EM仿真和schmetic仿真对比分析哪个好？

仿真软件中电磁场怎么计算？

EM仿真和schmetic仿真对比分析哪个好？

回帖（1）

陈霞

2021-9-30 15:54:14

在对比之前我们先做一点仿真软件中电磁场计算方法的介绍。
  仿真软件中的电磁场计算方法

  在射频芯片设计软件中都集成了EM仿真软件，其作用就是用数学手段求解或近似求解麦克斯韦方程。不同的软件采用不同的方法，大体上都采用以下几种：MoM （Method of Moments），FEM，FDTD，BEM等等。
  通常2D和2.5D仿真采用MoM，将金属分成小单元，单元足够小，使得其电流为常数，通过计算电流来计算电磁场。另一个代表性的就是FEM （有限元法），把需要分析的空间分成小单元，单元足够小，使得其电场强度E为常数，以此求解maxwell方程，求得电磁场的分布。
  大家可以猜到MoM的仿真速度会更快，但是FEM的应用范围更广。在射频芯片设计中常用的是2.5D的EM仿真，因为大多电路结构是平面结构，.5是指非平面结构：过孔。因此可以使用MoM仿真，提高设计效率。图1摘自NI公司AWR软件培训PPT，展示了不同计算方法的应用范围。

图1[1]：不同电磁计算方法的应用范围
  可以看出patch antenna 和芯片layout都可以使用MoM仿真。
  对比EM和schematic仿真

  哪些元件需要EM仿真？

  一般来讲无源器件和传输线需要EM仿真，而晶体管不做EM仿真，因为无源器件比如电阻、电容都是金属结构，没有偏置的概念；而晶体管更多的是和工作点有关，不同偏置的晶体管的高频特性不同，因此通常不做EM仿真。
  举例：一阶LC匹配的EM仿真

  为了简单起见，我们仿一个一阶LC匹配电路，看看EM和schematic（原理图）仿真的结果。电路如图2所示：

图2：一阶LC匹配电路示意图
  下面我们使用NI公司的AWR Microwave Office 软件做仿真。将LC在layout中连接起来，电路通过过孔接地，Layout的3D效果图如图3所示：

图3：一阶LC匹配电路Layout的3D效果图
  这里为了节约时间我们不对过孔进行电磁分析，只对电容电感以及连接他们的微带线做EM仿真。现在，我们在Layout的基础上生成EM文件，自动生成Port或者人工加Port，然后做Meshing（网格化），这个过程中请注意Deembedding的问题（Meshing和Deembedding参见上一篇文章）。这样我们获得了如图4的EM Meshing图：