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1、CMOS模擬集成電路CAD講義例1：估算參數(shù)的求取1．Kn、Kp的求取圖1.1表1.1思考題1.1：從表1.1中可以看出溝道調(diào)制效L=2uVds應系數(shù)λ是否為常數(shù)？為什么？Kn(p)0.50.81.11.41.7μCWW-2n(p)ox22NMOS（μΑ?V）28.429.530.130.631.0I=V(1+λV)=KVDon(p)nDSn(p)on2LLPMOS（μΑ?V-2）9.710.511.212.012.8.μC上試中：K=n(p)ox(1+λV)n(p)DS2第1頁共103頁CMOS模擬集
2、成電路CAD講義2．λn、λp的求取圖1.2圖1.3第2頁共103頁CMOS模擬集成電路CAD講義圖1.4表1.2L=2uVdsL=3uL=4uλn(p)0.50.81.11.41.70.50.81.11.41.70.50.81.11.41.7Routn（KΩ）14.332.844.251.856.818.550.065.775.882.320.662.784.296.4103.9-1λn（V）0.190.080.060.050.040.150.050.040.0360.0330.0970.0440.0
3、330.0280.026Routp（KΩ）20.633.032.231.130.020.238.338.036.935.919.543.643.742.841.8-1λp（V）0.400.230.220.210.200.390.190.180.1780.1730.390.1640.1560.1520.149*比較上面求得的λn、λp與上學期所學教材中λ∝1/L的差異。MOSFET的簡化版圖如圖1.5所示，其中L1表示MOS管源漏區(qū)接觸孔與多晶硅之間的最小距離，L2表示接觸孔的最小尺寸，L3表示接觸孔與源
4、漏區(qū)邊緣間的最小距離。寄生電容可按表1.3估算：圖1.5第3頁共103頁CMOS模擬集成電路CAD講義表1.3MOS管寄生電容的計算公式MOSFET的寄生電容CGSCGDCDB（CSB）飽和區(qū)CGSOWeff+0.67COXWeffLeffCGDOWeffWECj+2(W+E)Cjsw表1.3中E＝L1+L2+L3,L1、L2、L3這些規(guī)則尺寸可以很容易在技術資料上找到（對于“懶惰”的工程師們而言，一個也許更高效的辦法是從晶元廠提供的版圖庫中直接通過測量獲得）。一種保守的方法是取E=9um來進行估算。C
5、GSO、CGDO分別為單位寬度的柵－源和柵－漏交疊電容，單位為F/m；Cjsw為單位長度的源（漏）2側壁結電容，單位為F/m；Cj為單位面積的源（漏）結電容，單位為F/m。這些數(shù)據(jù)可從模型參數(shù)中直接獲取。我們采用的模型中的寄生電容參數(shù)如下：NMOS的寄生電容-10-10-4-10VTH0=0.5815607CGSO=2.7×10CGDO=2.7×10Cj=2.806451×10Cjsw=1.464911×10PMOS的寄生電容-10-10-10VTH0=-0.8058627CGSO=2.7×10CGDO
6、=2.7×10Cj==2.959698E-4Cjsw=1.464496×10第4頁共103頁CMOS模擬集成電路CAD講義例2：單級CS放大器的設計已知：VDD＝3V，I0＝100μA，信號源內(nèi)阻RS＝2K要求：Av≥-26dB，輸出擺幅≥2V一、參數(shù)估算1．據(jù)輸出擺幅要求，分配NMOS管和PMOS管的Von。電路如圖2.1所示。VonN+VonP≤1，取VonN＝0.2，VonP＝0.62．估算靜態(tài)偏值電壓：Vin＝0.2+0.5815＝0.7815；Vbp＝3-0.6-0.8058＝1.59423．
7、驗證增益是否滿足要求：可以估算出輸出節(jié)點Vout的靜態(tài)工作點為（0.2+2.4）/2＝1.3，L=2u時，查表1.2可知圖2.1此時λn≈0.05，λp≈0.21于是可以估算出：1/21/2-1gmn＝〔4Kn（W/L）MN1ID〕＝〔4×30.5×82×100〕≈1.0mA?V-1或者gmn＝2ID/（VGS-VTN）＝2ID/Von1＝200/0.2＝1.0mA?V-6Rout＝1/〔（λn+λp）ID〕≈1/〔（0.05+0.21）×100×10〕＝38.5K-3-6Av＝gmn/〔（λn+λp）
8、ID〕≈10/〔（0.05+0.21）×100×10〕＝38.5（即31.7dB）〔滿足要求〕4．估算各管的寬長比，查表1.1可知Kn≈30.5ua，Kp≈12.8ua，22（W/L）MN1＝ID/（Kn×Von）＝100/（30.5×0.2）≈82＝164/222（W/L）MP1＝ID/（Kp×Von）＝100/（12.8×0.6）≈22＝44/2二、仿真驗證1．靜態(tài)工作點仿真結果如圖2.2所示圖2.22．輸出電壓擺幅及跨導gMN仿真結果
