MOS管參數計算：vth、UnCox計算-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2022-10-11
一個MOS電路計算的話，有兩個參數是比較重要的。一個是vth，一個是UnCox。不考慮其他效應。
那有一個工藝庫，就要知道工藝庫的這兩個參數。一種方法直接看工藝庫參數，但是現在的工藝庫是基于BSIM，參數超級多，有考慮到很多二級效應。如果直接用工藝庫的參數vth0，UnCox來計算的話，會發現計算的值和仿真的值相差比較大。因此就需要找出我們用于手算的這兩個參數的值。
對于MOS飽和情況：
其電流方程
兩邊開根號，可以得到Id和Vgs是線性的。因為s端接低電平（對于N管），接高電平（對于P管）。所以就得到Id和Vg是線性的。
即
搭電路所用的庫是st02 。
管子的寬長比都是10u/5u。
V1電壓源為5V，提供電源。V0電壓源提供給管子的柵極輸入。
對V0進行DC電壓掃描。得到N管和P管關于電壓V0的曲線。利用計算器得到掃描數據。
DC設置和得到的輸出曲線。
N管和P管的電流對于輸入電壓掃描的值。左是N管電流，右是P管電流。
得到數據后，就用matlab來處理。利用數據，得到擬合的線性曲線，得到斜率和截距，就可以得到參數的值了。
Matlab的代碼如下：
前一個值是斜率，后一個值是截距。
帶入到
即可得到
UnCox = 59.3uA/v2 Vthn = 0.6v
UpCox = 22.8 uA/v2 Vthp = -0.8v
這樣就得到了參數了。
下面進行去驗證一下：
將寬長比改成 N管8.5u/5u P管 7.3u/5u
利用電流公式 得到
N管電流 181.96uA
P管電流 48.1uA
從圖中仿真出來的電流比較，會發現，誤差比較小。
可圖中還可以看出，N管的Vth為0.75v，P管的Vth為-0.98V。與我們計算出來的值不一樣。相差0.1V左右。（我認為仿真的時候，考慮了對Vth影響的二階效應，所以造成Vth有變化）。
以上的數據在長溝道的時候，計算比較有效。在短溝道情況下，計算誤差就比較大了，因為在短溝道下，平方率公式已經不適用了，此時二階效應的影響比較大了。不過模擬電路，溝道都不會太短，可以按照長溝道公式計算。
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