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  • MOS管vd,vdsat與region的關系介紹
    • 發布時間:2023-02-21 17:20:50
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    MOS管vd,vdsat與region的關系介紹
    仿真得到的region含義
    region=0,1,2,3;分別對應MOS管的截止區,線性區,飽和區和亞閾值區。
    Vgs為3.3,掃描Vd
    MOS管的源端和漏端分別接Vg和Vd,可設置Vg為3.3V,Vd為變量,設置變量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方式不準確,盡量避免使用】,step size可選擇0.01,這樣仿真設置就完成了。
    接下來設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Save Operating Points窗口,選擇輸出OP參數有兩種方式,
    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,【發現了遇到過的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即可。
    輸出OP參數選擇完成之后,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變為2。(Vgs=3.3V)
    為了保證PVT下,管子處于飽和區,vd需要比vdsat大某個經驗值。
    vov=vgs-vth=vgt,從plot得到的圖中可以看到在vds達到vgt之前,就已經進入了飽和區(region=2),這是由于短溝道器件中的速度飽和效應導致的。
    Vd為3.3,掃描Vgs
    除了掃描變量設置不同,vd=3.3V,對vg進行掃描,其他就和上述步驟一樣。
    然后發現對于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、亞閾值區、飽和區,當-261mV<vgt<0V時,NMOS處于亞閾值區,當vgt>0時,進入飽和區。
    為了實現低功耗,通常使放大器輸入對管工作在亞閾值區,可以在使vgt在上述亞閾值范圍內取值。
    也可以在OP參數里加上id,看看MOS管工作在亞閾值區和截止區的電流情況,可以發現,隨著vgt的增加,id一直是增加的趨勢,在截止區和亞閾值區增加較緩,在飽和區增加較快:
    在截止區內在隨著vgt增加,id從46.88f增加到31.85n,在亞閾值區,id增加到約5u,在飽和區,當vg為3.3V時,id增加到最大,約1.15m。
    當尺寸變大時,電流也會隨之變大。
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