Wie bestimme ich Mosfet-Kapazitäten (Cgs, Cds, Cgd, ...) in LTSPICE?

Ich simuliere einen 2-stufigen Miller-Operationsverstärker in LTSspice. Ich verwende die von meiner Uni bereitgestellten Standardmodelle. Ich kann den Arbeitspunkt simulieren, aber in den Arbeitspunktdaten sind alle Kapazitäten 0. Ich vermute, das liegt daran, dass LTSpice in der Arbeitspunktanalyse einfach alle Kapazitäten als offen setzt, aber ich bin mir nicht sicher. Da ich jedoch eine Vorstellung von diesen Kapazitäten haben muss, habe ich mich gefragt, wie ich nach der Simulation zu ihnen gelangen kann. In den Uni-Laboren verwenden wir ein Tool (JMOSCal, das vor einigen Jahren von jemandem in unserer Abteilung entwickelt wurde), das all diese Werte liefert, aber es erfordert hSpice, auf das ich zu Hause keinen Zugriff habe.

LTSpice berechnet diese Werte eindeutig irgendwann, da mein Operationsverstärker keine unendliche Bandbreite hat.

EDIT: Ich möchte Folgendes erwähnen: Der Grund, warum ich LTSpice verwende, ist, dass es das Beste ist, was ich zu Hause habe. Ich habe keinen Zugriff auf die schicken Cadence- oder Mentor-Tools. LT Spice ist ein guter Simulator in Bezug auf die Genauigkeit. Seine Lizenz erlaubt jedoch nicht die Verwendung von Technologiemodellen von Fabs. Prädiktive Technologiemodelle fallen nicht unter diese Klausel und können daher verwendet werden.

Ich möchte auch darauf hinweisen, dass dies kein einfaches Standardmodell ist, sondern ein Modell mit hoher Genauigkeit und fortschrittlicher Vorhersagetechnologie. Wir sprechen von über 200 Parametern pro Gerätetyp. Sie sind auf dieser Website verfügbar: Arizona State PTM-Modellseite. Ich verwende das "PTM High Performance 45nm Metal Gate, High-K, Strained-Silicon".

Ich muss hochgenaue Simulationen durchführen. Die Genauigkeit, die ich mit Handberechnungen erreichen kann, reicht nicht aus. Selbst wenn ich sie manuell mit einer angemessenen Genauigkeit berechnen könnte, wäre ich nicht in der Lage, sie einfach "zu addieren" - LTSpice modelliert sie eindeutig intern, da ich Pole und Nullen sehen kann, die nicht vorhanden wären, wenn keine Kapazität modelliert würde .

Wie finde ich diese Werte?

Vielleicht sollte Ihr Universitätsmodell Kapazitäten enthalten?
Das Modell enthält sie. Dies ist ein prädiktives Technologiemodell für 45 nm – das gleiche, das im JMOSCal-Tool verwendet wird – der einzige Unterschied besteht darin, dass JMOSCal hspice anstelle von ltspice verwendet.
1) Ich glaube nicht, dass LTspice sehr gut für die Simulation von On-Chip-Schaltungen geeignet ist. 2) Standardmodelle eignen sich nicht sehr gut zur Simulation von Mosfets in 45-nm-Technologie, viele Effekte werden nicht modelliert. 3) Ein besserer Ansatz wäre, wenn Sie abschätzen , welche Kondensatoren das BW Ihrer Schaltung bestimmen (oft sind es nur wenige), ihren Wert durch eine Handberechnung bestimmen und sie als idealen Kondensator in die Schaltung einfügen. Auch hier sind zuverlässige Modelle unerlässlich, da Sie sonst nur raten, sodass alle Leistungsergebnisse unzuverlässig sind.
Ich werde meine ursprüngliche Frage bearbeiten, um einige dieser Punkte anzusprechen.

Antworten (2)

Obwohl es mehr als ein Jahr her ist, seit Sie diese Frage gestellt haben, denke ich, dass es hilfreich sein könnte, hier einen Kommentar zu hinterlassen, falls jemand das gleiche Problem hat (wie ich vor zwanzig Minuten). Ich finde, dass diese Werte in den Protokolldateien mit dem Namen "yourschematicname.log" in dem Ordner zu finden sind, in dem Ihre Schaltpläne gespeichert sind. Dies gilt sowohl für BJT als auch für CMOS. Und ich bin sicher, dass sie variieren, wenn Sie den DC-Vorspannungspunkt ändern.

Parasitäre Kapazitäten von BJT:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Parasitäre Kapazitäten von NMOS:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Diese Modelle sind BSIM 4.0, und Sie müssen in die Dokumentation eintauchen, um die Kapazitätswerte zu erhalten und sie für Ihren Betriebspunkt zu berechnen. Ein Beispiel ist hier . Sie müssen bedenken, dass die Kapazitäten nicht fest sind und sich aufgrund der Verarmungskanten mit den Spannungen bewegen. Aus diesem Grund können Sie die Kapazitäten nicht einfach aus der Datei ziehen.

Das größte Problem, das Sie haben werden, ist, dass diese Modelle nichts Reales darstellen, sodass Sie keine Möglichkeit haben, eine hochgenaue Simulation nach Ihren Wünschen zu erhalten. BSIM-Modelle werden durch eine Reihe von Gate-Sweeps und Kurvenanpassungen erstellt, die Modelle erstellen, die gut genug sind, auch wenn sie der Physik nicht entsprechen. Auf realen Knoten verwenden wir oberflächenbasierte Modelle wie SPS oder EKV (es gibt andere), die der Physik folgen.

Danke für die Antwort! Mir wurde klar, dass ich sie nicht einfach aus einer Datei ziehen konnte. Das Dimensionierungstool in unserer Uni kann Ihnen eine ungefähre Vorstellung von den Kapazitäten in einem bestimmten Arbeitspunkt geben, und ich hatte gehofft, etwas Ähnliches von LTSice zu bekommen - es würde es mir erleichtern, eine Vorstellung davon zu bekommen, wo meine Pole sind, und welche Auswirkung die Änderung eines Wertes haben wird. Da muss ich mir einen anderen Weg suchen! Danke!
Es ist möglich, dass Sie den DC-Arbeitspunkt einfach in einem Zustand in LTSpice extrahieren können. Ich weiß nichts über LTSpice, aber mein interner Simulator für EKV gibt Kapazität für jeden Anschluss am Gerät unter einer bestimmten Bedingung an. LTSpice berechnet diese, aber ob Sie darauf zugreifen können, ist eine andere Sache.
Es ist die Extraktion dieser Informationen, mit der ich Schwierigkeiten habe. Es ist schwer zu entwerfen, wenn Sie keine Ahnung vom gm Ihres Transistors in seinem Arbeitspunkt in Ihrer Schaltung haben oder die Kapazitäten nicht kennen, ....
Wie bestimme ich Mosfet-Kapazitäten (Cgs, Cds, Cgd, ...) in LTSPICE?
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