2.6　MOSFET参数练习

了解器件的物理原理很重要，但晶体管模型（例如BSIM）也很重要。以下练习都是关于使用带有SPICE仿真的晶体管模型（使用表2.6和表2.7），以确定用于手动计算的参数（最简单的模型或建模）（练习的结果见表2.8和表2.9）：

1）模型文件中提供了长沟道和短沟道器件的阈值电压（见表2.6和表2.7）。但是，对于短沟道器件，可以使用gm与VGS来确定阈值电压。当gm为零（VGS等于阈值电压）时，可以将线性gm外推到x轴以估算VGS。

表2.6　美国Microsystem Inc（AMI）半导体C5工艺的BSIM3模型

表2.7　制化的工艺预测技术模型（PTM）45 PMOS

2）跨导参数KP在模型文件中提供，或者可以计算为KP=μCOX。但是，该参数对于短沟道器件没有用处。其他参数（如氧化层厚度）在模型文件中提供。由于εOX很容易知道，因此可以计算COX。饱和速度vsat适用于短沟道器件，该值也可以在模型文件中找到。

3）λ为沟道长度调制系数，。输出电阻ro是通过使用模型文件（见表2.6和表2.7）对晶体管进行仿真得到的。

4）对于短沟道器件，当VGS=0V时，关断电流是。

表2.8　长沟道CMOS工艺器件特征

注：VSG＝1.25 V，PMOS W/L=20/2, VGS=1.01 V, NMOS W/L=10/2, Id=20μA。

表2.9　短沟道CMOS工艺器件特征

注：VSG＝0.46 V，PMOS W/L=5μm/100 nm，VSG=0.4 V，NMOS W/L=2.5μm/100 nm，Id=10μA，驱动电压约为5%VDD（1 V）。