集成PMOS管變容特性分析與仿真建模

這個(gè)曲線(xiàn)的走勢與理論分析的變化趨勢一致。
2．2．2 變容管高頻特性的Matlab仿真
取L=1μm，分別對W=7．1μm，W=4．3 μm兩種情形用Matlab仿真。其他參數為：εs=11.7×8．854×10-12F／m，γ=1／2，VFB=-1．95V，Na=5×1021m-3，ni=1.5×1014m-3，tox=7.46×10-9m，絕對溫度T為300K，VT=-0.8427V，e為基本電荷的電量；εox=3.9×8.854×10-12 F／m。仿真得到的PMOS變容器高頻特性VBG—CV曲線(xiàn)如圖5所示?？梢?jiàn)，不同尺寸的PMOS變容管，其最大、最小電容有別，隨WL的增大二者均有所增大，相當于極板正對面積增大。這就是設計中確定變容范圍的依據。
2．2．3 變容特性仿真結果的對比
為了說(shuō)明所建模型的正確性，將尺寸為L(cháng)=1 μm，W=7．1μm的PMOS管用HSpice仿真的準靜態(tài)變容特性曲線(xiàn)與用Matlab分別仿真L=1μm時(shí)W=
7．1μm，W=4．3 μm的高頻變容特性曲線(xiàn)放在同一VBG—CV坐標上比較，如圖6所示。

可見(jiàn)，PMOS變容特性在準靜態(tài)與高頻特性分離以前曲線(xiàn)吻合得很好。由于HSpiee仿真與具體工藝參數相結合，可以認為仿真曲線(xiàn)為實(shí)際準靜態(tài)特性，而用Matlab對高頻模型仿真所得到的高頻變容特性曲線(xiàn)為模型曲線(xiàn)。并且二者共同完成了對PMOS電容器連接的變容特性描述，其結果和分析結果與圖2一致。

3 結語(yǔ)
本文對PMOS用作變容管時(shí)的特性進(jìn)行了研究，用HSpice對準靜態(tài)特性進(jìn)行仿真描繪，從而確定了一些關(guān)鍵點(diǎn)。在此基礎上，建立了高頻變容特性的簡(jiǎn)化模型，用Matlab對模型進(jìn)行了仿真，并與HSpice得到的準靜態(tài)結果局部比對、與理論分析總體比對均說(shuō)明了結果的正確性。
該模型補充了與CMOS工藝兼容的變容管設計時(shí)在高頻情況下的仿真問(wèn)題；它能夠描述管子壓控變容顯著(zhù)區段的變化規律。此模型算法可以嵌入到仿真工具里，較為準確地反映控制電壓信號的頻率在10 kHz以上變容管特性；針對不同的CMOS工藝，修改變容指數即可，因而，此模型有普遍的適用性和較強的移植性。