SPICE NMOS

SPICE-совместимый N-канал MOSFET

Библиотека:
Simscape/Electrical/Дополнительные компоненты/SPICE Полупроводники

Описание

Блок SPICE NMOS представляет собой SPICE-совместимый отрицательный канал (N-канал) полупроводниковый металл-оксид (MOS) полевого транзистора (FET). Если напряжение затвора-источника увеличивается, проводимость канала увеличивается. Если напряжение затвора-источника уменьшено, проводимость канала уменьшается.

SPICE, или программа моделирования с акцентом на интегральные схемы, является инструментом моделирования для электронных схем. Вы можете преобразовать некоторые подсхемы СПЕЦИИ в эквивалентные модели Simscape™ Electrical™, используя блок Параметров Окружающей среды и СОВМЕСТИМЫЕ СО СПЕЦИЕЙ блоки от Дополнительной библиотеки Компонентов. Дополнительные сведения см. в разделе subcircuit2ssc.

Переменные уравнений

Переменные для уравнений блоков SPICE NMOS включают в себя:

Переменные, определяемые путем задания параметров для блока SPICE NMOS. Видимость некоторых параметров зависит от значения, заданного для других параметров. Дополнительные сведения см. в разделе Параметры.
Скорректированные по геометрии переменные, которые зависят от нескольких значений, заданных с помощью параметров для блока SPICE NMOS. Дополнительные сведения см. в разделе Скорректированные по геометрии переменные.
Температура, Т, то есть 300.15 K по умолчанию. Можно использовать другое значение, указывая параметры блока SPICE NMOS или параметры блока SPICE NMOS и блока параметров среды. Дополнительные сведения см. в разделе Температура транзистора.
Минимальная проводимость, GMIN, то есть 1e-12 1/Ohm по умолчанию. Можно использовать другое значение, указав параметр для блока параметров среды. Дополнительные сведения см. в разделе Минимальная проводимость.
Тепловое напряжение, _Vtn. Дополнительные сведения см. в разделе Тепловое напряжение.

Переменные, скорректированные по геометрии

Несколько переменных в уравнениях для модели SPICE N-канала MOSFET учитывают геометрию устройства, которое представляет блок. Эти скорректированные по геометрии переменные зависят от переменных, определяемых с помощью параметров блока SPICE NMOS. Скорректированные по геометрии переменные зависят от следующих переменных:

AREA - область устройства
SCALE - количество параллельно подключенных устройств
Связанная нескорректированная переменная

Таблица содержит скорректированные по геометрии переменные и определяющие уравнения.

Переменная	Описание	Уравнение
_KPd	Регулируемая геометрией проводимость	$_{KPd} = KP * ПЛОЩАДЬ *$ МАСШТАБ
_ISd	Ток насыщения, скорректированный по геометрии	$_{ISd} = IS * ПЛОЩАДЬ *$ МАСШТАБ
_JSd	Плотность тока насыщения насыщения объемного соединения с поправкой на геометрию	$_{JSd} = JS * ПЛОЩАДЬ *$ МАСШТАБ
_CBDd	Геометрически скорректированная емкость объемного стока с нулевым смещением	$_{CBDD} = CBD * ПЛОЩАДЬ *$ МАСШТАБ
_CBSd	Геометрически скорректированная емкость объемного источника с нулевым смещением	$_{CBd} = CBS * ПЛОЩАДЬ *$ МАСШТАБ
_CGSOd	Емкость перекрытия затворов и источников с поправкой на геометрию	$_{CGSOd} = CGSO * ПЛОЩАДЬ *$ МАСШТАБ
_CGDOd	Регулируемая геометрией емкость перекрытия затвора и стока	$_{CGDOd} = CGDO * ПЛОЩАДЬ *$ МАСШТАБ
_CGBOd	Геометрически скорректированная емкость затворов и объемного перекрытия	$_{CGBOd} = CGBO * ПЛОЩАДЬ *$ МАСШТАБ
ГЛАВНЫЙ СУДЬЯ	Геометрически скорректированная нижняя емкость на площадь перехода	$_{CJd} = CJ * ПЛОЩАДЬ *$ МАСШТАБ
CJSW	Регулируемая по геометрии емкость боковой стенки на периметр соединения	$_{CJSWd} = CJSW * ПЛОЩАДЬ *$ МАСШТАБ
_RDd	Регулируемое по геометрии сопротивление стока	$_{RDd} \frac{=}{RDAREA *}$ SCALE
_RSd	Скорректированное по геометрии сопротивление источника	$_{RSd} \frac{=}{RSAREA *}$ SCALE
_RSHd	Сопротивление листа с поправкой на геометрию	$_{RSHd} \frac{=}{ШКАЛА RSHAREA *}$

Температура транзистора

Существует два различных варианта определения температуры транзистора, T:

Фиксированная температура (Fixed temperature) - в блоке используется температура, не зависящая от температуры цепи, если для параметра «Температурная зависимость модели» в настройках температуры блока SPICE NMOS установлено значение Fixed temperature. Для этой модели блок устанавливает T равным TFIXED.
Температура устройства - в блоке используется температура, которая зависит от температуры цепи, если для параметра «Температурная зависимость модели» в настройках температуры блока SPICE NMOS установлено значение Device temperature. Для этой модели блок определяет температуру как

$T =_{} TC +$ TOFFSET
Где:
- _TC - температура контура.
  Если в цепи отсутствует блок параметров среды, _{то ТС} равен 300,15 К.
  При наличии в цепи блока «Параметры среды» _{значение TC} равно значению, заданному для параметра «Температура» в настройках SPICE блока «Параметры среды». Значением по умолчанию для параметра «Температура» является 300.15 K.
- TOFFSET - температура смещенного локального контура.

Минимальная проводимость

Минимальная проводимость, GMIN, имеет значение по умолчанию 1e–12 1/Ohm. Чтобы указать другое значение, выполните следующие действия.

Если в цепи еще нет блока «Параметры среды», добавьте его.
В настройках SPICE блока «Параметры среды» укажите требуемое значение GMIN для параметра GMIN.

Тепловое напряжение

_Vtn - тепловое напряжение, которое определяется как

$_{Vtn} = \frac{Nk}{}$ * Tq

Где:

N - коэффициент излучения.
T - температура транзистора. Дополнительные сведения см. в разделе Температура транзистора.
k - постоянная Больцмана.
q - элементарный заряд на электроне.

Расчеты параметров

В таблицах показано, как блок SPICE NMOS определяет некоторые из его параметров на основе заданных значений.

Сопротивление дренажу

Значения параметров			Сопротивление стока транзистора с регулировкой по геометрии
Сопротивление дренажу, РД	Сопротивление листа, RSH	Количество дренажных квадратов, НРД	Сопротивление стока транзистора с регулировкой по геометрии
`NaN`	`NaN`	`NaN`	0
`NaN`	RSH	`NaN`	0
`NaN`	`NaN`	NRD	0
RD	`NaN` или RSH	`NaN` или NRD	_RDd
`NaN`	RSH	NRD	_RSHd * NRD

Сопротивление источника

Значения параметров			Сопротивление источника транзистора с регулировкой по геометрии
Сопротивление источника, RS	Сопротивление листа, RSH	Количество исходных квадратов, NRS
`NaN`	`NaN`	`NaN`	0
`NaN`	RSH	`NaN`	0
`NaN`	`NaN`	NRS	0
RS	`NaN` или RSH	`NaN` или NRS	_RSd
`NaN`	RSH	NRS	_RSHd * NRS

Транспроводимость и поверхностная подвижность

Значения параметров			Геометрически скорректированная проводимость (уровень 1), в ^A/V2	Геометрически скорректированная проводимость (уровень 3), в ^A/V2	Поверхностная подвижность (уровень 3), в ^cm2/s/V
Толщина оксида, TOX	Подвижность поверхности, U0	Проводимость, КП			Поверхностная подвижность (уровень 3), в ^cm2/s/V
`NaN`	`NaN`	`NaN`	`2e-5` (значение по умолчанию)	`2e-5` (значение по умолчанию)	`600` (значение по умолчанию)
`NaN`	`NaN`	`KP`	`KP_d`	`KP_d`	`600`
`NaN`	`U0`	`NaN`	`2e-5`	UO * EPXox/`1e-7`	`U0`
`NaN`	`U0`	`KP`	`KP_d`	`KP_d`	`U0`
ТОКСИКОЛОГИЯ	`NaN`	`NaN`	`600`* EPXox/TOX	`600`* EPXox/TOX	`600`
ТОКСИКОЛОГИЯ	`NaN`	`KP`	`KP_d`	`KP_d`	`600`
ТОКСИКОЛОГИЯ	`U0`	`NaN`	UO * EPXox/TOX	UO * EPXox/TOX	`U0`
ТОКСИКОЛОГИЯ	`U0`	`KP`	`KP_d`	`KP_d`	`U0`

Толщина оксида и пороговое напряжение

Значения параметров				Поверхностный потенциал, PHI (уровень 1), в V	Пороговое напряжение, VTO (уровень 1), в В	Поверхностный потенциал, PHI (уровень 3), в V	Пороговое напряжение, VTO (уровень 3), в В
Толщина оксида, TOX	Легирование субстрата, NSUB	Потенциал поверхности, PHI	Пороговое напряжение, VTO	Поверхностный потенциал, PHI (уровень 1), в V	Пороговое напряжение, VTO (уровень 1), в В	Поверхностный потенциал, PHI (уровень 3), в V	Пороговое напряжение, VTO (уровень 3), в В
`NaN`	`NaN`	`NaN`	`NaN`	`0.6` (значение по умолчанию)	0 (значение по умолчанию)	`0.6` (значение по умолчанию)	0 (значение по умолчанию)
`NaN`	`NaN`	`NaN`	`VTO`	`0.6`	`VTO`	`0.6`	`VTO`
`NaN`	`NaN`	`PHI`	`NaN`	`PHI`	0	`PHI`	0
`NaN`	`NaN`	`PHI`	`VTO`	`PHI`	`VTO`	`PHI`	`VTO`
`NaN`	`NSUB`	`NaN`	`NaN`	`0.6`	0	`PHI (1e-7, NSUB)`	`VTO (1e-7, NSUB)`
`NaN`	`NSUB`	`NaN`	`VTO`	`0.6`	`VTO`	`PHI (1e-7, NSUB)`	`VTO`
`NaN`	`NSUB`	`PHI`	`NaN`	`PHI`	0	`PHI`	`VTO (1e-7, NSUB)`
`NaN`	`NSUB`	`PHI`	`VTO`	`PHI`	`VTO`	`PHI`	`VTO`
`TOX`	`NaN`	`NaN`	`NaN`	`0.6`	0	`0.6`	0
`TOX`	`NaN`	`NaN`	`VTO`	`0.6`	`VTO`	`0.6`	`VTO`
`TOX`	`NaN`	`PHI`	`NaN`	`PHI`	0	`PHI`	0
`TOX`	`NaN`	`PHI`	`VTO`	`PHI`	`VTO`	`PHI`	`VTO`
`TOX`	`NSUB`	`NaN`	`NaN`	`PHI (NSUB, TOX)`	`VTO (NSUB, TOX)`	`PHI (NSUB, TOX)`	`VTO (NSUB, TOX)`
`TOX`	`NSUB`	`NaN`	`VTO`	`PHI (NSUB, TOX)`	`VTO`	`PHI (NSUB, TOX)`	`VTO`
`TOX`	`NSUB`	`PHI`	`NaN`	`PHI`	`VTO (NSUB, TOX)`	`PHI`	`VTO (NSUB, TOX)`
`TOX`	`NSUB`	`PHI`	`VTO`	`PHI`	`VTO`	`PHI`	`VTO`

Где PHI (NSUB, TOX), PHI (1e-7, NSUB), VTO (NSUB, TOX), и VTO (1e-7, NSUB) получены с использованием следующих уравнений:

$PHI = \frac{}{} \frac{2kTqln (}{}$ NSUBni)

$ГАММА \frac{\sqrt{=_{}}}{_{}}$ 2qεsiNSUBCox

$\begin{array}{l} _{VFB} =_{} \frac{фМС -}{_{}} \\ _{_{}}_{qNSSCoxVTO} = VFB + \sqrt{PHI +} \end{array}$ GAMMA * PHI.

Модель диода массового источника

В таблице показаны уравнения, которые определяют взаимосвязь между током объемного источника, _Ibs, и напряжением объемного источника, _Vbs. При необходимости параметры модели сначала корректируются с учетом температуры. Дополнительные сведения см. в разделе Температурная зависимость.

Применимый диапазон значений _Vbs	Соответствующее уравнение _Ibs
$_{Vbs} > 80_{*}$ Vtn	$_{Ibs} =_{} ISbs \frac{_{(}}{(_{}} VaseVtn^{−} 79)_{e80} - 1)$ + Vbs Gmin
$_{}_{80Vtn≥Vbs}$	$_{Ibs} =_{} ISbs^{_{(}_{}} eVbs/Vtn_{-} 1) +$ Vbs Gmin

Где:

_ISb - это ток насыщения, такой, что, если:
- $_{} JSd≠0$ и $AS≠0$ , $_{ISb} =_{} JSd$ * AS.
  Где:
  - _JSd - скорректированная по геометрии плотность тока насыщения объемного соединения.
  - AS является исходной областью.
- Если $_{JSd} =$ 0 $или AS$ = $0_{,}_{ISb}$ = ISd, _где ISd - скорректированный по геометрии ток насыщения.
_Vtn - тепловое напряжение. Дополнительные сведения см. в разделе Тепловое напряжение.
_Gmin - это минимальная проводимость. Дополнительные сведения см. в разделе Минимальная проводимость.

Модель диода объемного стока

В таблице показаны уравнения, которые определяют зависимость между током насыпного стока _Ibd и напряжением насыпного стока _Vbd. При необходимости параметры модели сначала корректируются с учетом температуры. Дополнительные сведения см. в разделе Температурная зависимость.

Применимый диапазон значений _Vbd	Соответствующее уравнение _Ibd
$_{Vbd} > 80_{*}$ Vtn	$_{Ibd} =_{} ISbd \frac{_{(}}{(_{}} VbdVtn^{−} 79)_{e80} - 1)$ + Vbd Gmin
$_{}_{80Vtn≥Vbd}$	$_{Ibd} =_{} ISbd^{_{(}_{}} eVbd/Vtn_{-} 1) +$ Vbd Gmin

Где:

_ISbd - объемный ток стока, такой, что:
- Если $_{} JSd≠0$ и $AD≠0$ , $_{ISbd} =_{} JSd$ * AD.
  Где:
  - _JSd - скорректированная по геометрии плотность тока насыщения объемного соединения.
  - AD - зона стока.
- Если $_{JSd} =$ 0 $или AD$ = $0_{,}_{ISbd}$ = ISd, _где ISd - скорректированный по геометрии ток насыщения.
_Vtn - тепловое напряжение. Дополнительные сведения см. в разделе Тепловое напряжение.
_Gmin - это минимальная проводимость. Дополнительные сведения см. в разделе Минимальная проводимость.

Модель тока стока уровня 1

В этой таблице показана связь между током стока Id и напряжением стока-истока _Vds в нормальном режиме (_Vds ≥ 0). При необходимости параметры модели сначала корректируются с учетом температуры.

Обычный режим

Применимый диапазон значений _Vgs и _Vds	Соответствующее уравнение _{идентификатора}
$_{}_{} Vgs-Von≤0$	$_{Идентификатор} =$ 0
$_{}_{}_{0<Vgs-Von≤Vds}$	$_{Id} = {BETA_{} (_{Vgs}}^{−} \frac{Von) 2 (1_{+}}{}$ LAMBDA Vds) 2
$0 <_{} {Vds}_{<}_{}$ Vgs-Von	$_{Id} = {BETA}_{}_{Vds} ((_{} \frac{_{Vgs-Von}}{)} -Vds2) (1 +_{}$ LAMBDA Vds)

Где:

_Фон зависит от _Vbs и PHI.

Применимое соотношение значений _Vbs и PHI	Соответствующее уравнение _фон
$_{} Vbs≤0$	$_{Фон} = MTYPE * VBI + \sqrt{_{}}$ GAMMAPHI − Vbs
$_{} 0<Vbs≤2*PHI$	$_{Фон} = MTYPE * VBI + \sqrt{} \frac{{ГАММА}_{(}}{\sqrt{PHI}} -$ Vb2PHI)
$_{Vbs} > 2 *$ PHI	$_{Фон} = MTYPE *$ VBI

MTYPE равен 1.
BETA = $(_{} KPd * WIDTH)/(ДЛИНА$ − 2 * LD)
КП:
- Проводимость, КП, если этот параметр имеет числовое значение.
- $U0 * {3,9}_{} *$ ε0/TOX, если Транспроводимость, КПNaN и задаются значения как для толщины оксида, TOX и легирования подложки, так и для параметров NSUB.
WIDTH - ширина канала.
LENGTH - длина канала.
LD представляет собой боковую диффузию.
VBI - это встроенное значение напряжения, используемое блоком в расчетах. Значение является функцией температуры. Подробное определение см. в разделе Температурная зависимость.
PHI:
- Потенциал поверхности, PHI, если этот параметр имеет числовое значение.
- $2 *_{} kTmeas/q * \log (_{}$ NSUB/ni), если поверхностный потенциал, PHINaN и задаются значения как для толщины оксида, TOX и легирования подложки, так и для параметров NSUB.
LAMBDA - это модуляция канала.
ГАММА представляет собой:
- Пороговое значение Bulk, GAMMA, если этот параметр имеет числовое значение.
- $TOX \sqrt{* 2 *_{} 11,7 * α0} * q *_{}$ NSUB/( 3,9 * α0), если пороговое значение Bulk, GAMMA равноNaN и задаются значения как для толщины оксида, TOX и легирования подложки, так и для параметров NSUB.
_α0 - диэлектрическая проницаемость свободного пространства, 8,854214871e-12 F/м.
_ni - концентрация носителя внутреннего кремния, 1,45e10 ^см-3.

В этой таблице показана взаимосвязь между током стока _Id и напряжением стока-истока _Vds в инверсном режиме (_Vds < 0). При необходимости параметры модели сначала корректируются с учетом температуры.

Инверсный режим

Применимый диапазон значений _Vgd и _Vds	Соответствующее уравнение _{идентификатора}
$_{}_{} Vgd-Von≤0$	$_{Идентификатор} =$ 0
$_{}_{}_{0<Vgd-Von≤−Vds}$	$_{Id} = - {_{BETA} (_{Vgd}}^{−} Von) 2 (1_{-}$ LAMBDA * Vds )/2
$0 <_{-}_{Vds} <_{}$ Vgd − фон	$_{Id} = {BETA}_{}_{Vds} ((_{}_{Vgd-Von}) + Vds/2) (1_{-}$ LAMBDA Vds)

_Фон зависит от _Vbd и PHI.

Применимое соотношение значений _Vbs и PHI	Соответствующее уравнение _фон
$_{} Vbd≤0$	$_{Фон} = MTYPE * VBI + \sqrt{_{}}$ GAMMAPHI − Vbd
$_{} 0<Vbd≤2*PHI$	$_{Фон} = MTYPE * VBI + \sqrt{} \frac{{ГАММА}_{(}}{\sqrt{PHI}} -$ Vb2PHI)
$_{Vbd} > 2 *$ PHI	$_{Фон} = MTYPE *$ PHI

Модель тока стока уровня 3

Блок предоставляет следующую модель для _{идентификаторов} тока стока в нормальном режиме ( $_{} Vds≥0$ ) после корректировки применимых параметров модели для температуры.

$_{IDS} =_{} IDS0 *_{} ScureVMAX *_{} {ScureLChan}_{*}$ ScureINV

Где:

_IDS0 - базовая текущая модель стока.
_ScureVMAX - масштабирование насыщенности по скорости.
_ScureLChan - масштабирование модуляции длины канала.
_ScureINV - это слабое масштабирование инверсии.

Блок использует ту же модель для тока стока в инверсном режиме ( $_{Vds} <$ 0), со следующими заменами:

$_{}_{}_{Vbs≡Vbs−Vds}$

$_{}_{}_{Vgs≡Vgs−Vds}$

$_{}_{Vds≡−Vds}$

Базовая текущая модель стока

Соотношение между током стока, _Ids, и напряжением стока-истока, _Vds равно

$_{IDS0} = {BETA}_{*}_{Fgate *} (_{} \frac{VGSX -_{}}{} {VTH}_{-} 1 +_{}$ FB2 * VDSX) * VDSX

Где:

BETA рассчитывается, как описано в модели тока стока уровня 1.
_FGATE рассчитывается как

$_{Fgate} \frac{=}{11 +_{THETA *} (_{}}$ Vgsx − VTH)
Где:
- ТЕТА моделирует зависимость подвижности от напряжения затвора-источника.
- $_{Vgsx} = \max_{(}_{VGS,}$ фон)
Если задать ненулевое значение для параметра NFS «Плотность состояния быстрой поверхности», блок вычисляет _Фон, используя следующее уравнение:

$_{Фон} =_{} {VTH}_{} +_{}$ xnVT
В противном случае

$_{Фон} =_{}$ VTH
Блок вычисляет _xn как

$_{xn} = \frac{1 + q}{*} \frac{NFSCOX +_{(} \sqrt{_{GAMMA}} * \frac{_{} Fs_{*}}{Vbulk +}}{Fn_{*}}$ VbulkWIDTH) 2 * Vbulk
Блок вычисляет _Vbulk следующим образом:
- Если
  
  $_{} VBS≤0,$
  
  $_{Vbulk} = {PHI}_{-}$ VBS.
- В противном случае блок вычисляет _Vbulk как
  
  $_{Vbulk} \frac{=}{{PHI \frac{(_{1}}{+} VBS2}^{}}$ * PHI) 2
Тепловое напряжение таково, что

$_{VT} \frac{=}{}$ kTq
Блок вычисляет _VTH, используя следующее уравнение:

$\begin{array}{l} _{VTH} =_{} \frac{VBI − 8^{.} 15e -}{22 {* ETACOX * (}^{}}_{LENGTH} \\ − 2 * LD) 3 * VDS_{} \sqrt{_{}}_{+}_{GAMMA} \end{array}$ * Fs * Vbulk + Fn * Vbulk
Сведения о том, как блок вычисляет VBI, см. _в разделе Температурная зависимость.
ETA - пороговое напряжение зависимости Vds, ETA.
$СОХ \frac{=_{}}{}$ xpoxTOX,
где _αox - диэлектрическая проницаемость оксида, а TOX - толщина оксида, TOX.
Если задать ненулевое значение для глубины соединения, параметра XJ и значения параметра NSUB легирования подложки, блок вычисляет _Fs с помощью следующих уравнений:

$α \frac{=_{}}{}$ 2εsiqNSUB

$XD \sqrt{=}$ α

$wc = . 0631353 + . \frac{8013292 \sqrt{_{* XD}}}{*} VbulkXJ − {\frac{\sqrt{_{01110777}}}{*}}^{(} \frac{XD}{*}$ VbulkXJ) 2 + LDXJ

$_{Fs} = 1 - {\sqrt{(wc \frac{* \sqrt{1_{- (}}}{XD * \sqrt{_{}}} VbulkXJ}}^{} + \frac{}{XD} *$ Vbulk) 2 − LDXJ)
где αsi - диэлектрическая проницаемость кремния.
В противном случае

$_{Fs} =$ 1
Блок вычисляет _FB как

$_{FB} \frac{= {GAMMA}_{}}{* \sqrt{_{Fs4 *}}}_{}$ Vbulk + Fn
Блок вычисляет _Fn как

$_{Fn} \frac{= DELTA *_{δ}}{* αsi2 *}$ COX * WIDTH
DELTA - влияние ширины на пороговое значение.
_VDSX является меньшим из _VDS и напряжения насыщения, _Vdsat.
- Если задать положительное значение для параметра VMAX Максимальная скорость дрейфа несущей, блок вычисляет _Vdsat с помощью следующего уравнения:
  
  $\begin{array}{l} _{Vdsat} \frac{=_{} {Vgsx}_{-}}{_{}} VTH1 \frac{+ FB + (LENGTH -}{2 *_{LD)}} \\ * VMAXUO * \sqrt{{\frac{{Fgate}_{-} (_{}}{Vgsx -_{}}}^{} {VTH1 \frac{+ FB) 2 + ((}{LENGTH -_{2 *}}}^{LD}} \end{array}$ ) * VMAXUO * Fgate) 2
  В противном случае блок вычисляет _Vdsat как
  
  $_{Vdsat} \frac{=_{} {Vgsx}_{-}}{_{}}$ VTH1 + FB

Масштабирование насыщенности по скорости

Если задать положительное значение для параметра VMAX «Максимальная скорость дрейфа несущей», блок вычисляет _ScureVMAX как

$_{ScureVMAX} \frac{=}{\frac{11 +_{UO *}}{Fgate (LENGTH - 2} *_{LD}}$ ) * VMAX * VDSX

В противном случае

$_{ScureVMAX} =$ 1

Масштабирование модуляции длины канала

Блок масштабирует ток стока, чтобы учесть модуляцию длины канала, если блок удовлетворяет всем следующим критериям:

$_{VDS} >$ Vdsat
Максимальная скорость дрейфа несущей, VMAX меньше или равна нулю или α является ненулевой.

Блок масштабирует ток стока, используя следующее уравнение:

$_{ScureLChan} \frac{=}{\frac{11}{- Δl (ДЛИНА}}$ − 2 * LD)

Для вычисления $Δl$ блока:

Вычисляет промежуточное значение $_{Δl0}$ .
- Если задать положительное значение для параметра VMAX Максимальная скорость дрейфа несущей, блок вычисляет промежуточное значение _gdsat как большее из 1e-12 и результат следующего уравнения:
  
  $_{IDS0} * (\frac{1}{- 11 +_{_{}}_{}} Scalegdsat *_{{VDSX}_{) *}}$ Scalegdsat
  Где:
  
  $_{_{Scalegdsat}} \frac{= {UO}_{*}}{Fgate (LENGTH - 2 *}$ LD) * VMAX
  Затем блок использует следующее уравнение для вычисления промежуточного значения _Δl0:
  
  $\begin{array}{l} _{Δl0} \sqrt{{= \frac{({KA}_{*}}{IDS2 * (LENGTH -_{2 *}}}^{} LD) *_{} {gdsat}_{) 2} +} \\ KA * (VDS − \frac{_{Vdsat)}}{- KA * IDS2 * (_{}} \end{array}$ LENGTH − 2 * LD) * gdsat
  Где
  
  $KA = KAPPA$ * α.
- В противном случае блок использует следующее уравнение для вычисления промежуточного значения $_{Δl0}$ как
  
  $Δl \sqrt{= KA_{*} (_{VDS -}}$ Vdsat)
Блок проверяет наличие пробивки и вычисляет $Δl$ .
- Если
  
  $_{Δl0} > (LENGTH - 2 *$ LD )/2,
  блок вычисляет $Δl$ , используя следующее уравнение:
  
  $Δl = (\frac{1 - (LENGTH -}{2 *_{}} LD) 4 * Δl0) *$ (LENGTH − 2 * LD)
- В противном случае
  
  $Δl =_{}$ Δl0.

Слабое масштабирование инверсии

Если _VGS меньше _Von, блок вычисляет _ScureINV, используя следующее уравнение:

$_{ScureINV} =^{\frac{_{} {eVgs}_{-}}{_{}_{}}}$ Vonxn * VT

В противном случае

$_{ScityINV} =$ 1

Модель заряда соединения

Модели блоков «Накладные заряды соединения» и «Накладные заряды соединения».

Накладные расходы на стыки

Блок вычисляет следующие затраты на пересечение.

$_{QGS} =_{} CGSOd *_{WIDTH}$ * Vgs

Где:
- _QGS - это заряд перекрытия «затвор-источник».
- _CGSOd - это геометрически скорректированная емкость перекрытия затвора-источника.
- WIDTH - ширина канала.
$_{QGD} =_{} CGDOd *_{WIDTH}$ * Vgd

Где:
- _QGD - заряд перекрытия затвора-стока.
- _CGDOd - это геометрически скорректированная емкость перекрытия затвора и стока.
$_{QGB} =_{} CGBOd * (LENGTH - 2_{*}$ LD) * Vgb

Где:
- _QGB - это плата за полное перекрытие затвора.
- _CGBOd - это геометрическая регулируемая емкость перекрытия затворов.
- LENGTH - длина канала.
- LD представляет собой боковую диффузию.

Насыпные соединительные заряды

В этой таблице показана взаимосвязь между зарядом _Qbottom нижнего перехода для объемного стока и напряжением Vbd перехода. При необходимости параметры модели сначала корректируются с учетом температуры.

Применимый диапазон значений _Vbd	Соответствующее уравнение _Qbottom
$_{Vbd} < FC$ * PB	$_{Qbottom} \frac{=_{} CBDd * PB {* \frac{(_{1 -}}{(}}^{}}{1-VbdPB) 1}$ − $MJ)_{1} −$ MJ, если CBDd > 0 $_{Qbottom} \frac{=_{} CJd * AD * {PB \frac{*_{(}}{1 -}}^{(}}{1-VbdPB)}$ 1 − MJ) 1 − MJ в противном случае.
$_{} Vbd≥FC*PB$	$\begin{array}{l} _{Qbottom} =_{} \\ CBDd * (F1 + F3 * (Vbd-FC * PB \frac{) +_{MJ} * (Vbd2- \frac{(FC_{}^{} PB {) 2) 2}^{}}{PBF2}}{),} \end{array}$ если $CBDd_{>} 0$ $\begin{array}{l} _{Qbottom} =_{} CJd * \\ AD * (F1 + F3 * (Vbd-FC * \frac{PB) +_{} MJ * (\frac{Vbd2- (_{FC}^{} {PB) 2)}^{2}}{}}{PBF2}) \end{array}$ в противном случае.

Применимый диапазон значений _Vbd

Соответствующее уравнение _Qbottom

_{Vbd} < FC

* PB

$_{Qbottom} \frac{=_{} CBDd * PB {* \frac{(_{1 -}}{(}}^{}}{1-VbdPB) 1}$ − $MJ)_{1} −$ MJ, если CBDd > 0

$_{Qbottom} \frac{=_{} CJd * AD * {PB \frac{*_{(}}{1 -}}^{(}}{1-VbdPB)}$ 1 − MJ) 1 − MJ в противном случае.

_{} Vbd≥FC*PB

$\begin{array}{l} _{Qbottom} =_{} \\ CBDd * (F1 + F3 * (Vbd-FC * PB \frac{) +_{MJ} * (Vbd2- \frac{(FC_{*}^{} PB {) 2) 2}^{*}}{PBF2}}{),} \end{array}$ если $CBDd_{>} 0$

$\begin{array}{l} _{Qbottom} =_{} CJd * \\ AD * (F1 + F3 * (Vbd-FC * \frac{PB) +_{} MJ * (\frac{Vbd2- (_{FC}^{*} {PB) 2)}^{2}}{*}}{PBF2}) \end{array}$ в противном случае.

Где:

PB - потенциал объемного соединения.
FC - коэффициент емкости.
_CBDd - геометрически скорректированная емкость объемного стока с нулевым смещением.
_CJd - регулируемая геометрией нижняя емкость на площадь перехода.
AD - зона стока.
MJ - нижний коэффициент профилирования.
$F1 \frac{= PB * {(1 - (}^{1-FC})}{1 -}$ MJ) 1 − MJ
$F2 {= (}^{1-FC) 1}$ + MJ
$F3 = 1-FC * (1$ + МДж)

Чтобы вычислить заряд нижнего перехода массового источника, блок подставляет переменные в уравнения в предыдущей таблице. Блок заменяет:

_Vbs для _Vbd
AS для AD
_CBSd для _CBDd

В этой таблице показана взаимосвязь между зарядом _Qsidewall бокового соединения с объемным стоком и напряжением _Vbd перехода. При необходимости параметры модели сначала корректируются с учетом температуры.

Применимый диапазон значений _Vbd	Соответствующее уравнение _Qsidewall
$_{Vbd} < FC$ * PB	$_{Qsidewall} \frac{=_{} CJSWd * PD * {PB \frac{*_{(}}{1 -}}^{(}}{1-VbdPB) 1 -}$ MGSW) 1 − MGSW
$_{} Vbd≥FC*PB$	$\begin{array}{l} _{Qsidewall} =_{} CJSWd * \\ PD * (F1 + F3 * (Vbd-FC * \frac{PB)_{+} MGSW * (\frac{Vbd2- (_{FC}^{} * {PB) 2)}^{} 2}{*}}{} PBF2 \end{array}$ )

Где:

_CJSWd - геометрически отрегулированная емкость боковой стенки на периметр соединения.
ПД - периметр стока.
MGSW - коэффициент бокового профилирования.
$F1 \frac{= PB * {(1 - (}^{1-FC)} 1}{-}$ MJSW) 1 − MJSW
$F2 {= (}^{1-FC) 1 +}$ MJSW
$F3 = 1-FC * (1 +$ MJSW)

Для вычисления заряда соединения боковой стенки объемного источника и напряжения соединения боковой стенки блок заменяет переменные в уравнениях в предыдущей таблице. Блок заменяет:

_Vbs для _Vbd
PS для ПД

Емкостная модель

Блок SPICE NMOS позволяет моделировать транзисторную емкостную модель тремя различными способами:

Модель емкости затвора Мейера

В этой таблице показана взаимосвязь между рабочими областями транзистора и емкостями затворов, затворов-стоков и затворов-истоков.

Оперативный регион	Gate-Bulk, _Cgb, Gate-Drain, _Cgd и Gate-Source, _Cgs, уравнения
Область накопления, $_{Vgb} <_{}$ VFB	$\begin{array}{l} _{Cgb} = \\ _{} CoxtCgd \\ _{=} \end{array}$ 0Cgs = 0
Область истощения, $_{Vgs} <_{}$ VTH	$\begin{array}{l} _{Cgb} \frac{=}{\sqrt{\frac{Coxt1}{+^{}}_{4GAMMA2} *_{(}}} \\ {Vgb}_{-} \\ _{VFB)} \end{array}$ Cgd = 0Cgs = 0
Область насыщения, $_{Vgs} -_{} {VTH}_{<}$ Vds	если $_{Vds} <_{}$ Всатмин, то:	если $_{}_{Vds≥Vsatmin}$ , то:
Область насыщения, $_{Vgs} -_{} {VTH}_{<}$ Vds	$\begin{array}{l} _{Cgb} = \\ _{} \frac{0Cgd}{} = 23 (_{} Coxt − \frac{{_{Cgb) (1} -}^{}}{{(_{Vsatmin)} 2_{(}}^{}} \\ _{} \frac{2Vsatmin}{} - Vds)_{2)} Cgs \frac{{=_{23 (}_{Coxt} -}^{}}{{Cgb}_{) (1 -} (_{}^{}} \end{array}$ Vsatmin − Vds) 2 (2Vsatmin − Vds) 2)	$\begin{array}{l} _{Cgb} = \\ _{} 0Cgd \\ _{=} \frac{}{} 0Cgs = 23_{(} \end{array}$ Coxt − Cgb)
Линейная область, $_{Vgs} -_{} {VTH}_{>}$ Vds	$\begin{array}{l} _{Cgb} = \\ _{} \frac{0Cgd}{} = 23 (_{} Coxt - \frac{{Cgb}_{)} _{(1}^{−}}{{({Vgs}_{-}_{VTH}) 2_{(} 2}^{}} \\ _{(} \frac{Vgs}{} - VTH)_{-} Vds) \frac{{2)_{} {Cgs}_{=}_{23} (}^{}}{{Coxt -_{} {Cgb}_{)} * (_{1} -}^{}} ( \end{array}$ Vgs − VTH − Vds) 2 (2 * (Vgs − Vth)

где:

$Coxt = WIDTH * (LENGTH - 2 * LD) * COX$ * AREA * SCALE
$_{VFB} = VBI * MTYPE$ − PHI - напряжение в плоском диапазоне.
_{Всатмин} - минимальное напряжение насыщения. Это предопределенный параметр, равный 1 V.

Эти уравнения являются непрерывными между областью истощения и областью накопления и прерывистыми между областью истощения и областью инверсии. Другие инструменты SPICE применяют функции сглаживания между областями инверсии и истощения.

$\begin{array}{l} _{Cgb} \frac{= WIDTH * LENGTH}{\sqrt{{* \frac{}{COX (1^{}} +_{}_{4GAMMA2} *_{(}}^{VTH}}} - Vbs - \\ VFB)) м * \frac{}{{\frac{}{^{}}_{} сглаживание_{=} 1}^{(}} \end{array}$ 1 + 4GAMMA2 * (Vgs − VTH)) м

где m - предопределенная константа сглаживания.

Модель емкости для сохранения заряда

В этой таблице показана взаимосвязь между рабочими областями транзистора и зарядами затвора, общего объема, канала, стока и истока для МОП уровня 1.

Оперативный регион	Level-1 Уравнения расходов
Область накопления, $_{Vgb} <_{}$ VFB	$\begin{array}{l} _{Qg} = Coxt_{} (_{Vgb} \\ -_{} VFB) Qb =_{-}_{} Coxt \\ _{} ( \\ _{} Vgb \\ -_{}_{VFB})_{} \end{array}$ Qc = 0Qd = 0Qs = Qc − Qd
Область истощения, $_{Vgs} <_{}$ VTH	$\begin{array}{l} _{Qg} = − 0,5 * Coxt^{} \sqrt{\frac{GAMMA2}{ (1^{}} - 1_{+}_{}} \\ _{4GAMMA2} * (Vgb - VFB))^{} Qb = \sqrt{\frac{}{0,5 ^{}} Coxt_{}_{}} GAMMA2 \\ _{} ( \\ 1_{} - \\ 1_{} +_{}_{} \end{array}$ 4GAMMA2 (Vgb − VFB)) Qc = 0Qd = 0Qs = Qc − Qd
Область насыщения, $_{Vgs} -_{} {VTH}_{<}$ Vds	$\begin{array}{l} _{Qg} = Coxt_{} (_{Vgs} - \frac{{VFB}_{-}_{PHI}}{} - \\ _{} Vgs - {VTH3}_{)} {Qb}_{=} - \\ _{Coxt} (VTH -_{} {VFB}_{-} \frac{_{PHI})_{Qc}}{} = \\ _{-} \\ _{} Coxt_{*} (_{} \end{array}$ Vgs − VTH − VgS − VTH3) Qd = 0Qs
Линейная область, $_{Vgs} -_{} {VTH}_{>}$ Vds	$\begin{array}{l} _{Qg} = Coxt_{} (_{Vgs} - \frac{{VFB}_{-}}{} \frac{_{PHI}^{−}}{_{Vds2} +_{} Vds212_{(}} Vgs \\ _{-} VTH -_{} {0,5 Vds}_{))} Qb = \\ _{-} Coxt (_{} VTH_{-} \frac{_{VFB}}{−} \frac{_{PHI}^{)}}{Qc_{=} -_{} Coxt *_{(}} Vgs \\ _{-} VTH TH - \frac{_{VTH}_{}}{} \frac{_{}}{} \frac{_{}^{}}{_{}_{}_{}} \\ _{}_{}_{} \end{array}$

где:

$_{Qc} = -_{} (_{Qg} +_{} Qb)_{}$ = Qd + Qs - заряд в _канале. Qc необходимо разделить _между Qd и Qs.

где:

_Qg - заряд затвора.
_Qb - объемный заряд.
_Qd - сливной заряд.
_Qs - исходная плата.
$_{Qc} = -_{} (_{Qg} +_{} Qb)_{}$ = Qd + Qs - заряд в _канале. Qc необходимо разделить _между Qd и Qs.

В этой таблице показана взаимосвязь между рабочими областями транзистора и зарядами затвора, общего объема, канала, стока и истока для МОП уровня-3.

Оперативный регион	Level-3 Уравнения расходов
Область накопления, $_{Vgb} <_{}$ VFB	$\begin{array}{l} _{Qg} = Coxt_{} (_{Vgb} -_{} VFB)_{−} \\ _{} SF1 +_{SF2Qb} =_{-} {Coxt}_{} (_{} \\ _{Vgb} − \\ _{} VFB \\ )_{} -_{} {SF1}_{} \end{array}$ + SF2Qc = 0Qd = 0Qs = Qc − Qd
Область истощения, $_{Vgs} <_{}$ VTH	$\begin{array}{l} _{Qg} = − 0,5 * Coxt^{} \sqrt{\frac{GAMMA2}{ (1^{}} - 1_{+}_{}} 4GAMMA2_{} (_{} \\ {Vgb}_{} - VFB)) - SF1 +^{} \sqrt{SF2Qb \frac{=}{0,5^{}}_{Coxt} _{}} {GAMMA2}_{} (_{1} \\ _{-} 1 \\ _{+} \\ _{}_{} 4GAMMA2_{*} \end{array}$ (Vgb − VFF
Область насыщения, $_{Vgs} -_{} {VTH}_{<}$ Vds	$\begin{array}{l} _{Qg} = Coxt_{} (_{Vgs} - VFB -_{PHI +} \frac{_{ETA }}{} \frac{_{Vdsat}}{−_{}}_{Vdsat2 +}^{} 1 \\ _{+} FB12 _{Fi} _{} Vdsat2) Qb =_{-} \frac{_{Coxt}}{} _{(} \frac{{VTH}_{} - {VFB}_{} -}{{PHI}_{}} +_{ETA}^{} \\ _{} Vdsat - {Fb2}_{}_{} \frac{_{}}{}_{} \frac{{_{}}^{}}{_{}}_{}^{} \\ _{} \\ _{}_{}_{} \end{array}$
Линейная область, $_{Vgs} -_{} {VTH}_{>}$ Vds	$\begin{array}{l} _{Qg} = Coxt_{} (_{Vgs} - VFB -_{PHI} \frac{+_{}}{} ETA \frac{_{}}{Vds -_{}}_{Vds2}^{} + \\ _{1} + FB12 _{} Fi_{} Vds2) Qb =_{-} \frac{_{}}{} Coxt_{} (\frac{_{} VTH −_{} VFB}{−_{}} PHI_{+}^{} \\ {ETA}_{} Vds +_{FB2} {*.}_{} \frac{_{}}{}_{} \frac{{_{}}^{}}{_{}}_{}^{} \\ _{} \frac{_{}_{}}{} \frac{_{}}{}_{} \frac{{_{}}^{}}{_{}}_{}^{} \\ _{}_{}_{} \end{array}$

где:

_Vdsat - напряжение насыщения
_FB - коэффициент эффекта тела
ETA - пороговый коэффициент напряжения стока-истока
$_{Fi} =_{} {Vgs}_{-} \frac{{VTH}_{}}{−} 1_{+}$ FB2 * Vds
$_{SF1} = − 0,5 * Coxt^{*} {GAMMA2 \frac{}{* (1^{−}} (1_{+}_{}_{4GAMMA2} *}^{2 (}$ VTH − $_{Vbs} - VFB))_{} {0,5}_{)} и$ SF2 = Coxt * (VTH − VFB − PHI) являются сглаживающими факторами между областями истощения и накопления, помогающими при сходимости.

Температурная зависимость

Проводимость как функция температуры транзистора равна

$KP (T) \frac{=_{}}{{\frac{}{{KPd}_{(}}}^{TTmeas}}$ ) 3/2

Где:

_KPd - регулируемая геометрией транспроводимость.
T - температура транзистора. Дополнительные сведения см. в разделе Температура транзистора.
_Tmeas - температура извлечения параметра.

Поверхностный потенциал как функция температуры транзистора составляет

$\begin{array}{l} PHI (T) \frac{}{=_{}} TTmeas (\frac{_{PHI +}}{} {\frac{{kTmeasq}_{(}}{log (}}^{} \frac{}{} \frac{Tmeas300.15) 3}{+ qk} (\frac{_{_{}}}{_{1.115300.15}} - \\ EGTmeasTmeas))) − kTq (log (\frac{}{} T300.15 {) \frac{}{3 + qk}}^{(} \frac{}{} \frac{}{1.115300.15 −} \frac{{EGTT}_{}}{))} \end{array}$

Где:

PHI - это поверхностный потенциал.
k - постоянная Больцмана.
q - элементарный заряд на электроне, 1,6021918e-19 ° С.
ЭГ - энергия активации, такая, что:
- $_{_{EGTmeas}} = 1 . 16eV- (7_{02e-4}^{*}_{Tmeas2})/($ Tmeas + 1108)
- $_{EGT} = 1 16eV- (7^{} 02e-4 * T2$ )/( T + 1108)

Встроенное напряжение как функция температуры транзистора составляет

$\begin{array}{l} VBI (T) = VTO + \frac{MTYPE * (PHI}{} (T) - \sqrt{} PHI2 \\ − GAMMAPHI) + EGTmeas − EGT2 \frac{_{_{}}_{}}{} \end{array}$

Где:

VBI - это встроенное напряжение.
VTO - пороговое напряжение. Значение VTO зависит от значения, заданного для параметра Threshold voltage, VTO в настройках токов постоянного тока. При указании числового значения значение VTO вычисляется как это значение. Если указано нечисловое значение (NAN) и вы указываете числовые значения для толщины оксида, TOX и легирования подложки, параметры NSUB в настройках процесса, затем VTO вычисляется как $Start− 3,25_{+_{}} EGTmeas/2 + MTYPE * PHI/2 - NSS *_{q} * TOX / (3,9 * \sqrt{α0)} +$ MTYPE * (GAMMA * PHI + PHI), где
- Λ зависит от типа литника, который задается с помощью параметра Gate type, TPG. При указании Aluminum (0), Φ=3.2. В противном случае, $Λ = 3,25_{+_{}} EGTmeas/2 - MTYPE_{*_{TPG}} *$ EGTmeas/2, Где:
  - MTYPE - транзисторный тип. Для N-канального МОП-транзистора MTYPE = 1.
  - TPG представляет тип литника, а также зависит от опции, указанной для типа литника, параметра TPG в параметрах процесса. При указании
    
    Opposite of substrate (1) - TPG = 1
    Same as substrate (-1) - TPG = -1
- NSS - плотность поверхностного состояния.
- TOX - толщина оксида.
- _α0 - диэлектрическая проницаемость свободного пространства.
- GAMMA - пороговое значение объема. Параметр GAMMA зависит от значения, заданного для параметра Bulk threshold, GAMMA в настройках токов постоянного тока. Если задано числовое значение, в качестве этого значения вычисляется ГАММА. Если указано нечисловое значение (NAN) и вы указываете числовые значения для толщины оксида, TOX и легирования субстрата, параметры NSUB в настройках процесса, затем VTO оценивается как $TOX \sqrt{* 2 *_{} 11,7 * α0} * q *_{}$ NSUB/( 3,9 * α0), где NSUB - легирование субстрата.

Объемный ток насыщения как функция температуры транзистора составляет

$IS (T) =_{}^{\frac{ISd *_{e}}{-} \frac{qEGTND *_{_{kT +}}}{_{}}}$ qEGTmeasND * kTmeas

Где:

_ISd - настраиваемый по геометрии ток насыщения.
ND - коэффициент эмиссии.

Насыпная плотность тока насыщения перехода в зависимости от температуры транзистора составляет

$JS (T) =_{}^{\frac{JSd *_{e}}{-} \frac{qEGTND *_{_{kT +}}}{_{}}}$ qEGTmeasND * kTmeas

Где _JSd - скорректированная по геометрии плотность тока насыщения объемного соединения.

Насыпной потенциал перехода как функция температуры транзистора составляет

$\begin{array}{l} PB (T) \frac{= \frac{{PB}_{+}}{} {kTmeasq \frac{_{(\log}}{(}}^{} \frac{}{} \frac{Tmeas300.15) 3}{+ qk (} \frac{_{_{}}}{} 1.115300.15}{\frac{_{-}}{}} \\ EGTmeasT)) TmeasT − kTq (log \frac{(}{} {T300.15 \frac{)}{3 +} qk}^{} (\frac{}{} \frac{}{1.115300.15 −} \frac{_{EGTT}}{})) \end{array}$

Где PB - потенциал объемного соединения.

Емкость перехода объемного стока как функция температуры транзистора равна

$CBD (T) =_{} \frac{CBDdpbo + {MJ}^{*} (4 * 104 * (T - 300,15) *}{pbo - (PB ({T)}^{} -_{pbo))} pbo + MJ * (4 * 104 *}$ (Tmeas − 300,15) * pbo − (PB − pbo))

Где:

_CBDd - геометрическая регулируемая емкость объемного стока с нулевым смещением.
MJ - нижний коэффициент профилирования.
$pbo \frac{= \frac{PB_{+}}{} kTmeasq {\frac{(_{\log}}{(}}^{} \frac{}{} Tmeas300.15 \frac{) 3 +}{qk (} \frac{_{_{}}}{} 1.115300.15}{\frac{-_{}}{EGTmeasT)}}$ ) Tmeas300.15

Блок использует уравнение CBD (T) для вычисления:

Емкость соединения объемного источника путем замены _CBSd, емкости объемного источника с скорректированным по геометрии нулевым смещением, на _CBDd.
Емкость нижнего перехода путем замены _CJd, регулируемой по геометрии нижней емкости на площадь перехода для _CBDd.

Соотношение между емкостью CJSW бокового перехода и температурой T транзистора составляет

$CJSW (T) =_{} \frac{CJSWdpbo + {MJSW}^{*} (4 * 104 * (T - 300,15) *}{pbo - (PB (T) −^{} {pbo}_{))} pbo + MJSW * (4 * 104 *}$ (Tmeas − 300,15) * pbo − (PB − pB

Где:

_CJSWd - емкость боковой стенки на периметр соединения, регулируемая по боковой геометрии.
MJSW - коэффициент бокового профилирования.

Допущения и ограничения

Блок не поддерживает анализ шума.
Блок применяет начальные условия к соединительным конденсаторам, а не к портам блока.

Порты

Сохранение

развернуть все

`gx` - Клемма затвора
электрический

Электрический консервационный порт, связанный с выводом транзисторного затвора.

`dx` - Клемма дренажа
электрический

Электрический консервационный порт, связанный с выводом стока транзистора.

`sx` - Терминал-источник
электрический

Электрический консервационный порт, связанный с выводом транзисторного источника.

`bx` - Терминал для массовых грузов
электрический

Электрический консервационный порт, связанный с выводом блока транзисторов.

Параметры

развернуть все

Выбор модели

`MOS model` - Текущая модель стока
`Level 1 MOS` (по умолчанию) | `Level 3 MOS`

Опции модели тока стока MOSFET:

Level 1 MOS - Использовать текущую модель стока уровня 1. Это параметр по умолчанию.
Level 3 MOS - Использовать текущую модель стока уровня 3.

Зависимости

Настройки, выбранные для МОП-модели, влияют на видимость определенных параметров в параметрах токов постоянного тока и процесса.

Размеры

`Device area factor, AREA` - Область устройства
`1.0` (по умолчанию) | положительный скаляр

Коэффициент площади транзистора для масштабирования. Значение должно быть больше 0.

`Number of parallel devices, SCALE` - Количество параллельных устройств
`1` (по умолчанию) | положительное целое число

Число параллельных экземпляров MOS, которые представляет блок. Этот параметр умножает выходной ток и заряд устройства. Значение должно быть больше 0.

`Length of channel, LENGTH` - Длина канала «исток-сток»
`1e-4` `m` (по умолчанию) | положительный скаляр

Длина канала между истоком и стоком.

`Width of channel, WIDTH` - Ширина канала «исток-сток»
`1e-4` `m` (по умолчанию) | положительный скаляр

Ширина канала между истоком и стоком.

`Area of drain, AD` - Зона дренажа
`0` `m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Область диффузии стока транзистора. Значение должно быть больше или равно 0.

`Area of source, AS` - Исходная область
`0` `m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Область диффузии транзисторного источника. Значение должно быть больше или равно 0.

`Perimeter of drain, PD` - Периметр дренажа
`0` `m` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Периметр диффузии стока транзистора. Значение должно быть больше или равно 0.

`Perimeter of source, PS` - Периметр источника
`0` `m` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Периметр диффузии транзисторного источника. Значение должно быть больше или равно 0.

Резисторы

`Number of drain squares, NRD` - Количество квадратов сопротивления диффузии стока
`0` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Число квадратов сопротивления, составляющих диффузию транзисторного стока. Значение должно быть больше или равно 0. Блок использует это значение параметра только в том случае, если не задано одно или оба значения параметров «Сопротивление стока», «Сопротивление RD» и «Сопротивление истока», «RS», как описано в разделе «Расчеты параметров».

`Number of source squares, NRS` - Количество диффузионных квадратов сопротивления транзисторных источников
`1` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Число квадратов сопротивления, составляющих диффузию транзисторного источника. Значение должно быть больше или равно 0. Блок использует это значение параметра только в том случае, если не задано одно или оба значения параметров «Сопротивление стока», «Сопротивление RD» и «Сопротивление истока», «RS», как описано в разделе «Расчеты параметров».

`Drain resistance, RD` - Сопротивление серии
`0` `Ohm` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Сопротивление стока транзистора. Значение должно быть больше или равно 0.

`Source resistance, RS` - Сопротивление серии
`0` `Ohm` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Сопротивление транзисторного источника. Значение должно быть больше или равно 0.

`Sheet resistance, RSH` - На квадратное сопротивление
`0` `Ohm` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Сопротивление на квадрат истока и стока транзистора. Установите флажок «Расчет параметров», чтобы увидеть, когда блок использует этот параметр. Значение должно быть больше или равно 0.

Токи постоянного тока

`Threshold voltage, VTO` - Пороговое напряжение
`0` `V` (по умолчанию) | скаляр

Напряжение затвора-истока, выше которого транзистор создает ненулевой ток стока. При назначении этого параметра значение NaNблок вычисляет значение из заданных значений толщины оксида, TOX и легирования подложки, параметров NSUB. Дополнительные сведения об этом расчете см. в разделе Температурная зависимость.

`Transconductance, KP` - Проводимость
`2e-5` `A/V^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Производная тока стока от напряжения затвора. Значение должно быть больше или равно 0. При назначении этого параметра значение NaNблок вычисляет значение из заданных значений толщины оксида, TOX и легирования подложки, параметров NSUB. Дополнительные сведения об этом расчете см. в разделах Модель тока стока уровня 1 или Модель тока стока уровня 3, соответствующие выбранному значению параметра модели MOS.

`Bulk threshold, GAMMA` - Порог массы
`0` `V^0.50000` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Параметр эффекта тела, который связывает пороговое напряжение VTH со смещением тела VBS, как описано в модели тока стока уровня 1 и модели тока стока уровня 3. Значение должно быть больше или равно 0. При назначении этого параметра значение NaNблок вычисляет значение из заданных значений толщины оксида, TOX и легирования подложки, параметров NSUB. Дополнительные сведения об этом расчете см. в разделах Модель тока стока уровня 1 или Модель тока стока уровня 3, соответствующие выбранному значению параметра модели MOS.

`Surface potential, PHI` - Поверхностный потенциал
`0.6` `V` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Удвоенное напряжение, при котором концентрация поверхностных электронов становится равной собственной концентрации, и устройство переходит между условиями истощения и инверсии. Значение должно быть больше или равно 0. При назначении этого параметра значение NaNблок вычисляет значение из заданных значений толщины оксида, TOX и легирования подложки, параметров NSUB. Дополнительные сведения об этом расчете см. в разделах Модель тока стока уровня 1 или Модель тока стока уровня 3, соответствующие выбранному значению параметра модели MOS.

`Channel modulation, LAMBDA` - Модуляция длины канала
`0` `1/V` (по умолчанию) | скаляр

Модуляция длины канала.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Level 1 MOS для параметра модели MOS в настройках выбора модели.

`Bulk saturation current, IS` - Величина тока насыщения
`1e-14` `A` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Величина тока, к которому приближается переход, асимптотически для очень больших уровней обратного смещения. Значение должно быть больше или равно 0.

`Emission coefficient, N` - Коэффициент выбросов
`1` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Коэффициент излучения транзистора или коэффициент идеальности. Значение должно быть больше 0.

`Bulk jct sat current density, JS` - Оптовая плотность тока насыщенности соединения
`0` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Величина тока на единицу площади, к которой переход приближается асимптотически для очень больших уровней обратного смещения. Значение должно быть больше или равно 0.

`Width effect on threshold, DELTA` - Коэффициент ширины
`0` (по умолчанию) | скаляр

Коэффициент, контролирующий влияние ширины транзистора на пороговое напряжение.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Level 3 MOS для параметра модели MOS в настройках выбора модели.

`Max carrier drift velocity, VMAX` - Максимальная скорость дрейфа
`0` `m/s` (по умолчанию) | скаляр

Максимальная скорость дрейфа носителей.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Level 3 MOS для параметра модели MOS в настройках выбора модели.

`Fast surface state density, NFS` - Высокая плотность поверхностного состояния
`0` `1/cm^2` (по умолчанию) | скаляр

Быстрая плотность поверхностного состояния регулирует ток стока для уменьшения подвижности, вызванного напряжением затвора.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Level 3 MOS для параметра модели MOS в настройках выбора модели.

`Vds dependence threshold volt, ETA` - Порог напряжения стока-истока
`0` (по умолчанию) | скаляр

Коэффициент, который управляет тем, как напряжение стока влияет на подвижность при расчете тока стока.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Level 3 MOS для параметра модели MOS в настройках выбора модели.

`Vgs dependence on mobility, THETA` - Коэффициент зависимости от мобильности
`0` `1/V` (по умолчанию) | скаляр

Коэффициент, который управляет тем, как напряжение затвора влияет на подвижность при расчете тока стока.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Level 3 MOS для параметра модели MOS в настройках выбора модели.

`Mobility modulation, KAPPA` - коэффициент модуляции мобильности;
`0.2` (по умолчанию) | скаляр

Коэффициент модуляции длины канала для модели МОП уровня 3.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Level 3 MOS для параметра модели MOS в настройках выбора модели.

C-V

`Model gate capacitance (CGS, CGD, CGB)` - Модель емкости затвора
`No intrinsic capacitance` (по умолчанию) | `Meyer gate capacitances` | `Charge conservation capacitances`

Варианты моделирования емкости затвора:

No intrinsic capacitance - Не включать емкость затвора в модель.
Meyer gate capacitances —
Charge conservation capacitances —

`Model gate overlap capacitance (CGSO, CGDO, CGBO)` - Модель перекрытия шейки питателя
`No` (по умолчанию) | `Yes`

Параметры моделирования емкости перекрытия затвора:

No - Не включайте в модель емкость перекрытия затвора.
Yes - укажите емкость затворов-истоков, затворов-стоков и затворов-насыпей.

Зависимости

Выбор Yes предоставляет связанные параметры.

`G-S overlap capacitance, CGSO` - Емкость перекрытия затвора-источника
`0` `F/m` (по умолчанию) | скаляр | `0` или ≥ `1e-18`

Емкость затвора-источника за счет боковой диффузии источника. Значение должно быть равно 0 или больше или равно Cmin. Cmin - это встроенная константа модели, значение которой равно 1e-18.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для параметра Емкость перекрытия затвора модели (CGSO, CGDO, CGBO).

`G-D overlap capacitance, CGDO` - Емкость перекрытия затвора и стока
`0` `F/m` (по умолчанию) | скаляр | `0` или ≥ `1e-18`

Емкость затвора-стока за счет боковой диффузии стока. Значение должно быть равно 0 или больше или равно Cmin. Cmin - это встроенная константа модели, значение которой равно 1e-18.

Зависимости

`G-B overlap capacitance, CGBO` - Емкость полного перекрытия затвора
`0` `F/m` (по умолчанию) | скаляр | `0` или ≥ `1e-18`

Затворно-объемная емкость за счет выхода затвора за ширину канала. Значение должно быть равно 0 или больше или равно Cmin. Cmin - это встроенная константа модели, значение которой равно 1e-18.

Зависимости

`Model junction capacitance (CBD, CBS)` - Модель емкости перехода
`No` (по умолчанию) | `Yes`

Варианты моделирования емкости перехода:

No - Не включать в модель емкость перехода.
Yes - Указать емкость перехода с нулевым смещением, потенциал перехода, коэффициент градации, истощение прямого смещения и коэффициент емкости.

Зависимости

Выбор Yes предоставляет связанные параметры.

`Zero-bias BD capacitance, CBD` - Емкость перехода с нулевым смещением
`0` `F` (по умолчанию) | `0` или ≥ `1e-18`

Емкость между насыпью и стоком. Значение должно быть равно 0 или больше или равно Cmin. Cmin - это встроенная константа модели, значение которой равно 1e-18.