840组数据研究simc.13um工艺n33和p33mos管参数，得出与理论差距非常大的结论

实测simc.13um工艺n33和p33mos管参数。在Vds=1v,Vgs分别取0.8v，1.0v，1.2v三个电压值，L依次为0.5um,1um,2um,4um,W依次为0.5um,1um,2um,5um,20um,50um,200um的情况下，测出了不同宽长比的mos管betaff,ids,gds,gm,vth。经过数据分析后得出了以下结论：
1.Un*Cox
A.几乎不随vgs的改变而改变
B.随着W的增加而增加，它在W>=5um时基本不变了
C.随着L的增加，它会减小，nmos在L增大到8倍时它减小10%,pmos在L增大到8倍时它减小5%

D.nmos估算可取195uA/v^2
pmos估算可取 48uA/v^2
2.Vth
A.不随vgs的变化而变化
B.随着W的增加而增加，它在W>=5um时基本不变了
C.nmos:随着L的增加减小的非常快，L增加一倍，Vth要减小10mv—15mv.
pmos:基本不随L的变化而变化
D： nmos估算可取+630mv
pmos估算可取-660mv
3.lambda
A.nmos: L=0.5um左右时，它随vgs的增加而减小先迅速（36%）后缓慢（16%）(delta.vgs=0.2v)，L>1um后，随着vgs的增加先下降8%，后上升22%，(delta.vgs=0.2v)
pmos: 在L=0.5um左右时，先减小（6%）后增加（10%）（delta.vsg=0.2v）,在L>1um时，先增加15%，后增加20%，(delta.vsg=0.2v)
B.随W的变化基本不变
C.L
nmosvgs=0.8vL=0.5um变到1um变到2um变到4um这个过程中 依次减小到上一个数值的 6.6 2.3 1.4 倍
vgs=1.0vL=0.5um变到1um变到2um变到4um这个过程中 依次减小到上一个数值的 4.7 2.1 1.4 倍
vgs=1.2vL=0.5um变到1um变到2um变到4um这个过程中 依次减小到上一个数值的 3.4 2.0 1.6 倍
pmosvsg=0.8vL=0.5um变到1um变到2um变到4um这个过程中 依次减小到上一个数值的 3.0 2.0 1.9 倍
vsg=1.0vL=0.5um变到1um变到2um变到4um这个过程中 依次减小到上一个数值的 2.5 2.0 1.9 倍
vsg=1.2vL=0.5um变到1um变到2um变到4um这个过程中 依次减小到上一个数值的 2.3 2.0 1.9 倍
D.nmos估算：
L=0.5um时lambda为0.18， 随着L的加倍依次减小到上一个数值的 6.02.21.5 倍
pmos估算：
L=0.5um时lambda为0.055，随着L的加倍依次减小到上一个数值的 2.82.01.9 倍
附上数据：
n33vgs=0.8vvds=1v
W/L0.5\0.51\0.52\0.55\0.520\0.550\0.5200\0.5
Un*Cox(uA/V^2)158176188197202203203
lambda0.1790.1850.1850.1850.1860.1860.186
gm25u53u111u288u1.173m2.94m11.74m
id2.8u5.6u11.9u30.8u125u313u1.25m
Vth0.6290.6380.6390.6390.6390.6390.639
W/L0.5\11\12\15\120\150\1200\1
Un*Cox(uA/V^2)152169181190194195195
lambda0.0270.0270.0280.0280.0280.0280.028
gm12.9u26.4u54.2u138.6u561.2u1.41m5.62m
id1.5u2.9u5.8u14.6u58.8u147u586u
Vth0.6040.6190.6260.6290.6310.6310.631
W/L0.5\21\22\25\220\250\2200\2
Un*Cox(uA/V^2)147164176184188189189
lambda0.0110.0120.0120.0120.0120.0120.012
gm6.6u13.6u28u71.5u290u726u2.9m
id0.816u1.6u3.15u7.9u32u80u319u
Vth0.5830.6010.6080.6120.6140.6140.614
W/L0.5\41\42\45\420\450\4200\4
Un*Cox(uA/V^2)145161173180184185186
lambda0.008160.008380.00850.00850.00860.00860.0086
gm3.3u6.83u14.1u36.3u147u369u1.48m
id0.415u0.81u1.64u4.16u16.8u42u168u
Vth0.5750.5910.5980.6020.6040.6040.604
********
n33vgs=1vvds=1v
W/L0.5\0.51\0.52\0.55\0.520\0.550\0.5200\0.5
Un*Cox(uA/V^2)158175188196201202202
lambda0.11670.11760.11760.11750.11770.1180.1186
gm45u96u202u523u2.13m5.3m21.3m
id10u20.8u44u113u461u1.15m4.56m
Vth0.6290.6380.6390.6390.6390.640.64
W/L0.5\11\12\15\120\150\1200\1
Un*Cox(uA/V^2)151168180188193194194
lambda0.02560.02520.0250.02490.02490.0250.025
gm23.6u50u104u269u1.1m2.7m11m
id5.2u10.6u22u55.9u226u565u2.25m
Vth0.6040.6190.6260.6290.6310.6310.632
W/L0.5\21\22\25\220\250\2200\2
Un*Cox(uA/V^2)146163175182187188188
lambda0.011970.011760.01170.011660.011650.011660.01167
gm12u25.5u53u138u560u1.4m5.6m
id2.7u5.5u11.3u29u118u294u1.17m
Vth0.5830.6010.6080.6120.6140.6140.615
W/L0.5\41\42\45\420\450\4200\4
Un*Cox(uA/V^2)143160171179183184184
lambda0.007570.007540.0075370.0075350.0075360.0075380.0075426
gm6u12.8u27u69.6u284u711u2.85m
id1.34u2.8u5.8u14.8u60u150u601u
Vth0.5750.5910.5980.6020.6040.6040.604
********
n33vgs=1.2vvds=1v
W/L0.5\0.51\0.52\0.55\0.520\0.550\0.5200\0.5
Un*Cox(uA/V^2)157175187195200201201
lambda0.100290.099050.098430.098140.098250.098770.09967
gm59u126u263u681u2.77m6.93m27.6m
id20.5u43u91u235u952u2.4m9.4m
Vth0.6290.6380.6390.6390.640.640.64
W/L0.5\11\12\15\120\150\1200\1
Un*Cox(uA/V^2)150167179187191192193
lambda0.03140.030.029580.02930.029240.029310.02946
gm32.6u69u145u374.5u1.52m3.8m15.2m
id10.8u22.6u47u121u488u1.22m4.85m
Vth0.6040.6190.6260.6290.6310.6320.632
W/L0.5\21\22\25\220\250\2200\2
Un*Cox(uA/V^2)145162173181185186186
lambda0.016060.01540.015110.015010.014960.014980.01501
gm16.9u36.2u76u197u802u2m8m
id5.6u11.7u24u62,6u254u636u2.535m
Vth0.5830.6010.6080.6120.6140.6150.615
W/L0.5\41\42\45\420\450\4200\4
Un*Cox(uA/V^2)142159170177181182183
lambda0.0095990.009340.0092390.0091880.0091680.0091630.009186
gm8.5u18.4u39u101u411u1m4.12m
id2.8u5.9u12.3u32u130u325u1.3m
Vth0.5750.5910.5980.6020.6040.6040.605
********
********
********
p33vsg=0.8vvsd=1v
W/L0.5\0.51\0.52\0.55\0.520\0.550\0.5200\0.5
Up*Cox(uA/V^2)4044.0846.7548.649.649.8649.93
lambda0.0545380.0549560.0553410.0557270.0559990.056070.056111
gm5.95u12.1u24.17u59.8u236u588u2.35m
id0.637u1.13u2.38u5.7u22u54.7u217.8u
Vth-0.63-0.643-0.652-0.659-0.664-0.665-0.666
W/L0.5\11\12\15\120\150\1200\1
Up*Cox(uA/V^2)38.641.643.845.446.346.4546.51
lambda0.0188770.018720.018630.018560.018520.018510.01851
gm2.57u5.14u10.2u25.13u99u246u983u
id0.265u0.507u0.974u2.33u9u22.3u88.7u
Vth-0.636-0.647-0.656-0.664-0.668-0.67-0.67
W/L0.5\21\22\25\220\250\2200\2
Up*Cox(uA/V^2)38.3641.1643.2344.745.545.6745.73
lambda0.0094290.009352680.0093040.00926680.00924440.009240.00923827
gm1.25u2.5u4.98u12.26u48.3u120u480u
id0.13u0.25u0.482u1.15u4.46u11u44u
Vth-0.632-0.643-0.652-0.659-0.664-0.665-0.665
W/L0.5\41\42\45\420\450\4200\4
Up*Cox(uA/V^2)38.441.14344.545.345.545.5
lambda0.005070.0050430.0050270.00501460.0050080.0050060.005005
gm0.621u1.24u2.47u6.1u23.97u59.7u238u
id0.065u0.125u0.24u0.577u2.23u5.53u22u
Vth-0.63-0.641-0.649-0.656-0.661-0.662-0.662
********
p33vsg=1vvsd=1v
W/L0.5\0.51\0.52\0.55\0.520\0.550\0.5200\0.5
Up*Cox(uA/V^2)39.242.945.4647.2848.2848.4848.55
lambda0.0535290.0531790.0529860.0528650.0528080.0528190.052857
gm11.7u24.6u50.8u130u522u1.3m5.2m
id2.43u4.95u10u24.9u99u246u981u
Vth-0.63-0.643-0.652-0.659-0.664-0.666-0.666
W/L0.5\11\12\15\120\150\1200\1
Up*Cox(uA/V^2)37.540.542.644.24545.245.23
lambda0.021930.021660.0214770.021330.0212460.0212290.021229
gm5.28u11u22.5u57u229u573u2.29m
id1u2.14u4.3u10.65u42u105u419u
Vth-0.636-0.648-0.656-0.664-0.668-0.67-0.67
W/L0.5\21\22\25\220\250\2200\2
Up*Cox(uA/V^2)37.3404243.544.344.444.47
lambda0.0110570.0109220.0108290.0107540.0107060.0106960.010694
gm2.58u5.335u10.9u27.6u111u277u1.1m
id0.517u1u2.1u5.2u20.54u51.2u204u
Vth-0.632-0.643-0.652-0.659-0.664-0.665-0.665
W/L0.5\41\42\45\420\450\4200\4
Up*Cox(uA/V^2)37.3404243.344.144.2344.28
lambda0.00587370.0058060.0057580.00571840.0056930.0056880.005686
gm1.28u2.64u5.4u13.65u54.8u137u548u
id0.257u0.516u1u2.56u10u25.4u101u
Vth-0.63-0.641-0.649-0.656-0.661-0.662-0.662
********
p33vsg=1.2vvsd=1v
W/L0.5\0.51\0.52\0.55\0.520\0.550\0.5200\0.5
Up*Cox(uA/V^2)3841.644.145.946.8547.147.13
lambda0.0595080.0588730.0584640.0581540.0579870.0580040.05809
gm16.3u34.5u71.7u184u744u1.86m7.43m
id5.24u10.9u22.3u56u226u563u2.24m
Vth-0.63-0.643-0.652-0.659-0.664-0.666-0.667
W/L0.5\11\12\15\120\150\1200\1
Up*Cox(uA/V^2)36.439.341.442.8843.743.8643.9
lambda0.0264980.0261210.0258680.0256640.025540.0255220.025531
gm7.6u16u33u83.6u338u845u3.38m
id2.35u4.8u9.8u24.7u99u247u987u
Vth-0.636-0.647-0.656-0.664-0.668-0.67-0.67
W/L0.5\21\22\25\220\250\2200\2
Up*Cox(uA/V^2)36.238.940.842.24343.1343.18
lambda0.0135880.0133870.0132470.0131330.0130610.0130480.013048
gm3.75u7.8u16u41u165u412u1.65u
id1.15u2.36u4.8u12u48u120u481u
Vth-0.632-0.643-0.652-0.659-0.664-0.665-0.665
W/L0.5\41\42\45\420\450\4200\4
Up*Cox(uA/V^2)36.2638.840.742.142.842.9542.99
lambda0.007334250.00721960.0071380.0070710.0070280.0070190.007017
gm1.87u3.87u8u20.3u81.7u204u818u
id0.57u1.17u2.38u6u23.9u60u238u
Vth-0.63-0.641-0.649-0.656-0.661-0.662-0.662

这到有点做科研的意思。
不过你的标题起的不对，不是与理论有巨大差距，而是与一阶简单模型有巨大差距。如果你查对应的模型公式，应该是分毫不差才对。
科研的下一步应该是从中提取出一个比一阶模型更准，比理论更是更简单的设计方法，比如gm/Id法。

我发现它不符合短沟道效应与窄沟道效应。你认为呢?而且pmos的lambda要小于nmos的，和书上讲的“pmos的lambda大于nmos的lambda”也不一样

问题的关键是你的“理论”指什么?指教科书吗?教课书里的短沟，窄沟等效应也只是器件物理里比较经典的一些东西，但不代表是器件物理里唯一的东西。我不知道你这数据是从哪里得来的，如果是软件，那应该就是模型后面对应的数学公式，而数学公式是怎么得来的，是器件上的一些分析和拟合。所以你这些数据都是有根源的。如果你是真正测量的数据，就得先问是不是能放入目前已有的理论框架中，如果放不进去，那才是真正的有价值的数据，比如江崎当年的二极管。
更具体的你可以问问周围做器件的。原则上他们应该知道模型中每个参数都是怎么来的。几年前我也问过做器件的人同样的问题。

嘿嘿。确实得看看理论知识了。好烦啊

你的目的是什么?
用一阶模型来做0.13um 的设计，是不明智的。浪费你的生命。
tsmc 的spice 模型比所谓“教科书”上的理论公式要可靠的多

手算怎么办啊?

为啥要手算?
又不是做学校作业，你是做工程设计

那也得算个大概吧，我本科大四。还没做过工程项目，自己练习一些小电路时都要手算才可以大致得出宽长比啊

大致的W/L完全可以手算啊，就用二阶模型

这完全是在精确model和简单手算之间找tradeoff的过程。
一种极端是就不要计算，直接看spice算出来的工作点然后循环，另一种极端就是借用用原始的level1模型和已有的数据凑一些beta，lamda之类。中间一点的就是gm/ID方法，搞出些图表来查表格。
我觉得各种方法都有自己的优缺点，每个人都在这个tradeoff曲线中找自己的平衡点，时间久了还是以自己觉得好用为准。
就是学校的老师应该上来就把这些讲清楚，不要让每个学生只知道level1模型，然后手里拿着bsim3v3或者bsim4摸不着头脑。

手算就不应该用.13
应该试试1.5um