MOS管參數(shù)計(jì)算：vth、UnCox計(jì)算-KIA MOS管

一個(gè)MOS電路計(jì)算的話，有兩個(gè)參數(shù)是比較重要的。一個(gè)是vth，一個(gè)是UnCox。不考慮其他效應(yīng)。

那有一個(gè)工藝庫(kù)，就要知道工藝庫(kù)的這兩個(gè)參數(shù)。一種方法直接看工藝庫(kù)參數(shù)，但是現(xiàn)在的工藝庫(kù)是基于BSIM，參數(shù)超級(jí)多，有考慮到很多二級(jí)效應(yīng)。如果直接用工藝庫(kù)的參數(shù)vth0，UnCox來計(jì)算的話，會(huì)發(fā)現(xiàn)計(jì)算的值和仿真的值相差比較大。因此就需要找出我們用于手算的這兩個(gè)參數(shù)的值。

對(duì)于MOS飽和情況：

其電流方程

兩邊開根號(hào)，可以得到Id和Vgs是線性的。因?yàn)閟端接低電平（對(duì)于N管），接高電平（對(duì)于P管）。所以就得到Id和Vg是線性的。

即

搭電路所用的庫(kù)是st02 。

管子的寬長(zhǎng)比都是10u/5u。

V1電壓源為5V，提供電源。V0電壓源提供給管子的柵極輸入。

對(duì)V0進(jìn)行DC電壓掃描。得到N管和P管關(guān)于電壓V0的曲線。利用計(jì)算器得到掃描數(shù)據(jù)。

DC設(shè)置和得到的輸出曲線。

N管和P管的電流對(duì)于輸入電壓掃描的值。左是N管電流，右是P管電流。

得到數(shù)據(jù)后，就用matlab來處理。利用數(shù)據(jù)，得到擬合的線性曲線，得到斜率和截距，就可以得到參數(shù)的值了。

Matlab的代碼如下：

前一個(gè)值是斜率，后一個(gè)值是截距。

帶入到

即可得到

UnCox = 59.3uA/v2                   Vthn  = 0.6v

UpCox = 22.8 uA/v2                  Vthp  = -0.8v

這樣就得到了參數(shù)了。

下面進(jìn)行去驗(yàn)證一下：

將寬長(zhǎng)比改成 N管8.5u/5u  P管 7.3u/5u

利用電流公式 得到

N管電流           181.96uA

P管電流           48.1uA

從圖中仿真出來的電流比較，會(huì)發(fā)現(xiàn)，誤差比較小。

可圖中還可以看出，N管的Vth為0.75v，P管的Vth為-0.98V。與我們計(jì)算出來的值不一樣。相差0.1V左右。（我認(rèn)為仿真的時(shí)候，考慮了對(duì)Vth影響的二階效應(yīng)，所以造成Vth有變化）。

以上的數(shù)據(jù)在長(zhǎng)溝道的時(shí)候，計(jì)算比較有效。在短溝道情況下，計(jì)算誤差就比較大了，因?yàn)樵诙虦系老拢椒铰使揭呀?jīng)不適用了，此時(shí)二階效應(yīng)的影響比較大了。不過模擬電路，溝道都不會(huì)太短，可以按照長(zhǎng)溝道公式計(jì)算。

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