(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211110623.5 (22)申请日 2022.09.13 (71)申请人 杭州电子科技大 学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区2 号大街 (72)发明人 蔡佳林　刘博　 (74)专利代理 机构 杭州君度专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 33240 专利代理师 杨舟涛 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06N 3/00(2006.01) G06F 111/08(2020.01) (54)发明名称 基于PSO优化的多维分段线性晶体管行为模 型建立方法 (57)摘要 本发明公开了基于PSO优化的多维分段线性 晶体管行为模型建立方法。 该方法利用CSWPL函 数描述GaN功率晶体管的端口的入射波与反射波 的关系， 在CWPL函数的基础上通过自身嵌套的方 式拓展了维度， 建立对应的行为模型。 然后使用 PSO算法优化多维分段线 性行为模型中的分区阈 值， 使模型的准确率在原有的基础上进一步提 高。 本发明基于PSO算法和CSWPL函数， 开发了可 用于GaN HEMT器件在大信号、 不同输入功率状态 下的行为预测的模型， 获得了较高的精度。 实验 证明本方明建立的行为模型与实测数据有很好 的拟合。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 115358090 A 2022.11.18 CN 115358090 A 1.基于PSO优化的多维分段线性晶体管行为模型建立方法， 其特征在于： 具体包括以下 步骤： 步骤1、 数据提取 保持频率不变， 测量GaN功率晶体管各端口在不同输入功率下入射波和散射波的波变 量Ap、 Bp， 其中p＝1、 2， 表示功率晶体管的端口编号； 步骤2、 模型建立 使用CSWPL 函数描述GaN功率晶体管的行为模型： 其中， m为谐波次数， A11、 A21分别表示端口一、 端口二处入射波的基波， B21表示端口二处 散射波的基波； L表示最大傅立叶阶数， K和J分别表示A11和A21 的分区数， βk和βj表示A11和A21的分区阈值； 将步骤1提取的实测数据用于该行为模型的训 练， 得到模型系数c； 步骤3、 模型优化 将步骤1中的实测数据与步骤2中模型的输出数据的归一化均方误差作为该模型的适 应度评价函数， 利用PSO算法对步骤2训练后的GaN功率晶体管的行为模型的分区阈值进行 优化， 输出最佳阈值系数Bk； 步骤4、 模型 更新 使用步骤3得到的最佳阈值系数Bk对步骤2中的行为模型进行更新， 得到最终的多维分 段线性晶体管 行为模型。 2.如权利要求1所述基于PSO优化的多维分段线性晶体管行为模型建立方法， 其特征在 于： 步骤1 中保持频率为2GHz， 测量GaN功率晶体管各端口在不同输入功率下的电压V、 电流I 和参考阻抗Z0， 计算对应端口入射波和散射波的波变量A、 B：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115358090 A 2波变量A、 B中的变量均为复数， 代 表了频域中信号的复矢量描述。 3.如权利要求1所述基于PSO优化的多维分段线性晶体管行为模型建立方法， 其特征在 于： 步骤3中利用P SO算法对分区阈值进行优化的具体过程 为： s3.1、 生成一个族群大小为N的粒子群， 设置最大迭代次数T， 初始化粒子的随机位置 Bk,0和初始速度vi， 其中Bk,0是一个大小为2*K的矩阵； s3.2、 将粒子当前的位置代入到 CSWPL模型中， 计算每 个粒子的NMSE作为 其适应度； s3.3、 根据每个粒子的适应度， 将 当前粒子在CSWPL模型中适应度最低时对应的位置作 为最佳位置pbest ’， 并与它自己经过的最佳位置pb est进行比较， 如果更好， 则更新为当前 个体找到的最佳位置pbest； s3.4、 根据每个粒子的适应度， 将 当前所有粒子在CSWPL模型中适应度 最低时对应的位 置gbest’与群体通过的最佳位置gbest进行比较， 如果更好， 则将其作为当前种群发现的最 佳位置gbest； s3.5、 改变粒子的位置和速度， 调整粒子的行动， ： vi+1＝ω*vi+c1*rand()*(pbesti‑Bk,i)+c2*rand()*(gbest ‑Bk) Bk,i+1＝Bk,i+vi+1 其中， vi表示第i次迭代的速度， ω是表示记忆之前行为和路线能力的惯性系数， c1是自 我认知系数， c2是社会认知系数， 是第i次迭代时的阈值系数矩阵， rand()用于产 生位于0到1之间的随机数， pbesti是目前单个粒子发现的最佳位置， gbest表示当前种群发 现的最佳位置； s3.6、 重复s3.2 ～3.5， 直至 达到最大迭代次数后， 输出最佳阈值系数Bk和NMSE。 4.如权利要求3所述基于PSO优化的多维分段线性晶体管行为模型建立方法， 其特征在 于： 设置最大迭代次数T＝20 0。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115358090 A 3