CMOS器件模型PPT格式课件下载.ppt
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导出的;
l表征器件电压(表征器件电压(VGS等)与器件电流等)与器件电流(直流值直流值)的关系的关系lLevel1模型,由模型,由Sah建议,建议,Shichman和和Hodges使用,主要使用,主要包括包括VT(阈值电压)、(阈值电压)、K(饱和区跨导参数)、(饱和区跨导参数)、(沟道(沟道长度度调制参数)、制参数)、(体(体阈值参数)、参数)、F等。
等。
l小信号模型小信号模型是在大信号模型基是在大信号模型基础上建立的上建立的。
9MOSFET西安电子科技大学西安电子科技大学10版图结构版图结构西安电子科技大学西安电子科技大学11NMOS特性(VDS=0.1V)西安电子科技大学西安电子科技大学12NMOS输出特性(VGS=2VT)西安电子科技大学西安电子科技大学13NMOS输出特性(VDS=2VT)西安电子科技大学西安电子科技大学14修正的修正的SahSah模型模型西安电子科技大学西安电子科技大学15修正修正SahSah模型的讨论模型的讨论西安电子科技大学西安电子科技大学16饱和区和非饱和区饱和区和非饱和区西安电子科技大学西安电子科技大学17VDS对对饱和区饱和区输出特性的影响输出特性的影响西安电子科技大学西安电子科技大学18IDSVs.VGSandVDS西安电子科技大学西安电子科技大学19衬底电压对衬底电压对NMOS阈值电压阈值电压VTH的影响的影响西安电子科技大学西安电子科技大学200.5umCMOS工艺的大信号模型参数工艺的大信号模型参数西安电子科技大学西安电子科技大学21二、寄生电容二、寄生电容l耗尽电容:
耗尽电容:
CBD、CBSl栅电容:
栅电容:
CGS、CGD、CGB西安电子科技大学西安电子科技大学22耗尽电容耗尽电容CBD、CBS其中ABD为Bulk-Drain面积;
0.33MJ0.5西安电子科技大学西安电子科技大学23栅电容:
CGS、CGD、CGB西安电子科技大学西安电子科技大学交叠电容交叠电容C1、C3,C2(栅(栅-沟道平板电容)、沟道平板电容)、C4(沟道(沟道-衬底平板电容)衬底平板电容)24寄生电容总结(寄生电容总结
(1)西安电子科技大学西安电子科技大学25寄生电容总结
(2)对于氧化层厚度为对于氧化层厚度为140A的工艺(即的工艺(即Cox24.7104F/m2)26三、三、MOS小信号模型小信号模型l简化计算的线性模型;
l在大信号电压和电流完全可以用直线表示时才有效;
l基于大信号模型所实现,依赖于大信号工作条件。
西安电子科技大学西安电子科技大学27跨导的引入跨导的引入西安电子科技大学西安电子科技大学28完整的完整的MOS小信号模型小信号模型西安电子科技大学西安电子科技大学29等效跨导等效跨导gbd、gbs和沟道跨导和沟道跨导gm、gmbs、gds30饱和区小信号跨导饱和区小信号跨导31非饱和区小信号跨导非饱和区小信号跨导32四、四、SpiceLevel3Model33BSIM3V3ModellBSIM是采用大量的经验参数来简化器件方程式建立的模型;
l将直流电学参数与工艺参数联系起来;
l适用于亚微米、深亚微米CMOS工艺;
l充分考虑了不均匀参杂衬底对阈值电压的影响、垂直电场对迁移率的影响、热电子效应等;
l支持Hspice、Spectre等仿真工具;
l目前工业界广泛支持的模型。
34五、基于五、基于BSIM3的的Spice仿真基础仿真基础lMOS晶体管的Netlist表达(DGSB)l模型描述.Model例:
M13670NCHNMOSW=100UL=1ULevel=1VTO-1KP=50UGAMMA=0.5LAMBDA=0.0135Hspice输入文件格式(输入文件格式(.sp)&
Includefiles.INCand2.subckt&
LibraryCall.LIB/vlsi-data/eda_models/hspice/tsmc035/logsp35.lTT&
Netlistmp112vdd!
vdd!
pchw=2.8ul=0.6umn112gnd!
gnd!
nchw=1.4ul=0.6uC13gnd!
250fFIC=3.3VR223100meg&
OutputControl.meastranTrTRIGv(in)val=3.3/2TD=10nRISE=1+TARGv(out)val=3.3/2RISE=1.meastranTfTRIGv(in)val=3.3/2TD=10nFALL=1+TARGv(out)val=3.3/2FALL=1.measTdelayparam=(Tr+Tf)/236BSIM4模型模型对亚对亚0.13umMOSFET器件而言,信号的频率以及寄生参器件而言,信号的频率以及寄生参数等都发生了很大的改变,因此数等都发生了很大的改变,因此BSIM3模型的精确性出现模型的精确性出现了问题,在此基础上扩展出了问题,在此基础上扩展出BSIM4模型。
模型。
阈值电压的短窄通道效应阈值电压的短窄通道效应非均匀掺杂效应非均匀掺杂效应由于垂直领域引起的迁移减少由于垂直领域引起的迁移减少容积电荷效应容积电荷效应载流子速度饱和量子力学电荷厚度模型载流子速度饱和量子力学电荷厚度模型统一闪烁噪声模型统一闪烁噪声模型37Thanks!
西安电子科技大学西安电子科技大学
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