- •Московский государственный институт электроники и математики
- •Расчет топологии n-p-n транзистора
- •1.2. Диоды
- •1.3. Резисторы Тонкопленочные резисторы
- •Диффузионные резисторы
- •1.4. Мдп транзисторы
- •Разновидности мдп – транзисторов
- •Зависимость порогового напряжения от электрофизических характеристик
- •Динамические параметры
- •1.5. Приборы и ис на арсениде галлия
- •2. Логические схемы
- •2.1. Общие сведения
- •Классификация логических схем
- •Основные параметры и характеристики логических элементов
- •I – зона логического нуля по выходу,
- •II – зона логической единицы по выходу,
- •III – зона неопределенности.
- •I – зона логического нуля по выходу,
- •II – зона логической единицы по выходу,
- •III – зона неопределенности.
- •2.2. Транзисторно – транзисторные логические схемы (ттл).
- •2.3. Элементы эмиттерно – связанной логики (эсл).
- •2.4. Кмоп
- •Инвертор
- •2.4. Логические схемы на арсениде галлия.
- •3. Расчет схем в программе pSpice
- •3.1. Краткие сведения
- •Создание входного файла для программы pspice
- •Описание элементов схемы
- •Описания источников напряжения
- •Описание источников тока
- •Описание диода
- •Описание биполярного транзистора
- •Описание мдп транзистора
- •Арсенид-галлиевый полевой транзистор с каналом n-типа
- •Директивы управления заданием
- •3.2. Примеры расчетов Простейшие схемы
- •Расчет ттл схемы со сложным инвертором
- •3.3. Графический процессор probe
- •Литература
Описание мдп транзистора
МДП транзистор, имеющий модель N1 и ширину канала 10мкм и длину 3 мкм, будет описан следующим образом.
После обозначения транзистора M1 (первый символ - M) перечисляются выводы стока, затвора, истока и подложки, название модели (N1) транзистора и его размеры:
M1 1 2 3 4 N1 W=10um L=3um
Модель транзистора описывается следующим образом:
.model N1 NMOS(список параметров)
Основные параметры модели следующие:
LEVEL - уровень сложности модели (рекомендуется LEVEL=3);
LD - отличие эффективной длины канала от геометрической [mkm];
WD - отличие эффективной ширины канала от геометрической [mkm];
Vto - пороговое напряжение при нулевом смещении [B];
Tox - толщина окисла [m];
Uo - максимальная подвижность носителей в канале [см*см/В/сек];
Gamma - коэффициент влияния подложки на пороговое напряжение ;
Lambda - коэффициент модуляции длины канала [1/B];
Cbd - емкость перехода подложка-сток при нулевом смещении [Ф];
Cbs - емкость перехода подложка-исток при нулевом смещении [Ф];
Cgso - удельная емкость перекрытия затвор-исток [Ф/м];
Cgdo - удельная емкость перекрытия затвор- сток [Ф/м];
Cgbo - удельная емкость затвор-подложка [Ф/м];
для p-канальных транзисторов пороговое напряжение Vto < 0 !
Рис. 56. Подключение МДП транзистора
Пример параметров :
.model M1 NMOS(LEVEL=3 Ld=0.2um Wd=0.1um Vto=1 Tox=0.06um Uo=600 Cbd=0.05p
+ Cbs=0.05p Cgso=0.02p Cgdo=0.02p Cgbo=0.03p )
Арсенид-галлиевый полевой транзистор с каналом n-типа
Арсенид-галлиевый полевой транзистор с управляющим p-n переходом и каналом n-типа, а также его модель описываются предложениями:
Вххх <узел стока> <узел затвора> <узел истока> <имя модели>
+ [(коэффициент кратности Area)]
.model <имя модели> gasfet(параметры)
Рис. 57. Подключение GaAs транзистора
Таблица 5. Параметры математической модели GaAs транзистора
Параметр |
Описание |
Значение по умолчанию |
Единица измерения |
LEVEL |
Тип модели: 1 — модель Куртиса, 2 — модель Рэйтеона |
1 |
— |
VTO |
Пороговое напряжение |
-2,5 |
В |
VBI |
Контактная разность потенциалов |
1,0 |
В |
ALPHA |
Константа, определяющая ток Idrain |
2,0 |
1/В |
В |
Параметр легирования (для LEVEL = 2) |
0,3 |
В-' |
BETA |
Коэффициент пропорциональности в выражении для тока стока |
0,1 |
А/В: |
LAMBDA |
Коэффициент модуляции длины канала |
0 |
1/В |
RG |
Объемное сопротивление затвора |
0 |
Ом |
RD |
Объемное сопротивление стока |
0 |
Ом |
RS |
Объемное сопротивление истока |
0 |
Ом |
CGD |
Емкость перехода затвор — сток при нулевом смещении |
0 |
Ф |
CGS |
Емкость перехода затвор — исток при нулевом смещении |
0 |
Ф |
CDS |
Емкость перехода сток — исток при нулевом смещении |
0 |
Ф |
IS |
Ток насыщения р-n перехода (диода Шотки) |
10-14 |
А |
TAU |
Время переноса носителей заряда |
0 |
c |
М |
Коэффициент, учитывающий плавность перехода |
0,5 |
— |
N |
Коэффициент неидеальности |
1 |
— |
FC |
Коэффициент нелинейности барьерной емкости прямосмещенного перехода |
0,5 |
— |
KF |
Коэффициент, определяющий спектральную плотность фликкер-шума |
0 |
— |
AF |
Показатель степени, определяющий зависимость спектральной плотности фликкер-шума от тока через переход |
1 |
— |