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干货:手把手教你用Cadence做基本电路实验仿真

1年前浏览4359
        

Cadence可以实现电路图输入(Schematic Input)、电路仿真(Analog Simulation)、版图设计(Layout Design)、版图验证(Layout Verification)、寄生参数提取(Layout Parasitic Extraction)以及后仿真(Post Simulation)。

01
实验一:二极管IV特性
(电路图)

(仿真测试参数设置)

(仿真结果)

02
实验二:MOS管IV特性

1)MOS管IV特性

(电路图)

(仿真测试参数设置)

(仿真结果)

(公式回顾)

由公式可见VDS和ID之间的关系




(仿真结果)

(公式回顾)

可见管子的阈值电压约为432mv,同时电流有2.585uA的漏电流



2)MOS栅电容仿真

(电路图)

(仿真测试参数设置)

(仿真结果)

  • 线性区栅源电容

(公式回顾)

  • 饱和区栅源电容

(公式回顾)
3)体效应影响

(电路图)

(仿真测试参数设置1)

(仿真测试参数设置2)

(仿真结果)

(公式回顾)

从波形可以看出当源衬电压越大时,阈值电压越大,也就是mos管的开启电压越大,这是由于体效应的影响。




4)MOS晶体管电容测试

MOS晶体管电容是指当晶体管的栅漏都短接到地的时候,栅对源,栅对漏,栅对衬底三个电容之和。下面我们将对如何测量MOS晶体管电容做具体分析。

(仿真测试参数设置)

(仿真结果)

5)MOS电容

NMOS的剖面图,它的源漏和沉底连到一起到地,gate上有一个电压源。

当gate的电源大到一定程度,超过阈值电压VTH,会引起源漏之间出现反型层,即沟道形成,这样栅氧就充当了gate与沟道之间的绝缘介质,一个电容就形成了。这个电容的单位面积大小,与栅氧的厚度和介电常数有关。

如果gate电压是个比地还低的电压,这个时候源漏之间的N型沟道不能形成,但是却会使P型衬底的空穴在栅氧下方累积。如此一来,gate与衬底之间仍然会形成电容,此时的绝缘介质仍是栅氧,所以此时与形成沟道时的电容大小几无二致。

如果gate电压处在一个不尴不尬的位置,既不能使源漏之间形成沟道,也不能使P型衬底的空穴在上方积累。此时可以认为,栅氧下方会形成一个空间电荷区,这个空间电荷区是电子与空穴结合后形成的区域,所以它不带电,是一个“绝缘体”。由此,你应该清楚了,这个“绝缘体”会与栅氧这个绝缘体相叠加,导致等效的绝缘介质厚度增加,所以电容值随之下降

所以在0V附近的MOS晶体管电容时最小的(形成不带电区域)


   

END


    



作者 | 小刚
排版 | 黑小姐
图片 | 实验截图、网络
参考资料 | 1.《西安交通大学国家集成电路人才培养基地培养资料》、 2.《CSDN:MOS管电容的原理特性及其优缺点》

 *著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。



来源:集成电路小刚
寄生参数电源电路电子Cadence
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-06-27
最近编辑:1年前
集成电路小刚
硕士 立志成为集成电路领域专家
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