南邮拉扎维模拟cmos前两章课件

1、第一章 模拟电路设计绪论1.1 研究模拟电路的重要性1.2 研究集成电路的重要性1.3 研究CMOS模拟集成电路的重要性1.4 模拟电路设计困难的原因1.5 电路设计的一般概念 模拟设计涉及到在速度、功耗、模拟设计涉及到在速度、功耗、增益增益、精度精度、电源电压电源电压等多等多种因素间进行折中，而数字电路只需要在速度、功耗之间折种因素间进行折中，而数字电路只需要在速度、功耗之间折中。中。 模拟电路对噪声、串扰和其他干扰比数字电路要敏感的多。模拟电路对噪声、串扰和其他干扰比数字电路要敏感的多。 器件的器件的二级效应二级效应对模拟电路的影响比数字电路要严重的多。对模拟电路的影响比数字电路要严重的多

2、。 高性能模拟电路的设计高性能模拟电路的设计很少能自动完成很少能自动完成，而许多数字电路都，而许多数字电路都是自动综合和布局的。是自动综合和布局的。 模拟电路的许多效应的模拟电路的许多效应的建模和仿真仍然存在问题建模和仿真仍然存在问题，模拟设计，模拟设计需要设计者利用需要设计者利用经验经验和和直觉直觉来分析仿真结果。来分析仿真结果。集成电路的分析与设计往往要求在集成电路的分析与设计往往要求在不同抽象级别不同抽象级别上进行考虑上进行考虑第二章 MOS器件物理基础2.1 基本概念2.2 MOS的I/V特性2.3 二级效应2.4 MOS器件模型p型衬底nn2SiOSGDeffLdrawnLDLWOX

3、t ：沟道总长度 ：横向扩散长度 ：沟道有效长度， ，以后直接用L表示。 和氧化层厚度 对MOS电路性能起着非常重要的作用。drawnLDLeffLDdrawneffLLL2effLOXtn形成耗尽层形成耗尽层形成反型层，即形成反型层，即导电沟道导电沟道刚刚形成反型刚刚形成反型层时的层时的电压电压，就是阈值电压就是阈值电压THVOXdepFMSTHCQV2)/ln(/isubFnNqkT ）（subNinsubFsiNqQ4deplVClqQdlVVlWCTHGSOX)()(THGSOXVVWCddQtlQtqI)(a)(b0DSV)()(xVVVWCxQTHGSOXd)x(VVVWCITHG

4、SOXDdxxdVxVVVWCInTHGSOXD)()(对应的边界条件为 ,两边积分得DSVLVV)(, 0)0(DSVVTHGSnOXLxDdVxVVVWCdxI00)(21)(2nDSDSTHGSOXDVVVVLWCIGSVDDSIVTHGSDSVVV2max,)(21THGSOXnDVVLWCIDDSIV)( 2THGSDSVVVDSTHGSOXnDVVVLWCI)(DDSIV)(1THGSOXnonVVLWCR所以，在所以，在深三极管区工作深三极管区工作的的MOSFET,可以看做一个阻值由可以看做一个阻值由过驱过驱动电压动电压控制的控制的电阻电阻THGSDSVVVTHGSDSVVVTH

5、GSDSVVV0DSV)()(xVVVWCxQTHGSOXd)(xVVVTHGS)(xVVVTHGS0)(xdQ0)(xdQDSVTHGSVVVTHGSnOXLxDdVxVVVWCdxI00)(2n)(21THGSOXDVVLWCImg)(,THGSOXnVGSDmVVLWCVIgconstDSTHGSDmDOXmVVIgILWCg22OXdepFMSTHCQV2dQ)22(0FSBFTHTHVVVOXsubsiCNq/2subNOXC2n)(21THGSOXDVVLWCILDSVLLLLLL/DSV)1 ()(212DSTHGSOXnDVVVLWCIDSVmgDSDOXnmDSTHGSOXn

6、mVILWCgVVVLWCg1/2)1)(THGSVVTHGSVVDIGSVDSVTGSDVVIIexp01qkTVT/ 如果如果MOSFETsMOSFETs的端电压差的端电压差超过某一特定值超过某一特定值，则会发生各种，则会发生各种击穿效应。在高的栅击穿效应。在高的栅- -源电压下，栅氧将发生源电压下，栅氧将发生不可恢复不可恢复的的击穿，从而毁坏晶体管。在短沟道器件中，一个相当大击穿，从而毁坏晶体管。在短沟道器件中，一个相当大的源的源- -漏电压会使漏极周围的耗尽层漏电压会使漏极周围的耗尽层变宽变宽，结果耗尽层会，结果耗尽层会到达源区周围，从而产生一个很大的漏电流。到达源区周围，从而产生一个很大的漏电流。 MOS器件版图器件版图 MOS器件电容器件电容 MOS小信号模型小信号模型OXWLCC 1FsubsiNqWLC4/23C4COVCjCjswCWCCCOVGSGDdOXdOXGBCWLCCWLCC/FsubsidNqWLC4