Wie berechnet SPICE den Drain-Strom eines MOSFET-Modells?

Ich versuche, ein MOSFET-Modell zum Aufbau von Schaltungen auf Transistorebene in ADS zu verwenden. (Zum Beispiel ein Verstärker). Ich habe gesehen, dass wir Transistorbibliotheken von verschiedenen Orten ( https://www.ece.ucsb.edu/~long/ece594a/ece594a.htm ) oder aus einer Bibliothek ( https://ece.umd.edu/~newcomb /pub/spicedsk/bicmosis/bsim3.lib ) zum ADS/SPICE-Schema.

Ich sehe, dass die Beschreibungen des MOSFET-Modells als PDF verfügbar sind ( http://cmosedu.com/cmos1/BSIM4_manual.pdf ), wo sie die Gleichungen für MOSFET und Werte der Parameter (LL, LLN usw.) beschreiben. sind in der Bibliotheksdatei (*.lib) verfügbar. Dies kann für jedes Modell (Gleichungen/Parameter) unterschiedlich sein.

Wenn wir nun dieses Modell in SPICE oder ADS einbeziehen und den Drain-Strom oder die Steilheit darstellen, woher wissen wir dann, dass SPICE/ADS die speziellen Gleichungen für dieses spezielle Modell verwendet? Weil die Gleichungen nicht auch in der Modelldatei definiert sind.

Ich freue mich, eine separate Gleichung für die aktuelle Gleichung in ADS für dieses Modell zu deklarieren, aber wie wird es ohne sie gezeichnet? Wird mit grundlegenden LEVEL-1-Gleichungen (Quadratgesetz) gezeichnet?

Antworten (2)

Woher wissen wir, dass SPICE/ADS die bestimmten Gleichungen für dieses bestimmte Modell verwendet?

Sie rufen ein bestimmtes Modell auf Spice auf (ich verwende Ngapice, aber die Idee ist in dem von Ihnen verwendeten Spice ähnlich), indem Sie ihm einen Parameter übergeben, .modelwenn Sie dies nicht getan haben, wird vom Spice-Simulator ein Standardmodell angenommen (normalerweise Level 1 ).

Die Modelle sind die Gleichungen, auf die Sie sich beziehen. Wenn Sie beispielsweise level=1den Simulator bestanden haben, verwenden Sie das Shichman-Hodges-Modell, wenn Sie bestanden haben, level=8verwenden Sie das BSIM-Modell. natürlich Die Modelle variieren in ihrer Komplexität, je ausgefeiltere Schaltungen Sie bauen, desto komplexere Modelle möchten Sie möglicherweise verwenden, um parasitäre und andere Schaltungsverhalten zu berücksichtigen.

Das Ngspice-Handbuch enthält eine Liste der verfügbaren Modelle (siehe Abbildung). Vielleicht möchten Sie Abschnitt 11.2 des Handbuchs lesen .

Zusammenfassung des MOSFET-Modells

Es gibt zwei Parameter in der Modelldatei, die SPICE mitteilen, welche Gleichungen verwendet werden sollen: LEVEL und VERSION. Um SPICE zu zwingen, das von Ihnen referenzierte BSIM4-Modell zu verwenden, setzen Sie LEVEL=14 und VERSION=4.3.0

Natürlich muss der von SPICE verwendete Satz von Gleichungen derselbe sein wie derjenige, der von der Person verwendet wird, die die Modellparameter für einen bestimmten Transistor entwickelt hat. Es ist auch erforderlich, dass der von Ihnen verwendete spezielle SPICE-Simulator (PSPICE, HSPICE, LTspice usw.) die Gleichungen für das verwendete spezielle Modell (BSIM3, BSIM4 usw.) versteht. Wenn neue Transistormodelle entwickelt werden, kann es einige Monate oder Jahre dauern, bis sie von den gängigen Simulatoren gut unterstützt werden.

Danke. Meinen Sie also, dass SPICE die Gleichungen bereits programmiert hat / wir mit LEVEL, VERSION zwischen den Gleichungen wechseln?
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