西北工业大学模集试验一MOS管特性分析

1、实验一 MO潸特性分析执行示例中的仿真程序，给出仿真结果。并在NMOS勺栅源电压为1.2V时，PMOS(栅电压等于1.2V时，分别仿真得出二者漏电流特性曲线。 这种情况下，手工计算出对于 NMOS当VDS=1V寸漏电流、跨导的值； 对于PMO9SD=1V寸漏电流、跨导的值。并与仿真结果比较。沟道长度设置为1u,观察器件的漏电流有怎样的变化？.仿真例示程序结果如图:电流i(M1)i(M2)波形如图;M1、M2ff夸导波形如图;.sp代码截图：所粘.sp 代码只有 netlist,sourse,annalysisi,output 部分，均不含 model京刘琳卡淖垛忒比舟t Li t#翻*毋*利(

2、*X*富琳率*喜*窜审*Ml DN GN SN BN NMOS U-lu L-0. 5u心 DP CP SP BP PMOS W=lu LO. 5u* *ourc e*h Mt* 收 *物* *VDSN DN SN0Y2 GX U0VSK 弛 0VBN BN 0VSDP SP DP0VS 5F GF0VSP SP 03.3VBF BF 03.3*京*会工7 广*廿*丑*X*京*.DC VDSX 0 3. 3 0, 05 seep V(N 0 3 0. 5.DC SDP 3. 3 0 0. 0a sweep VSGP 3 0 0. a$*常讯*常常*早*口口t pil t *卓办*邕它*常X*o

3、ptions post acct be i(Ml) i (M2) LX7 (Ml) LX7(M2) *LX7 0 求器件跨导 end2.在NMOS勺栅源电压为1.2V时，PMO既栅电压等于1.2V时，仿真得 到漏电流如图所示：所粘.sp 代码只有 netlist,sourse,annalysisi,output 部分，均不含 model5.43*10-5uA,跨导值为PmosVDS=-1V寸，仿真结果得到电流值为-1.15*10-5uA,跨导值为5.76*10-5u ;.sp代码截图：nmosVDS=1V寸，仿真结果得到电流值为0.000217U；所粘.sp 代码只有 net

4、list,sourse,annalysisi,output 部分，均不含 model冰冰冰冰冰*冰*小中*;M41E list*才种率*4本*本冰*木*本率*率本本Ml DN GN SX BN NMOS W-lu L3uM2 DP GP SP BP PMOS 归lu LO. 5u 4申* 4 *本*冰*泳沐SOUICe本东亭*本*本中*本末*本外承*率*本本末本格本木VDSX DN SN0VGSN CN SNL2VSN SN 00VBN BN 00V3DF SP DP0VSGF SF GFL2VSP SP 03.3VBF BP 03.3噂号*片*本*+*岂1ysi衿*共*.DC VDSR 0

5、3. 3 0. 05.DC VSDF 3.3 0 0. 05*水京常*辛噂*4pu t p u t *卧*3*5*1*cptions post acct be i(Ml) i (M2) LX7(M1) LX7(M2),end国1.1NMOS图L2PMOS手工计算：NMOS根据已知条件?疗 1.2?%?= 1?根据所给模型中的参数：沟道迁移率为：35斤/?所粘.sp 代码只有 netlist,sourse,annalysisi,output 部分，均不含 model沟道长度调至系数为：0.1 ?1根据?=?且?=50 X 10-10 时，?干 6.9?2?计算出?= 3.833

6、3 fF 总；师由电压？?= 0?和此时不存在体效应，NMOS：作在饱和区，故饱和区 电流及跨导公式为?= ?, , c , , -r r? ?2 1 + ?=2?北?否?？1 +?计算得:19?= 2 *134.1666 X2X 1.2- 0.7 2 x 1 + 0.1 X1=36.896 g;?=2 X 134.1666 g？, X2 X 36.896 g X 1 + 0.1 X1=1.4758 X 10- 4SPMOS:根据已知条件?= - 1.2?= - 1?根据所给模型中的参数：沟道迁移率为：10照/?沟道长度调至系数为:0.2 ?1根据?=?且?=50 X10-10 时，？?= 6

7、.9?计算出?= 3.8333 fF师2由电压？?= 0?伏口止匕时不存在体效应，PMOSC作在饱和区, 故饱和区电流及跨导公式为? = - - ? ? ?2 1 + ?2?=?2?/?？ 1 + ?计算得：2 X 1 + 0.2 X1?= - 1 X 38.3333 X2 X - 1.2 + 0.82=-7.360 *所粘.sp 代码只有 netlist,sourse,annalysisi,output 部分，均不含 model?=2 * 38.3333 心？ X 2 X 7.360 21 + 0.2 X 13.从图中可以发现，nmos电流为2.2*10-5pmos电流为-4.49*10-6

8、.sp代码截图：=0.368 X 10-4S与仿真结果对比发现结果基本相同O辛辛坐坐 *坐也*小摩* net 1 ist*季5*宰摩年*5*5*5Ml DN CN SN BN NMOS W=lu luM2 DP CP SP BP PMOS W-lu LFu卓摩邛*辛北*中* * *噂立峰s o ux c c*棠*年*季*邛*邛亲率邛*柏k配卡卡世VDSX DX SN0VGSN CN SNL2VSN SN 00VBN BX CCVSDP SP DP0VSGP SP CPL2VSP SP 03.3VEP EP 033出比3也*注定*#* * *白工曰1 y3i * * *北* *壮木.DC VDS

9、N 0 3. 3 0, 05.DC VSDP 3.3 0 0.05* * * *$ * * * * * * C U t p u t *共*我 ,options post acct be i (Ml) i (M2) LX7(M1) LX7(M2).end对课本34页，习题2.5进行仿真分析。给出手工分析结果和仿真结果。1.电路结构如图所粘.sp 代码只有 netlist,sourse,annalysisi,output 部分，均不含 model仿真波形如图所编写的.sp代码如图:所粘.sp 代码只有 netlist,sourse,annalysisi,output 部分，均不含

10、 model年*球景字累黑宰州兴本早早*not 1ift*絮*第*冰尊*尊率*早黑*早求宰率*旅塞字*字Ml DX GN SN BN NMOS H二111 L=0.励】小*律*本*中5口口1(_6*京*辛评*辛*耳*辛辛木*本本本*京VDGN DN 0VDN DN 0 3VBN BN 0 0VSN SN 0 0*客*号*日匚al vs i京：*常*注&*&* DC VSN 0 1.5 0. 05”.optioES post acct prabe .probe i(Ml) LX7(Ml) .end分析：如图示，NMOSl接的二极管器件在 Vx的变化下发生变化，NMOS始终工作在饱和区，Vx变化范

11、围为 0-1.5V,故栅源电压变化范围为3V-1.5V,根据饱和区电流及跨导公式：?否?2 1 + ?糊?1?及=-?- ?2 ?2琳? ?2? 1 + ?眼？=漏电流与跨导变化应为单调递减，与仿真结果相同2.电路结构如图丁 I 一C-ND2仿真波形如图所粘.sp 代码只有 netlist,sourse,annalysisi,output 部分，均不含 model所编写的.sp代码如图:*乐东n(? t ：st*率*比暮*珠*泳*衮*泳*Ml DN GS SX BN MOS W=lw L=0. *source*VGN GN 0 L9VSN SN 0 1VDN DN 0 0VBK BX 0 0*

12、analysis*.DC VDN 0 3 0. 05.options post acct be i(Xl) LX7(M1). end分析：由图知根据nmos各端口电压值知，当？/变化时晶体管会 发生源漏反转现象，故电路存在两个工作状态。第一个工作状态，当？?i)*# SOUirC p*1? * 由率 * *?MfH(*VGX GX 0 1VSX SN D 1.9VDX DN 0 0VBX BN 0 0*e麻京如*atiali s* 拿*x*聿*k=*.DC VDN 0 3 0. 05 段K衣停*法本本本京宰京率宰口口 t UH呻冷格/*器kk才*#期*不守.options p

13、ost acct be i(ML) LX7(M1j、PTI1分析：如图，图中源级电压为1.9V,栅极电压为1V,故图中标识的源 级其实是nmos的漏级，故Vx在0.3Vnmos导通，且一定工作在饱和 区，其他电压下noms均不导通，电流为零。与上面仿真图对比，仿真结果与我们的推测完全相同。.电路结构如图仿真波形如图所粘.sp 代码只有 netlist,sourse,annalysisi,output 部分，均不含 model所编写的.sp代码如图:本*本*木net Ii st本*Ml DP GP SP BP PMDS W=lu L=0. 5u9 110 3 o o o OD

14、n “ 01 orD G s Bo 3 o p sV05本才*本本本*本*口111 p U14*本*序*.options post acct probe , prob。i(Ml) LX7(M1) .end分析：如图知当？?变化时Pmo4发生源漏反转现象，故分析分为两个部 分。当？? 1.9V时，？?所连接处视为源极。刚开始 PMO犯旧截止。当？物 为2V时，？?= 1V,此时？?= - 1V,晶体管导通且处于饱和区。随后 随着?的升高，体效应逐渐减弱，阈值电压的绝对值|?减小，晶体管 导通程度变大，并且即将进入线性区，电流的绝对值逐渐增大，跨导同 时增加与上面仿真图对比，仿真结果与我们的推测完

15、全相同。.电路结构如图所粘.sp 代码只有 netlist,sourse,annalysisi,output 部分，均不含 modelGXD9仿真波形如图所编写的.sp代码如图:所粘.sp 代码只有 netlist,sourse,annalysisi,output 部分，均不含 model 家案*京*K*w*net1i st寂*哀*煞煞家*需*芸*京*式*宜宗太*Ml DP GP SP BP PMOS W=lu L=0. 5u宇*华*学*source*率*字?*字*学VDP DP VGP GP YSP SPVBP BP *analYS j 兮*宏*定* .DC VSP 0 3 0.05*宇宇不萃*字坪*笨不*字0口t pU t:不字不率宇字郑界字*不平即素举.options post acct be i(Ml) LX7(M1J.end分析：如图示，Vx加在衬底上，故此时电路会受到严重的体效应的影响。当？?= 0V时，？各疔1V,通过查询阈值电压表得到此时阈值电压为 ？加产0