Система схемотехнического моделирования и проектирования Design Center


МОП-транзисторы


В программе PSpice полевые транзисторы с изолированным затвором (МОП-транзисторы, MOSFET) описываются шестью разными системами уравнений, выбор которых определяется параметром LEVEL, принимающим значения 1, 2, 3, 4, 5 и 6 [4, 7, 30, 33, 37, 43, 54, 59, 73, 76, 77, 82]. Модель первого уровня (LEVEL=1) используется в тех случаях, когда не предъявляются высокие требования к точности моделирования вольт-амперных характеристик транзистора, в частности при моделировании МОП-транзисторов с коротким или узким каналом. Модели второго (LEVEL=2) и третьего (LEVEL=3) уровней учитывают более тонкие физические эффекты. Параметры модели четвертого – шестого уровней (LEVEL=4–6) рассчитываются по справочным данным с помощью специальной программы идентификации [73]. Структура МОП-транзистора приведена на рис. 4.8. Все модели имеют одну и ту же эквивалентную схему, изображенную на рис. 4.9, а.

 

Рис. 4.8. Структура МОП-транзистора с каналом n-типа


 

Рис. 4.9. Нелинейная (а) и линейная (б) схемы замещения МОП-транзистора с каналом  n-типа


 

Параметры модели МОП-транзистора уровней 1–4 приведены в табл. 4.5 (параметры моделей более редко использующихся уровней 5–6 даны в [59]).

 

 

Имя параметра

Уровень модели LEVEL

Параметр

Значение по умолчанию

Единица измерения

LEVEL

 

Индекс модели

1

 

L

1–4

Длина канала

DEFL

м

W

1–4

Ширина канала 

DEFW

м

LD

1–3

Длина области боковой диффузии

0

м

WD

1–3

Ширина области боковой диффузии

0

м

VTNOM

1–3

Пороговое напряжение при нулевом смещении подложки Vbs=0

1

 В

KP

1–3

Параметр удельной крутизны

2·10

 А/В

GAMMA

1–3

Коэффициент влияния потенциала подложки на пороговое напряжение

вычисляется

 

PHI

1–3

Поверхностный потенциал сильной инверсии

0,6

 В

LAMBDA

1, 2

Параметр модуляции длины канала

 0

1/В

RD

1–4

Объемное сопротивление стока

0

Ом

RS

1–4

Объемное сопротивление истока

0

Ом

RG

1–4

Объемное сопротивление затвора

0

 Ом

RB

1–4

 Объемное сопротивление подложки

0

Ом

RDS

1–4

Сопротивление утечки сток–исток

Ом

RSH

1–4

Удельное сопротивление диффузионных областей истока и стока

0

Ом/кв.

IS

1–4

Ток насыщения pn-перехода сток-подложка (исток–подложка)

А/м

JS 

1–4 

Плотность тока насыщения перехода сток (исток) –подложка

 0

 

JSSW

1–4

Удельная плотность тока насыщения (на длину периметра)

0

А/м

PB

1–4

Напряжение инверсии приповерхностного слоя подложки

0,8

В

PBSW

1–4

Напряжение инверсии боковой поверхности p–n-перехода

PB

В

N

1-4

Коэффициент неидеальности перехода подложка–сток

1

 

CBD

1–4

Емкость донной части перехода сток-подложка при нулевом смещении

0

Ф

CBS

1–4

Емкость донной части перехода исток-подложка при нулевом смещении 

0

 Ф

CJ

1–4

Удельная емкость донной части pn-перехода сток (исток) –подложка при нулевом смещении (на площадь перехода)

0

Ф/м

CJSW

1–4

Удельная емкость боковой поверхности перехода сток (исток) –подложка при нулевом смещении (на длину периметра)

0

Ф/м

MJ

1-4

Коэффициент, учитывающий плавность перехода подложка-сток (исток)

0,5

 

MJSW

1–4

Коэффициент наклона боковой поверхности перехода подложка–сток (исток)

0,3

 

FC

1–4

Коэффициент нелинейности барьерной емкости прямосмещенного перехода подложки

0,5

 

CGSO

1–4

Удельная емкость перекрытия затвор–исток (за счет боковой диффузии)

0

Ф/м

CGDO

1–4

Удельная емкость перекрытия затвор–сток на длину канала (за счет боковой диффузии)

 0

Ф/м

CGBO

1–4

Удельная емкость перекрытия затвор–подложка (за счет выхода затвора за пределы канала)

0

Ф/м

TT

1–4

Время переноса заряда через p–n-переход

0

с

NSUB

1–3

Уровень легирования подложки

нет

1/см

NSS

2,3

Плотность медленных поверхностных состояний на границе кремний-подзатворный оксид

нет

 1/см

NFS 

2,3 

Плотность быстрых поверхностных состояний на границе кремний-подзатворный оксид

0

 1/см

TOX

1–3

Толщина оксида

вычисляется

м

TPG

2,3

Легирование затвора (+1 – примесью того же типа, каки для подложки; –1 – примесью противоположного типа; 0 – металл)

+1

 

XJ

2,3

Глубина металлургического перехода областей стока и истока

0

м

UO

1–3

Подвижность носителей тока в инверсном слое канала

 600

см

/В/с

UCRIT

2

Критическая напряженность вертикального поля, при которой подвижность носителей уменьшается в два раза

10

 

В/см

UEXP

 2

Эмпирическая константа, определяющая подвижность носителей

0

 

VMAX

2,3

Mаксимальная скорость дрейфа носителей

м/с

NEFF

2

Эмпирический коэффициент коррекции концентрации примесей в канале

 1

 

XQC

2,3

Доля заряда канала, ассоциированного со стоком

0

 

DELTA

2,3

Коэффициент влияния ширины канала на пороговое напряжение

0

 

THETA

3

Kоэффициент модуляции подвижности носителей под влиянием вертикального поля

0

 1/В

ETA

3

Параметр влияния напряжения сток–исток на пороговое напряжение (статическая обратная связь)

0

 

KAPPA

3

Параметр модуляции длины канала напряжением сток–исток

0,2

 

KF

1–4

Коэффициент, определяющий спектральную плотность фликкер–шума

0

 

AF

 1–4

Показатель степени, определяющий зависимость спектральной плотности фликкер–шума от тока через переход

1

 

T_MEASURED

1–4

Температура измерений

 

T_ABS

1–4

Абсолютная температура

 

T_REL_GLOBAL

1–4

Относительная температура

 

T_REL_LOCAL

1–4

Разность между температурой транзистора и модели-прототипа

 

<


Начало  Назад  Вперед



Книжный магазин