电子器件模拟软件中的MOSFET建模

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1、湖南大学硕士学位论文电子器件模拟软件中的MOSFET建模姓名：成世明申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：曾云2001.12.1摘要≮sl4287本文首先介绍了电子器件计算机模拟的分类、MOsFET的建模发展动态、对器件模型的要求以及模型参数的提取方法。在第二章中建立了MOs晶体管在直流端电压条件下的工作模型；第三章推导了MOsFET的大信号模型，这两类模型不同于传统模拟软件例如PSPICE中的等效电路模型，而是从模型方程出发，采用数值模拟的方法，提高了模拟的精度。第四章和第五章分别建立了M

2、Os晶体管低频、中频、高频的小信号模型，虽然借鉴了PsPIcE模拟软件中用等效电路模型的方法，但是本文分别讨论了准静态和非准静态时器件的本征部分以及包含非本征部分工作于低频、中频和高频条件时的模型，可以根据这些模型编写相应的模拟软件，这样在做器件的模拟分析与器件设计的时候，就可以利用模拟软件逐步深入地分析器件在不同的条件下和器件的不同部分在工作时的各种小信号特性，有利于抓住器件工作的本质特性，设计出符合要求的各类通用和特殊器件。第六章简单论证了模型的正确性。关键词：计算机模拟直流模型大信号模型小信号模型等效

3、电路模型AbstractInthispaper，theyaresetforthatfirstthatthekindsofcomDuter—simufationofefectronicdevices。thedeVeIoomentandtherequirementsofMD5FE丁0modeIandthewayofgainthemode居’parameters。TheDCmOdeIshavebeenbuIItinchapter2andthemOdelsofbigsignalshavebeendeducedinc

4、hapter3．theyaredifferentfromtheequivaIentcircuitmodelsinthetraditionaIsoftwarePSPICEthattheycomefromthenumericaI—simulationwh{chisbasedontheessenceequation，sotheprecisionofsimuIationisenhanced。MD口誓710smal1signaImodeIsoflowfrequency、intermediatefrequencyand

5、highfrequencyhavebeenbuiItinchapter4andchapter5，aIthoughtheequivaIentcircuitmodefsinPSPfGEareusedforreferencetobuffdthem，theyhavetheirowncharacteristicswhichareanalyzedataIIkindsofsituat；ons，sothatthesjmuIatjonsoftwareforMOSFETca几bewrjttenaccordjngthe用and卜

6、tisa1sobeneficiaIforustocatchthegenjuscharacteristicsofMOSFETandtodesignaIIkindsofappIicabledevices。ThecorrectnessofthemodeIsissimpIyprovedinchapter6。Keywords：computer-simuIatlonDCmodeIbig—signaImodelsmaIl—signaImodelequivaIent—circuitmode本文所用到的一些符号的物理意义如下

7、表所示，以供参考。含义为沟道宽度为沟道长度为电荷的有效迁移率为单位面积氧化层电容为修正因子，其值为反型层电荷与c赢比值曲线的斜率为饱和时的漏源电压为平带电压为衬底电势为体效应系数为玻尔兹曼常数为绝对温度为电子电荷为材料的介电常数为施主杂质浓度为受主杂质浓度得。。。％丑‰如，。。。t％虬第一章概述可以说，信息时代的帷幕是由晶体管发明而拉开的，而知识经济这一形态也是由集成电路的发展和微电子产业的发展而孕育的。许多历史学家往往喜欢用器具给时代命名，如石器时代、青铜器时代、铁器时代等，从而把当今时代也对应地称为硅石

8、时代。它是以1968年开始计算的，在这一年，有关硅材料器件和电路论著的发表数已经超过了钢铁方面的论著。当前，世界GNP增值的65％与微电子技术有关。微电子产业已成为促进国民经济持续发展和保证国家安全的战略性基础产业。21世纪将是微电子技术与产业持续发展的新世纪。随着电子学的迅速发展，电子器件CAD需要发展新的设计模式。作为设计的重要环节，电路行为仿真和性能评估是以器件模型和器件的模拟为基础的。因此得到即简洁又能精