MOS管子参数计算

发表于 2014/8/5 21:25:12 阅读（7358）

对于一个MOS电路来说，计算的话，有两个参数是比较重要的。一个是vth，一个是UnCox。不考虑其他效应。

如果有一个工艺库，就要知道工艺库的这两个参数。一种方法直接看工艺库参数，但是现在的工艺库是基于BSIM，参数超级多，有考虑到很多二级效应。如果直接用工艺库的参数vth0，UnCox来计算的话，会发现计算的值和仿真的值相差比较大（我觉得可能是因为仿真用的公式不是我们学的平方率公式）。因此就需要找出我们用于手算的这两个参数的值。

对于MOS饱和情况：

其电流方程

N管

P管

两边开根号，可以得到Id和Vgs是线性的。因为s端接低电平（对于N管），接高电平（对于P管）。所以就得到Id和Vg是线性的。

即

N管

P管（这里先认为Vthp为正）

搭电路(以下的方法是在艾伦的CMOS模拟集成电路设计上介绍的)

所用的库是st02 。下载地址http://bbs.eetop.cn/thread-411185-1-1.html，这库也是模拟集成电路设计与仿真所用的库。

管子的宽长比都是10u/5u。

V1电压源为5V，提供电源。V0电压源提供给管子的栅极输入。

对V0进行DC电压扫描。得到N管和P管关于电压V0的曲线。利用计算器得到扫描数据。

DC设置和得到的输出曲线。这里曲线不重要，重要的是曲线的数据。

N管和P管的电流对于输入电压扫描的值。左是N管电流，右是P管电流。

得到数据后，就用matlab来处理。利用数据，得到拟合的线性曲线，得到斜率和截距，就可以得到参数的值了。

Matlab的代码如下：

%N管 从1.7V，以0.2步进递增到3.3V
%电流的值要开根号，所以后面要有.^0.5。
%n1和delta_n是用来检查线性度的，线性度差的数据要舍弃。
x = 1.7:0.2:3.3;
n = [69.7 99.2 133.4 172 215 262.5 313.3 368.4 427.2].^0.5;
n1= [ 0 69.7 99.2 133.4 172 215 262.5 313.3 368.4 ].^0.5;
delta_n = (n-n1)./0.2;
%P管 从3.3V，以0.2步进递减到1.5V
%电流的值要开根号，所以后面要有.^0.5。
%p1和delta_p是用来检查线性度的，线性度差的数据要舍弃。
y=1.7:0.2:3.3;
p = [139.9 119.8 100.8 83.19 66.92 52.12 38.87 27.3 17.52].^0.5;
p1 = [0 139.9 119.8 100.8 83.19 66.92 52.12 38.87 27.3].^0.5;
delta_p = (p-p1)./0.2;
%拟合函数ployfit()
po1 = polyfit(x,n,1);
po2 = polyfit(y,p,1);

运行，可得到：

p01 = [7.6975 -4.6436]

p02 = [-4.7702 20.0343]

前一个值是斜率，后一个值是斜率。

代入到