MOS管的电容和ppt课件.ppt

第4讲MOS管外特性和寄生电容 1 直流特性 1 输入转移特性VDS固定 ID与VGS的关系 2 输出特性对于各种固定的VGS ID与VDS的关系 NMOS管测试电路 2 PMOS管测试电路 PMOS管实际工作时如图 a 但仿真测试时一般用图 b 电路画法与NMOS相同 但VGS和VDS都加负压 3 PMOS管输入输出特性分析文件 例04 ST02PMOS输入特性分析 optionpost 2 输出波形文件 optionsearch d hspice2011 libs 指定库路径 lib st02 lib tt 指定模型库和入口 temp25 指定环境温度 m1ndnggndgndmpw 20ul 1uvgsnggnd0vdsndgnd 5 printdci1 m1 记录m1第一个节点的电流 dcvgs0 50 01 dcvds0 50 01vgs0 50 5 end 4 PMOS管输入输出特性曲线 5 阈值电压测量 有多种工程定义 本课程采用 输入特性曲线斜率变化最大的点对应的电压 6 输出特性曲线 7 线性区和饱和区的实验划分方法 统一为 输出特性曲线中斜率变化最大的点 8 一些概念问题 MOS管的理想输出特性是什么样 晶体管能够放大信号的根本原因 数字电路中MOS管主要工作在什么区 模拟电路中的MOS管主要工作在什么区 9 MOS管的理想输出特性 10 晶体管放大信号的根本原因 晶体管具有受控恒流特性 只要输出回路电流完全由输入回路电压决定 即使k很小也能实现电压放大 11 电路中的MOS管的工作区 数字电路静态时在线性区或截止区 动态时经过饱和区 模拟电路多处于饱和区 MOS管的饱和区相当于双极晶体管的放大区 12 MOS管的动态特性 数字电路速度 延迟 和动态功耗 模拟电路带宽 转换速率 稳定性等 影响动态特性的根本原因电路中存在电容 电子线路的动态特性是RC问题 13 CMOS电路的速度与寄生电容的关系 如果完全没有寄生电容和电感 CMOS数字电路的速度可以无限快 如果完全没有寄生电容和电感 CMOS数字电路的功耗几乎为零 结论 寄生电容是影响CMOS电路性能的主要因素 14 MOS管的寄生电容无法消除 15 栅极寄生电容 覆盖电容 栅极与体之间的电容 TOX是栅氧化层厚度 栅极电容与MOS管的WL乘积成正比 16 源 漏 区寄生电容 源 漏 区与体之间存在寄生电容 源 漏 区寄生电容是PN结电容 源漏区寄生电容与源 漏 区的面积和周长称正比 仿真分析MOS电路动态特性时要给出PS PD AS AD等参数 17 MOS管寄生电容 任何两极之间存在电容 18 作为电容使用的MOS管特性 在没有好的多晶电容的工艺中 常使用MOS管 栅 作为电容 19 堆积状态 当VGS 0时 空穴被吸附 堆积 到栅氧化层下方 相当于电容的一个极板 另一个极板为多晶 20 堆积状态的等效电容 主要的电容Cgb串联了一个较大的电阻 21 耗尽状态 VGS不是足够 负 也不是足够 正 栅氧化层下方自由电子或空穴浓度都很低 下极板情况复杂 电容随电压变化 22 强反型状态 VGS足够大时 在栅氧下形成导电沟道 将源和漏连通 沟道相当于栅电容的一个极板 这种情况电容性能较好 23 测量栅电容的仿真文件 例5 MOS管栅极电容测量 optionpost 2 optionsearch d hspice2011 libs optiondccap 按直流电容计算 lib st02 lib tt paramPL 2 0uPW 10u m1gndnggndgndmnl PLW PWvgnggnd0 dcvg 550 01 printLX18 m1 LX18是直流栅电容的别名 end 24 栅电容随VG变