第4讲 MOS管的电容和.ppt

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1、第4讲MOS管外特性和寄生电容直流特性（1）输入转移特性VDS固定，ID与VGS的关系（2）输出特性对于各种固定的VGS，ID与VDS的关系。NMOS管测试电路PMOS管测试电路PMOS管实际工作时如图（a），但仿真测试时一般用图（b）,电路画法与NMOS相同，但VGS和VDS都加负压。PMOS管输入输出特性分析文件*------例04:ST02PMOS输入特性分析-------------*------------------------------------------------.optionpost=2$输出波形文件*---------------------

2、---------------------------.optionsearch="d:/hspice2011/libs"$指定库路径*------------------------------------------------.lib"st02.lib"tt$指定模型库和入口*------------------------------------------------.temp25$指定环境温度*------------------------------------------------m1ndnggndgndmpw=20ul=1uvgsnggnd0vds

3、ndgnd-5*------------------------------------------------.printdci1(m1)$记录m1第一个节点的电流*------------------------------------------------.dcvgs0-50.01.dcvds0-50.01vgs0-50.5.endPMOS管输入输出特性曲线阈值电压测量有多种工程定义：本课程采用“输入特性曲线斜率变化最大的点对应的电压”。输出特性曲线线性区和饱和区的实验划分方法统一为:输出特性曲线中斜率变化最大的点。一些概念问题MOS管的理想输出特性是什么样？晶

4、体管能够放大信号的根本原因？数字电路中MOS管主要工作在什么区？模拟电路中的MOS管主要工作在什么区？MOS管的理想输出特性晶体管放大信号的根本原因晶体管具有受控恒流特性。只要输出回路电流完全由输入回路电压决定，即使k很小也能实现电压放大。电路中的MOS管的工作区数字电路静态时在线性区或截止区。动态时经过饱和区。模拟电路多处于饱和区。MOS管的饱和区相当于双极晶体管的放大区。MOS管的动态特性数字电路速度（延迟）和动态功耗。模拟电路带宽、转换速率、稳定性等。影响动态特性的根本原因电路中存在电容。电子线路的动态特性是RC问题。CMOS电路的速度与寄生电容的关系如果完全没有

5、寄生电容和电感,CMOS数字电路的速度可以无限快.如果完全没有寄生电容和电感,CMOS数字电路的功耗几乎为零.结论:寄生电容是影响CMOS电路性能的主要因素.MOS管的寄生电容无法消除栅极寄生电容覆盖电容栅极与体之间的电容TOX是栅氧化层厚度栅极电容与MOS管的WL乘积成正比源（漏）区寄生电容源（漏）区与体之间存在寄生电容。源（漏）区寄生电容是PN结电容。源漏区寄生电容与源（漏）区的面积和周长称正比。仿真分析MOS电路动态特性时要给出PS,PD,AS,AD等参数。MOS管寄生电容任何两极之间存在电容作为电容使用的MOS管特性在没有好的多晶电容的工艺中，常使用MOS管（栅

6、）作为电容。堆积状态当VGS<0时，空穴被吸附（堆积）到栅氧化层下方，相当于电容的一个极板（另一个极板为多晶）。堆积状态的等效电容主要的电容Cgb串联了一个较大的电阻耗尽状态VGS不是足够“负”，也不是足够“正”，栅氧化层下方自由电子或空穴浓度都很低，下极板情况复杂，电容随电压变化。强反型状态VGS足够大时，在栅氧下形成导电沟道，将源和漏连通，沟道相当于栅电容的一个极板。这种情况电容性能较好。测量栅电容的仿真文件*-------例5：MOS管栅极电容测量-----------------------.optionpost=2.optionsearch="d:/hspic

7、e2011/libs".optiondccap$按直流电容计算.lib"st02.lib"tt*-----------------------------------------------------.paramPL=2.0uPW=10u*-----------------------------------------------------m1gndnggndgndmnl=PLW=PWvgnggnd0*-----------------------------------------------------.dcvg-550.01*