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MOS管的热噪声模型

时间:12-12 整理:3721RD 点击:
有谁研究过MOS管的热噪声模型啊?我现在用spectre仿真出来的热噪声结果跟理论的差别好大啊,而且规律也不大一样。请各位指点!

是BSIM模型么
建议你下载BSIM的手册,上面说了怎么样噪声建模。。

恩,是BSIM模型,我也看了那个手册。我想用简化的SPICE2噪声模型来描述输出噪声,但是仿真出来的结果远远偏离这个模型,不知道怎么解释好。
具体的说我就是想提取mos管热噪声模型参数中的gamma系数,但是提取出来的结果与理论的偏差很大。

有两种可能:
(1)你的model card里面各种mod设置的和你想观察的不匹配,检查的分量不match,不知道你用的bsim几,不过bsim的噪声不是特别复杂,尤其是3v3基本就没什么mod可选,4.6好像有一个,所以你仔细看一遍参数说明和manual应该不会有太大的失误。
(2)如果你是用noise分析的话很可能就是不匹配了,因为bsim的噪声模型是认为给定输入偏置下的噪声,但是spectre的noise分析(或者说spice软件的noise,大家基本都这样)实际是个ac分析,假设你分析一个管子的噪声,spice实际上先在管子的周围加了一套近似开短路的RLC辅助电路,比如大电容小电感小电阻啥的,然后在输入端加交流小信号,做一次ac,然后在分析端看输出,用噪声定义上的平均功率概念来计算等价噪声,bsim噪声模型仅在做ac的时候填矩阵有用,而noise分析实际是基于测量的方法,和model没有直接关系。建议用dc中的noise op先扫一遍看看和你的预期相不相符,但是这毕竟只是几个分量,不能描述完整的noise特性,因为noise实际和ac行为有关联,ac的model你也要考虑进去。

您好!非常感谢您的热心回复。
我仔细研究过模型库里面的参数以及bsim的各种噪声模型,确认应该不是第一种可能;
但是您说的第二种可能很有道理,我以前也没有考虑到。我现在确实是用的noise仿真来计算mos管的输出噪声功率谱,然后再根据经典噪声公式反推回去计算热噪声模型中的gamma系数。这个系数根据理论来说从弱反型到强反型是从1/2变化到2/3。对于短沟器件还会引入一个额外的噪声因子系数,但是基本还是符合经典的噪声模型。只是我现在用noise仿真出来的噪声没法跟经典热噪声模型对应起来。回头我再试试您说的办法,确认一下是否是这个问题引起的。
另外我今天确认了一下不同的工艺库,按照我目前的方法,使用TSMC0.25um的model能够在比较大的范围内吻合gamma=2/3,但是用chartered0.35um的model仿真出来的gamma就完全不对,没法解释。
我的目的就是想看看mos管从弱反型到强反型变化时其热噪声模型中的gamma系数是否符合从1/2到2/3的变化规律。
谢谢!

有的厂的噪声建模好,有的厂噪声建模也搞不好
因为理论数据没法和测试数据拟和,所以一般会选择测试数据吧
如果你有空你查一下McMaster 大学的C. H. Chen的文章
他好像是给TSMC的CMOS工艺做噪声的理论建模的

T家model一般做的不错,charter倒是可能在.35这么大的尺寸上不好好做这些效应,自从和AMD的foundry合并以后里面乱的很。同样建议关注下1/f噪声,noise分析一定会带上她,她可能也是引起热噪偏离的原因。。。现在好多效应用model已经不能很好的说明了,所以bless~~

确实,我现在担心的就是这个问题。我们流片用的都是chartered的工艺。我现在研究噪声模型主要是用于电路的噪声优化设计,在这方面整了一点理论作为课题的一个亮点。但是现在用理论模型优化出来的结果与实际仿真的差别还比较大,符合不上,所以就不容易把这个东西说得漂亮了。
1/f噪声我有单独考虑,和热噪声是分开来的。
目前确实很多model都不能说明问题,尤其是在噪声参数这一块,估计一些foundry都懒得去测那么细致。深亚微米工艺的模型差别更大,都只能用不同的额外系数来拟合。

建议试一试EKV模型,相比BSIM,对不同inversion状态下的描述更具物理一致性

这个。。。。。。EKV模型虽然描述上物理性更好,但是spice支持的都是翔一样的恶心,各家EDA也不把他当回事,表面上manual里写上EKV,但是因为foundary用的少,长久没人维护,不知道会出什么事。。。现在用起来可能还木有psp让人舒服。。。

是的,我也想用ekv模型,但是foundy没有提供ekv模型,而且不了解spectre、hspice等支持ekv模型仿真不。
您用过吗?

不知道你有没有解决这个问题,我也发现chatered 0.35 um 的亚阈值噪声模型不准,仿真出来的噪声太小了,都打破理论值了。

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