本申请属于元器件仿真技术领域，尤其涉及功率元件仿真方法及装置。
背景技术：
传统半导体组件在仿真电路中,需要依靠模型的精准度来确保设计的正确性,因此仿真模型转换至制程(spicetosilicon，s2s)的一致性就极为重要,除了确保正确性以外,还能确保不会有过多的过剩或是过少的设计备用空间。功率器件常应用在电源电路中,主要是应用在电源场效应管上面,用来提供相对应的电流,例如2a和4a，也因此具有很大的器件尺寸,例如20000um、40000um和60000um。
传统的仿真模型是依赖测试图形上面的组件尺寸来做量测,测试图形通常是三组小尺寸的组件所组成,透过量测数据,提供给仿真模型三个定点的参考点,仿真模型再由内插法或外插法的方式去推算出其他没有真实尺寸量测的设计组件尺寸,然后提供相对应的电流、电压以及动态开关等等的行为描述,让使用者进行器件仿真。这种做法的缺点就很明显,由于器件模型是采取数值运算的方法去推算没有真实量测数据的组件尺寸,因此模型仿真的结果跟真实组件尺寸的电流之间就会存在很明显的差距,一般可以高达15％至20％的误差,也迫使设计者为了安全起见，只好使用更大的设计备用空间来达成电路的规格。这种误差会随着尺寸越大,也随之放大。例如,如图1所示，模型实际量测的三个尺寸的点(t1、t2以及t3),再加上自己本身模型的波动造成的误差仅为3％,但是应用于功率器件的时候,由于功率器件的尺寸较大，故软件模拟的点(s1)和实际的点(a1和a2)之间的误差就会高达15％至20％之多。
传统做建模并不是只靠着前几次的制程结果就可以永远的定义了组件的特性,由于组件进入量产后,长时间的生产过程中,不可避免的会产生补偿,因此需要周期性的不断量测放在片槽上面的测试图形,来了解真正的补偿有多少,当超过一定数值之后,就需要对模型进行更新.不幸的是功率器件由于尺寸太过于庞大,无法被放在片槽上面量测,所以长期的补偿就完全无法预测,只能由设计人员透过经验去设计。
在工艺平台正式开放之后,晶圆厂也同时会对既有工艺作加强或是调整,这过程会对组件产生性能的增加,但是通常也不会再次下一次功率器件的量测,因此也会形成另一种误差的累积。
功率器件本身在量测的时候,由于电流量非常的大,会引起热的效应,造成组件多次量测之间的不一致,这种热效应是无法避免的,但是会造成过度的悲观结果,因为热能的累积会导致组件电流的下降,也形成了另一种量测上面误差的来源。
因此，针对模型用小尺寸组件量测的结果,用内插法或外插法的数值运算去推算功率器件所产生的电参数与实际功率器件的电参数之间存在误差；而且，实际生产过程中,由于厂房不同,设备机台不同等等因素所造成与原始量测之间的补偿,而该补偿又无法在监控晶圆上面被观察到；此外工艺被优化的过程中,由于缺少对于功率器件的重新校正,也会产生额外的误差；最后就是功率器件本身在量测的过程中,由于热效应过于严重,而产生真实电流被过度悲观的估计；故传统的功率元件仿真方法无法准确地仿真出功率元件的电参数。
技术实现要素：
本申请实施例提供了功率元件仿真方法及装置，可以提高功率元件的电参数仿真的准确性。
第一方面，本申请实施例提供了一种功率元件仿真方法，包括：
获取矩形器件模型和矩形器件模型参数；
迭加所述矩形器件模型以构建功率器件；
将所述矩形器件模型参数和所述功率器件相关联；
根据所述矩形器件模型参数对所述功率器件进行仿真。
在第一方面的一种可能的实现方式中，迭加矩形器件模块的方式为并联方式连接。
示例性的，将m个所述矩形器件模型连接以获取所述功率器件。
应理解，上述迭加矩形器件模块的方式仅为一种可选的实施方式，第一方面的一种可能的实现方式包括并联。
第二方面，本申请实施例提供了一种功率元件仿真装置，包括：
模型获取模块，用于获取矩形器件模型和矩形器件模型参数；
构建模块，用于迭加所述矩形器件模型以构建功率器件；
关联模块，用于将所述矩形器件模型参数和所述功率器件相关联；
仿真模块，用于根据所述矩形器件模型参数对所述功率器件进行仿真。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面中任一项所述的功率元件仿真方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项所述的功率元件仿真方法。
第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述第一方面中任一项所述的功率元件仿真方法。
可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
本申请实施例首先获取矩形器件模型和矩形器件模型参数；然后以并联方式和/或串联方式迭加矩形器件模型以构建功率器件；再将矩形器件模型参数和功率器件相关联；最后根据矩形器件模型参数对功率器件进行仿真，从而避免了内插法或外插法的数值运算去推算功率器件电参数所产生的误差，提高功率元件的电参数仿真的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是传统的功率元件仿真方法的外插法示意图；
图2是本申请一实施例提供的功率元件仿真方法的流程示意图；
图3是本申请一实施例提供的功率器件中的矩形器件模型排列方式示意图；
图4是本申请另一实施例提供的功率器件中的矩形器件模型排列方式示意图；
图5是本申请一实施例提供的功率器件示意图；
图6是本申请另一实施例提供的功率器件示意图；
图7是本申请另一实施例提供的功率元件仿真方法的流程示意图；
图8是本申请实施例提供的功率元件仿真装置的一种结构示意图；
图9是本申请实施例提供的功率元件仿真装置的另一种结构示意图；
图10是本申请实施例提供的功率元件仿真装置构建模块的一种结构示意图；
图11是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
本申请实施例提供的功率元件仿真方法可以应用于手机、平板电脑、可穿戴设备、车载设备、增强现实(augmentedreality，ar)/虚拟现实(virtualreality，vr)设备、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobilepersonalcomputer，umpc)、上网本、个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)等电子设备上，本申请实施例对电子设备的具体类型不作任何限制。
图2示出了本申请提供的功率元件仿真方法的示意性流程图，作为示例而非限定，该方法可以应用于上述电子设备中。功率元件仿真方法包括：
s101：获取矩形器件模型和矩形器件模型参数。
具体地，矩形器件模型参数包括矩形器件电阻、矩形器件电容以及矩形器件电感。
s102迭加矩形器件模型以构建功率器件。
具体实施中，如图3所示，功率器件中的相邻矩形器件模型可以依次排列。如图4所示，功率器件中相邻的矩形器件模型可以依次排列或者镜像对称；功率器件中相邻的矩形器件模型为镜像对称时，相邻的矩形器件模型共用正极电源端或负极电源端。
需要说明的是，步骤s102为以并联方式迭加矩形器件模型以构建功率器件，此时，步骤s102包括：
a2.对功率器件栅极宽度除以矩形器件模型宽度的商取整数以获取第二宽度系数m；
b2.将m个矩形器件模型连接以获取功率器件。
具体的，首先可以将m矩形器件模型的源极共接；然后将m矩形器件模型的栅极共接；最后将m矩形器件模型的漏极共接。获取到的功率器件如图5或图6所示。
通过将m个矩形器件模型并联以获取功率器件，建立了栅极宽度较大的功率器件的模型，即实现了构建大电流的功率器件。
s103：将矩形器件模型参数和功率器件相关联。可选的，可以通过电路仿真软件将矩形器件模型参数和功率器件相关联。
s104：根据矩形器件模型参数对功率器件进行仿真。
具体地，可以根据矩形器件模型参数计算功率器件的电学参数。
步骤s104具体为：根据并联电阻计算公式和矩形器件电阻计算功率器件电阻；根据并联电容计算公式和矩形器件电容计算功率器件电容；根据并联电感计算公式和矩形器件电感计算计算功率器件电感。
可选的，如图7所示，步骤s101之前还可以包括步骤s99和步骤100。
s99：在晶圆的片槽上测试矩形器件以获取矩形器件参数。
根据矩形器件尺寸在晶圆的片槽上制造矩形器件，并测量矩形器件参数。
s100：将矩形器件参数载入电路仿真软件以建立矩形器件模型。
将矩形器件尺寸载入电路仿真软件以进行矩形器件模型的建模，并设定矩形器件模型的参数。
通过在在晶圆的片槽上测试矩形器件，精确地测量了矩形器件参数，并根据该矩形器件参数建立矩形器件模型，提高了仿真模型转换至制程的一致性。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
对应于上文实施例的功率元件仿真方法，图6示出了本申请实施例提供的功率元件仿真装置的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。
参照图8，该功率元件仿真装置30包括模型获取模块310、构建模块320、关联模块330以及仿真模块340。
模型获取模块310，用于获取矩形器件模型和矩形器件模型参数；
构建模块320，用于迭加矩形器件模型以构建功率器件；
关联模块330，用于将矩形器件模型参数和功率器件相关联；
仿真模块340，用于根据矩形器件模型参数对功率器件进行仿真。
如图9所示，该功率元件仿真装置30还可以包括参数获取模块350和模型建立模块360。
参数获取模块350，用于在晶圆的片槽上测试矩形器件以获取矩形器件参数；
模型建立模块360，用于将矩形器件参数载入电路仿真软件以建立矩形器件模型。
构建模块320具体用于以并联方式迭加矩形器件模型以构建功率器件，如图10所示，构建模块320包括宽度系数获取模块325和功率器件获取模块326。
宽度系数获取模块325，用于对功率器件栅极宽度除以矩形器件模型宽度的商取整数以获取第二宽度系数m。
功率器件获取模块326，用于将m个矩形器件模型并联以获取功率器件。
功率器件获取模块326具体用于：首先可以将m所述矩形器件模型的源极共接；然后将m所述矩形器件模型的栅极共接；最后将m所述矩形器件模型的漏极共接。
作为示例而非限定，功率器件中的相邻的矩形器件模型依次排列或者镜像对称。功率器件中的相邻的矩形器件模型镜像对称时，相邻的矩形器件模型共用正极电源端或负极电源端。
仿真模块340具体用于：根据矩形器件模型参数计算功率器件的电学参数。
需要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：至少一个处理器、存储器以及存储在存储器中并可在至少一个处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任意各个方法实施例中的步骤。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
图11为本申请一实施例提供的功率元件仿真装置/电子设备的结构示意图。如图11所示，该实施例的功率元件仿真装置/电子设备11包括：至少一个处理器110(图11中仅示出一个处理器)、存储器111以及存储在存储器111中并可在至少一个处理器110上运行的计算机程序112，处理器110执行计算机程序112时实现上述任意各个功率元件仿真方法实施例中的步骤。
功率元件仿真装置/电子设备11可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。该功率元件仿真装置/电子设备可包括，但不仅限于，处理器110、存储器111。本领域技术人员可以理解，图11仅仅是功率元件仿真装置/电子设备11的举例，并不构成对功率元件仿真装置/电子设备11的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。
所称处理器110可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，该处理器110还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器111在一些实施例中可以是功率元件仿真装置/电子设备11的内部存储单元，例如功率元件仿真装置/电子设备11的硬盘或内存。存储器111在另一些实施例中也可以是功率元件仿真装置/电子设备11的外部存储设备，例如功率元件仿真装置/电子设备11上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，存储器111还可以既包括功率元件仿真装置/电子设备11的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器111用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(bootloader)、数据以及其他程序等，例如计算机程序的程序代码等。存储器111还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如u盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/网络设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
1.一种功率元件仿真方法，其特征在于，包括：
获取矩形器件模型和矩形器件模型参数；
迭加所述矩形器件模型以构建功率器件；
将所述矩形器件模型参数和所述功率器件相关联；
根据所述矩形器件模型参数对所述功率器件进行仿真。
2.如权利要求1所述的功率元件仿真方法，其特征在于，所述功率器件中相邻的所述矩形器件模型依次排列或者镜像对称。
3.如权利要求2所述的功率元件仿真方法，其特征在于，所述功率器件中相邻的所述矩形器件模型为镜像对称时，相邻的所述矩形器件模型共用正极电源端或负极电源端。
4.如权利要求1所述的功率元件仿真方法，其特征在于，所述迭加所述矩形器件模型以构建功率器件包括：
对功率器件栅极宽度除以矩形器件模型宽度的商取整数以获取第二宽度系数m；
将m个所述矩形器件模型连接以获取所述功率器件。
5.如权利要求4所述的功率元件仿真方法，其特征在于，所述将m个所述矩形器件模型连接以获取所述功率器件包括：
将m所述矩形器件模型的源极共接；
将m所述矩形器件模型的栅极共接；
将m所述矩形器件模型的漏极共接。
6.如权利要求1所述的功率元件仿真方法，其特征在于，所述获取矩形器件模型和矩形器件模型参数之前还包括：
在晶圆的片槽上测试矩形器件以获取所述矩形器件参数；
将所述矩形器件参数载入所述电路仿真软件以建立所述矩形器件模型。
7.如权利要求1所述的功率元件仿真方法，其特征在于，所述根据所述矩形器件模型参数对所述功率器件进行仿真具体为：
根据所述矩形器件模型参数计算所述功率器件的电学参数。
8.一种功率元件仿真装置，其特征在于，包括：
模型获取模块，用于获取矩形器件模型和矩形器件模型参数；
构建模块，用于以并联方式和/或串联方式迭加所述矩形器件模型以构建功率器件；
关联模块，用于将所述矩形器件模型参数和所述功率器件相关联；
仿真模块，用于根据所述矩形器件模型参数对所述功率器件进行仿真。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的功率元件仿真方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的功率元件仿真方法。
技术总结