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特開2024-134031回路シミュレーション装置、回路シミュレーション方法、および回路シミュレーションプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024134031
(43)【公開日】2024-10-03
(54)【発明の名称】回路シミュレーション装置、回路シミュレーション方法、および回路シミュレーションプログラム
(51)【国際特許分類】
G06F 30/367 20200101AFI20240926BHJP
【ＦＩ】
G06F30/367
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023044114
(22)【出願日】2023-03-20
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和４年度 国立研究開発法人情報通信研究機構「革新的情報通信技術研究開発委託研究／Ｂｅｙｏｎｄ ５Ｇに向けた高速ビームステアリング技術の研究開発」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】504130821
【氏名又は名称】学校法人湘南工科大学
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 康之
(72)【発明者】
【氏名】加保 貴奈
(72)【発明者】
【氏名】松永 高治
【テーマコード（参考）】
5B146
【Ｆターム（参考）】
5B146AA22
5B146GG24
(57)【要約】
【課題】電気回路のシミュレーションの精度を向上できる技術を提供する。
【解決手段】回路シミュレーション装置１において、入力部２は、トランジスタの直流特性の入力を受け付ける。演算部４は、トランジスタの直流特性と負荷線にもとづいて、トランジスタへの入力信号に対する出力信号の時間波形を取得する。演算部４は、出力信号が負荷線の端で制限された場合、出力信号の時間波形にもとづいて、負荷線の端を超える出力信号の変動量を演算する。
【選択図】図１
【解決手段】回路シミュレーション装置１において、入力部２は、トランジスタの直流特性の入力を受け付ける。演算部４は、トランジスタの直流特性と負荷線にもとづいて、トランジスタへの入力信号に対する出力信号の時間波形を取得する。演算部４は、出力信号が負荷線の端で制限された場合、出力信号の時間波形にもとづいて、負荷線の端を超える出力信号の変動量を演算する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トランジスタの直流特性の入力を受け付ける入力部と、
前記トランジスタの直流特性と負荷線にもとづいて、前記トランジスタへの入力信号に対する出力信号の時間波形を取得する演算部と、を備え、
前記演算部は、出力信号が負荷線の端で制限された場合、出力信号の時間波形にもとづいて、負荷線の端を超える出力信号の変動量を演算する、
ことを特徴とする回路シミュレーション装置。
前記トランジスタの直流特性と負荷線にもとづいて、前記トランジスタへの入力信号に対する出力信号の時間波形を取得する演算部と、を備え、
前記演算部は、出力信号が負荷線の端で制限された場合、出力信号の時間波形にもとづいて、負荷線の端を超える出力信号の変動量を演算する、
ことを特徴とする回路シミュレーション装置。
【請求項2】
前記トランジスタは、電界効果トランジスタであり、
前記出力信号は、前記電界効果トランジスタのドレイン電流とドレイン電圧を含み、
前記演算部は、
ドレイン電流が負荷線の端で制限された場合、取得されたドレイン電流の時間波形の直流成分を取得し、取得された直流成分の値を通るように負荷線を移動させ、前記トランジスタの直流特性と移動後の負荷線とにもとづいて、同一の交流成分の入力信号に対するドレイン電流の時間波形を新たに取得する一連の処理を繰り返し、
最終的に取得されたドレイン電流の時間波形の直流成分と基本波成分を取得し、前記直流成分から前記基本波成分だけ変動した値にもとづいて、最終的な負荷線の端を超えるドレイン電流またはドレイン電圧の変動量を演算する、
ことを特徴とする請求項１に記載の回路シミュレーション装置。
前記出力信号は、前記電界効果トランジスタのドレイン電流とドレイン電圧を含み、
前記演算部は、
ドレイン電流が負荷線の端で制限された場合、取得されたドレイン電流の時間波形の直流成分を取得し、取得された直流成分の値を通るように負荷線を移動させ、前記トランジスタの直流特性と移動後の負荷線とにもとづいて、同一の交流成分の入力信号に対するドレイン電流の時間波形を新たに取得する一連の処理を繰り返し、
最終的に取得されたドレイン電流の時間波形の直流成分と基本波成分を取得し、前記直流成分から前記基本波成分だけ変動した値にもとづいて、最終的な負荷線の端を超えるドレイン電流またはドレイン電圧の変動量を演算する、
ことを特徴とする請求項１に記載の回路シミュレーション装置。
【請求項3】
前記演算部は、前記トランジスタを有する電気回路の非線形特性を表した関数にもとづいて、前記電気回路の電気的特性を演算する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の回路シミュレーション装置。
ことを特徴とする請求項１または２に記載の回路シミュレーション装置。
【請求項4】
前記演算部で演算された出力信号の変動量を含む時間波形の１周期分にもとづいて、前記トランジスタの等価回路に含まれる非線形回路素子の値を演算するモデリング部をさらに備え、
前記演算部は、前記モデリング部で演算された前記非線形回路素子の値にもとづいて、前記トランジスタを有する電気回路の散乱パラメータを演算する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の回路シミュレーション装置。
前記演算部は、前記モデリング部で演算された前記非線形回路素子の値にもとづいて、前記トランジスタを有する電気回路の散乱パラメータを演算する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の回路シミュレーション装置。
【請求項5】
前記演算部は、複数の入力電力のそれぞれに関して出力信号の変動量を含む時間波形を取得し、取得された出力信号の時間波形にもとづいて、前記トランジスタを有する電気回路のＡＭ－ＡＭ特性とＡＭ－ＰＭ特性を演算し、
前記回路シミュレーション装置は、
演算されたＡＭ－ＡＭ特性とＡＭ－ＰＭ特性のそれぞれを関数で近似するモデリング部をさらに備え、
前記演算部は、前記関数にもとづいて前記電気回路の歪特性を演算する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の回路シミュレーション装置。
前記回路シミュレーション装置は、
演算されたＡＭ－ＡＭ特性とＡＭ－ＰＭ特性のそれぞれを関数で近似するモデリング部をさらに備え、
前記演算部は、前記関数にもとづいて前記電気回路の歪特性を演算する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の回路シミュレーション装置。
【請求項6】
前記演算部は、前記関数の近似誤差が所定の許容範囲を超える場合、演算されたＡＭ－ＡＭ特性とＡＭ－ＰＭ特性をテーブルとして保持し、保持された前記テーブルをもとに前記電気回路の歪特性を演算する、
ことを特徴とする請求項５に記載の回路シミュレーション装置。
ことを特徴とする請求項５に記載の回路シミュレーション装置。
【請求項7】
トランジスタの直流特性の入力を受け付けるステップと、
前記トランジスタの直流特性と負荷線にもとづいて、前記トランジスタへの入力信号に対する出力信号の時間波形を取得するステップと、
出力信号が負荷線の端で制限される場合、出力信号の時間波形にもとづいて、負荷線の端を超える出力信号の変動量を演算するステップと、
を備えることを特徴とする回路シミュレーション方法。
前記トランジスタの直流特性と負荷線にもとづいて、前記トランジスタへの入力信号に対する出力信号の時間波形を取得するステップと、
出力信号が負荷線の端で制限される場合、出力信号の時間波形にもとづいて、負荷線の端を超える出力信号の変動量を演算するステップと、
を備えることを特徴とする回路シミュレーション方法。
【請求項8】
トランジスタの直流特性の入力を受け付けるステップと、
前記トランジスタの直流特性と負荷線にもとづいて、前記トランジスタへの入力信号に対する出力信号の時間波形を取得するステップと、
出力信号が負荷線の端で制限される場合、出力信号の時間波形にもとづいて、負荷線の端を超える出力信号の変動量を演算するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする回路シミュレーションプログラム。
前記トランジスタの直流特性と負荷線にもとづいて、前記トランジスタへの入力信号に対する出力信号の時間波形を取得するステップと、
出力信号が負荷線の端で制限される場合、出力信号の時間波形にもとづいて、負荷線の端を超える出力信号の変動量を演算するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする回路シミュレーションプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、回路シミュレーション装置、回路シミュレーション方法、および回路シミュレーションプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
電気回路のシミュレーション方法のひとつにロードライン法がある。ロードライン法は、ロードライン解析とも呼ばれる。ロードライン法では、トランジスタの負荷線上を動く電流と電圧の波形を時間軸解析することにより非線形特性を求めることができる。例えば、非特許文献１および非特許文献２は、ロードライン法を基本とする非線形解析を採用している電気回路のシミュレーション方法を開示する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【非特許文献1】K. Mori, M. Nakayama, Y. Itoh, S. Murakami, Y. Nakajima, T. Takagi, and Y. Mitsui, "Direct Efficiency and Power Calculation Method and Its Application to Low Voltage High Efficiency Power Amplifier", IEICE Trans., vol. E78-C, No.9, pp.1229-1236, September 1995
【非特許文献2】Y. Ikeda, K. Mori, M. Nakayama, Y. Itoh, O. Ishida, and T. Takagi, "An Efficient Large-Signal Modeling Method Using Load-Line Analysis and its Application to Non-Linear Characterization of FET", IEICE Trans. Electron., vol. E84-C, No. 7, pp. 875-880, July 2000
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
非特許文献１の電気回路のシミュレーション方法は、トランジスタのニー電圧、破壊電圧、飽和電流より決定される直流特性および出力負荷条件、バイアス条件から、トランジスタの出力、効率を計算する。トランジスタへの入力電力が大きくなり、ゲートに順方向の飽和電流（以下、順方向ゲート電流と呼ぶ）や逆方向の漏れ電流（以下、逆方向ゲート電流と呼ぶ）が流れるようになると、非特許文献１の方法ではトランジスタのニー電圧、破壊電圧、飽和電流で決定される直流特性の範囲を超えないように電圧振幅または電流振幅を計算するため、出力や効率の精度が低下する可能性がある。
【0005】
非特許文献２のシミュレーション方法でも、非特許文献１と同様に電圧振幅または電流振幅を計算するため、大信号動作時のシミュレーション精度が低下する可能性がある。
【0006】
本開示の例示的な目的の一つは、電気回路のシミュレーションの精度を向上できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本開示のある態様の回路シミュレーション装置は、トランジスタの直流特性の入力を受け付ける入力部と、トランジスタの直流特性と負荷線にもとづいて、トランジスタへの入力信号に対する出力信号の時間波形を取得する演算部と、を備える。演算部は、出力信号が負荷線の端で制限された場合、出力信号の時間波形にもとづいて、負荷線の端を超える出力信号の変動量を演算する。
【0008】
本開示の別の態様は、回路シミュレーション方法である。この方法は、トランジスタの直流特性の入力を受け付けるステップと、トランジスタの直流特性と負荷線にもとづいて、トランジスタへの入力信号に対する出力信号の時間波形を取得するステップと、出力信号が負荷線の端で制限される場合、出力信号の時間波形にもとづいて、負荷線の端を超える出力信号の変動量を演算するステップと、を備える。
【0009】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本開示の構成要素や表現を方法、システム、プログラムなどの間で相互に置換したものもまた、本開示の態様として有効である。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、電気回路のシミュレーションの精度を向上できる技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施形態の回路シミュレーション装置の機能構成を示す図である。
【図2】実施形態の回路シミュレーション装置の構成を示す図である。
【図3】実施形態のトランジスタの直流特性を示す図である。
【図5】実施形態におけるトランジスタの等価回路図である。
【図6】実施形態におけるトランジスタの電流電圧特性を示す図である。
【図7】実施形態における電気回路の出力電力、振幅歪、および位相歪の入力電力依存性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態について詳細に説明する。なお、説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【0013】
まず、図１および図２を参照して、本実施形態の回路シミュレーション装置について説明する。図１は、実施形態の回路シミュレーション装置１の機能構成を示す。図２は、実施形態の回路シミュレーション装置１の構成を示す。
【0014】
回路シミュレーション装置１は、ロードライン法を用いて、トランジスタなどの増幅素子を含む電気回路の線形および非線形特性を解析する。電気回路は、例えば、電力増幅器などの増幅器であってよい。電気回路の動作周波数は特に限定されないが、例えば、無線周波数帯であってよい。回路シミュレーション装置１は、入力信号の時間波形に対する出力信号の時間波形をシミュレーションし、得られた出力信号の時間波形をもとに出力電力、効率、振幅歪、位相歪、歪特性などをシミュレーションし、これらを出力する。
【0015】
図１に示すように、回路シミュレーション装置１は、入力部２、モデリング部３、演算部４、解析結果表示部５、および解析結果出力部６を備える。これらの構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【0016】
入力部２は、非線形回路素子であるトランジスタ等の直流特性（図３）および等価回路（図４）の回路素子値の入力を受け付ける機能を有する。トランジスタの直流特性は、測定値であり、ニー電圧Ｖｋ、破壊電圧Ｖｂｒ、２端子耐圧（Ｖｂｒ＋Ｖｐ）、飽和電流Ｉｄｓｓ、Ｉｄ－Ｖｄ特性を含む。ここでＶｐは、トランジスタのピンチオフ電圧である。トランジスタの等価回路の回路素子値については後述する。入力部２は、交流負荷の値、入力信号の周波数と入力電力などのシミュレーション条件の入力を受け付けてもよい。
【0017】
モデリング部３は、トランジスタの直流特性、トランジスタの等価回路の容量や抵抗等の非線形特性から電気回路の振幅歪や位相歪の非線形特性までを数学的に関数で表現する機能を有する。演算部４は、電気回路の線形および非線形特性を時間領域で解析する機能を有する。モデリング部３、演算部４の機能の詳細は後述する。
【0018】
解析結果表示部５は、電気回路の線形および非線形特性を図２の表示装置７を用いてグラフまたは数値で表示する機能を有する。解析結果出力部６は、上記解析結果を図２の記憶装置、入出力装置、通信装置を用いて出力する機能を有する。
【0019】
図２に示すように、回路シミュレーション装置１は、表示装置７、演算装置８、記憶装置９、通信装置１０、および入出力装置１１を備える。演算装置８は、記憶装置９に格納されている回路シミュレーションプログラムを実行することにより、回路シミュレーション装置１を統合制御し、回路シミュレーション装置１の各機能を実現する。記憶装置９は、プログラムやデータを格納している。通信装置１０は、外部機器との通信を行う。表示装置７は、例えばディスプレイであり、回路シミュレーション装置１の解析結果等の各種情報を表示する。入出力装置１１は、回路シミュレーション装置１に対してデータを入力するためのキーボードやマウス、回路シミュレーション装置１の解析結果等の各種情報を出力するプリンターを含む。
【0020】
【0021】
図３は、実施形態のトランジスタの直流特性を示す。図３では、トランジスタの直流特性をドレイン電圧Ｖｄに対するドレイン電流Ｉｄで表現する。トランジスタはソース接地され、ドレインに交流負荷が接続されているとする。トランジスタのドレイン電圧Ｖｄとドレイン電流Ｉｄは、入力部２で受け付けられたニー電圧Ｖｋ、破壊電圧Ｖｂｒ、２端子耐圧（Ｖｂｒ＋Ｖｐ）、飽和電流Ｉｄｓｓで囲まれる四角形の領域３０の内側をスイングする。より詳しくは、領域３０は、電圧と電流がゼロの点、ニー電圧Ｖｋと飽和電流Ｉｄｓｓの交点、破壊電圧Ｖｂｒと飽和電流Ｉｄｓｓの交点、電圧が２端子耐圧（Ｖｂｒ＋Ｖｐ）で電流がゼロの点を頂点とする四角形である。
【0022】
トランジスタのバイアス点１８の電圧と電流を（Ｖｄｏ，Ｉｄｏ）、電圧最小・電流最大点１９の電圧と電流を（Ｖｄｍｉｎ，Ｉｄｍａｘ）、電圧最大・電流最小点２０の電圧と電流を（Ｖｄｍａｘ，Ｉｄｍｉｎ）とする。電圧最小・電流最大点１９は、電圧と電流がゼロの点と、ニー電圧Ｖｋと飽和電流Ｉｄｓｓの交点とを結んだ直線上に位置する。電圧最大・電流最小点２０は、ドレイン電流Ｉｄがゼロの直線上に位置する。
【0023】
実線で表す負荷線２１は、バイアス点１８、電圧最小・電流最大点１９、電圧最大・電流最小点２０を結んだ傾斜「－ｇｌ」の直線である。負荷線２１は、交流負荷線であり、交流負荷の大きさ等に応じて定まる。
【0024】
演算部４は、トランジスタの直流特性と負荷線２１にもとづいて、トランジスタへの入力信号の時間波形に対する出力信号の時間波形を取得する。トランジスタの直流特性は、複数のゲート電圧のそれぞれにおけるＩｄ－Ｖｄ特性を含む（図示せず）。詳細は後述するが、Ｉｄ－Ｖｄ特性は、例えば、入力部２で受け付けられたＩｄ－Ｖｄ特性の測定値を関数で近似して得られる。演算部４は、入力信号であるゲート電圧の時間変化に応じて、出力信号であるドレイン電圧Ｖｄとドレイン電流Ｉｄを負荷線２１上でスイングさせ、ドレイン電圧Ｖｄとドレイン電流Ｉｄの時間波形を取得する。トランジスタへの入力が相対的に小さい範囲では、ドレイン電圧Ｖｄとドレイン電流Ｉｄは、電圧最小・電流最大点１９と電圧最大・電流最小点２０に到達しない範囲内で負荷線２１上を動く。この場合、ドレイン電圧Ｖｄとドレイン電流Ｉｄの時間波形は、クリップされない。
【0025】
演算部４は、入力信号が相対的に大きくなり、ドレイン電圧Ｖｄとドレイン電流Ｉｄが電圧最小・電流最大点１９に達する場合、ドレイン電圧Ｖｄの最小値が電圧Ｖｄｍｉｎで制限された時間波形と、ドレイン電流Ｉｄの最大値が電流Ｉｄｍａｘで制限された時間波形を取得する。演算部４は、入力信号が相対的に大きくなり、ドレイン電圧Ｖｄとドレイン電流Ｉｄが電圧最大・電流最小点２０に達する場合、ドレイン電圧Ｖｄの最大値が電圧Ｖｄｍａｘで制限された時間波形と、ドレイン電流Ｉｄの最小値が電流Ｉｄｍｉｎで制限された時間波形を取得する。つまり、これらの時間波形では、最大値と最小値の少なくとも一方がクリップされている。
【0026】
ここで、実際のトランジスタでは、入力信号が大きくなると、トランジスタに順方向ゲート電流または逆方向ゲート電流が流れることにより、出力信号が負荷線２１の端をわずかに超え、出力信号の変動分が生じる。そこで、演算部４は、この変動量を演算し、変動量を出力信号の時間波形に組み入れる。
【0027】
破線で表す直線２２ａは、トランジスタへの入力が大きくなり、ドレイン電圧Ｖｄとドレイン電流Ｉｄが負荷線２１の端の電圧最小・電流最大点１９を超える場合に、ドレイン電圧Ｖｄとドレイン電流Ｉｄがスイングし得る範囲を示す。破線で表す直線２２ｂは、トランジスタへの入力が大きくなり、ドレイン電圧Ｖｄとドレイン電流Ｉｄが負荷線２１の端の電圧最大・電流最小点２０を超える場合に、ドレイン電圧Ｖｄとドレイン電流Ｉｄがスイングし得る範囲を示す。直線２２ａは、電圧と電流がゼロの点と、ニー電圧Ｖｋと飽和電流Ｉｄｓｓの交点とを結んだ直線上を、電圧最小・電流最大点１９からドレイン電流Ｉｄが大きくなる方向に延びる。直線２２ｂは、ドレイン電流Ｉｄがゼロの直線上を電圧最大・電流最小点２０からドレイン電圧Ｖｄが大きくなる方向に延びる。
【0028】
演算部４は、出力信号が負荷線２１の端で制限される場合、出力信号の時間波形にもとづいて、負荷線２１の端を超える出力信号の変動量を演算する。演算部４は、出力信号が負荷線２１の端で制限される場合、トランジスタに順方向ゲート電流または逆方向ゲート電流が流れることによる出力信号の変動量を演算するとも言える。変動量の演算について以下に説明する。
【0029】
図４（ａ），（ｂ）は、実施形態のトランジスタの入力信号が大きい場合の動作を説明するための図である。図４（ａ）は、トランジスタへの入力が大きくなり、ドレイン電流Ｉｄの上半分がクリップされた場合の時間波形６０とＩｄ－Ｖｄ特性を示す。図４（ｂ）は、トランジスタへの入力が大きくなり、ドレイン電流Ｉｄの下半分がクリップされた場合の時間波形６４とＩｄ－Ｖｄ特性を示す。ここでは、図３とは別の負荷線とバイアス点を用いて説明する。
【0030】
図４（ａ）において、一点鎖線で示す負荷線４０は、初期状態の小信号時の負荷線である。負荷線４０上に位置するバイアス点４１の電圧をＶｄｏ、電流をＩｄｏとする。最初、演算部４は、負荷線４０上を動くドレイン電流Ｉｄとドレイン電圧Ｖｄの時間波形（図示せず）を取得する。この例では、入力が大きいため、ドレイン電圧Ｖｄとドレイン電流Ｉｄは、負荷線４０の端の電圧最小・電流最大点４２で制限される。ドレイン電圧Ｖｄとドレイン電流Ｉｄは、負荷線４０の端の電圧最大・電流最小点４３では制限されないとする。
【0031】
演算部４は、ドレイン電流Ｉｄが負荷線４０の端で制限された場合、取得されたドレイン電流Ｉｄの時間波形をフーリエ級数展開し、時間波形の直流成分を取得し、取得された直流成分の値を通るように負荷線４０を移動させる。このとき、演算部４は、負荷線の傾き「－ｇｌ」とバイアス点の電圧Ｖｄｏを一定に保つ。演算部４は、トランジスタの直流特性と移動後の負荷線（図示せず）とにもとづいて、同一の交流成分の入力信号に対するドレイン電流Ｉｄとドレイン電圧Ｖｄの時間波形を新たに取得する。
【0032】
演算部４は、ドレイン電流Ｉｄの直流成分の値が概ね一定値に収束するまで、これらの一連の処理を繰り返す。演算部４は、一連の処理を予め定められた回数だけ繰り返してもよい。図４（ａ）では、直流成分の値が収束したときのドレイン電流Ｉｄの時間波形６０と負荷線４５を太い実線で示す。収束したドレイン電流Ｉｄの直流成分の値は、負荷線４５上のバイアス点４６の電流Ｉｄａｖに対応する。
【0033】
演算部４は、最終的に取得されたドレイン電流Ｉｄの時間波形６０の直流成分Ａ０と基本波成分Ａ１を取得する。演算部４は、直流成分Ａ０から基本波成分Ａ１だけ変動した値にもとづいて、最終的な負荷線４５の端の電圧最小・電流最大点４７を超えるドレイン電流Ｉｄの変動量ΔＩｄとドレイン電圧Ｖｄの変動量ΔＶｄ（図示せず）を演算する。ドレイン電圧Ｖｄとドレイン電流Ｉｄは、負荷線４５の端の電圧最大・電流最小点４８では制限されないとする。
【0034】
演算部４は、最終的に取得されたドレイン電流Ｉｄの時間波形６０における最大値に変動量ΔＩｄを加算し、ドレイン電流Ｉｄの変動量ΔＩｄを含む時間波形６２を取得する。演算部４は、最終的に取得されたドレイン電圧Ｖｄの時間波形（図示せず）における最小値に変動量ΔＶｄを加算し、ドレイン電圧Ｖｄの変動量ΔＶｄを含む時間波形（図示せず）を取得する。
【0035】
同様に、図４（ｂ）において、一点鎖線で示す負荷線５０は、初期状態の小信号時の負荷線である。バイアス点５１は、負荷線５０上に位置する。最初、演算部４は、負荷線５０上を動くドレイン電流Ｉｄとドレイン電圧Ｖｄの時間波形（図示せず）を取得する。この例では、入力が大きいため、ドレイン電圧Ｖｄとドレイン電流Ｉｄは、負荷線５０の端の電圧最大・電流最小点５３で制限される。ドレイン電圧Ｖｄとドレイン電流Ｉｄは、負荷線５０の端の電圧最小・電流最大点５２では制限されないとする。
【0036】
演算部４は、ドレイン電流Ｉｄが負荷線５０の端で制限された場合、取得されたドレイン電流Ｉｄの時間波形をフーリエ級数展開し、時間波形の直流成分を取得し、取得された直流成分の値を通るように負荷線５０を移動させる。既述の通り、負荷線の傾き「－ｇｌ」とバイアス点の電圧Ｖｄｏは一定に保たれる。演算部４は、トランジスタの直流特性と移動後の負荷線（図示せず）とにもとづいて、同一の交流成分の入力信号に対するドレイン電流Ｉｄの時間波形を新たに取得する。
【0037】
既述のように、演算部４は、ドレイン電流Ｉｄの直流成分の値が概ね一定値に収束するまで、これらの一連の処理を繰り返す。図４（ｂ）では、直流成分の値が収束したときのドレイン電流Ｉｄの時間波形６４と負荷線５５を太い実線で示す。収束したドレイン電流Ｉｄの直流成分の値は、負荷線５５上のバイアス点５６の電流Ｉｄａｖに対応する。
【0038】
演算部４は、最終的に取得されたドレイン電流Ｉｄの時間波形６４の直流成分Ａ０と基本波成分Ａ１を取得する。演算部４は、直流成分Ａ０から基本波成分Ａ１だけ変動した値にもとづいて、最終的な負荷線５５の端の電圧最大・電流最小点５８を超えるドレイン電圧Ｖｄの変動量ΔＶｄを演算する。図４（ｂ）の例では、ドレイン電流Ｉｄの変動量はゼロである。ドレイン電圧Ｖｄとドレイン電流Ｉｄは、負荷線５５の端の電圧最小・電流最大点５７では制限されないとする。
【0039】
演算部４は、最終的に取得されたドレイン電圧Ｖｄの時間波形（図示せず）の最大値に変動量ΔＶｄを加算し、ドレイン電圧Ｖｄの変動量ΔＶｄを含む時間波形（図示せず）を取得する。
【0040】
これらの処理を数式を用いて説明する。ドレイン電流Ｉｄの振幅をＡ、クリップされた時間波形６０，６４をフーリエ級数展開して得られた直流成分をＡ０、基本波成分をＡ１、周期をＴとする。図４（ａ）に示すように、ドレイン電流Ｉｄのピーク値からｂＴ離れた点でＩｄの上半分がクリップされたとする。また、図４（ｂ）に示すように、ドレイン電流Ｉｄのピーク値からａＴ離れた点でＩｄの下半分がクリップされたとする。Ｉｄの上半分と下半分の両方が同時にクリップされた時間波形をフーリエ級数展開すると、次の式（１）、式（２）が得られる。
【0041】
【数1】
【0042】
図４（ａ）では、ａ＝１／２、すなわち下半分がクリップされていないので、Ａ０，Ａ１は、それぞれ次の式（３）、式（４）で与えられる。
【0043】
【数2】
【0044】
また図４（ｂ）では、ｂ＝０すなわち上半分がクリップされていないので、Ａ０，Ａ１は、それぞれ次の式（５）、式（６）で与えられる。
【0045】
【数3】
【0046】
トランジスタの入力が大きくなると、図４（ａ）ではドレイン電流Ｉｄは負荷線４５の端の電圧最小・電流最大点４７を超えて、ゼロ点とニー電圧Ｖｋを結んだ線上を上方にスイングする。このときのドレイン電流Ｉｄの変動量をΔＩｄとすると、ΔＩｄは次の式（７）より求めることができる。また、ドレイン電圧Ｖｄの変動量ΔＶｄは、ゼロ点とニー電圧Ｖｋを結んだ線上で、電流がΔＩｄ変化したときの電圧の変化量として求めることができる。
【0047】
【数4】
【0048】
またトランジスタの入力が大きくなると、図４（ｂ）ではドレイン電圧Ｖｄは負荷線５５の端の電圧最大・電流最小点５８を超えて、Ｉｄ＝０の線上を右方にスイングする。このときのドレイン電圧Ｖｄの変動量をΔＶｄとすると、ΔＶｄは次の式（８）より求めることができる。つまり、変動量ΔＶｄは、負荷線５５上でドレイン電流が電圧最大・電流最小点５８の電流Ｉｄｍｉｎから「基本波成分Ａ１－直流成分Ａ０」だけ減少したときの電圧の変化量として求めることができる。
【0049】
【数5】
【0050】
ドレイン電流Ｉｄの上側と下側の両方が同時に制限された場合であっても、同様に、出力信号の変動量を含む時間波形を取得できる。
【0051】
本実施形態では、トランジスタの入力が大きくなり、トランジスタに順方向ゲート電流や逆方向ゲート電流が生じる場合に、電圧振幅や電流振幅の変動量を計算できる。つまり、トランジスタの入力が大きい場合、負荷線を超えた領域でのドレイン電流Ｉｄ、ドレイン電圧Ｖｄの振る舞いも考慮に入れて出力信号の時間波形を取得するので、計算精度が高くなる。
【0052】
図５は、実施形態におけるトランジスタの等価回路図である。相互コンダクタンスをｇｍ、ドレイン・ソース間抵抗をＲｄｓ、ゲート・ソース間容量をＣｇｓ、ゲート・ドレイン間容量をＣｄｇで表現する。これらの回路素子は、ゲート電圧Ｖｇおよびドレイン電圧Ｖｄにより値が変化する非線形回路素子であり、これらの値は、例として、以下の式（９）－（１２）で与えることができる。なお、式（１０）では、ドレイン・ソース間抵抗Ｒｄｓをコンダクタンスｇｄｓ＝１／Ｒｄｓで示している。トランジスタへの入力電力に応じて、ドレイン電圧Ｖｄおよびドレイン電流Ｉｄが図３の負荷線２１と直線２２ａ，２２ｂ上をスイングするので、非線形動作時（すなわち大信号動作時）には１周期分の平均値、すなわち以下の式（１３）－（１６）で与えられるｇｍａｖ，ｇｄｓａｖ，Ｃｇｓａｖ，Ｃｄｇａｖで与えることができる。つまり、モデリング部３は、演算部４で演算された出力信号の変動量を含む時間波形の１周期分にもとづいて、等価回路に含まれる非線形回路素子の値を演算する。演算部４は、複数の入力電力のそれぞれに関して出力信号の変動量を含む時間波形を取得する。モデリング部３は、複数の入力電力のそれぞれに関して非線形回路素子の値を演算する。
【0053】
【数6】
【数7】
【0054】
また、ゲート・ソース間抵抗をＲｉ、ドレイン・ソース間容量をＣｄｓで表現する。これらの回路素子は、ゲート電圧Ｖｇおよびドレイン電圧Ｖｄに依存しない線形回路素子である。
【0055】
図６は、本実施形態におけるトランジスタの電流電圧特性を示す。図６では、図３の直流特性の領域３０にトランジスタのＶｄ－Ｉｄ特性を重ねている。既述のように、破線の四角形で囲まれた領域３０をドレイン電圧Ｖｄ、ドレイン電流Ｉｄがスイングする。実線３２は、トランジスタの直流特性である電流電圧特性の測定値である。破線３１は、トランジスタの直流特性を数学的に関数で表現した例である。ドレイン電流Ｉｄをドレイン電圧Ｖｄとゲート電圧Ｖｇの関数として表現した数式の例を式（１７），（１８）に示す。つまり、モデリング部３は、トランジスタのＶｄ－Ｉｄ特性の測定値を関数で近似する。
【0056】
【数8】
【0057】
ドレイン電流Ｉｄは、ドレイン電圧Ｖｄとゲート電圧Ｖｇの３次多項式と双曲線関数で表現されており、測定値が無い領域でもドレイン電流Ｉｄを計算することができる。これにより、測定値が無い領域でも、より正確な出力信号の時間波形を取得でき、式（９）および式（１３）の相互コンダクタンス、式（１０）および式（１４）のドレイン・ソース間コンダクタンスをより正確に演算できる。よって、シミュレーションの精度を高めることができる。
【0058】
つまり、演算部４は、トランジスタの直流特性の測定値を近似した関数と負荷線にもとづいて、出力信号の時間波形を取得する。この処理は、演算部４が、トランジスタを有する電気回路の非線形特性を表した関数にもとづいて、電気回路の電気的特性を演算することに相当する。
【0059】
ここで、非特許文献２の技術では、トランジスタの電流と電圧などの直流特性の測定値を直接用いて時間波形を取得するため、測定値が無い点での計算精度が低下する可能性がある。これに対して、実施形態ではトランジスタの直流特性を測定値ではなく数学的に関数で表現するため、計算精度を向上できる。
【0060】
次に、図７を参照して、回路シミュレーション装置１による電気回路のＡＭ－ＡＭ特性、ＡＭ－ＰＭ特性、歪特性の解析について説明する。
【0061】
図７は、本実施形態における電気回路の出力電力Ｐｏｕｔ、振幅歪ΔＧ、および位相歪Δφの入力電力Ｐｉｎ依存性を示す。Ｐｉｎ－Ｐｏｕｔ特性は、ＡＭ－ＡＭ特性として知られ、Ｐｉｎ－Δφ特性はＡＭ－ＰＭ特性として知られている。振幅歪ΔＧおよび位相歪Δφは、図５のトランジスタの等価回路の散乱パラメータから以下の式（１９）－（２２）を用いて求めることができる。
【0062】
【数9】
【0063】
つまり、演算部４は、複数の入力電力のそれぞれに関して、モデリング部３で演算された非線形回路素子の値にもとづいて散乱パラメータを演算し、演算された複数の入力電力のそれぞれに関する散乱パラメータをもとにＡＭ－ＡＭ特性とＡＭ－ＰＭ特性を導出する。この処理は、演算部４が、複数の入力電力のそれぞれに関する出力信号の時間波形にもとづいて、電気回路のＡＭ－ＡＭ特性とＡＭ－ＰＭ特性を演算することに相当する。
【0064】
ここで、非特許文献２の技術では、トランジスタの非線形動作時の散乱パラメータを市販のシミュレータを用いて計算するため、その際には計算がオフラインとなり、計算速度が低下する可能性がある。これに対して、実施形態では、モデリング部３で演算された非線形回路素子の値をもとに非線形動作時の散乱パラメータをオンラインで計算できるので、シミュレーションの速度を向上できる。
【0065】
ＡＭ－ＡＭ特性、ＡＭ－ＰＭ特性は、歪特性としての相互変調歪、スペクトル、変調精度（ＥＶＭ）等を計算する際の基本式となるが、入力電力を変更してシミュレーションする場合、上記の式（１９）－（２２）のままでその都度計算すると時間がかかる虞がある。そこで、実施形態では一旦計算したＡＭ－ＡＭ特性、ＡＭ－ＰＭ特性を数学的に関数で表現する。つまり、モデリング部３は、演算されたＡＭ－ＡＭ特性とＡＭ－ＰＭ特性のそれぞれを関数で近似する。演算部４は、ＡＭ－ＡＭ特性とＡＭ－ＰＭ特性のそれぞれを近似した関数にもとづいて電気回路の歪特性を演算する。この処理は、演算部４が、電気回路の非線形特性を表した関数にもとづいて、電気回路の電気的特性を演算することに相当する。これにより、計算速度を向上できる。ここでは回帰解析の手法を用い、式（２３）および式（２４）でＡＭ－ＡＭ特性、ＡＭ－ＰＭ特性を表現している。ａｎ，ａｎ－１，ａｎ－２，・・・，ｂｎ，ｂｎ－１，ｂｎ－２・・・は係数を表し、式（２３）および式（２４）はｎ次の多項式で示す。
【0066】
【数10】
【0067】
また、演算部４は、関数の近似誤差が所定の許容範囲を超える場合、演算されたＡＭ－ＡＭ特性とＡＭ－ＰＭ特性をテーブルとして保持し、保持されたテーブルをもとに電気回路の歪特性を演算する。関数の近似誤差として、公知の各種の誤差を利用できる。許容範囲は、実験またはシミュレーションにより適宜定めることができる。これにより、ＡＭ－ＡＭ特性とＡＭ－ＰＭ特性の関数による近似が困難な場合にも歪特性を演算できる。
【0068】
【0069】
入力部２は、非線形回路素子であるトランジスタ等の直流特性および等価回路の回路素子値の入力を受け付ける（Ｓ１）。つぎにモデリング部３は、式（１７）、（１８）を用いて、直流特性の測定値をもとにトランジスタのＶｄ－Ｉｄ特性をモデリングする（Ｓ２）。演算部４は、トランジスタの直流特性と負荷線にもとづいて、トランジスタへの入力信号に対する出力信号の時間波形を取得する（Ｓ３）。モデリング部３は、式（９）－（１６）を用いて、トランジスタの出力信号の時間波形をもとにトランジスタの等価回路の容量、抵抗等の非線形素子の非線形特性をモデリングする（Ｓ４）。
【0070】
演算部４は、電気回路の出力Ｐｏｕｔと効率ηｄを式（２５）、（２６）から演算する（Ｓ５）。ここで、Ｖｄ（ｔ）およびＩｄ（ｔ）はドレイン電圧、ドレイン電流の時間変化を表し、Ｐｄｃは消費電力を示す。
【0071】
【数11】
【0072】
演算部４は、電気回路の散乱パラメータを式（２１）、（２２）から演算する（Ｓ６）。電気回路の散乱パラメータは、入力電力Ｐｉｎに応じてトランジスタの非線形回路素子である相互コンダクタンスｇｍ、ドレイン・ソース間抵抗Ｒｄｓ、ゲート・ソース間容量Ｃｇｓ、ゲート・ドレイン間容量Ｃｄｇが変化するため、式（２１）、（２２）から入力電力に依存した形で計算することができる。
【0073】
演算部４は、散乱パラメータをもとに、電気回路の振幅歪ΔＧおよび位相歪Δφを式（１９）、（２０）から演算する（Ｓ７）。演算部４は、ＡＭ－ＡＭ特性とＡＭ－ＰＭ特性をもとに、相互変調歪、スペクトル、ＥＶＭなどの電気回路の各種の歪特性を演算する（Ｓ８）。
【0074】
これらの解析結果は、図１の解析結果表示部５および解析結果出力部６よりディスプレイ、プリンター、記憶装置にデータとして出力される。
【0075】
以上、本開示を実施形態にもとづいて説明した。本開示は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。
【0076】
例えば、実施形態では回路シミュレーション装置１は電界効果トランジスタを有する電気回路を解析する一例を示したが、回路シミュレーション装置１は、バイポーラトランジスタなどの他の増幅素子を有する電気回路を解析してもよい。
【0077】
本開示の一態様は、次の通りである。
【0078】
［項目１］
トランジスタの直流特性の入力を受け付ける入力部と、
前記トランジスタの直流特性と負荷線にもとづいて、前記トランジスタへの入力信号に対する出力信号の時間波形を取得する演算部と、を備え、
前記演算部は、出力信号が負荷線の端で制限された場合、出力信号の時間波形にもとづいて、負荷線の端を超える出力信号の変動量を演算する、
ことを特徴とする回路シミュレーション装置。
この態様によれば、負荷線の端を超える出力信号の変動量を演算するので、シミュレーションの精度を向上できる。
トランジスタの直流特性の入力を受け付ける入力部と、
前記トランジスタの直流特性と負荷線にもとづいて、前記トランジスタへの入力信号に対する出力信号の時間波形を取得する演算部と、を備え、
前記演算部は、出力信号が負荷線の端で制限された場合、出力信号の時間波形にもとづいて、負荷線の端を超える出力信号の変動量を演算する、
ことを特徴とする回路シミュレーション装置。
この態様によれば、負荷線の端を超える出力信号の変動量を演算するので、シミュレーションの精度を向上できる。
【0079】
［項目２］
前記トランジスタは、電界効果トランジスタであり、
前記出力信号は、前記電界効果トランジスタのドレイン電流とドレイン電圧を含み、
前記演算部は、
ドレイン電流が負荷線の端で制限された場合、取得されたドレイン電流の時間波形の直流成分を取得し、取得された直流成分の値を通るように負荷線を移動させ、前記トランジスタの直流特性と移動後の負荷線とにもとづいて、同一の交流成分の入力信号に対するドレイン電流の時間波形を新たに取得する一連の処理を繰り返し、
最終的に取得されたドレイン電流の時間波形の直流成分と基本波成分を取得し、前記直流成分から前記基本波成分だけ変動した値にもとづいて、最終的な負荷線の端を超えるドレイン電流またはドレイン電圧の変動量を演算する、
ことを特徴とする項目１に記載の回路シミュレーション装置。
この場合、シミュレーションの精度を向上できる。
前記トランジスタは、電界効果トランジスタであり、
前記出力信号は、前記電界効果トランジスタのドレイン電流とドレイン電圧を含み、
前記演算部は、
ドレイン電流が負荷線の端で制限された場合、取得されたドレイン電流の時間波形の直流成分を取得し、取得された直流成分の値を通るように負荷線を移動させ、前記トランジスタの直流特性と移動後の負荷線とにもとづいて、同一の交流成分の入力信号に対するドレイン電流の時間波形を新たに取得する一連の処理を繰り返し、
最終的に取得されたドレイン電流の時間波形の直流成分と基本波成分を取得し、前記直流成分から前記基本波成分だけ変動した値にもとづいて、最終的な負荷線の端を超えるドレイン電流またはドレイン電圧の変動量を演算する、
ことを特徴とする項目１に記載の回路シミュレーション装置。
この場合、シミュレーションの精度を向上できる。
【0080】
［項目３］
前記演算部は、前記トランジスタを有する電気回路の非線形特性を表した関数にもとづいて、前記電気回路の電気的特性を演算する、
ことを特徴とする項目１または２に記載の回路シミュレーション装置。
この場合、シミュレーションの精度を向上できる。
前記演算部は、前記トランジスタを有する電気回路の非線形特性を表した関数にもとづいて、前記電気回路の電気的特性を演算する、
ことを特徴とする項目１または２に記載の回路シミュレーション装置。
この場合、シミュレーションの精度を向上できる。
【0081】
［項目４］
前記演算部で演算された出力信号の変動量を含む時間波形の１周期分にもとづいて、前記トランジスタの等価回路に含まれる非線形回路素子の値を演算するモデリング部をさらに備え、
前記演算部は、前記モデリング部で演算された前記非線形回路素子の値にもとづいて、前記トランジスタを有する電気回路の散乱パラメータを演算する、
ことを特徴とする項目１から３のいずれかに記載の回路シミュレーション装置。
この場合、シミュレーションの速度と精度を向上できる。
前記演算部で演算された出力信号の変動量を含む時間波形の１周期分にもとづいて、前記トランジスタの等価回路に含まれる非線形回路素子の値を演算するモデリング部をさらに備え、
前記演算部は、前記モデリング部で演算された前記非線形回路素子の値にもとづいて、前記トランジスタを有する電気回路の散乱パラメータを演算する、
ことを特徴とする項目１から３のいずれかに記載の回路シミュレーション装置。
この場合、シミュレーションの速度と精度を向上できる。
【0082】
［項目５］
前記演算部は、複数の入力電力のそれぞれに関して出力信号の変動量を含む時間波形を取得し、取得された出力信号の時間波形にもとづいて、前記トランジスタを有する電気回路のＡＭ－ＡＭ特性とＡＭ－ＰＭ特性を演算し、
前記回路シミュレーション装置は、
演算されたＡＭ－ＡＭ特性とＡＭ－ＰＭ特性のそれぞれを関数で近似するモデリング部をさらに備え、
前記演算部は、前記関数にもとづいて前記電気回路の歪特性を演算する、
ことを特徴とする項目１から３のいずれかに記載の回路シミュレーション装置。
この場合、関数により歪特性を演算できるので、入力電力の条件を変えるたびにＡＭ－ＡＭ特性等を演算し直す必要がない。よって、シミュレーション速度を向上できる。
前記演算部は、複数の入力電力のそれぞれに関して出力信号の変動量を含む時間波形を取得し、取得された出力信号の時間波形にもとづいて、前記トランジスタを有する電気回路のＡＭ－ＡＭ特性とＡＭ－ＰＭ特性を演算し、
前記回路シミュレーション装置は、
演算されたＡＭ－ＡＭ特性とＡＭ－ＰＭ特性のそれぞれを関数で近似するモデリング部をさらに備え、
前記演算部は、前記関数にもとづいて前記電気回路の歪特性を演算する、
ことを特徴とする項目１から３のいずれかに記載の回路シミュレーション装置。
この場合、関数により歪特性を演算できるので、入力電力の条件を変えるたびにＡＭ－ＡＭ特性等を演算し直す必要がない。よって、シミュレーション速度を向上できる。
【0083】
［項目６］
前記演算部は、前記関数の近似誤差が所定の許容範囲を超える場合、演算されたＡＭ－ＡＭ特性とＡＭ－ＰＭ特性をテーブルとして保持し、保持された前記テーブルをもとに前記電気回路の歪特性を演算する、
ことを特徴とする項目５に記載の回路シミュレーション装置。
この場合、関数による近似が困難な場合にも歪特性を演算できる。
前記演算部は、前記関数の近似誤差が所定の許容範囲を超える場合、演算されたＡＭ－ＡＭ特性とＡＭ－ＰＭ特性をテーブルとして保持し、保持された前記テーブルをもとに前記電気回路の歪特性を演算する、
ことを特徴とする項目５に記載の回路シミュレーション装置。
この場合、関数による近似が困難な場合にも歪特性を演算できる。
【0084】
［項目７］
トランジスタの直流特性の入力を受け付けるステップと、
前記トランジスタの直流特性と負荷線にもとづいて、前記トランジスタへの入力信号に対する出力信号の時間波形を取得するステップと、
出力信号が負荷線の端で制限される場合、出力信号の時間波形にもとづいて、負荷線の端を超える出力信号の変動量を演算するステップと、
を備えることを特徴とする回路シミュレーション方法。
トランジスタの直流特性の入力を受け付けるステップと、
前記トランジスタの直流特性と負荷線にもとづいて、前記トランジスタへの入力信号に対する出力信号の時間波形を取得するステップと、
出力信号が負荷線の端で制限される場合、出力信号の時間波形にもとづいて、負荷線の端を超える出力信号の変動量を演算するステップと、
を備えることを特徴とする回路シミュレーション方法。
【0085】
［項目８］
トランジスタの直流特性の入力を受け付けるステップと、
前記トランジスタの直流特性と負荷線にもとづいて、前記トランジスタへの入力信号に対する出力信号の時間波形を取得するステップと、
出力信号が負荷線の端で制限される場合、出力信号の時間波形にもとづいて、負荷線の端を超える出力信号の変動量を演算するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする回路シミュレーションプログラム。
トランジスタの直流特性の入力を受け付けるステップと、
前記トランジスタの直流特性と負荷線にもとづいて、前記トランジスタへの入力信号に対する出力信号の時間波形を取得するステップと、
出力信号が負荷線の端で制限される場合、出力信号の時間波形にもとづいて、負荷線の端を超える出力信号の変動量を演算するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする回路シミュレーションプログラム。
【0086】
［項目９］
トランジスタの負荷線上をスイングする電圧電流の時間波形を解析するロードライン法を用いて、電気回路の非線形特性を解析するシミュレーション方法を用いたことを特徴とする電気回路のシミュレーション装置。
トランジスタの負荷線上をスイングする電圧電流の時間波形を解析するロードライン法を用いて、電気回路の非線形特性を解析するシミュレーション方法を用いたことを特徴とする電気回路のシミュレーション装置。
【0087】
［項目１０］
電気回路の非線形特性を測定値ではなく関数で表現したビヘイビアモデルを用いることにより、シミュレーション速度や精度の向上を図ったことを特徴とする項目９に記載の電気回路のシミュレーション装置。
電気回路の非線形特性を測定値ではなく関数で表現したビヘイビアモデルを用いることにより、シミュレーション速度や精度の向上を図ったことを特徴とする項目９に記載の電気回路のシミュレーション装置。
【0088】
［項目１１］
電気回路を構成する非線形回路素子の値に、負荷線上をスイングするそれぞれの電圧電流の時間波形１周期分の平均を採用し、大信号動作時の散乱パラメータの計算にそのまま用いることによりシミュレーション速度や精度の向上を図ったことを特徴とする項目９または１０に記載の電気回路のシミュレーション装置。
電気回路を構成する非線形回路素子の値に、負荷線上をスイングするそれぞれの電圧電流の時間波形１周期分の平均を採用し、大信号動作時の散乱パラメータの計算にそのまま用いることによりシミュレーション速度や精度の向上を図ったことを特徴とする項目９または１０に記載の電気回路のシミュレーション装置。
【0089】
［項目１２］
トランジスタ等が大信号動作する場合に生じる順方向ゲート電流や逆方向ゲート電流を考慮したドレイン電圧およびドレイン電流の変動分を含めて電気回路の非線形特性の解析を行うことによりシミュレーション精度の向上を図ったことを特徴とする項目９から１１のいずれかに記載の電気回路のシミュレーション装置。
トランジスタ等が大信号動作する場合に生じる順方向ゲート電流や逆方向ゲート電流を考慮したドレイン電圧およびドレイン電流の変動分を含めて電気回路の非線形特性の解析を行うことによりシミュレーション精度の向上を図ったことを特徴とする項目９から１１のいずれかに記載の電気回路のシミュレーション装置。
【0090】
［項目１３］
電気回路のＡＭ－ＡＭ特性、ＡＭ－ＰＭ特性について、関数を基本としたビヘイビアモデルで表現することにより、相互変調歪、スペクトル、変調精度の計算速度向上を図ったことを特徴とする項目９から１２のいずれかに記載の電気回路のシミュレーション装置。
電気回路のＡＭ－ＡＭ特性、ＡＭ－ＰＭ特性について、関数を基本としたビヘイビアモデルで表現することにより、相互変調歪、スペクトル、変調精度の計算速度向上を図ったことを特徴とする項目９から１２のいずれかに記載の電気回路のシミュレーション装置。
【0091】
［項目１４］
電気回路のＡＭ－ＡＭ特性、ＡＭ－ＰＭ特性を関数を基本としたビヘイビアモデルで表現することが難しい場合、ＡＭ－ＡＭ特性およびＡＭ－ＰＭ特性を１つのルックアップテーブルにまとめ、このテーブルを読み込むことにより相互変調歪、スペクトル、変調精度の計算を可能にしたことを特徴とする項目１３に記載の電気回路のシミュレーション装置。
電気回路のＡＭ－ＡＭ特性、ＡＭ－ＰＭ特性を関数を基本としたビヘイビアモデルで表現することが難しい場合、ＡＭ－ＡＭ特性およびＡＭ－ＰＭ特性を１つのルックアップテーブルにまとめ、このテーブルを読み込むことにより相互変調歪、スペクトル、変調精度の計算を可能にしたことを特徴とする項目１３に記載の電気回路のシミュレーション装置。
【0092】
［項目１５］
電気回路のシミュレーションプログラムを同じ１本のソフトにまとめ、同じ１つのハード上で計算できることを可能にしたことを特徴とする項目９から１４のいずれかに記載の電気回路のシミュレーション装置。
電気回路のシミュレーションプログラムを同じ１本のソフトにまとめ、同じ１つのハード上で計算できることを可能にしたことを特徴とする項目９から１４のいずれかに記載の電気回路のシミュレーション装置。
【符号の説明】
【0093】
１…回路シミュレーション装置、２…入力部、３…モデリング部、４…演算部、５…解析結果表示部、６…解析結果出力部、７…表示装置、８…演算装置、９…記憶装置、１０…通信装置、１１…入出力装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】