高压MOSFET直流特性宏模型的建立与参数优化

分析了SPICE BSIM3模型对高压双扩散漏MOSFET(HV double diffuse drain MOSFET)模拟过程中产牛的较大偏差,有针对性地提出一种由nMOSFET,MESFET,二极管等常规SPICE器件组成的高压晶体管宏模型.该宏模型结构简单、使用方便,能准确描述HVMOS的I-V特性.为了提高该模型的尺寸可缩放性(scalability),将MESFET阈值电压对体电压的敏感因子K1进行优化,提取了不同沟道尺寸(W/L)下K1取值的半经验公式,使该宏模型能够适用于不同尺寸的晶体管,大大提高了它的实用价值.该尺寸可缩放宏模型(scalable macromodel)能应用于基于SPICE模型的各种通用EDA软件.     

高压LDMOSⅠ-Ⅴ特性宏模型的建立

目前LDMOS已经广泛应用于功率集成电路和微波集成电路中,建立LDMOS的SPICE等效电路变得很重要.以往的模型都是将LDMOS分为线性区和饱和区两段来分析,公式复杂而且计算量大.因此在数值模拟的基础上提出了全导通区域的伏安特性方程,建立了LDMOS Ⅰ-Ⅴ特性的宏模型.该模型的特点是参数少,易于提取,得到的SPICE等效电路简单,仿真容易收敛.     

高压LDMOS I—V特性宏模型的建立

目前LDMOS已经广泛应用于功率集成电路和微波集成电路中,建立LDMOS的SPICE等效电路变得很重要。以往的模型都是将LDMOS分为线性区和饱和区两段来分析,公式复杂而且计算量大。因此在数值模拟的基础上提出了全导通区域的伏安特性方程,建立了LDMOSI-V特性的宏模型。该模型的特点是参数少,易于提取,得到的SPICE等效电路简单,仿真容易收敛。     

一种用于功率IC的新型SPICE宏模型

基于规范化分段线性模型技术,建立了高压DMOS器件的SPICE宏模型用于功率集成电路的仿真.从等效电路模型出发,利用Powell算法找到规范化分段线性模型的最佳系数,从而利用节点电压可以直接描述DMOS器件的各种非线性特性.该模型不仅准确性高,而且仿真速度快、收敛性好.最后,给出了仿真与测试的对比结果,证明了模型的有效性和准确性.     

一种用于功率IC的新型SPICE宏模型

基于规范化分段线性模型技术,建立了高压DMOS器件的SPICE宏模型用于功率集成电路的仿真.从等效电路模型出发,利用Powell算法找到规范化分段线性模型的最佳系数,从而利用节点电压可以直接描述DMOS器件的各种非线性特性.该模型不仅准确性高,而且仿真速度快、收敛性好.最后,给出了仿真与测试的对比结果,证明了模型的有效性和准确性.     

悬臂梁的受控源等效电路宏模型的建立及验证

针对能代表MEMS器件特征的悬臂梁结构,采用了SPICE中标准多项式受控源的形式建立悬臂梁的多模态小信号等效电路宏模型.在外力的作用下,用SPICE软件对此悬臂梁宏模型和外加电路进行了系统级的模拟,得到分布参数的力传感器的输出电压幅频特性曲线;最后采用COVENTORWARE软件进行了模型的各个模态的谐振频率和相关曲线的验证.     

悬臂梁的受控源等效电路宏模型的建立及验证

针对能代表MEMS器件特征的悬臂梁结构 ,采用了SPICE中标准多项式受控源的形式建立悬臂梁的多模态小信号等效电路宏模型。在外力的作用下 ,用SPICE软件对此悬臂梁宏模型和外加电路进行了系统级的模拟 ,得到分布参数的力传感器的输出电压幅频特性曲线 ;最后采用COVENTORWARE软件进行了模型的各个模态的谐振频率和相关曲线的验证。     

一个适用于RFIC设计的RF MOSFET源漏电阻可缩放模型

提出了一个可用于0.18 μm CMOS工艺RF-MOSFET的源漏电阻的可缩放模型.采用了一种直接基于S参数测量的方法来准确提取端口的寄生电阻,该模型充分考虑了各种版图尺寸,如沟道长度,沟道宽度和栅极指头数目等参数的可缩放性.此后,该模型通过不同尺寸的共源连接RF MOSFET的测量和仿真的直流、小信号S参数特性比对,曲线达到了较好的吻合,表明我们的模型是精确而且有效的.     

建立统计宏模型的新方法

本文介绍一个新的建立统计宏模型的系统，它采用新的方法，得到简化的二次多项式，这种形式便于优化处理，适用于容差设计。     

高压VDMOS器件的SPICE模型研究

基于高压VDM O S器件的物理机理和特殊结构,对非均匀掺杂沟道、漂移区非线性电阻及非线性寄生电容效应进行分析,用多维非线性方程组描述了器件特性与各参数之间的关系,建立了精确的高压六角型元胞VDM O S器件三维物理模型,并用数值方法求解。基于该物理模型提出的等效电路,在SP ICE中准确地模拟了高压VDM O S的特性,包括准饱和特性和瞬态特性。在全电压范围内(0~100 V),直流特性与测试结果、瞬态特性(频率≤5 MH z)与M ED IC I模拟结果相差均在5%以内,能够满足HV IC CAD设计的需要。     

MESFET肖特基势垒结参数提取及I-V曲线拟合

运用双指数函数模型方法分析了影响 MESFET的 Ti Pt Au-Ga As肖特基势垒结特性的各种因素及各因素间的关系 ,编制了 MESFET肖特基势垒结结参数提取和 I-V曲线拟合软件 ,实现了通过栅源正向 I-V实验数据提取反映肖特基势垒结特性的六个结参数和得到相应结参数下的理论数据 ,与实验数据吻合良好。分析了影响肖特基势垒结 I-V曲线分布的因素 ,提出了进行器件特性、参数稳定性与可靠性研究和定量分析 MESFET肖特基势垒结质量的新方法     

4H-SiC功率MESFET直流I-V特性解析模型

提出了一种改进的4H-SiC MESFET大信号直流解析模型。该模型基于栅极下面电荷的二维分布进行分析,在考虑电场相关迁移率、速度饱和及沟道内电荷堆积的基础上,计入沟道长度调制效应,建立基于物理的沟道长度调制效应模型。计算结果表明,计入沟道长度调制效应后的直流模型在饱和区与实测的I-V特性较为吻合。     

4H-SiC MESFET直流I-V特性解析模型

提出一种改进的4H-SiC MESFET非线性直流解析模型,该模型基于栅下电荷的二维分布进行分析,在分析电场相关迁移率、速度饱和的基础上,考虑沟道长度调制效应对饱和区漏电流的影响,建立基于物理的沟道长度调制效应模型,模拟结果与实测的I-V特性较为吻合。在器件设计初期,可以有效地预测器件的工作状态。     

SOI高压MOSFET的电流-电压特性模拟

在不同漂移区浓度分布下 ,通过二维数值模拟充分地研究了薄膜 SOI高压 MOSFET击穿电压的浓度相关性 ,指出了击穿优化对 MOSFET漂移区杂质浓度分布的要求。分析了MOSFET的电场电位分布随漏源电压的变化 ,提出寄生晶体管击穿有使 SOI MOSFET击穿降低的作用。     

4H-SiC MESFET直流I-V特性解析模型

提出了一种改进的4H-SiC MESFET非线性直流解析模型,基于栅下电荷的二维分布,对该模型进行了分析,采用多参数迁移率模型描述速场关系.在分析了电流速度饱和的基础上,考虑沟道长度调制效应对饱和区漏电流的影响,建立了基于物理的沟道长度调制效应模型,模拟结果符合高场下漏极的MC(蒙特卡罗)计算的结果.与以前的研究模型相比较,结果说明了该研究的有效性,饱和电流的结果与实测的Ⅰ-Ⅴ特性更加吻合.     

4H-SiC射频功率MESFET大信号直流I-V特性解析模型

根据 4H - Si C高饱和电子漂移速度和常温下杂质不完全离化的特点 ,对适用于 Si和 Ga As MESFET的直流I- V特性理论进行了分析与修正 .采用高场下载流子速度饱和理论 ,以双曲正切函数作为表征 I- V特性的函数关系 ,建立了室温条件下 4H - Si C射频功率 MESFET直流 I- V特性的准解析模型 ,适于描述短沟道微波段 4H- Si CMESFET的大信号非线性特性 ,计算结果与实验数据有很好的一致性 .同时与 MEDICI模拟器的模拟结果也进行了比较 .     

基于平均迁移率模型的SiC埋沟MOSFET I-V特性

提出了一种SiC隐埋沟道MOSFET平均迁移率模型,并在此基础上对器件,I-V特性进行了研究.采用一个随栅压变化的平均电容公式,并用一个简单的解析表达式来描述沟道平均迁移率随栅压的变化关系.计算漏电流时考虑了埋沟器件的三种工作模式,推出了各种工作模式下的漏电流表达式,并用实验值对模型进行了验证.     

Continuous analytic I-V model for surrounding-gate MOSFETs

We present a continuous analytic current-voltage (I-V) model for cylindrical undoped (lightly doped) surrounding gate (SGT) MOSFETs. It is based on the exact solution of the Poisson's equation, and the current continuity equation without the charge-sheet approximation, allowing the inversion charge distribution in the silicon film to be adequately described. It is valid for all the operation regions (linear, saturation, subthreshold) and traces the transition between them without fitting parameters, being ideal for the kernel of SGT MOSFETs compact models. We have demonstrated that the I-V characteristics obtained by this model agree with three-dimensional numerical simulations for all ranges of gate and drain voltages.