計算する寿命シミュレーション部と、前記出力電力シミュレーション部から供給された出力電力と前記寿命シミュレーション部から供給された寿命との等高線図を、負荷インピーダンス上に表示する表示部と、前記表示部で負荷インピーダンス上に表示された出力電力と寿命を参照して、所望の負荷インピーダンスを抽出する負荷インピーダンス抽出部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、寿命と出力電力を共に表示する表示部を有することで、寿命を満たし、かつ、所望の出力電力を有する電力増幅器を設計することが可能になる。
【００１１】
第２の発明は、さらに、前記寿命シミュレーション部が、負荷インピーダンス上の基板電流を用いて寿命を計算することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、寿命の導出に負荷インピーダンス上の基板電流を用いることで、複雑な寿命計算をせずに、寿命を導出することが可能になるだけでなく、負荷インピーダンスを用いることで電力増幅器の出力電力を容易に導出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態の回路シミュレータの主要部の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の回路シミュレータにて行われる処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す回路シミュレータにて表示される図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の回路シミュレータにて行われる処理手順を示すフローチャートである。
【図５】負荷線を示す図である。
【図６】負荷線上の基板電流を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の回路シミュレータの主要部の構成を示すブロック図である。【００１６】
本実施形態の回路シミュレータは、プログラムにより動作するコンピュータシステムにより実現されるシミュレータであって、電力増幅器の設計に用いられる。【００１７】
この回路シミュレータの主要部は、図１に示すように、初期条件入力部１、目標スペック入力部２、シミュレーション部３、表示部４、および、判定部（負荷インピーダンス抽出部）５から構成されている。【００１８】
図２に示すように、初期条件入力部１は、シミュレーションの対象となるトランジスタのモデルパラメータおよび信頼性寿命情報を入力するためのトランジスタ入力部１１からなり、トランジスタ情報をシミュレーション部３に供給する。【００１９】
目標スペック入力部２は、電力増幅器のスペック値を入力するための目標スペック入力部１２からなり、そのスペック値をシミュレーション部３に供給する。【００２０】
シミュレーション部３は、動作電圧入力部１３、出力電力を計算する出力電力シミュレーション部１４、および、寿命（信頼性時間）を計算する寿命シミュレーション部１５からなり、出力電力と寿命の計算結果を表示部４に供給する。【００２１】
表示部４は、図３に示すように、出力電力と寿命の計算結果を負荷インピーダンス上に表示する表示部１６からなり、その表示結果を判定部５に供給する。【００２２】
判定部５は、寿命を満たした負荷インピーダンス内で、目標出力電力値が得られているかを判定する判定部１７からなり、目標出力電力値が得られていれば、その目標出力電力値および負荷インピーダンスの値をシミュレーションの使用者に提示する。目標出力電力値が得られない場合は、目標スペック入力部１２に戻り、目標出力電力値の再設定、並びに、動作電圧の再設定を行う。【００２３】
本実施形態の回路シミュレータは、本発明の一例であり、その構成および動作は適時に変更することができる。例えば、本実施形態では、出力電力のみを電力増幅器のスペック値としているが、電力増幅器の一般的な指標である、効率、歪、利得をスペック値としてシミュレーションすることも可能である。【００２４】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態の回路シミュレータのフローチャートである。なお、本実施形態の回路シミュレータの主要部の構成は、図１と同様である。【００２５】
図４に示すように、初期条件入力部１は、シミュレーションの対象となるトランジスタのモデルパラメータおよび信頼性寿命情報を入力するためのトランジスタ入力部１１からなり、トランジスタ情報をシミュレーション部３に供給する。【００２６】
目標スペック入力部２は、電力増幅器のスペック値を入力するための目標スペック入力部１２からなり、そのスペック値をシミュレーション部３に供給する。【００２７】
シミュレーション部３は、動作電圧入力部１３、出力電力を計算する出力電力シミュレーション部１４、負荷線上の基板電流（図５および図６参照）を計算する基板電流シミュレーション部１８、および、負荷線上の基板電流から寿命（信頼性時間）を計算する寿命シミュレーション部１９からなり、出力電力と寿命の計算結果を表示部４に供給する。【００２８】
表示部４は、出力電力と寿命の計算結果を負荷インピーダンス上に表示する表示部１６からなり、その表示結果を判定部５に供給する。【００２９】
判定部５は、寿命を満たした負荷インピーダンス内で、目標出力電力値が得られているかを判定する判定部１７からなり、目標出力電力値が得られていれば、その目標出力電力値および負荷インピーダンスの値をシミュレーションの使用者に提示する。目標出力電力値が得られない場合は、目標スペック入力部１２に戻り、目標出力電力値の再設定、並びに、動作電圧の再設定を行う。【００３０】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。【００３１】
本出願は、２００８年１月２４日に出願された日本出願特願２００８−０１３６１６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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