Netlist SPICE

Report
Informação Geral sobre
o Simulador HSPICE
Disciplina de Eletrônica Digital – ECA (4453F-02)
Prof. Dr. Fabian Vargas
Netlist SPICE
• vista 3D e layout
Dreno
Gate
Source
Gate
Source
W
Dreno
N+
N+
L
Substrato PSiO2
Netlist SPICE
• Parâmetros geométricos do dreno/source
Source
Gate
Dreno
W
xj
1/2 Ld
L
tox
Netlist SPICE
• Capacitâncias do dreno/source
Cd  C
C
C
ja
. ( ab )  C
jp
. (2 a  2b )
ja
 capacitânc ia por área
 SPICE : CJ ( F / m
jp
 capacitânc ia de perímetro
 SPICE : CJSW ( F / m
2
Área
Perímetro
a
b
Gate
ou
ou
pF /  m )
2
F / m )
Netlist SPICE
• Capacitâncias do gate
Cg ( intrínseca
)  W . L . Cox
Cg ( extrínseca
)  W . CGSO
  (W
. CGDO )  ( 2 L . CGBO )
Cg  Cg i  Cg e
L
CGDO
CGSO
W
CGBO
Exemplo (1) de Netlist Spice
gate
drain
source
* inversor
.MODEL nmos nmos level=2 vto=.82 uo=690 ...
.MODEL pmos pmos level=2 vto=-1.4 uo=231 ...
vdd
M1 o1 i vdd vdd pmos l=1e-06 w=2e-06
M2 o1 i 0
0
nmos l=1e-06 w=2e-06
M1
Fall-Time
bulk
vcc vdd 0 dc 5
vin1 i 0 pulse (0 5 0 0.1N 0.1N 10N 20N)
.tran 0.5N 80N
*.dc vin1 0 5
Vmax
Vmin
.options post nomod nopage
.print tran v(i) v(o1)
C1 o1 0 100fF
.END
Time-High
i
o1
Rise-Time
delay
Period
vin1
M2
Exemplo (2) de Netlist Spice
0 3.3
0 3.3
Netlist Spice – Modelos dos transistores
.MODEL nmos nmos level=2 vto=.82 gamma=.76
+tox=2e-08 nsub=2.5e+16 xj=2.5e-07
+ld=1.25e-07 uo=690 ucrit=35000 uexp=0.35
+vmax=70800 cj=350u cjsw=450p cgdo=310p
+cgso=310p
.MODEL pmos pmos level=2 vto=-1.4 gamma=.76
+tox=2e-08 nsub=2.5e+16 xj=4.5e-07
+ld=4.7e-08 uo=231 ucrit=71000 uexp=.35
+vmax=320000 cj=540u cjsw=760p cgdo=300p
+cgso=300p
Netlist Spice – Modelos dos transistores
•
.MODEL nmos M1
modelo NMOS designado como M1
•
level=2
nível de modelagem
 vto=.82
tensão de threshold (V)
•
threshold do substrato (V0.5)
gamma=.76
 tox=2e-08
espessura do óxido (m)
 nsub=2.5e+16
dopagem do dreno/source (1/cm3)
•
profundidade do canal (m)
xj=2.5e-07
 ld=1.25e-07
tolerância na largura do canal (m)
 uo=690
mobilidade do portadores (cm2/V.s)
•
ucrit=35000 uexp=0.35 vmax=70800
•
cj=350u cjsw=450p cgdo=310p cgso=310p capas. transistor
limite do campo elétrico
Netlist Spice – Modelos dos transistores
• Comparação entre diferentes tecnologias
ECDM20
N
P
ECPD15
N
P
ECPD12
N
P
Ld (µm)
0,15
0,2
0,325
0,300
0,125
Tox (A)
400
400
250
250
5,3e15
19e15
20e15
vto (V)
0,9
-0,9
µ0 (cm2/vs)
510
nsub
uexp
ECPD10
N
P
ECPD07
N
P
0,1
0,125
0,047
0,075
0,021
250
250
200
200
150
150
50e15
20e15
50e15
25e15
25e15 23,5e15
200e15
0,7
-1,1
0,7
-1,1
0,82
-1,4
0,906
-0,917
175
510
210
510
210
690
231
553,8
220,7
0,0192 0,0311
0,22
0,33
0,22
0,33
0,35
0,35
0,195
0,2168
ucrit
1000
4720
24300
51000
24300
51000
35000
71000
50000
17600
vmax
37900
37200
54000
47000
54000
47000
70800 320000
68150
70000
xj (nm)
500
600
400
500
400
500
250
250
55
550
gamma
0,49
0,92
0,65
0,87
0,65
0,87
0,76
0,78
0,807
0,618

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