PathWave Device Modeling (IC-CAP) 建模系统——IC-CAP概述
建模系统
PathWave Device Modeling（IC-CAP）建模系统用于测量半导体器件并分析器件的电路建模特性以及分析所得数据。
要使用PathWave Device Modeling（IC-CAP），您需要以下设置：
- 一台工作站
- 执行直流、电容、交流和时域测量的仪器
- 一个测试夹具
- 一个测试器件
- PathWave Device Modeling（IC-CAP）软件
下图显示了PathWave Device Modeling（IC-CAP）的全局配置。
图：PathWave器件建模（IC-CAP）全局配置
系统结构
PathWave Device Modeling（IC-CAP）系统围绕着一个数据存储区域，其中包含设备和电路特性。最初，这些特性是通过测量或仿真获得的。在收集数据后，您可以对数据执行各种操作，包括数学转换、提取、优化、分析或存档到文件或数据库中。PathWave Device Modeling（IC-CAP）中可用的分析功能允许对特性进行详细研究，并且数据可以保存供将来使用。
数学转换用于扩展可用的特性集，而提取和优化则为模型提供反馈，以使测量数据和仿真数据达成一致。
下图显示了PathWave Device Modeling（IC-CAP）系统的架构。
图：PathWave设备建模（IC-CAP）系统架构
系统功能区
PathWave Device Modeling（IC-CAP）系统主要有四个功能区域：
- 建模（Modeling）
- 硬件管理（Hardware Management）
- 函数列表（Function List）
- 系统实用工具与操作（System Utilities and Operations）
下图显示了PathWave Device Modeling（IC-CAP）系统的一般组织结构。
图：PathWave设备建模（IC-CAP）系统的总体组织
建模（Modeling）
建模是PathWave Device Modeling（IC-CAP）系统的关键功能区域，可用于：
- 使用预定义模型对设备和电路进行测试
- 通过编辑修改现有模型
- 描述物理和电气特性来创建新模型
- 创建宏以自动化测量和提取过程
- 通过描述物理和电气特性来创建模型中包含的DUT（Device Under Test）
- 定义测试电路并修改各个DUT的参数
- 通过定义以下内容来为特定的DUT创建设置（Setup）：
- 设备或电路与测试仪器的连接方式
- 设备或电路的输入和输出
- 用于计算参数值或附加数据的输出转换
- 用于显示测试结果的绘图特性
硬件管理（Hardware Management）
硬件管理用于创建和修改测试仪器的GPIB（General Purpose Interface Bus）配置。
函数列表（Function List）
函数列表用于查看可用的特征化函数。这些函数包括数学转换、模型参数提取和特殊分析函数（如优化）。
系统实用工具与操作（System Utilities and Operations）
系统实用工具用于创建和修改全局配置。操作包括选择模拟器和指定目录。
一般操作步骤
PathWave Device Modeling（IC-CAP）提供了一套完整的设备和电路特性表征程序。每个程序可以通过易于访问的菜单执行，或者编程到PathWave Device Modeling（IC-CAP）宏中。该系统可以用于常规操作，只需进行最少的培训。
设备特性表征的一般步骤包括以下几个步骤：
- 安装
- 载入现有模型或创建新模型
- 测量或创建设备特性
- 从测量数据中提取模型参数数据
- 进行仿真
- 优化
- 结果展示
安装
将设备安装在测试夹具中。仪器必须通过GPIB总线连接到计算机和PathWave Device Modeling（IC-CAP）。
载入现有模型或创建新模型
在启动程序后，从模型列表中载入现有模型，或通过修改现有模型或从空白模板开始创建新模型。
测量或创建设备特性
执行PathWave Device Modeling（IC-CAP）的测量命令来测量或创建设备特性。程序将控制测量仪器并执行其功能。连接到测试夹具的仪器在测试设备的输入节点产生源信号，然后连接到设备输出节点的仪器记录响应信号。响应信号由仪器记录，并将测量数据加载到PathWave Device Modeling（IC-CAP）数据库中。
从测量数据中提取模型参数数据
执行PathWave Device Modeling（IC-CAP）的提取命令，从测量输出数据中计算控制设备电气行为的参数。
仿真
将电路定义和提取的参数发送到仿真器。仿真器生成一个模拟数据集，用于与测量数据集进行比较。
优化
优化参数以实现测量数据和仿真数据之间最佳拟合。
结果展示
以图形或表格报告的形式显示或打印结果。
图：PathWave设备建模（IC-CAP）系统的一般功能
PathWave设备建模（IC-CAP）术语
下面列出了整个文档中用于描述PathWave设备建模（IC-CAP）系统的基本部分的术语。
模型（Model）
对设备进行特性表征的完整指令，包括设备的描述、测量和仿真数据以及对数据执行的函数。
模型参数（Model Parameters）
控制设备行为的参数，其值对于进行特定特性表征的所有设备都是共享的。
DUT（Device Under Test）
正在进行测量的设备的特定配置，以及用于执行测量的硬件。
测试电路（Test Circuit）
连接在正在进行特定DUT上的被测设备和用于测量的硬件之间的额外电路。
DUT参数（DUT Parameters）
控制设备行为的参数，每个DUT的值可能不同。
电路（Circuit）
以SPICE格式描述设备的内容。
设置（Setup）
在DUT上执行测量或仿真的指令。设置包含刺激、响应、数学转换、提取和图形或表格报告的定义。
测量（Measurement）
对实际设备施加一组刺激以获取一组响应，这些响应在特性表征过程中使用。
输入（Input）
测量或仿真中刺激的定义。输入包括由该定义产生的数据数组。
输出（Output）
测量或仿真中响应的定义。输出包括执行这些操作后产生的数据数组。
提取（Extraction）
计算控制设备行为的参数，通常基于测量数据，但有时也可以基于仿真数据或数据表数值。
转换（Transform）
对PathWave Device Modeling（IC-CAP）数据执行的函数的定义，用于创建新的数据集或计算参数值。转换包括执行函数后产生的数据数组。
仿真（Simulation）
从设备的数学模型计算一组数据。
优化（Optimization）
通过迭代调整参数值，以达到测量数据和仿真数据之间最佳一致性。
绘图（Plot）
生成和显示PathWave Device Modeling（IC-CAP）数据的指令，可以是图形或表格格式。
宏（Macro）
将多个PathWave Device Modeling（IC-CAP）函数组合成一个单独操作的集合。