MOS管短溝道效應(yīng)及其行為建模

　　N溝道MOS管模型如圖1 所示[ 6, 7 ] , VHDL2AMS既可以針對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)描述,也可以對(duì)其進(jìn)行行為描述,即通過(guò)一些數(shù)學(xué)表達(dá)式或傳遞函數(shù)來(lái)描述對(duì)象的行為。下面用VHDL2AMS構(gòu)建短溝道MOS管行為。

　　短溝道MOS管行為模型中,庫(kù)和程序包的調(diào)用以及接口參數(shù)定義如下:

　　在ieee庫(kù)中,程序包electrical_ systems中定義了電子系統(tǒng)中電壓、電流、電源地等基本電路變量,程序包fundamental_constants中定義了電子電荷、波耳茲曼等一些基本常數(shù),math_real程序包則定義了各種數(shù)學(xué)運(yùn)算符等。VHDL2AMS在接口定義中列出了MOS管模型中的有關(guān)參數(shù),可以方便地進(jìn)行設(shè)置和修改。由于MOS管的VHDL2AMS模型占有較大篇幅,以下僅給出短溝道MOS管VHDL2AMS模型中與前面內(nèi)容相關(guān)的關(guān)鍵程序語(yǔ)句。

　　以上程序中, k為增益因子

　　k = kpW /Lk_uds = = 1. 0 / (1. 0 + uds/ ( Ec3 L) ) 對(duì)應(yīng)于前述K (UDS )項(xiàng); k_udssat = = 1. 0 / (1. 0 + ( ugs2u th ) /(Ec3 L) ) 對(duì)應(yīng)于前述K (UGS - UT )項(xiàng)。可以看出,在截止區(qū),漏極電流幾乎為零,在線性區(qū)和飽和區(qū),漏極電流表達(dá)式分別包含k _uds和k_udssat因子,反映了

　　短溝道效應(yīng)。此外漏極電流表達(dá)式還包含( 1. 0 +lambda3 uds)項(xiàng),其中l(wèi)ambda為溝道長(zhǎng)度調(diào)制系數(shù),反映漏極電壓對(duì)溝道長(zhǎng)度的影響。