TSMC65nm工艺中lvt-nch器件的一些参数仿真.docx

TSMC65nm工艺中lvt_nch器件的一些参数仿真1.nmos管的特征频率Tf特征频率是每一种工艺下的非常重要的参数，它的定义是当电流增益降到1时所对应的频率。因此我们采用如图1所示的电路图进行仿真。图1.特征频率Tf测试电路图说明：图中的电感0L的作用是使5V在直流情况下通过，交流情况下断开；电容1C是使理想电流源2I直流情况下断开，交流情况下通过。2I的ACMagnitude取值为1A，这样做的好处就是只要测出电流dI，它在数值上是与电流增益一致的。用探针0IPRO和1IPRO分别测出di和gi，则dgiiGaini，作出iGain随频率变化的曲线，找出iGain=1时对应的频率值就是我们想要知道的特征频率Tf。这里我们对不同的gV直流偏置进行了扫描，得到的波形如图2所示：图2.iGain随频率以及Vgc的变化曲线簇图由于cadence软件的CROSS函数未能正常使用，所以数据读取时是采用肉眼读取，例如，当Vgc取0.8V时，当iGain=1时对应的频率大概是150GHz。特征频率是一个重要的指标，它说明在电路中，工作的频率最大大概是特征频率的1/3到1/4，超过这个值电路就不能正常工作，所以再设计电路的时候要非常注意。2.nmos管的IV特性曲线IV特性曲线表示的是漏端电流跟dsV和gsV的关系，具体的测量电路如图3：图3.IV特性曲线仿真电路图说明：先对dsV进行参数DC扫描，扫描范围在0-1.2V；接着再进行参数分析，gsV从0-1.2V，步数为13步。仿真结果如图4：图4.IV特性曲线图从图4中可以看出，在饱和区dI并不是严格的水平，这是因为沟道长度调制效应的影响。3.nmos管的漏端输出电阻nmos管的输出电阻可以将栅端接地，在漏端加一个直流电压，测量dI，然后作两者之间的比值即为漏端输出电阻，具体电路如图5所示：图5.漏端输出电阻的测试电路图考虑到随着dsV的变化，漏端输出电阻oR可能发生变化，因此对dsV进行DC参数扫描。dsV从0-1.2V，总步数为20步，得到的仿真结果如图6所示：图6.漏端输出电阻随dsV的变化图从图中可以看出，漏端输出电阻oR先随dsV的增大而增大，大概到dsV=0.3V时，oR达到极值，接着随着dsV的增大，oR开始逐渐减小。4.nmos管跨导mgmg的定义是输出电流和电压的比值，其量纲是电阻的倒数。因此只需要在输入端加一个电压，测量输出端的电流即可，具体电路如图7所示：图7.跨导mg的测量电路图对gsV进行参数扫描，范围从0.2V-1.2V，得到跨导mg随gsV的变化情况，如图8所示：图8.跨导mg随电压gsV变化的波形图从图8中可以看出，跨导mg是随着电压gsV的增大而增大的。5.nmos管的CV特性曲线CV特性曲线即是测量栅端输入电容跟栅电压的关系。考虑电容特性：AC下2acacIfCV，如果令交流电压acV=1V，选择频率f使得2f=rad/s，这时候得到的交流电流就是电容值。因此测量电流如图9所示：图9.CV特性曲线测量电路图图中0C的作用完全是为了起到对照的作用，其大小取的是500fF。测得的CV特性曲线如图10所示：图10.CV特性曲线图图中纵坐标采用对数格式。从图中可以看出，当栅压由负值往零变化时，栅电容是逐渐减小的；而当栅压由零往正值变化时，栅电容又开始逐渐增大。