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  • MOS管vd,vdsat與region的關(guān)系介紹
    • 發(fā)布時間:2023-02-21 17:20:50
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    MOS管vd,vdsat與region的關(guān)系介紹
    仿真得到的region含義
    region=0,1,2,3;分別對應(yīng)MOS管的截止區(qū),線性區(qū),飽和區(qū)和亞閾值區(qū)。
    Vgs為3.3,掃描Vd
    MOS管的源端和漏端分別接Vg和Vd,可設(shè)置Vg為3.3V,Vd為變量,設(shè)置變量Vd值為3.3V,dc仿真并對design variable ——Vd進行掃描,掃描范圍選擇0-3.3V,掃描方式選擇線性,【automatic方式不準(zhǔn)確,盡量避免使用】,step size可選擇0.01,這樣仿真設(shè)置就完成了。
    接下來設(shè)置仿真完成后的輸出,ADE→output→to be saved→select OP Parameters,在電路圖中選擇需要觀測的MOS管,然后ADE的右下角會出現(xiàn)Save Operating Points窗口,選擇輸出OP參數(shù)有兩種方式,
    1.在Operating Parameters下邊的框中輸入vds vdsat vgs vth vgt region【仿真結(jié)果證明vgt=vgs-vth,所以也可以只輸入vgt而省略vgs和vth啦】,中間用空格隔開,都是小寫字母,【發(fā)現(xiàn)了遇到過的cadence中隔開兩個變量的都是空格,比如給線打label時也是用空格隔開】
    2.也可以點Operating Parameters下邊的框的三個點點···,點擊get information,選擇需要輸出的參數(shù)即可。
    輸出OP參數(shù)選擇完成之后,選上Plot,使其仿真完成后自動plot。
    然后選擇Outputs→to be plotted→select on design,選擇Vd。這樣輸出也設(shè)置好了。
    MOS管 vd vdsat region
    tsmc.18工藝中,最小尺寸的NMOS,vd>vdsat時,region由1變?yōu)?。(Vgs=3.3V)
    為了保證PVT下,管子處于飽和區(qū),vd需要比vdsat大某個經(jīng)驗值。
    vov=vgs-vth=vgt,從plot得到的圖中可以看到在vds達到vgt之前,就已經(jīng)進入了飽和區(qū)(region=2),這是由于短溝道器件中的速度飽和效應(yīng)導(dǎo)致的。
    Vd為3.3,掃描Vgs
    除了掃描變量設(shè)置不同,vd=3.3V,對vg進行掃描,其他就和上述步驟一樣。
    然后發(fā)現(xiàn)對于tsmc.18,nmos3v_mac最小尺寸W=2u,L=350n的管子,隨著Vg的增加,vgt也以同樣斜率增加,NMOS依次進入截止區(qū)、亞閾值區(qū)、飽和區(qū),當(dāng)-261mV<vgt<0V時,NMOS處于亞閾值區(qū),當(dāng)vgt>0時,進入飽和區(qū)。
    為了實現(xiàn)低功耗,通常使放大器輸入對管工作在亞閾值區(qū),可以在使vgt在上述亞閾值范圍內(nèi)取值。
    也可以在OP參數(shù)里加上id,看看MOS管工作在亞閾值區(qū)和截止區(qū)的電流情況,可以發(fā)現(xiàn),隨著vgt的增加,id一直是增加的趨勢,在截止區(qū)和亞閾值區(qū)增加較緩,在飽和區(qū)增加較快:
    在截止區(qū)內(nèi)在隨著vgt增加,id從46.88f增加到31.85n,在亞閾值區(qū),id增加到約5u,在飽和區(qū),當(dāng)vg為3.3V時,id增加到最大,約1.15m。
    當(dāng)尺寸變大時,電流也會隨之變大。
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