集成PMOS管變?nèi)萏匦苑治雠c仿真建模

這個(gè)曲線的走勢(shì)與理論分析的變化趨勢(shì)一致。
2．2．2 變?nèi)莨芨哳l特性的Matlab仿真
取L=1μm，分別對(duì)W=7．1μm，W=4．3 μm兩種情形用Matlab仿真。其他參數(shù)為：εs=11.7×8．854×10-12F／m，γ=1／2，VFB=-1．95V，Na=5×1021m-3，ni=1.5×1014m-3，tox=7.46×10-9m，絕對(duì)溫度T為300K，VT=-0.8427V，e為基本電荷的電量；εox=3.9×8.854×10-12 F／m。仿真得到的PMOS變?nèi)萜鞲哳l特性VBG—CV曲線如圖5所示?？梢?jiàn)，不同尺寸的PMOS變?nèi)莨?，其最大、最小電容有別，隨WL的增大二者均有所增大，相當(dāng)于極板正對(duì)面積增大。這就是設(shè)計(jì)中確定變?nèi)莘秶囊罁?jù)。
2．2．3 變?nèi)萏匦苑抡娼Y(jié)果的對(duì)比
為了說(shuō)明所建模型的正確性，將尺寸為L(zhǎng)=1 μm，W=7．1μm的PMOS管用HSpice仿真的準(zhǔn)靜態(tài)變?nèi)萏匦郧€與用Matlab分別仿真L=1μm時(shí)W=
7．1μm，W=4．3 μm的高頻變?nèi)萏匦郧€放在同一VBG—CV坐標(biāo)上比較，如圖6所示。

可見(jiàn)，PMOS變?nèi)萏匦栽跍?zhǔn)靜態(tài)與高頻特性分離以前曲線吻合得很好。由于HSpiee仿真與具體工藝參數(shù)相結(jié)合，可以認(rèn)為仿真曲線為實(shí)際準(zhǔn)靜態(tài)特性，而用Matlab對(duì)高頻模型仿真所得到的高頻變?nèi)萏匦郧€為模型曲線。并且二者共同完成了對(duì)PMOS電容器連接的變?nèi)萏匦悦枋觯浣Y(jié)果和分析結(jié)果與圖2一致。

3 結(jié)語(yǔ)
本文對(duì)PMOS用作變?nèi)莨軙r(shí)的特性進(jìn)行了研究，用HSpice對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)特性進(jìn)行仿真描繪，從而確定了一些關(guān)鍵點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，建立了高頻變?nèi)萏匦缘暮?jiǎn)化模型，用Matlab對(duì)模型進(jìn)行了仿真，并與HSpice得到的準(zhǔn)靜態(tài)結(jié)果局部比對(duì)、與理論分析總體比對(duì)均說(shuō)明了結(jié)果的正確性。
該模型補(bǔ)充了與CMOS工藝兼容的變?nèi)莨茉O(shè)計(jì)時(shí)在高頻情況下的仿真問(wèn)題；它能夠描述管子壓控變?nèi)蒿@著區(qū)段的變化規(guī)律。此模型算法可以嵌入到仿真工具里，較為準(zhǔn)確地反映控制電壓信號(hào)的頻率在10 kHz以上變?nèi)莨芴匦?；針?duì)不同的CMOS工藝，修改變?nèi)葜笖?shù)即可，因而，此模型有普遍的適用性和較強(qiáng)的移植性。