【笔记:模拟CMOS集成电路】MOS特性仿真分析
- 前言
- 一、电路图
- 二、电路仿真
- (1)Ids与Vds的关系仿真
- 仿真结果
- 仿真结果分析
- (2)Ids与Vgs的关系仿真
- 仿真结果
- 仿真结果分析
前言
本文为本人学习模拟集成电路相关知识的的学习笔记,入门级别,意为小白快速上手所写,关于进阶文章,后续更新。
关于如何使用Cadence Virtuoso IC617进行Library的创建、cell的创建、简单仿真操作,请参考文章【Cadence Virtuoso】IC617 入门操作 (MOS特性分析)
一、电路图
二、电路仿真
(1)Ids与Vds的关系仿真
打开ADE L窗口进行仿真设置,为方便后续特性仿真,在该页面依次进入Variables->Edit,新建变量
v
g
s
=
0.9
V
v_{gs}=0.9V
vgs=0.9V和
v
d
s
=
1.5
V
v_{ds}=1.5V
vds=1.5V,设置窗口如下:
接下来进行仿真设置,依次进入Analyses->Choose,设置仿真类型为dc分析,并对Design Variable进行线性设置,区间0-5V,间隔0.2V,并将晶体管漏极电流作为输出,如下图:
点击Netlist and Run开始进行扫描,MOS管漏极输出电流曲线如下图所示:
仿真结果
仿真结果分析
当
v
d
s
<
∆
v_{ds}<∆
vds<∆时,MOS处于可变电阻区,此时MOS显示出电阻特性
当
v
d
s
>
∆
v_{ds}>∆
vds>∆时,MOS进入饱和区,此时MOS近似为恒流源,但是由于沟道调制效应(λ),恒流特性不理想。
当
v
d
s
≫
∆
v_{ds}≫∆
vds≫∆时,MOS击穿,电流开始增大。
(2)Ids与Vgs的关系仿真
在前面描述操作的基础上,进行参数扫描,选择Tools->Parametric Analysis,对变量vgs进行设置,扫描范围为0.5 - 1.5V,总的扫描数为6。
运行参数扫描,结果如下图所示
仿真结果
仿真结果分析
已知参数
V
T
H
=
788
m
V
V_{TH}=788mV
VTH=788mV,随着V_GS的增大,MOS截止区、弱反型区、强反型区、速度饱和区切换(速度饱和没看到,
V
G
S
V_{GS}
VGS不够大,预测
V
G
S
V_{GS}
VGS过大 电流会达到一个饱和值)。
1、由图可知
a)
V
G
S
=
0.5
V
V_{GS}=0.5V
VGS=0.5V和
V
G
S
=
0.7
V
V_{GS}=0.7V
VGS=0.7V时,
i
d
s
i_{ds}
ids几乎为零,处于截止状态。
b)
V
G
S
=
0.7
V
V_{GS}=0.7V
VGS=0.7V时,MOS处于弱反型区,最后进入强反型。
2、 当
V
G
S
>
V
T
H
V_{GS}>V_{TH}
VGS>VTH时,MOS导通,对于给定
V
D
S
V_{DS}
VDS,
i
d
s
∝
V
G
S
2
i_{ds} \propto V_{GS} ^{2}
ids∝VGS2。
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