SPICE NMOS

Совместимый с SPICE N-канал MOSFET

Библиотека:
Simscape/Электрический/Дополнительные компоненты/Полупроводники SPICE

Описание

Блок SPICE NMOS представляет собой полупроводниковый полупроводник (MOS) с отрицательным каналом (N-Channel), совместимый с SPICE. Если напряжение затвора-источника увеличивает увеличения проводимости канала. Если напряжение затвора-источника уменьшается, проводимость канала уменьшается.

SPICE, или Simulation Program с упором на интегральные схемы, является инструментом симуляции для электронных схем. Можно преобразовать некоторые подсхемы SPICE в эквивалентные модели Simscape™ Electrical™ с помощью блоков Environment Parameters и SPICE-совместимых блоков из библиотеки дополнительных компонентов. Для получения дополнительной информации смотрите subcircuit2ssc.

Переменные уравнения

Переменные для SPICE NMOS блочных уравнений включают:

Переменные, которые вы задаете, задавая параметры для блока SPICE NMOS. Видимость некоторых параметров зависит от значения, которое вы задаете для других параметров. Для получения дополнительной информации см. раздел « Параметры».
Скорректированные по геометрии переменные, которые зависят от нескольких значений, которые вы задаете используя параметры для блока SPICE NMOS. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Скорректированные по геометрии Переменные».
Температура, T, которая 300.15 K по умолчанию. Можно использовать другое значение, задавая параметры для блока SPICE NMOS или задавая параметры как для блока SPICE NMOS, так и для блока Environment Parameters. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Температура транзистора»
Минимальная проводимость, GMIN, которая 1e-12 1/Ohm по умолчанию. Можно использовать другое значение, задав параметр для блока Environment Parameters. Для получения дополнительной информации см. «Минимальная проводимость».
Тепловое напряжение, _Vtn. Для получения дополнительной информации см. «Тепловое напряжение».

Переменные с поправкой на геометрию

Несколько переменных в уравнениях для модели MOSFET N-канала SPICE рассматривают геометрию устройства, которое представляет блок. Эти переменные с поправкой на геометрию зависят от переменных, которые вы задаете, задавая SPICE NMOS параметры блоков. Переменные с поправкой на геометрию зависят от этих переменных:

AREA - Площадь устройства
SCALE - Количество параллельно подключенных устройств
Связанная нескорректированная переменная

Таблица включает скорректированные по геометрии переменные и определяющие уравнения.

Переменная	Описание	Уравнение
_KPd	Преобразование с поправкой на геометрию	$K P_{d} = K P * A R E A * S C A L E$
_ISd	Скорректированный по геометрии ток массового насыщения	$I S_{d} = I S * A R E A * S C A L E$
_JSd	Скорректированная по геометрии плотность тока насыщения объемного соединения	$J S_{d} = J S * A R E A * S C A L E$
_CBDd	Скорректированная по геометрии емкость насыпного дренажа с нулевым смещением	$C B D_{d} = C B D * A R E A * S C A L E$
_CBSd	Скорректированная по геометрии емкость с нулевым смещением с объемным источником	$C B S_{d} = C B S * A R E A * S C A L E$
_CGSOd	Скорректированный по геометрии затвор-источник перекрывает емкость	$C G S O_{d} = C G S O * A R E A * S C A L E$
_CGDOd	Регулируемая геометрией емкость перекрытия затвора-стока	$C G D O_{d} = C G D O * A R E A * S C A L E$
_CGBOd	Скорректированная по геометрии затворная емкость с объемным перекрытием	$C G B O_{d} = C G B O * A R E A * S C A L E$
CJ	Скорректированная по геометрии нижняя емкость на площадь соединения	$C J_{d} = C J * A R E A * S C A L E$
CJSW	Регулируемая геометрией емкость боковой стенки на периметр соединения	$C J S W_{d} = C J S W * A R E A * S C A L E$
_RDd	Скорректированное по геометрии сопротивление дренажа	$R D_{d} = \frac{R D}{A R E A * S C A L E}$
_RSd	Скорректированное по геометрии сопротивление источника	$R S_{d} = \frac{R S}{A R E A * S C A L E}$
_RSHd	Скорректированное по геометрии сопротивление листа	$R S H_{d} = \frac{R S H}{A R E A * S C A L E}$

Температура транзистора

Существуют две различные опции определения температуры транзистора, T:

Фиксированная температура - блок использует температуру, которая независима от температуры схемы, когда Model temperature dependence using параметр в Temperature параметрах настройки SPICE NMOS блок установлен на Fixed temperature. Для этой модели наборы блоков T равными TFIXED.
Температура устройства - блок использует температуру, которая зависит от температуры схемы, когда Model temperature dependence using параметр в Temperature параметрах настройки SPICE NMOS блок установлен на Device temperature. Для этой модели блок определяет температуру как

$T = T_{C} + T O F F S E T$
Где:
- _TC - температура контура.
  Если в схеме нет Environment Parameters блока, _TC равно 300,15 K.
  Если есть Environment Parameters, блок в схеме, _TC равен значению, которое Вы определяете для Temperature параметра в SPICE параметрах настройки Environment Parameters блок. Значение по умолчанию для параметра Temperature 300.15 K.
- TOFFSET - смещенная температура локального контура.

Минимальная проводимость

Минимальная проводимость, GMIN, имеет значение по умолчанию 1e–12 1/Ohm. Чтобы задать другое значение:

Если в схеме еще нет Environment Parameters блока, добавьте его.
В настройках SPICE блока Environment Parameters задайте желаемое значение GMIN для параметра GMIN.

Тепловое Напряжение

_Vtn - тепловое напряжение, которое определяется как

$V_{t n} = N \frac{k * T}{q}$

Где:

N - коэффициент выбросов.
T - температура транзистора. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Температура транзистора»
k - константа Больцмана.
q - элементарный заряд электрона.

Расчеты параметров

Таблицы показывают, как блок SPICE NMOS определяет некоторые из его параметров на основе значений, которые вы задаете.

Сопротивление дренажа

Значения параметров			Скорректированное по геометрии сопротивление стока транзистора
Drain resistance, RD	Sheet resistance, RSH	Number of drain squares, NRD
`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			Скорректированное по геометрии сопротивление источника транзистора
Source resistance, RS	Sheet resistance, RSH	Number of source squares, 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			Преобразование с регулировкой геометрии (уровень 1), в A/V²	Преобразование с регулировкой геометрии (уровень 3), в A/V²	Подвижность поверхности (уровень 3), в см²/ s/V
Oxide thickness, TOX	Surface mobility, U0	Transconductance, KP	Преобразование с регулировкой геометрии (уровень 1), в A/V²	Преобразование с регулировкой геометрии (уровень 3), в A/V²	Подвижность поверхности (уровень 3), в см²/ s/V
`NaN`	`NaN`	`NaN`	`2e-5` (значение по умолчанию)	`2e-5` (значение по умолчанию)	`600` (значение по умолчанию)
`NaN`	`NaN`	`KP`	`_KPd`	`_KPd`	`600`
`NaN`	`U0`	`NaN`	`2e-5`	UO * EPXox / `1e-7`	`U0`
`NaN`	`U0`	`KP`	`_KPd`	`_KPd`	`U0`
TOX	`NaN`	`NaN`	`600`* EPXox / TOX	`600`* EPXox / TOX	`600`
TOX	`NaN`	`KP`	`_KPd`	`_KPd`	`600`
TOX	`U0`	`NaN`	UO * EPXox / TOX	UO * EPXox / TOX	`U0`
TOX	`U0`	`KP`	`_KPd`	`_KPd`	`U0`

Толщина оксида и пороговое напряжение

Значения параметров				Поверхностный потенциал, PHI (уровень 1), в V	Пороговое напряжение, VTO (уровень 1), в V	Поверхностный потенциал, PHI (уровень 3), в V	Пороговое напряжение, VTO (уровень 3), в V
Oxide thickness, TOX	Substrate doping, NSUB	Surface potential, PHI	Threshold voltage, VTO	Поверхностный потенциал, PHI (уровень 1), в V	Пороговое напряжение, VTO (уровень 1), в V	Поверхностный потенциал, PHI (уровень 3), в V	Пороговое напряжение, VTO (уровень 3), в V
`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) получаются с помощью этих уравнений:

$P H I = 2 \frac{k T}{q} \ln (\frac{N S U B}{n i})$

$G A M M A = \frac{\sqrt{2 q ε_{s i} N S U B}}{C_{o x}}$

$\begin{array}{l} V_{F B} = φ_{M S} - \frac{q N S S}{C_{o x}} \\ V_{T_{O}} = V_{F B} + P H I + G A M M A * \sqrt{P H I} . \end{array}$

Модель диода с массовым исходным кодом

Таблица показывает уравнения, которые определяют зависимость между током массового источника, _Ibs и напряжением массового источника, _Vbs. При необходимости параметры модели сначала настраиваются на температуру. Для получения дополнительной информации см. «Температурная зависимость».

Применимая область значений _Vbs значений	Соответствующее _Ibs уравнение
$V_{b s} > 80 * V_{t n}$	$I_{b s} = I S_{b s} * ((\frac{V_{b s}}{V_{t n}} - 79) e^{80} - 1) + V_{b s} * G \min$
$80 V_{t n} \geq V_{b s}$	$I_{b s} = I S_{b s} * (e^{V_{b s} / V_{t n}} - 1) + V_{b s} * G \min$

Где:

_ISbs является током массового насыщения, таким что, если:
- $J S_{d} \neq 0$ и $A S \neq 0$ , $I S_{b s} = J S_{d} * A S$ .
  Где:
  - _JSd - скорректированная по геометрии плотность тока насыщения объемного соединения.
  - AS является исходной областью.
- Если $J S_{d} = 0$ или $A S = 0$ , $I S_{b s} = I S_{d}$ , где _ISd - скорректированный по геометрии ток массового насыщения.
_Vtn - тепловое напряжение. Для получения дополнительной информации см. «Тепловое напряжение».
_Gmin - это минимальная проводимость. Для получения дополнительной информации см. «Минимальная проводимость».

Модель диода насыпной дренажной системы

Таблица показывает уравнения, которые определяют зависимость между _Ibd тока массового стока и напряжением массового стока, _Vbd. При необходимости параметры модели сначала настраиваются на температуру. Для получения дополнительной информации см. «Температурная зависимость».

Применимая область значений _Vbd значений	Соответствующее _Ibd уравнение
$V_{b d} > 80 * V_{t n}$	$I_{b d} = I S_{b d} * ((\frac{V_{b d}}{V_{t n}} - 79) e^{80} - 1) + V_{b d} * G \min$
$80 V_{t n} \geq V_{b d}$	$I_{b d} = I S_{b d} * (e^{V_{b d} / V_{t n}} - 1) + V_{b d} * G \min$

Где:

_ISbd является током массового стока, таким образом:
- Если $J S_{d} \neq 0$ и $A D \neq 0$ , $I S_{b d} = J S_{d} * A D$ .
  Где:
  - _JSd - скорректированная по геометрии плотность тока насыщения объемного соединения.
  - AD - площадь дренажа.
- Если $J S_{d} = 0$ или $A D = 0$ , $I S_{b d} = I S_{d}$ , где _ISd - скорректированный по геометрии ток массового насыщения.
_Vtn - тепловое напряжение. Для получения дополнительной информации см. «Тепловое напряжение».
_Gmin - это минимальная проводимость. Для получения дополнительной информации см. «Минимальная проводимость».

Модель тока слива уровня 1

В этой таблице показана связь между током стока, _Id и напряжением стока-источника, _Vds, в режиме normal mode (_Vds ≥ 0). При необходимости параметры модели сначала настраиваются на температуру.

Режим Normal Mode

Применимая область значений _Vgs и _Vds значений	Соответствующее _Id уравнение
$V_{g s} - V_{o n} \leq 0$	$I_{d} = 0$
$0 < V_{g s} - V_{o n} \leq V_{d s}$	$I_{d} = B E T A * {(V_{g s} - V_{o n})}^{2} \frac{(1 + L A M B D A * V_{d s})}{2}$
$0 < V_{d s} < V_{g s} - V_{o n}$	$I_{d} = B E T A * V_{d s} ((V_{g s} - V_{o n}) - \frac{V_{d s}}{2}) (1 + L A M B D A * V_{d s})$

Где:

_Von зависит от _Vbs и PHI.

Применимое соотношение _Vbs и PHI значений	Соответствующее _Von уравнение
$V_{b s} \leq 0$	$V_{o n} = M T Y P E * V B I + G A M M A \sqrt{P H I - V_{b s}}$
$0 < V_{b s} \leq 2 * P H I$	$V_{o n} = M T Y P E * V B I + G A M M A (\sqrt{P H I} - \frac{V_{b s}}{2 \sqrt{P H I}})$
$V_{b s} > 2 * P H I$	$V_{o n} = M T Y P E * V B I$

MTYPE равно 1.
BETA есть $B E T A = (K P_{d} * W I D T H) / (L E N G T H - 2 * L D)$
KP является:
- Transconductance, KP, если этот параметр имеет числовое значение.
- $U 0 * 3.9 * ε_{0} / T O X$ , если Transconductance, KP NaN и вы задаете значения как для Oxide thickness, TOX, так и для Substrate doping, NSUB параметров.
WIDTH - ширина канала.
LENGTH - длина канала.
LD - боковая диффузия.
VBI - это встроенное значение напряжения, используемое блоком в вычислениях. Значение является функцией от температуры. Для получения подробного определения см. «Температурная зависимость».
PHI является:
- Surface potential, PHI, если этот параметр имеет числовое значение.
- $2 * k T_{m e a s} / q * \log (N S U B / n_{i})$ , если Surface potential, PHI NaN и вы задаете значения как для Oxide thickness, TOX, так и для Substrate doping, NSUB параметров.
LAMBDA - модуляция канала.
GAMMA является:
- Bulk threshold, GAMMA, если этот параметр имеет числовое значение.
- $T O X * \sqrt{2 * 11.7 * ε_{0} * q * N S U B} / (3.9 * ε_{0})$ , если Bulk threshold, GAMMA NaN и вы задаете значения как для Oxide thickness, TOX, так и для Substrate doping, NSUB параметров.
_ε0 - диэлектрическая проницаемость свободного пространства, 8,854214871e-12 F/m.
_ni - несущая концентрация внутреннего кремния, 1,45e10 см^-3.

В этой таблице показана связь между _Id тока стока и напряжением стока-источника, _Vds в обратном режиме (_Vds < 0). При необходимости параметры модели сначала настраиваются на температуру.

Обратный режим

Применимая область значений _Vgd и _Vds значений	Соответствующее _Id уравнение
$V_{g d} - V_{o n} \leq 0$	$I_{d} = 0$
$0 < V_{g d} - V_{o n} \leq - V_{d s}$	$I_{d} = - B E T A {(V_{g d} - V_{o n})}^{2} (1 - L A M B D A * V_{d s}) / 2$
$0 < - V_{d s} < V_{g d} - V_{o n}$	$I_{d} = B E T A * V_{d s} ((V_{g d} - V_{o n}) + V_{d s} / 2) (1 - L A M B D A * V_{d s})$

_Von зависит от _Vbd и PHI.

Применимое соотношение _Vbs и PHI значений	Соответствующее _Von уравнение
$V_{b d} \leq 0$	$V_{o n} = M T Y P E * V B I + G A M M A \sqrt{P H I - V_{b d}}$
$0 < V_{b d} \leq 2 * P H I$	$V_{o n} = M T Y P E * V B I + G A M M A (\sqrt{P H I} - \frac{V_{b s}}{2 \sqrt{P H I}})$
$V_{b d} > 2 * P H I$	$V_{o n} = M T Y P E * P H I$

Модель тока слива уровня 3

Блок предоставляет следующую модель для тока стока, _Ids в режим normal mode ( $V_{d s} \geq 0$ ) после корректировки применимых параметров модели для температуры.

$I_{D S} = I_{D S 0} * S c a l e_{V M A X} * S c a l e_{L C h a n} * S c a l e_{I N V}$

Где:

_IDS0 - базовая модель тока стока.
_ScaleVMAX - масштабирование насыщения скорости.
_ScaleLChan - масштабирование модуляции длины канала.
_ScaleINV является Слабым Масштабированием Инверсии.

Блок использует ту же модель для тока стока в обратном режиме ( $V_{d s} < 0$ ), со следующими заменами:

$V_{b s} \equiv V_{b s} - V_{d s}$

$V_{g s} \equiv V_{g s} - V_{d s}$

$V_{d s} \equiv - V_{d s}$

Базовая модель тока стока

Отношение между током стока, _Ids и напряжением стока-источника, _Vds является

$I_{D S 0} = B E T A * F_{g a t e} * (V_{G S X} - V_{T H} - \frac{1 + F_{B}}{2} * V_{D S X}) * V_{D S X}$

Где:

BETA вычисляется как описано в модели тока слива уровня 1.
_FGATE вычисляется как

$F_{g a t e} = \frac{1}{1 + T H E T A * (V_{g s x} - V_{T H})}$
Где:
- THETA моделирует зависимость мобильности от напряжения затвора-источника.
- $V_{g s x} = \max (V_{G S}, V_{o n})$
Если вы задаете ненулевое значение для параметра Fast surface state density, NFS, блок вычисляет _Von используя это уравнение:

$V_{o n} = V_{T H} + x_{n} V_{T}$
В противном случае,

$V_{o n} = V_{T H}$
Блок вычисляет _xn как

$x_{n} = 1 + \frac{q * N F S}{C O X} + \frac{(G A M M A * F_{s} * \sqrt{V_{b u l k}} + \frac{F_{n} * V_{b u l k}}{W I D T H})}{2 * V_{b u l k}}$
Блок вычисляет _Vbulk следующим образом:
- Если
  
  $V_{B S} \leq 0,$
  
  $V_{b u l k} = P H I - V_{B S} .$
- В противном случае блок вычисляет _Vbulk как
  
  $V_{b u l k} = \frac{P H I}{{(1 + \frac{V_{B S}}{2 * P H I})}^{2}}$
Тепловое напряжение, такое что

$V_{T} = \frac{k T}{q}$
Блок вычисляет _VTH используя следующее уравнение:

$\begin{array}{l} V_{T H} = V_{B I} - \frac{8.15 e^{- 22} * E T A}{C O X * {(L E N G T H - 2 * L D)}^{3}} * V_{D S} \\ + G A M M A * F_{s} * \sqrt{V_{b u l k}} + F_{n} * V_{b u l k} \end{array}$
Для получения информации о том, как блок вычисляет _VBI, см. «Температурная зависимость».
ETA является Vds dependence threshold volt, ETA.
$C O X = \frac{ε_{o x}}{T O X},$
Где _εox - диэлектрическая проницаемость оксида, а TOX - Oxide thickness, TOX.
Если вы задаете ненулевое значение для параметра Junction depth, XJ и значение для параметра Substrate doping, NSUB, блок вычисляет _Fs, используя эти уравнения:

$α = \frac{2 ε_{s i}}{q N S U B}$

$X D = \sqrt{α}$

$w c = .0631353 + .8013292 * \frac{X D * \sqrt{V_{b u l k}}}{X J} - .01110777 * {(\frac{X D * \sqrt{V_{b u l k}}}{X J})}^{2} + \frac{L D}{X J}$

$F_{s} = 1 - (w c * {\sqrt{1 - (\frac{X D * \sqrt{V_{b u l k}}}{X J + X D * \sqrt{V_{b u l k}}})}}^{2} - \frac{L D}{X J})$
Где _εsi - диэлектрическая проницаемость кремния.
В противном случае,

$F_{s} = 1$
Блок вычисляет _FB как

$F_{B} = \frac{G A M M A * F_{s}}{4 * \sqrt{V_{b u l k}}} + F_{n}$
Блок вычисляет _Fn как

$F_{n} = \frac{D E L T A * π * ε_{s i}}{2 * C O X * W I D T H}$
DELTA - эффект ширины на порог.
_VDSX является меньшим из _VDS и напряжения насыщения, _Vdsat.
- Если вы задаете положительное значение для параметра Max carrier drift velocity, VMAX, блок вычисляет _Vdsat с помощью следующего уравнения:
  
  $\begin{array}{l} V_{d s a t} = \frac{V_{g s x} - V_{T H}}{1 + F_{B}} + \frac{(L E N G T H - 2 * L D) * V M A X}{U O * F_{g a t e}} \\ - \sqrt{{(\frac{V_{g s x} - V_{T H}}{1 + F_{B}})}^{2} + {(\frac{(L E N G T H - 2 * L D) * V M A X}{U O * F_{g a t e}})}^{2}} \end{array}$
  В противном случае блок вычисляет _Vdsat как
  
  $V_{d s a t} = \frac{V_{g s x} - V_{T H}}{1 + F_{B}}$

Масштабирование насыщения по скорости

Если вы задаете положительное значение для параметра Max carrier drift velocity, VMAX, блок вычисляет _ScaleVMAX как

$S c a l e_{V M A X} = \frac{1}{1 + \frac{U O * F_{g a t e}}{(L E N G T H - 2 * L D) * V M A X} * V_{D S X}}$

В противном случае,

$S c a l e_{V M A X} = 1$

Масштабирование модуляции длины канала

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

$V_{D S} > V {}_{d s a t}$
Значение Max carrier drift velocity, VMAX меньше или равно нулю или α ненулевое.

Блок масштабирует ток стока с помощью следующего уравнения:

$S c a l e_{L C h a n} = \frac{1}{1 - \frac{Δ l}{(L E N G T H - 2 * L D)}}$

Вычислять $Δ l$ блок:

Вычисляет промежуточное значение $Δ l_{0}$ .
- Если вы задаете положительное значение для параметра Max carrier drift velocity, VMAX, блок вычисляет промежуточное значение, _gdsat как больше 1e-12 и результат следующего уравнения:
  
  $I_{D S 0} * (1 - \frac{1}{1 + S c a l e_{g_{d s a t}} * V_{D S X}}) * S c a l e_{g_{d s a t}}$
  Где:
  
  $S c a l e_{g_{d s a t}} = \frac{U O * F_{g a t e}}{(L E N G T H - 2 * L D) * V M A X}$
  Затем блок использует следующее уравнение, чтобы вычислить промежуточное значение и _l0:
  
  $\begin{array}{l} Δ l_{0} = \sqrt{{(\frac{K A * I_{D S}}{2 * (L E N G T H - 2 * L D) * g_{d s a t}})}^{2} + K A * (V_{D S} - V_{d s a t})} \\ - \frac{K A * I_{D S}}{2 * (L E N G T H - 2 * L D) * g_{d s a t}} \end{array}$
  Где
  
  $K A = K A P P A * α .$
- В противном случае блок использует следующее уравнение, чтобы вычислить промежуточное значение $Δ l_{0}$ как
  
  $Δ l = \sqrt{K A * (V_{D S} - V_{d s a t})}$
Блок проверяет прохождение пуансона и вычисляет $Δ l$ .
- Если
  
  $Δ l_{0} > (L E N G T H - 2 * L D) / 2,$
  блок вычисляет $Δ l$ используя следующее уравнение:
  
  $Δ l = (1 - \frac{(L E N G T H - 2 * L D)}{4 * Δ l_{0}}) * (L E N G T H - 2 * L D)$
- В противном случае,
  
  $Δ l = Δ l_{0} .$

Слабое масштабирование инверсии

Если _VGS меньше _Von, блок вычисляет _ScaleINV с помощью следующего уравнения:

$S c a l e_{I N V} = e^{\frac{V_{g s} - V_{o n}}{x_{n} * V_{T}}}$

В противном случае,

$S c a l e_{I N V} = 1$

Модель заряда соединения

Блок моделирует Заряды перекрытия соединений и Заряды Массовых Соединений.

Затраты на перекрытие соединений

Блок вычисляет следующие заряды перекрытия соединений:

$Q_{G S} = C G S O_{d} * W I D T H * V_{g s}$

Где:
- _QGS - заряд перекрытия затвора-источника.
- _CGSOd - скорректированная по геометрии емкость перекрытия затвора-источника.
- WIDTH - ширина канала.
$Q_{G D} = C G D O_{d} * W I D T H * V_{g d}$

Где:
- _QGD - заряд перекрытия затвора-стока.
- _CGDOd - регулируемая по геометрии емкость перекрытия затвора-стока.
$Q_{G B} = C G B O_{d} * (L E N G T H - 2 * L D) * V_{g b}$

Где:
- _QGB - заряд перекрытия затвора.
- _CGBOd - скорректированная по геометрии затворно-объемная емкость перекрытия.
- LENGTH - длина канала.
- LD - боковая диффузия.

Сборы за массовые соединения

В этой таблице показана зависимость между нижним соединением насыпной дренажной системы _Qbottom и напряжением соединения, _Vbd. При необходимости параметры модели сначала настраиваются на температуру.

Применимая область значений _Vbd значений	Соответствующее _Qbottom уравнение
$V_{b d} < F C * P B$	$Q_{b o t t o m} = \frac{C B D_{d} * P B * (1 - {(1 - \frac{V_{b d}}{P B})}^{1 - M J})}{1 - M J}$ если $C B D_{d} > 0$ $Q_{b o t t o m} = \frac{C J_{d} * A D * P B * (1 - {(1 - \frac{V_{b d}}{P B})}^{1 - M J})}{1 - M J}$ в противном случае.
$V_{b d} \geq F C * P B$	$\begin{array}{l} Q_{b o t t o m} = C B D_{d} * \\ (F 1 + \frac{F 3 * (V_{b d} - F C * P B) + \frac{M J * (V_{b d}^{2} - {(F C * P B)}^{2})}{2 * P B}}{F 2}) \end{array}$ если $C B D_{d} > 0$ $\begin{array}{l} Q_{b o t t o m} = C J_{d} * A D * \\ (F 1 + \frac{F 3 * (V_{b d} - F C * P B) + \frac{M J * (V_{b d}^{2} - {(F C * P B)}^{2})}{2 * P B}}{F 2}) \end{array}$ в противном случае.

Применимая область значений _Vbd значений

Соответствующее _Qbottom уравнение

V_{b d} < F C * P B

$Q_{b o t t o m} = \frac{C B D_{d} * P B * (1 - {(1 - \frac{V_{b d}}{P B})}^{1 - M J})}{1 - M J}$ если $C B D_{d} > 0$

$Q_{b o t t o m} = \frac{C J_{d} * A D * P B * (1 - {(1 - \frac{V_{b d}}{P B})}^{1 - M J})}{1 - M J}$ в противном случае.

V_{b d} \geq F C * P B

$\begin{array}{l} Q_{b o t t o m} = C B D_{d} * \\ (F 1 + \frac{F 3 * (V_{b d} - F C * P B) + \frac{M J * (V_{b d}^{2} - {(F C * P B)}^{2})}{2 * P B}}{F 2}) \end{array}$ если $C B D_{d} > 0$

$\begin{array}{l} Q_{b o t t o m} = C J_{d} * A D * \\ (F 1 + \frac{F 3 * (V_{b d} - F C * P B) + \frac{M J * (V_{b d}^{2} - {(F C * P B)}^{2})}{2 * P B}}{F 2}) \end{array}$ в противном случае.

Где:

PB - потенциал объемного соединения.
FC - коэффициент емкости.
_CBDd - скорректированная по геометрии емкость свободного стока с нулевым смещением.
_CJd - скорректированная по геометрии нижняя емкость на площадь соединения.
AD - площадь дренажа.
MJ - коэффициент нижнего градиента.
$F 1 = \frac{P B * (1 - {(1 - F C)}^{1 - M J})}{1 - M J}$
$F 2 = {(1 - F C)}^{1 + M J}$
$F 3 = 1 - F C * (1 + M J)$

Чтобы вычислить нижний заряд соединения с массовым источником, блок заменяет переменные в уравнениях в предыдущей таблице. Блок заменяет:

_Vbs для _Vbd
AS для AD
_CBSd для _CBDd

В этой таблице показана взаимосвязь между _Qsidewall соединения боковых стенок насыпной дренажной системы и _Vbd напряжения соединения. При необходимости параметры модели сначала настраиваются на температуру.

Применимая область значений _Vbd значений	Соответствующее _Qsidewall уравнение
$V_{b d} < F C * P B$	$Q_{s i d e w a l l} = \frac{C J S W_{d} * P D * P B * (1 - {(1 - \frac{V_{b d}}{P B})}^{1 - M G S W})}{1 - M G S W}$
$V_{b d} \geq F C * P B$	$\begin{array}{l} Q_{s i d e w a l l} = C J S W_{d} * P D * \\ (F 1 + \frac{F 3 * (V_{b d} - F C * P B) + \frac{M G S W * (V_{b d}^{2} - {(F C * P B)}^{2})}{2 * P B}}{F 2}) \end{array}$

Где:

_CJSWd - скорректированная по геометрии емкость боковой стенки на периметр соединения.
PD - периметр стока.
MGSW - боковой коэффициент профилирования.
$F 1 = \frac{P B * (1 - {(1 - F C)}^{1 - M J S W})}{1 - M J S W}$
$F 2 = {(1 - F C)}^{1 + M J S W}$
$F 3 = 1 - F C * (1 + M J S W)$

Чтобы вычислить массовый заряд соединения боковой стенки и напряжение соединения боковой стенки, блок заменяет переменные в уравнениях в предыдущей таблице. Блок заменяет:

_Vbs для _Vbd
PS для PD

Емкостная модель

Блок SPICE NMOS позволяет вам смоделировать модель емкости транзистора тремя различными способами:

Модель емкости затвора Майера

Эта таблица показывает взаимосвязь между рабочими областями транзистора и емкостями затвора, слива затвора и источника затвора.

Оперативная область	Литник-навал, _Cgb, сток-затвор, _Cgd и источник затвора, _Cgs, уравнения
Область накопления, $V_{g b} < V_{F B}$	$\begin{array}{l} C_{g b} = C o x t \\ C_{g d} = 0 \\ C_{g s} = 0 \end{array}$
Область истощения, $V_{g s} < V_{T H}$	$\begin{array}{l} C_{g b} = \frac{C o x t}{\sqrt{1 + \frac{4}{G A M M A^{2}} * (V_{g b} - V_{F B})}} \\ C_{g d} = 0 \\ C_{g s} = 0 \end{array}$
Область насыщения, $V_{g s} - V_{T H} < V_{d s}$	если $V_{d s} < V_{s a t m i n}$ затем:	если $V_{d s} \geq V_{s a t m i n}$ затем:
Область насыщения, $V_{g s} - V_{T H} < V_{d s}$	$\begin{array}{l} C_{g b} = 0 \\ C_{g d} = \frac{2}{3} (C o x t - C_{g b}) (1 - \frac{{(V_{s a t m i n})}^{2}}{{(2 V_{s a t m i n} - V_{d s})}^{2}}) \\ C_{g s} = \frac{2}{3} (C o x t - C_{g b}) (1 - \frac{{(V_{s a t m i n} - V_{d s})}^{2}}{{(2 V_{s a t m i n} - V_{d s})}^{2}}) \end{array}$	$\begin{array}{l} C_{g b} = 0 \\ C_{g d} = 0 \\ C_{g s} = \frac{2}{3} (C o x t - C_{g b}) \end{array}$
Линейная область, $V_{g s} - V_{T H} > V_{d s}$	$\begin{array}{l} C_{g b} = 0 \\ C_{g d} = \frac{2}{3} (C o x t - C_{g b}) * (1 - \frac{{(V_{g s} - V_{T H})}^{2}}{{(2 * (V_{g s} - V_{T H}) - V_{d s})}^{2}}) \\ C_{g s} = \frac{2}{3} (C o x t - C_{g b}) * (1 - \frac{{(V_{g s} - V_{T H} - V_{d s})}^{2}}{{(2 * (V_{g s} - V_{T H}) - V_{d s})}^{2}}) \end{array}$

где:

$C o x t = W I D T H * (L E N G T H - 2 * L D) * C O X * A R E A * S C A L E$
$V_{F B} = V B I * M T Y P E - P H I$ - напряжение плоского диапазона.
_Vsatmin - это 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 инверсией. Другие инструменты SPICE применяют функции сглаживания между областями инверсии и истощения.

$\begin{array}{l} C_{g b} = \frac{W I D T H * L E N G T H * C O X}{\sqrt{{(1 + \frac{4}{G A M M A^{2}} * (V_{T H} - V_{b s} - V_{F B}))}^{m}}} * s m o o t h i n g \\ s m o o t h i n g = \frac{1}{{(1 + \frac{4}{G A M M A^{2}} * (V_{g s} - V_{T H}))}^{m}} \end{array}$

где m является предопределенной константой сглаживания.

Модель емкости сохранения зарядов

Эта таблица показывает взаимосвязь между рабочими областями транзистора и затвором, массой, каналом, стоком и исходными зарядами для MOS уровня 1.

Оперативная область	Level-1 уравнения зарядов
Область накопления, $V_{g b} < V_{F B}$	$\begin{array}{l} Q_{g} = C o x t * (V_{g b} - V_{F B}) \\ Q_{b} = - C o x t * (V_{g b} - V_{F B}) \\ Q_{c} = 0 \\ Q_{d} = 0 \\ Q_{s} = Q_{c} - Q_{d} \end{array}$
Область истощения, $V_{g s} < V_{T H}$	$\begin{array}{l} Q_{g} = - 0.5 * C o x t * G A M M A^{2} * (1 - \sqrt{1 + \frac{4}{G A M M A^{2}} * (V_{g b} - V_{F B})}) \\ Q_{b} = 0.5 * C o x t * G A M M A^{2} * (1 - \sqrt{1 + \frac{4}{G A M M A^{2}} * (V_{g b} - V_{F B})}) \\ Q_{c} = 0 \\ Q_{d} = 0 \\ Q_{s} = Q_{c} - Q_{d} \end{array}$
Область насыщения, $V_{g s} - V_{T H} < V_{d s}$	$\begin{array}{l} Q_{g} = C o x t * (V_{g s} - V_{F B} - P H I - \frac{V_{g s} - V_{T H}}{3}) \\ Q_{b} = - C o x t * (V_{T H} - V_{F B} - P H I) \\ Q_{c} = - C o x t * (V_{g s} - V_{T H} - \frac{V_{g s} - V_{T H}}{3}) \\ Q_{d} = 0 \\ Q_{s} = Q_{c} - Q_{d} \end{array}$
Линейная область, $V_{g s} - V_{T H} > V_{d s}$	$\begin{array}{l} Q_{g} = C o x t * (V_{g s} - V_{F B} - P H I - \frac{V_{d s}}{2} + \frac{V_{d s}^{2}}{12 (V_{g s} - V_{T H} - 0.5 V_{d s})}) \\ Q_{b} = - C o x t * (V_{T H} - V_{F B} - P H I) \\ Q_{c} = - C o x t * (V_{g s} - V_{T H} - \frac{V_{d s}}{2} + \frac{V_{d s}^{2}}{12 (V_{g s} - V_{T H} - 0.5 V_{d s})}) \\ Q_{d} = - C o x t * (\frac{V_{g s} - V_{T H}}{2} - \frac{3 V_{d s}}{4} + \frac{V_{d s}^{2}}{8 (V_{g s} - V_{T H} - 0.5 V_{d s})}) \\ Q_{s} = Q_{c} - Q_{d} \end{array}$

где:

$Q_{c} = - (Q_{g} + Q_{b}) = Q_{d} + Q_{s}$ - заряд в канале. _Qc нужно разделить между _Qd и _Qs.

где:

_Qg - заряд ворот.
_Qb - массовый заряд.
_Qd - сточный заряд.
_Qs является исходным платежом.
$Q_{c} = - (Q_{g} + Q_{b}) = Q_{d} + Q_{s}$ - заряд в канале. _Qc нужно разделить между _Qd и _Qs.

Эта таблица показывает взаимосвязь между рабочими областями транзистора и затвором, навалом, каналом, стоком и исходными зарядами для MOS уровня 3.

Оперативная область	Level-3 уравнения зарядов
Область накопления, $V_{g b} < V_{F B}$	$\begin{array}{l} Q_{g} = C o x t * (V_{g b} - V_{F B}) - S F_{1} + S F_{2} \\ Q_{b} = - C o x t * (V_{g b} - V_{F B}) - S F_{1} + S F_{2} \\ Q_{c} = 0 \\ Q_{d} = 0 \\ Q_{s} = Q_{c} - Q_{d} \end{array}$
Область истощения, $V_{g s} < V_{T H}$	$\begin{array}{l} Q_{g} = - 0.5 * C o x t * G A M M A^{2} * (1 - \sqrt{1 + \frac{4}{G A M M A^{2}} * (V_{g b} - V_{F B})}) - S F_{1} + S F_{2} \\ Q_{b} = 0.5 * C o x t * G A M M A^{2} * (1 - \sqrt{1 + \frac{4}{G A M M A^{2}} * (V_{g b} - V_{F B})}) + S F_{1} - S F_{2} \\ Q_{c} = 0 \\ Q_{d} = 0 \\ Q_{s} = Q_{c} - Q_{d} \end{array}$
Область насыщения, $V_{g s} - V_{T H} < V_{d s}$	$\begin{array}{l} Q_{g} = C o x t * (V_{g s} - V_{F B} - P H I + E T A * V_{d s a t} - \frac{V_{d s a t}}{2} + \frac{1 + F_{B}}{12 * F_{i}} * V_{d s a t}^{2}) \\ Q_{b} = - C o x t * (V_{T H} - V_{F B} - P H I + E T A * V_{d s a t} - \frac{F_{b}}{2} * V_{d s} - \frac{F_{B} * (1 + F_{B})}{12 * F_{i}} * V_{d s a t}^{2}) \\ Q_{c} = - C o x t * (V_{g s} - V_{T H} - \frac{1 + F_{B}}{2} * V_{d s a t} + \frac{{(1 + F_{B})}^{2}}{12 * F_{i}} * V_{d s a t}^{2}) \\ Q_{d} = 0 \\ Q_{s} = Q_{c} - Q_{d} \end{array}$
Линейная область, $V_{g s} - V_{T H} > V_{d s}$	$\begin{array}{l} Q_{g} = C o x t * (V_{g s} - V_{F B} - P H I + E T A * V_{d s} - \frac{V_{d s}}{2} + \frac{1 + F_{B}}{12 * F_{i}} * V_{d s}^{2}) \\ Q_{b} = - C o x t * (V_{T H} - V_{F B} - P H I + E T A * V_{d s} + \frac{F_{B}}{2} * V_{d s} - \frac{F_{B} * (1 + F_{B})}{12 * F_{i}} * V_{d s}^{2}) \\ Q_{c} = - C o x t * (V_{g s} - V_{T H} - \frac{1 + F_{B}}{2} * V_{d s} + \frac{{(1 + F_{B})}^{2}}{12 * F_{i}} * V_{d s}^{2}) \\ Q_{d} = - C o x t * (\frac{V_{g s} - V_{T H}}{2} - \frac{3 (1 + F_{B})}{2} * V_{d s} + \frac{{(1 + F_{B})}^{2}}{8 * F_{i}} * V_{d s}^{2}) \\ Q_{s} = Q_{c} - Q_{d} \end{array}$

где:

_Vdsat - напряжение насыщения
_FB - коэффициент эффекта тела
ETA - пороговый коэффициент напряжения источника стока
$F_{i} = V_{g s} - V_{T H} - \frac{1 + F_{B}}{2} * V_{d s}$
$S F_{1} = - 0.5 * C o x t * G A M M A^{2} * (1 - {(1 + \frac{4}{G A M M A^{2}} * 2 (V_{T H} - V_{b s} - V_{F B}))}^{0.5})$ и $S F_{2} = C o x t * (V_{T H} - V_{F B} - P H I)$ являются коэффициентами сглаживания между областями истощения и накопления, чтобы помочь с сходимостью.

Температурная зависимость

Транспроводимость как функция от температуры транзистора

$K P (T) = \frac{K P_{d}}{{(\frac{T}{T_{m e a s}})}^{3 / 2}}$

Где:

_KPd - преобразование, скорректированное по геометрии.
T - температура транзистора. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Температура транзистора»
_Tmeas - температура извлечения параметра.

Поверхностный потенциал как функция от температуры транзистора

$\begin{array}{l} P H I (T) = \frac{T}{T_{m e a s}} (P H I + \frac{k T_{m e a s}}{q} (\log {(\frac{T_{m e a s}}{300.15})}^{3} + \frac{q}{k} (\frac{1.115}{300.15} - \frac{E G_{T_{m e a s}}}{T_{m e a s}}))) \\ - \frac{k T}{q} (\log {(\frac{T}{300.15})}^{3} + \frac{q}{k} (\frac{1.115}{300.15} - \frac{E G_{T}}{T})) \end{array}$

Где:

PHI - поверхностный потенциал.
k - константа Больцмана.
q - элементарный заряд на электроне, 1.6021918e-19 C.
EG является энергией активации, такой что:
- $E G_{T_{m e a s}} = 1.16 e V - (7.02 e - 4 * T_{m e a s}^{2}) / (T_{m e a s} + 1108)$
- $E G_{T} = 1.16 e V - (7.02 e - 4 * T^{2}) / (T + 1108)$

Встроенное напряжение как функция от температуры транзистора

$\begin{array}{l} V B I (T) = V T O + M T Y P E * (\frac{P H I (T) - P H I}{2} - G A M M A \sqrt{P H I}) \\ + \frac{E G_{T_{m e a s}} - E G_{T}}{2} \end{array}$

Где:

VBI - это встроенное напряжение.
VTO - пороговое напряжение. VTO зависит от значения, заданного для параметра Threshold voltage, VTO в настройках DC currents. Если вы задаете числовое значение, VTO оценивается как это значение. Если вы задаете нечисловое значение (NAN) и вы задаете числовые значения для параметров Oxide thickness, TOX и Substrate doping, NSUB в настройках Process, затем VTO оценивается как $Φ - 3.25 + E G_{T_{m e a s}} / 2 + M T Y P E * P H I / 2 - N S S * q * T O X / (3.9 * ε_{0}) + M T Y P E * (G A M M A * \sqrt{P H I} + P H I)$ , Где:
- Φ зависит от типа затвора, который вы задаете используя параметр Gate type, TPG. Если вы задаете Aluminum (0), $Φ = 3.2$ . В противном случае, $Φ = 3.25 + E G_{T_{m e a s}} / 2 - M T Y P E * T P G * E G_{T_{m e a s}} / 2$ , Где:
  - MTYPE является типом транзистора. Для N-канала MOSFET, MTYPE = 1.
  - TPG представляет тип ворот, а также зависит от опции, заданной для параметра Gate type, TPG в настройках Process. Если вы задаете
    
    Opposite of substrate (1) — TPG = 1
    Same as substrate (-1) — TPG =-1
- NSS - плотность состояния поверхности.
- TOX - толщина оксида.
- _ε0 - диэлектрическая проницаемость свободного пространства.
- GAMMA - основной порог. GAMMA зависит от значения, заданного для параметра Bulk threshold, GAMMA в настройках DC currents. Если вы задаете числовое значение, GAMMA оценивается как это значение. Если вы задаете нечисловое значение (NAN) и вы задаете числовые значения для параметров Oxide thickness, TOX и Substrate doping, NSUB в настройках Process, затем VTO оценивается как $T O X * \sqrt{2 * 11.7 * ε_{0} * q * N S U B} / (3.9 * ε_{0})$ , где NSUB - легирование субстрата.

Большой ток насыщения как функция от температуры транзистора,

$I S (T) = I S_{d} * e^{\frac{- q E G_{T}}{N D * k T} + \frac{q E G_{T_{m e a s}}}{N D * k T_{m e a s}}}$

Где:

_ISd - скорректированный по геометрии ток массового насыщения.
ND - коэффициент выбросов.

Плотность тока насыщения объемного соединения как функция от температуры транзистора

$J S (T) = J S_{d} * e^{\frac{- q E G_{T}}{N D * k T} + \frac{q E G_{T_{m e a s}}}{N D * k T_{m e a s}}}$

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

Потенциал массового соединения как функция от температуры транзистора является

$\begin{array}{l} P B (T) = \frac{P B + \frac{k T_{m e a s}}{q} (\log {(\frac{T_{m e a s}}{300.15})}^{3} + \frac{q}{k} (\frac{1.115}{300.15} - \frac{E G_{T_{m e a s}}}{T}))}{\frac{T_{m e a s}}{T}} \\ - \frac{k T}{q} (\log {(\frac{T}{300.15})}^{3} + \frac{q}{k} (\frac{1.115}{300.15} - \frac{E G_{T}}{T})) \end{array}$

Где PB - потенциал объемного соединения.

Емкость соединения большой дренажной системы как функция от температуры транзистора является

$C B D (T) = C B D_{d} \frac{p b o + M J * (4 * 10^{4} * (T - 300.15) * p b o - (P B (T) - p b o))}{p b o + M J * (4 * 10^{4} * (T_{m e a s} - 300.15) * p b o - (P B - p b o))}$

Где:

_CBDd - геометрия, скорректированная с учетом нулевого смещения емкости насыпного дренажа.
MJ - коэффициент нижнего градиента.
$p b o = \frac{P B + \frac{k T_{m e a s}}{q} (\log {(\frac{T_{m e a s}}{300.15})}^{3} + \frac{q}{k} (\frac{1.115}{300.15} - \frac{E G_{T_{m e a s}}}{T}))}{\frac{T_{m e a s}}{300.15}}$

Блок использует CBD(T) уравнение, чтобы вычислить:

Емкость соединения с объемным источником путем подстановки _CBSd, регулируемая геометрией емкость массового источника с нулевым смещением, для _CBDd.
Емкость нижнего соединения путем замены _CJd, скорректированная по геометрии нижняя емкость на площадь соединения для _CBDd.

Отношение между емкостью соединения боковой стенки CJSW и температурой транзистора, T, является

$C J S W (T) = C J S W_{d} \frac{p b o + M J S W * (4 * 10^{4} * (T - 300.15) * p b o - (P B (T) - p b o))}{p b o + M J S W * (4 * 10^{4} * (T_{m e a s} - 300.15) * p b o - (P B - p b o))}$

Где:

_CJSWd - боковая регулируемая геометрией емкость боковой стенки на периметр соединения.
MJSW - боковой коэффициент профилирования.

Допущения и ограничения

Блок не поддерживает анализ шума.
Блок применяет начальные условия через конденсаторы соединений, а не через блочные порты.

Порты

Сохранение

расширить все

`gx` - Терминал управления ключами
электрический

Электрический порт сопоставлен с выводом транзистора.

`dx` - Дренажный терминал
электрический

Электрический порт сопоставлен с выводом стока транзистора.

`sx` - Исходный терминал
электрический

Электрический порт сопоставлен с выводом источника транзистора.

`bx` - Оптовый терминал
электрический

Электрический порт сопоставлен с клеммой транзистора.

Параметры

расширить все

Выбор модели

`MOS model` - Модель стока тока
`Level 1 MOS` (по умолчанию) | `Level 3 MOS`

Опции модели дренажного тока MOSFET:

Level 1 MOS - Используйте модель дренажа тока уровня 1. Это опция по умолчанию.
Level 3 MOS - Используйте модель дренажа тока уровня 3.

Зависимости

Настройка, которую вы выбираете для MOS model, влияет на видимость определенных параметров в настройках DC Currents и Process.

Размерности

`Device area factor, AREA` - Площадь устройства
`1.0` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

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

Количество параллельных образцов MOS, которые представляет блок. Этот параметр умножает ток выхода и заряд устройства. Значение должно быть больше 0.

`Length of channel, LENGTH` - Длина канала «источник-дренаж»
`1e-4` `m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Длина канала между истоком и стоком.

`Width of channel, WIDTH` - Ширина канала «источник-дренаж»
`1e-4` `m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Ширина канала между истоком и стоком.

`Area of drain, AD` - Дренажная зона
`0` `m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

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

`Area of source, AS` - Площадь источника
`0` `m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Площадь диффузии источника транзистора. Значение должно быть больше или равно 0.

`Perimeter of drain, PD` - Периметр слива
`0` `m` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

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

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

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

Резисторы

`Number of drain squares, NRD` - Количество квадратов диффузионного сопротивления стока
`0` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Количество квадратов сопротивления, образующих диффузию стока транзистора. Значение должно быть больше или равно 0. Блок использует это значение параметра только, если вы не задаете одно или оба значения параметров Drain resistance, RD и Source resistance, RS, как описано в Parameters Calculations.

`Number of source squares, NRS` - Количество квадратов сопротивления диффузии источника транзистора
`1` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Количество квадратов сопротивления, образующих диффузию источника транзистора. Значение должно быть больше или равно 0. Блок использует это значение параметра только, если вы не задаете одно или оба значения параметров Drain resistance, RD и Source resistance, RS, как описано в Parameters Calculations.

`Drain resistance, RD` - Последовательное сопротивление
`0` `Ohm` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

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

`Source resistance, RS` - Последовательное сопротивление
`0` `Ohm` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

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

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

Сопротивление на квадрат источника транзистора и стока. Проверьте Parameters Calculations, 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) | скаляром

Напряжение затвора-источника, выше которого транзистор производит ненулевой ток стока. Если вы присвоите этому параметру значение NaNблок вычисляет значение из заданных значений параметров Oxide thickness, TOX и Substrate doping, NSUB. Для получения дополнительной информации об этом вычислении см. «Температурная зависимость».

`Transconductance, KP` - Транспроводимость
`2e-5` `A/V^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Производная тока стока относительно напряжения затвора. Значение должно быть больше или равно 0. Если вы присвоите этому параметру значение NaNблок вычисляет значение из заданных значений параметров Oxide thickness, TOX и Substrate doping, NSUB. Для получения дополнительной информации об этом вычислении смотрите Модель тока стока уровня 1 или Модель тока стока уровня 3 в зависимости от выбранного значения параметра MOS model.

`Bulk threshold, GAMMA` - Основной порог
`0` `V^0.50000` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Параметр эффекта тела, который связывает пороговое напряжение VTH с смещением тела, VBS, как описано в модели тока стока уровня 1 и модели тока стока уровня 3. Значение должно быть больше или равно 0. Если вы присвоите этому параметру значение NaNблок вычисляет значение из заданных значений параметров Oxide thickness, TOX и Substrate doping, NSUB. Для получения дополнительной информации об этом вычислении смотрите Модель тока стока уровня 1 или Модель тока стока уровня 3 в зависимости от выбранного значения параметра MOS model.

`Surface potential, PHI` - Поверхностный потенциал
`0.6` `V` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

В два раза больше напряжения, при котором концентрация поверхностного электрона становится равной внутренней концентрации, и устройство переходит между условиями истощения и инверсии. Значение должно быть больше или равно 0. Если вы присвоите этому параметру значение NaNблок вычисляет значение из заданных значений параметров Oxide thickness, TOX и Substrate doping, NSUB. Для получения дополнительной информации об этом вычислении смотрите Модель тока стока уровня 1 или Модель тока стока уровня 3 в зависимости от выбранного значения параметра MOS model.

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

Модуляция длины канала.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Level 1 MOS для параметра MOS model в настройках Model Selection.

`Bulk saturation current, IS` - Основная величина тока насыщения
`1e-14` `A` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Величина тока, к которому приближается соединение, асимптотически при очень больших уровнях обратного смещения. Значение должно быть больше или равно 0.

`Emission coefficient, N` - Коэффициент выбросов
`1` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

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

`Bulk jct sat current density, JS` - Плотность тока насыщения объемного соединения
`0` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Величина тока на единицу площади, к которой приближается соединение, асимптотически при очень больших уровнях обратного смещения. Значение должно быть больше или равно 0.

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

Коэффициент, который управляет эффектом ширины транзистора на пороговое напряжение.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Level 3 MOS для параметра MOS model в настройках Model Selection.

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

Максимальная скорость дрейфа носителей.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Level 3 MOS для параметра MOS model в настройках Model Selection.

`Fast surface state density, NFS` - Быстрая плотность состояния поверхности
`0` `1/cm^2` (по умолчанию) | скаляром

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

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Level 3 MOS для параметра MOS model в настройках Model Selection.

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

Коэффициент, который управляет тем, как напряжение стока влияет на подвижность в вычислении тока стока.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Level 3 MOS для параметра MOS model в настройках Model Selection.

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

Коэффициент, который управляет тем, как напряжение затвора влияет на подвижность в вычислении тока стока.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Level 3 MOS для параметра MOS model в настройках Model Selection.

`Mobility modulation, KAPPA` - Коэффициент модуляции мобильности
`0.2` (по умолчанию) | скаляром

Коэффициент модуляции длины канала для модели MOS уровня 3.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Level 3 MOS для параметра MOS model в настройках Model Selection.

C-V

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

Опции для 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 ворот
`No` (по умолчанию) | `Yes`

Опции для моделирования емкости перекрытия затвора:

No - Не включать емкость перекрытия затвора в модель.
Yes - Укажите источник затвора, сток затвора и насыпные емкости затвора.

Зависимости

Выбор Yes отображает связанные параметры.

`G-S overlap capacitance, CGSO` - Затвор-источник перекрывает емкость
`0` `F/m` (по умолчанию) | скалярный | `0` или ≥ `1e-18`

Емкость затвора-источника от боковой диффузии источника. Значение должно быть равно 0 или больше или равно Cmin. Cmin является встроенной моделью константы, значение которой 1e-18.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model gate overlap capacitance (CGSO, CGDO, CGBO).

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

Емкость затвора-стока от боковой диффузии стока. Значение должно быть равно 0 или больше или равно Cmin. Cmin является встроенной моделью константы, значение которой 1e-18.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model gate overlap capacitance (CGSO, CGDO, CGBO).

`G-B overlap capacitance, CGBO` - Затворная емкость перекрытия
`0` `F/m` (по умолчанию) | скалярный | `0` или ≥ `1e-18`

Объемная емкость затвора от затвора, простирающегося за ширину канала. Значение должно быть равно 0 или больше или равно Cmin. Cmin является встроенной моделью константы, значение которой 1e-18.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model gate overlap capacitance (CGSO, CGDO, CGBO).

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

Опции для моделирования емкости соединения:

No - Не включать соединительную емкость в модель.
Yes - Задайте емкость перехода с нулевым смещением, потенциал соединения, коэффициент градиента, истощение прямого смещения и коэффициент емкости.

Зависимости

Выбор Yes отображает связанные параметры.

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

Емкость между массой и дренажем. Значение должно быть равно 0 или больше или равно Cmin. Cmin является встроенной моделью константы, значение которой 1e-18.