CMOS器件模型(课件2).pptVIP

CMOS器件模型及Hspice介绍 ;CMOS器件模型;一、无源器件结构及模型 ;互连线; 电阻; (a)单线和U-型电阻结构 (b)它们的等效电路;;;对于理想情况，Oˊ点的交流电阻应为无穷大，实际上因为沟道长度调制效应，交流电阻为一个有限值，但远大于在该工作点上的直流电阻。在这个工作区域，当漏源电压变化时，只要器件仍工作在饱和区，它所表现出来的交流电阻几乎不变，直流电阻则将随着漏源电压变大而变大。;;电容;(a)叉指结构电容和(b)MIM 结构电容 ;电容;电感; 式中：ri=螺旋的内半径，微米， r0=螺旋的外半径，微米， N=匝数。;电感;传输线电感 获得单端口电感的另一种方法是使用长度ll/4λ波长的短电传输线(微带或共面波导)或使用长度在l/4λ ll/2λ范围内的开路传输线。 ;分布参数元件;微带线;TEM波传输线的条件;微带线设计需要的电参数主要是阻抗、衰减、无载Q、波长、迟延常数。 阻抗计算 微带线的衰减α由两部分组成：导线损耗和介质损耗 形成微带线的基本条件是，介质衬底的背面应该完全被低欧姆金属覆盖并接地，从而使行波的电场主要集中在微带线下面的介质中。;共面波导(CPW);CPW传输TEM波的条件 CPW的阻抗计算 由ZL计算CPW的宽度W: 对应于厚衬底 / 薄衬底有效介电常数有变化 CPW的衰减计算;相对于微带线，CPW的优点是： 1）工艺简单，费用低，因为所有接地线均在上表面而不需接触孔。 2）在相邻的CPW之间有更好的屏蔽，因此有更高的集成度和更小的芯片尺寸。 3）比金属孔有更低的接地电感。 4）低的阻抗和速度色散。 CPW的缺点是： 1）衰减相对高一些，在50GHz时，CPW的衰减是0.5dB/mm; 2）由于厚的介质层，导热能力差，不利于大功率放大器的实现。;二、简单的MOS大信号模型（Spice Level 1）;NMOS跨导特性（VDS=0.1V）;NMOS输出特性（VGS=2VT）;NMOS输出特性（VGS=4VT）;修正的Sah模型;衬底电压对NMOS阈值电压VTH的影响;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;NMOS栅电容总结;三、MOS小信号模型;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;MOSFET49级模型(Level=49, BSIM3V3); 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);不同MOSFET模型应用场合;五、Hspice仿真介绍;Hspice数据流程;Hspice输入文件格式（.sp）;Hspice激励介绍（直流电压/电流源）;Hspice分析类型;MOS晶体管DC分析;两级CMOS OPA的Hspice仿真;Hspice仿真器用户界面;波形工具Awaves;查看仿真结果;分析仿真结果;分析仿真结果;N沟JFET的结构示意图和电路符号;JFET介绍;结型场效应 JFET 模型 ;Thanks！