TSMC65nm工艺中lvt_nch器件的一些参数仿真.docx【范本模板】

TSMC65nm 工艺中lvt_nch 器件的一些参数仿真

1. nmos 管的特征频率T f

特征频率是每一种工艺下的非常重要的参数,它的定义是当电流增益降到1时所对应的频率。因此我们采用如图1所示的电路图进行仿真.

图1。特征频率T f 测试电路图

说明：图中的电感0L 的作用是使5V 在直流情况下通过,交流情况下断开；电容1C 是使理想电流源2I 直流情况下断开,交流情况下通过.2I 的AC Magnitude 取值为1A ，这样做的好处就是只要测出电流d I ，它在数值上是与电流增益一致的。用探针0IPRO 和1IPRO 分别测出d i 和

g i ，则d

g

i iGain i

,作出iGain 随频率变化的曲线,找出iGain =1时对应的频率值就是我们想要知道的特征频率T f .这里我们对不同的g V 直流偏置进行了扫描，得到的波形如图2所示：

图2。iGain随频率以及Vgc的变化曲线簇图由于cadence软件的CROSS函数未能正常使用，所以数据读取时是采用肉眼读取，例如，当Vgc取0。8V时，当iGain=1时对应的频率大概是150GHz。特征频率是一个重要的指标,它说明在电路中，工作的频率最大大概是特征频率的1/3到1/4，超过这个值电路就不能正常工作，所以再设计电路的时候要非常注意。

2.nmos管的I V

-特性曲线

-特性曲线表示的是漏端电流跟ds V和gs V的关系，具体的测量电

I V

路如图3:

图3.I V

特性曲线仿真电路图

说明：先对

V进行参数DC扫描，扫描范围在0-1。2V;接着再进

ds

行参数分析，

V从0-1。2V，步数为13步。仿真结果如图4：

gs

图4。I V

特性曲线图

从图4中可以看出，在饱和区

I并不是严格的水平，这是因为沟

d

道长度调制效应的影响。

3.nmos管的漏端输出电阻

nmos管的输出电阻可以将栅端接地，在漏端加一个直流电压，

测量

I，然后作两者之间的比值即为漏端输出电阻，具体电路如图5 d

所示：

图5。漏端输出电阻的测试电路图

考虑到随着

V的变化，漏端输出电阻o R可能发生变化，因此对ds V

ds

进行DC参数扫描。

V从0-1。2V，总步数为20步,得到的仿真结果

ds

如图6所示：

图6. 漏端输出电阻随

V的变化图

ds

从图中可以看出,漏端输出电阻

R先随ds V的增大而增大，大概到

o

V=0.3V时，o R达到极值,接着随着ds V的增大，o R开始逐渐减小。

ds

4.nmos管跨导

g

m

g的定义是输出电流和电压的比值，其量纲是电阻的倒数。因此m

只需要在输入端加一个电压，测量输出端的电流即可，具体电路如图7所示：

图7. 跨导

g的测量电路图

m

对

V进行参数扫描，范围从0.2V-1.2V，得到跨导m g随gs V的变

gs

化情况，如图8所示:

图8。 跨导m g 随电压gs V 变化的波形图

从图8中可以看出,跨导m g 是随着电压gs V 的增大而增大的。 5. nmos 管的C V -特性曲线

C V -特性曲线即是测量栅端输入电容跟栅电压的关系。考虑电容特

性：AC 下

2ac

ac

I fC V π=,如果令交流电压ac V =1V ，选择频率f 使得2f π=rad/s,这时候得到的交流电流就是电容值。因此测量电流如图9

所示：

图9。C V

-特性曲线测量电路图

图中

C的作用完全是为了起到对照的作用,其大小取的是0

500fF。测得的C V

-特性曲线如图10所示：

图10。C V

-特性曲线图

图中纵坐标采用对数格式.从图中可以看出，当栅压由负值往零变化时，栅电容是逐渐减小的；而当栅压由零往正值变化时，栅电容

又开始逐渐增大.