使用ADS确定元器件的等效感值与等效容值

使用Win家的ADS的PDK，里面有一些微带电感结构，但是居然没有标注感值，给设计带来了一定的不便。

那么对于一个电路结构，如微带线、微带螺旋电感，我们如何知道其实际的感值、容值呢？下面使用ADS对器件的感值、容值进行提取。

参考：https://www.zhihu.com/question/65323788

1、等效感值与等效容值提取公式

1. 电容（C）的计算公式：
   $$C=\frac{\text{Im}(Y_{11})}{2\pi \times \text{freq}}$$
   其中，$(\text{Im}(Y_{11})$ 是Y参数矩阵的虚部，freq 是工作频率。
2. 电感（L）的计算公式：
   $$L=\frac{\text{Im}\left(\frac{1}{Y_{11}}\right)}{2\pi \times \text{freq}}$$

Y11参数可以用S参数计算得到，详细参考：微带线的ABCD矩阵的推导、转换与级联-Matlab计算实例（S、Z、Y参数转换），具体公式如下：
$$Y_{11}=Y_0\frac{(1-S_{11})(1+S_{22})+S_{12}{S}_{21}}{(1+S_{11})(1+S_{22})-S_{12}{S}_{21}}$$

实际上，使用S参数计算Y11参数会比较好，因为好像ADS的版图仿真只能得到S参数。

2、等效感值与等效容值提取ADS

2.1、理想电感测试

2.2、理想电容测试

2.3、细微带线等效电感测试

使用微带线快速进行电感、电容的等效（Matlab代码实现）中介绍了细微带线可以等效为电感，并给出了等效的计算方法和代码。对于1nH的电感，给定介电常数和高度，得到的参数如下所示：

% 设置参数，如果是电容则设置电容，如果是电感就设置电感
L=1E-9;
% C=1E-12;


% 介质板定义
epsilon=12.9;% 介质板的介电常数
H=100e-6;% 介质板的高度，单位m


Zoh=90;%高阻抗线阻抗
Zol=20;%低阻抗线阻抗

下面使用ADS来验证等效的实际效果：

运行仿真，查看电感的等效效果，发现实际等效为0.857nH的电感：

2.4、Win 25um GAN工艺PDK的微带螺旋电感测试

使用Win的25um的GAN工艺的PDK的电感进行测试：

可见其实际的感值大概是0.347nH：