CMOS模拟集成电路设计巢明03

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,大连理工大学 电信学院,*,CMOS,模拟集成电路设计,1,CMOS有源器件,课程目的,：,了解MOS器件的SPICE LEVEL 1的推导,掌握大信号模型的手工计算方法,掌握小信号模型及相关参数计算方法,了解SPICE中各参数的名称,掌握MOS器件的噪声模型,2,MOS器件的结构和原理,增强型NMOS,3,MOS器件的结构和原理,截止区,可变电阻区,饱和区,增强型NMOS中沟道的形成,4,MOS器件的结构和原理,增强型NMOS在V,DS,0.1V时的转移特性,5,MOS器件的结构和原理,增强型NMOS在V,GS,2V,T,时的输出特性,6,MOS器件的结构和原理,增强型NMOS在V,DS,2V,T,时的输出特性,7,增强型NMOS的输出特性,MOS器件的结构和原理,8,SPICE输入文档,Output Characteristics for NMOS,M1 6 1 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u,VGS1 1 0 1.0,M2 6 2 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u,VGS2 2 0 1.5,M3 6 3 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u,VGS3 3 0 2.0,M4 6 4 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u,VGS4 4 0 2.5,M5 6 5 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u,VGS5 5 0 3.0,VDS 6 0 5,.model mos1 nmos (vto=0.7 kp=110u,+gamma=0.4 +lambda=.04 phi=.7),.dc vds 0 5 .2,.print dc ID(M1), ID(M2), ID(M3), ID(M4), ID(M5),.end,9,MOS器件的结构和原理,增强型NMOS的转移特性,10,SPICE输入文档,Transconductance Characteristics for NMOS,M1 1 6 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u,VDS1 1 0 1.0,M2 2 6 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u,VDS2 2 0 2.0,M3 3 6 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u,VDS3 3 0 3.0,M4 4 6 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u,VDS4 4 0 4.0,M5 5 6 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u,VDS5 5 0 5.0,VGS 6 0 5,.model mos1 nmos (vto=0.7 kp=110u,+gamma=0.4 lambda=.04 phi=.7),.dc vgs 0 5 .2,.print dc ID(M1), ID(M2), ID(M3), ID(M4),ID(M5),.probe,.end,11,MOSFET器件的大信号模型,简单萨模型（Simple Sah Model）,SPICE LEVEL 1,12,1）反型层内单位面积的电荷,2）单位面积电导率的定义,3）薄层内的欧姆定律,4）沿沟道方向积分,模型的推导,13,模型的推导,饱和电压V,DS,（sat.）由曲线的最高值决定,定义,14,考虑次级效应后的修正,V,DS,对V,T,的影响,SPICE LEVEL 2,15,考虑次级效应后的修正,V,DS,对L,eff,的影响（短沟道效应）,SPICE LEVEL 2,16,体（衬底）电压V,BS,的影响,17,Si的常数,18,0.8um MOSFET的典型参数（n阱）,19,完整的MOS管大信号模型,寄生电容：,C,GD,C,BD,C,GS,C,BS，,C,GB,欧姆和接触电阻：,r,G,，r,D,，r,B,，r,S,泄漏电流：,20,MOS器件中寄生电容的产生,耗尽电容：C,BS, C,BD,平行板电容：C1，C2，C3，C4，C5,21,与大信号模型中寄生电容的对应,22,MOS器件中的噪声,如何将输出噪声折算到输入端？,23,影响模型准确度的其他因素,载流子速度饱和,弱反型层条件,基底电流的影响,24,MOS器件的小信号模型,25,饱和区小信号模型,26,动态电阻区小信号模型,27,常见MOS模型的应用范围,28,课后作业,3.3-4,3.3-5,3.6-1,29,