大连理工大学 电信学院 CMOS模拟集成电路设计 巢明 CMOS有源器件 课程目的： 了解MOS器件的SPICE LEVEL 1的推导 掌握大信号模型的手工计算方法 掌握小信号模型及相关参数计算方法 了解SPICE中各参数的名称 掌握MOS器件的噪声模型 MOS器件的结构和原理 MOS器件的结构和原理 SPICE输入文档 Output Characteristics for NMOS M1 6 1 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u VGS1 1 0 1.0 M2 6 2 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u VGS2 2 0 1.5 M3 6 3 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u VGS3 3 0 2.0 M4 6 4 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u VGS4 4 0 2.5   M5 6 5 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u VGS5 5 0 3.0 VDS 6 0 5 .model mos1 nmos (vto=0.7 kp=110u +gamma=0.4 +lambda=.04 phi=.7) .dc vds 0 5 .2 .print dc ID(M1), ID(M2), ID(M3), ID(M4), ID(M5) .end  SPICE输入文档 Transconductance Characteristics for NMOS M1 1 6 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u VDS1 1 0 1.0 M2 2 6 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u VDS2 2 0 2.0 M3 3 6 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u VDS3 3 0 3.0 M4 4 6 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u VDS4 4 0 4.0 M5 5 6 0 0 MOS1 w=5u l=1.0u  VDS5 5 0 5.0 VGS 6 0 5 .model mos1 nmos (vto=0.7 kp=110u +gamma=0.4 lambda=.04 phi=.7) .dc vgs 0 5 .2 .print dc ID(M1), ID(M2), ID(M3), ID(M4),ID(M5) .probe .end  MOSFET器件的大信号模型 模型的推导 模型的推导 饱和电压VDS（sat.）由曲线的最高值决定     定义 考虑次级效应后的修正 VDS对VT的影响 考虑次级效应后的修正 VDS对Leff的影响（短沟道效应） 体（衬底）电压VBS的影响 Si的常数 0.8um MOSFET的典型参数（n阱） 完整的MOS管大信号模型 MOS器件中寄生电容的产生 与大信号模型中寄生电容的对应 MOS器件中的噪声 影响模型准确度的其他因素 载流子速度饱和 弱反型层条件 基底电流的影响 MOS器件的小信号模型 饱和区小信号模型 动态电阻区小信号模型 常见MOS模型的应用范围 课后作业 3.3-4 3.3-5 3.6-1 * * 增强型NMOS 截止区   可变电阻区   饱和区 增强型NMOS中沟道的形成 MOS器件的结构和原理 增强型NMOS在VDS＝0.1V时的转移特性 MOS器件的结构和原理 增强型NMOS在VGS＝2VT时的输出特性 MOS器件的结构和原理 增强型NMOS在VDS＝2VT时的输出特性 增强型NMOS的输出特性 MOS器件的结构和原理 MOS器件的结构和原理 增强型NMOS的转移特性 简单萨模型（Simple Sah Model） SPICE LEVEL 1 1）反型层内单位面积的电荷  2）单位面积电导率的定义  3）薄层内的欧姆定律  4）沿沟道方向积分 SPICE LEVEL 2 SPICE LEVEL 2 寄生电容： CGD,CBD,CGS,CBS，CGB 欧姆和接触电阻： rG，rD，rB，rS 泄漏电流： 耗尽电容：CBS, CBD 平行板电容：C1，C2，C3，C4，C5 如何将输出噪声折算到输入端？ * * * 
CMOS模拟集成电路设计（巢明）03.ppt