6-集成电路器件及SPICE模型.ppt

集成电路设计基础26.1无源器件结构及模型6.1.2电阻单线和U-型电阻6786.1.3电容叉指结构电容和MIM结构电容MIM电容6.1.4电感13电感等效电路获得单端口电感的另一种方法是使用长度l<l/4λ波长的短电传输线(微带或共面波导)或使用长度在l/4λ<l<l/2λ范围内的开路传输线。6.1.5分布参数元件微带线18共面波导(CPWCPW的阻抗)CPW的优点
1）工艺简单，费用低，因为所有接地线均在上表面而不需接触孔。
2）在相邻的CPW之间有更好的屏蔽，因此有更高的集成度和更小的芯片尺寸。
3）比金属孔有更低的接地电感。
4）低的阻抗和速度色散。
CPW的缺点
1）衰减相对高一些，在50GHz时，CPW的衰减是0.5dB/mm;
2）由于厚的介质层，导热能力差，不利于大功率放大器的实现。2122232425266.3双极晶体管电流方程及SPICE模型EM直流模型EM2模型EM小信号等效电路311970年由H．K．Gummel和H．C．Poon提出的。
GP模型对EM2模型在以下几方面作了改进：
直流特性：反映了集电结上电压的变化引起有效基区宽度变化的基区宽度调制效应，改善了输出电导、电流增益和特征频率。反映了共射极电流放大倍数β随电流和电压的变化。
交流特性：考虑了正向渡越时间τF随集电极电流IC的变化，解决了在大注入条件下由于基区展宽效应使特征频率fT和IC成反比的特性。
考虑了大注入效应，改善了高电平下的伏安特性。
考虑了模型参数和温度的关系。
根据横向和纵向双极晶体管的不同，考虑了外延层电荷存储引起的准饱和效应。33GP小信号模型35N沟JFET的结构示意图和电路符号结型场效应JFET(NJF/PJF)模型3839404142SPICE集成电路分析程序与MOSFET模型MOSFET一级模型(Level=1)MOSFET一级模型(Level=1)(续)MOSFET一级模型(Level=1)(续)MOSFET一级模型(Level=1)(续)MOSFET一级模型直流特性涉及的模型参数VTO,KP,GAMMA,PHI,LAMBDA是器件参数.
TOX,TPG,NSUB,NSS是工艺参数.
若用户仅给出了工艺参数,SPICE会计算出相应的器件参数.50MOSFET二级模型方程MOSFET三级模型, 半经验短沟道模型(Level=3)半经验短沟道模型(Level=3)(续)MOSFET49级模型(Level=49,BSIM3V3)MOSFET49级模型(Level=49,BSIM3V3)飞利浦MOSFET模型(Level=50)不同MOSFET模型应用场合例596061电路元件的SPICE输入语句格式电路元件的SPICE输入语句格式电阻元件的SPICE输入语句格式电容元件的SPICE输入语句格式非线性电容元件的SPICE输入语句格式电感元件的SPICE输入语句格式非线性电感元件的SPICE输入语句格式互感元件的SPICE输入语句格式理想传输线的SPICE输入语句格式线性电压控制受控源的SPICE输入语句格式线性电流控制受控源的SPICE输入语句格式直流独立电压/流源的SPICE输入语句格式正弦信号源的SPICE输入语句格式脉冲信号源的SPICE输入语句格式其它信号源半导体器件二极管的SPICE输入语句格式双极性三极管的SPICE输入语句格式JFET/MESFET的SPICE输入语句格式MOSFET的SPICE输入语句格式MOSFET的SPICE元件输入格式模型语句模型语句子电路描述语句分析控制语句SPICE电路输入文件举例SPICE格式的电路图编辑SPICE应用经验本章练习