Результаты

1). Сводка полученных результатов:

№	Параметр	Условия измерения			Значение	Примечания
		VGS	VDS	VBS
1	Пороговое напряжение					Измерение
2	phi				, мкм	Расчет
3	gamma				см-3	…
	Толщина подзатворного диэлектрика (SiO2) d.
	, и .

2). Рассчитанные ВАХ МДПТ (распечатка).

Пример выполнения работы (пошаговая инструкция)

(предполагается, что проведен предварительный расчет и получены численные результаты параметров моделей, которые занесены в файл ~/dsd1/models/var.scs)

Открываем консольное окно SHELL и проверяем рабочую директорию .

Рисунок 1. Командное окно SHELL

Скопировать полученный файл logic.tgz (библиотека проекта) в свою home директорию, и последовательно выполнить команды tar zxvf dsd1.tar.gz и cd dsd1 (рисунок 2).

Рисунок 2. Командное окно SHELL (установка библиотеки)

Проверить содержимое директории dsd1 и запустить систему проектирования Cadence с помощью команды icfb (Рисунок 3).

Рисунок 3. Запуск Cadence.

В открывшемся окне командного интерпретатора прописываются загружаемые программные пакеты (рисунок 4).

Рисунок 4. Окно icfb (CIW).

Чтобы открыть библиотеку проекта выбираем меню File выбираем подменю Open (рисунок 5).

Рисунок 5 Открываем библиотеку проекта

В появившемся окне выбираем библиотеку с именем nmos (рисунок 6).

Рисунок 6 Выбор имени библиотеки.

В открывшемся окне Virtuoso Schematic, представлена схема для моделирования характеристик транзистора, для запуска симулятора в меню Tools выбираем подменю Analog Environment (рисунок 7)

Рисунок 7 Меню запуска задания на моделирование.

В новом, открывшемся окне ADE выбираем подменю Load State из меню Session (рисунок 8).

Рисунок 8. Окно Analog Design Environment.

В окне Loading state выбираем единственно доступную сессию mos1_lab1 (рисунок 9).

Рисунок 9. Окно выбора сессии.

Параметры сессии отображаются в окне ADE (рисунок 10).

Рисунок 10. Шаблон режима моделирования.

Для запуска на моделирование щелкните курсором по клавише Netlist and Run (рисунок 11).

Рисунок 11. Запуск на моделирование

В открывшемся дополнительном окне составляется протокол выполнения моделирования (рисунок 12).

Рисунок 12. Протокол выполнения моделирования

При успешном моделировании автоматически откроется для диалога окно просмотра результатов Waveform Window (рисунок 12).

Рисунок 12. Окно результатов моделирования.

Полученные характеристики необходимо сравнить с экспериментальными (характеристиками из задания), при совпадении результатов эксперимента с точностью до ± 15%, идентификация параметров транзистора считается успешной, в другом случае необходимо проверить результаты предварительного расчета и повторить машинный эксперимент.

Для исследования короткоканальных эффектов используем библиотеку LAB2_mos3. В окне icfb (CIW) выберем меню File далее подменю Open (рисунок 13)

Рисунок 12. Окно выбора библиотеки и ячейки.

В появившемся окне Virtuoso Schematic наблюдаем схему измерений и запускаем задание на моделирование (рисунок 13).

Рисунок 13 Меню запуска задания на моделирование.

В новом, открывшемся окне ADE выбираем подменю Load State из меню Session (рисунок 14).

Рисунок 14. Окно Analog Design Environment

В окне Loading state выбираем сессию lab2_mos3_1_state (рисунок 15).

Рисунок 15. Окно выбора сессии.

Параметры сессии отображаются в окне ADE (рисунок 16).

Рисунок 16. Шаблон режима моделирования.

После запуска схемы на моделирования открывается окно с отчетом о работе симулятора (рисунок 17) и график ВАХ прибора без учета короткоканальных эффектов (рисунок 18).

Рисунок 17. Протокол выполнения моделирования

Рисунок 18. Окно результатов моделирования.

Откройте следующую схему измерений. Выберите меню Design и далее подменю Open и выберите ячейку nmos_2 (рисунок 19).

Рисунок 19. Окно выбора ячейки.

Схема измерений для наблюдения эффекта ограничения скорости носителей в канале, представлена на рисунке 20.

Рисунок 20 Схема измерений для наблюдения эффекта ограничения скорости носителей в канале.

Следуя комментарию, загрузим сессию lab2_mos3_2_state и запустим задание на расчет (рисунок 21).

Рисунок 21. Шаблон режима моделирования и запуск на расчет.

При успешном моделировании автоматически откроется для диалога окно просмотра результатов Waveform Window (рисунок 22).

Рисунок 22. Окно результатов моделирования.

Получим семейство выходных характеристик при помощи параметрического анализа.

Для запуска циклического моделирования по переменной Vgs выберем в окне Design Analog Environment в основном меню Tools→Parametric Analysis. В открывшемся дополнительном окне параметрического анализа Parametric Analysis зададим имя параметрической переменной Vgs и заполним спецификацию на анализ как показано на рисунке 23.

Рисунок 23. Задание параметрической переменной.

Для запуска параметрического анализа выбираем Analysis→Start . До запуска параметрического анализа обязательно хоть один раз должно быть выполнено моделирование.

После запуска выполняется компилирование списка соединений и затем циклическое моделирование с параметрической переменной. В выходном файле выводятся последовательно все установочные значения изменяемой переменной для каждого моделирования (рисунок 24).

Рисунок 24. Выполнение параметрического моделирования

В результате успешного моделирования будет получено семейство выходных характеристик (рисунок 25)

Рисунок 25. Семейство выходных характеристик.

Для расчета проводимостей транзисторов используем калькулятор Cadence. Предварительно создадим пустое полотно для будущего графика нажатием кнопки на панели инструментов Add Subwindow (рисунок 26). Появляется новое, пустое окно для графика, номер окна располагается в верхнем правом углу каждого подграфика.

Рисунок 26. Добавление нового подокна

Для обработки результатов моделирования и подключения калькулятора выберем в основном меню Tools→Calculator. Откроется дополнительное окно калькулятора (рисунок 27).

Рисунок 27. Окно калькулятора

Для выбора даны моделирования, которые необходимо преобразовать щелкнем курсором по клавише wave и в окне результатов моделирования выберем кривую F. Тогда в окне калькулятора в контуре пропишется обозначение данных расчета (рисунок 28). Для преобразования результатов выберем Special Functions (рисунок 28).

Для получения кривой зависимости коэффициента усиления от входного напряжения выберем функцию дифференцирования derive (рисунок 29).

Рисунок 28. Данные расчета выходного напряжения и выбор функций преобразования

Рисунок 29. Преобразование выходных данных.

Для просмотра полученных преобразований щелкните курсором на клавише plot калькулятора. В результате выполненных действий в дополнительном окне появится кривая преобразования (рисунок 30).

Рисунок 30. Получение зависимости выходной проводимости от выходного напряжения

Для снятия показаний в рабочей точке зависимости используем курсор. После нажатия клавиши А на клавиатуре появляется первый курсор (рисунок 30), расположите курсор в рабочей точке (координаты курсора располагаются в левом верхнем углу окна Window Waveform) и зафиксируйте курсор нажатием левой кнопки мыши. Координаты курсора появятся под текущим графиком (рисунок 30).

Аналогичным образом вычисляется передаточная проводимость транзистора, за тем исключение, что понадобиться второй курсор, который вызывается нажатием клавиши В на клавиатуре (рисунок 31).

Рисунок 31. Измерение передаточной проводимости.

Откройте следующую схему измерений. Выберите меню Design и далее подменю Open и выберите ячейку nmos_3 .Схема измерений Схема измерений для наблюдения зависимостей собственного коэффициента усиления и тока стока от длины канала, представлена на рисунке 32.

Следуя комментарию, загрузим сессию lab2_mos3_3_state и запустим задание на расчет (рисунок 33).

Рисунок 32 Схема измерений для наблюдения зависимостей собственного коэффициента усиления и тока стока от длины канала

Рисунок 33. Шаблон режима моделирования и запуск на расчет.

При успешном моделировании автоматически откроется для диалога окно просмотра результатов Waveform Window (рисунок 34).

Рисунок 34. Окно результатов моделирования

Для запуска циклического моделирования по переменной L выберем в окне Design Analog Environment в основном меню Tools→Parametric Analysis. В открывшемся дополнительном окне параметрического анализа Parametric Analysis зададим имя параметрической переменной L и заполним спецификацию на анализ как показано на рисунке 35.

Рисунок 35. Задание параметрической переменной

Для запуска параметрического анализа выбираем Analysis→Start. До запуска параметрического анализа обязательно хоть один раз должно быть выполнено моделирование. После запуска выполняется компилирование списка соединений и затем циклическое моделирование с параметрической переменной. В результате успешного моделирования будет получено семейство выходных характеристик (рисунок 36)

Рисунок 36. Результата параметрического анализа по переменной L.

Согласно заданию необходимо определить величины тока стока в рабочей точке для трех значений L. Выберем меню Markers затем подменю Vertical Markers (рисунок 37).

В появившемся новом окне в строке Marker Location введем координаты рабочей точки 3 В (рисунок 38). После нажатия кнопки Apply появляется вертикальный маркер (рисунок 39)

Рисунок 37. Вызов меню Markers и положение маркеров на графиках.

Рисунок 38.

Для вывода координат точек пересечения линии маркера с графиками нажмите кнопку Display Intercept Data (рисунок 38), в открывшемся окне считайте показания курсора (рисунок 39).

Рисунок 38. Окно координат пересечения маркера и расчетных кривых.

Использую описанные методики измерений и представленные приемы работы с калькулятором можем найти остальные параметры. Например, на рисунках 39-40 показана последовательность измерения выходной проводимости транзистора.

Рисунок 39. Работа с калькулятором для вычисления выходной проводимости.

Рисунок 40. Работа с маркерами для вычисления выходной проводимости

Рисунок 41. Считывание координат маркеров