Modelado de dispositivos activos de microondas incluyendo efectos ópticos en código Verilog-A

Abstract

La calidad de los modelos de los dispositivos que forman parte de un circuito o sistema de comunicaciones, pone de manifiesto el funcionamiento del mismo. Aunque los simuladores actuales poseen una gran variedad de modelos, la tecnología de dispositivos evoluciona continuamente, requiriendo nuevos dispositivos. La creación de modelos lineales es sencilla y fácil de comprender. Sin embargo, la creación de modelos no lineales ha sido siempre tan complicada que los ingenieros a veces preferían sobrevivir con los modelos ya existentes que crear modelos compilables. Las técnicas existentes, como el modelado del dispositivo utilizando componentes discretos son tediosas y de difícil utilización. Como muchos simuladores fuerzan esos componentes a que sean lineales, esa técnica sólo permitía el uso del modelo para simulaciones de pequeña señal (AC), por lo que no se podía alcanzar una simulación precisa de DC o de balance armónico. La única técnica que permitía simular el comportamiento del dispositivo tanto en pequeña como en gran señal era la escritura de código fuente, lo cual era una tarea complicada, ya que por ejemplo un transistor BJT típico podía requerir 4500 líneas de código. Para hacer más sencilla la creación de modelos no lineales, muchas plataformas de simulación están incorporando potentes compiladores basados en VHDL. Verilog-A es un lenguaje de descripción hardware analógico, diseñado para modelar el comportamiento de sistemas y componentes analógicos. Las líneas de código del modelo implementado en Verilog-A se reducen una décima parte, lo que disminuye el número de errores y acelera su desarrollo y simulación. Por otro lado los simuladores Keysight Genesys o ADS son un estándar utilizado por los diseñadores en la actualidad, por ello el objetivo principal del presente proyecto es el desarrollo de modelos de dispositivos activos de microondas incluyendo efectos electro-óptico en lenguaje Verilog-A para dicho simulador. La ventaja de esto es que dichos modelos pueden también ser utilizados en otros simuladores comerciales Cadence, HSPICE, etc que soporten código Verilog-A.