CMOS器件模型(课件2)课件.ppt

* 0.8um CMOS工艺的大信号模型参数 * 大信号NMOS的寄生电容 耗尽电容：CBD、CBS 栅电容：CGS、CGD、CGB * 耗尽电容CBD、CBS 其中ABD为Bulk-Drain面积； 0.33MJ0.5 * 栅电容：CGS、CGD、CGB 交叠电容C1、C2（栅-体交叠电容）、C3 * NMOS栅电容总结 * 三、MOS小信号模型 简化计算的线性模型； 在大信号电压和电流完全可以用直线表示时才有效； 基于大信号模型所实现，依赖于大信号工作条件。 * 等效跨导gbd、gbs和沟道跨导gm、gmbs、gds * 饱和区小信号跨导 * 非饱和区小信号跨导 * 四、Spice Level 3 Model * BSIM3V3 Model 工业标准MOS Spice仿真模型； 适用于亚微米、沈亚微米CMOS工艺； 充分考虑了阈值电压的减小、迁移率的退化、沟道长度调制效应、热电子效应等； 支持Hspice、Spectre等仿真工具； * MOSFET49级模型(Level=49, BSIM3V3) 1995年10月31日由加州柏克莱分校推出.基于物理的深亚微米MOSFET模型. 可用于模拟和数字电路模拟。模型考虑了 (1) 阈值电压下降, (2) 非均匀掺杂效应, (3) 垂直电场引起的迁移率下降, (4) 载流子极限漂移速度引起的 沟道电流饱和效应, (5) 沟道长度调制 (6) 漏源电源引起的表面势垒降低而使阈值电压下降的静电反馈效应. (7) 衬底电流引起的体效应 (8) 亚阈值导通效应 (9) 寄生电阻效应 * 共有166(174)个参数! 67个DC 参数 13个AC 和电容参数 2个NQS模型参数 10个温度参数 11个W和L参数 4个边界参数 4个工艺参数 8个噪声模型参数 47二极管, 耗尽层电容和电阻参数 8个平滑函数参数(在3.0版本中) MOSFET49级模型(Level=49, BSIM3V3) * 不同MOSFET模型应用场合 Level 1 简单MOSFET模型 Level 2 2?m 器件模拟分析 Level 3 0.9?m 器件数字分析 BSIM 1 0.8?m 器件数字分析 BSIM 2 0.3?m 器件模拟与数字分析 BSIM 3 0.5?m 器件模拟分析与0.1?m 器件数字分析 Level=6 亚微米离子注入器件 Level=50 小尺寸器件模拟电路分析 Level=11 SOI器件 对电路设计工程师来说, 采用什么模型参数在很大程度上还取决于能从相应的工艺制造单位得到何种模型参数. * 五、Hspice仿真介绍 MOS晶体管的Netlist表达 M1 3 6 7 0 NCH W=100U L=1U 模型描述 .Model Model Name Model Type Model Parameters Model Name如“NCH”；Model Type如“PMOS” Model Parammeters如 Level=1 VTO-1 KP=50U GAMMA=0.5 LAMBDA=0.01 * Hspice数据流程 * Hspice输入文件格式（.sp） Include files .INC ‘and2.subckt’ Library Call .LIB ‘/vlsi-data/eda_models/hspice/tsmc035/logsp35.l’ TT Netlist mp1 1 2 vdd! vdd! pch w=2.8u l=0.6u mn1 1 2 gnd! gnd! nch w=1.4u l=0.6u C1 3 gnd! 250fF IC=3.3V R2 2 3 100meg Output Control .meas tran Tr TRIG v(in) val=‘3.3/2 TD=’10n RISE=1 + TARG v(out) val=‘3.3/2 RISE=1 .meas tran Tf TRIG v(in) val=‘3.3/2 TD=’10n FALL=1 + TARG v(out) val=‘3.3/2 FALL=1 .meas Tdelay param=(Tr+Tf)/2 * Hspice激励介绍（直流电压/电流源） Vdc n1 n2 3.3 n1 n2 td tper v1 v2 tpw tf tr Idc n3 n4 20m Pulse : Vpul n1 n2 pulse( v1 v2 td tr tf tpw tper )