Система схемотехнического моделирования и проектирования Design Center


МОП-транзисторы - часть 5


Статический режим МОП-транзистора. Модели всех типов характеризуются нулевым током затвора Ig=0 и током подложки

 

Ib = Ibs + Ibd,

 

где Ibs и Ibd – токи переходов подложка-исток и подложка–сток,

 

Ibs = Iss·[exp(Vbs/(N·Vt))-1],

Ibd = Ids·[exp(Vbd/(N·Vt))-1].

 

При задании нулевого значения одного из параметров JS, AS или  AD принимают Iss=Ids=IS, в противном случае Iss=AS·JS+PS·JSSW, Ids=AD·JS+PD·JSSW. Ток стока Id=Ibd–Idrain, ток истока Is=Ibs+Idrain.

Ток Idrain определяется следующими соотношениями.

1. Для модели LEVEL=1 в нормальном режиме (Vds

0) используются общепринятые уравнения Шичмена–Ходжеса [33, 82]

 

где Beta=0,5·KP·W/L – крутизна проходной характеристики МОП-транзистора;

 

 – пороговое напряжение,

Пороговое напряжение положительно (отрицательно) в режиме обогащения и отрицательно (положительно) в режиме обеднения для транзистора с n-каналом (p-каналом).

Для области обратного смещения (Vds < 0)

 

 

где Vto = VTNOM+GAMMA·

.

Параметр LAMBDA характеризует наклон выходной характеристики транзистора в области насыщения. В соответствии с рис. 4.10 он определяется из уравнения

 

Рис. 4.10. К определению параметра LAMBDA


 

где Vd1=Vto+1 В, Vd2=Vto+3 В при Vgs=Vto+1 В.

 

Крутизна МОП-транзистора KP определяется в основном подвижностью носителей, толщиной и материалом подзатворного диэлектрика. Поскольку в модели первого уровня параметры технологического процесса игнорируются, задание значений TOX и UO не изменяет значение KP. По умолчанию KP=20 мкА/В

, ее реальное значение 60 мкА/В
 при TOX=400 A, материале оксида SiO
 и подвижности электронов в приповерхностной области 700 см
/В/с.

Параметры VTO, GAMMA и KP определяются из экспериментальных данных (рис. 4.11) по формулам

 

Аналитическая зависимость GAMMA от параметров материала приведена выше.

Рис. 4.11. К определению параметров VTNOM, GAMMA и KP

2. Для модели LEVEL=2 пороговое напряжение рассчитывается по более точной формуле Мейера




Начало  Назад  Вперед