MOS管短溝道效應及其行為建模
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時(shí)間：2011-07-04
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
利用混合信號仿真器SMASH5. 5, 得到VHDL2
AMS描述的MOS管模型的仿真結果,如圖2所示。圖中分別給出兩個(gè)MOS管的ID2UDS特性。兩個(gè)管子是具有相同W /L 比的N溝道MOS管,各項參數基本相同,比如開(kāi)啟電壓UT 均為0. 5 V,主要差別在于一個(gè)是長(cháng)溝道(L = 10μm) MOS管, 一個(gè)是短溝道(L =0. 2μm)MOS管。上面一條特性是長(cháng)溝道MOS管特性,下面一條特性是短溝道MOS管特性。從圖中可看出,長(cháng)溝道MOS管特性曲線(xiàn)在UDS =UGS - UT = 2 - 0. 5 = 1. 5V處飽和,符合常理。而短溝道MOS管曲線(xiàn)則在UDS遠低于1. 5V處就已經(jīng)提前飽和。通過(guò)觀(guān)察可以發(fā)現飽和點(diǎn)約為0. 5V。因此短溝道MOS管的飽和區域要比長(cháng)溝道MOS管更寬。
此外同在飽和區,如當UDS = 2V時(shí),可以看到短溝道MOS管的漏極電流只是長(cháng)溝道MOS管漏極電流的1 /3左右。這意味著(zhù)短溝道MOS管的電流驅動(dòng)能力明顯下降。
5 結 論
對于如今的深亞微米工藝,傳統的長(cháng)溝道MOS管模型已經(jīng)不再適用。由于速度飽和因素的影響,使得短溝道MOS管在達到UGS2UT 之前已經(jīng)達到飽和狀態(tài),因此短溝道MOS管經(jīng)歷的飽和范圍更大。短溝道MOS管的VHDL2AMS行為模型仿真結果很好地揭示了這一結論。
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