CMOS课件第一二章.pptx

第一章 模拟电路设计绪论 1.1 研究模拟电路的重要性 1.2 研究集成电路的重要性 1.3 研究CMOS模拟集成电路的重要性 1.4 模拟电路设计困难的原因 1.5 电路设计的一般概念 自然信号的产生 数字通信 磁盘数据的读取 无线接收器 光接收器 传感器 微处理器和存储器 研究模拟电路的重要性 模拟电路的不可替代性 模拟电路设计困难的原因 模拟设计涉及到在速度、功耗、增益、精度、电源电压等多种因素间进行折中，而数字电路只需要在速度、功耗之间折中。 模拟电路对噪声、串扰和其他干扰比数字电路要敏感的多。 器件的二级效应对模拟电路的影响比数字电路要严重的多。 高性能模拟电路的设计很少能自动完成，而许多数字电路都是自动综合和布局的。 模拟电路的许多效应的建模和仿真仍然存在问题，模拟设计需要设计者利用经验和直觉来分析仿真结果。 电路设计的一般概念 集成电路的分析与设计往往要求在不同抽象级别上进行考虑 相应的各个级别工作组成员之间的相互配合是绝对必要的 第二章 MOS器件物理基础 2.1 基本概念 2.2 MOS的I/V特性 2.3 二级效应 2.4 MOS器件模型 基本概念 ？ ？ ？ MOSFET的结构 n型MOS器件的简化结构 多晶硅 重要参数 ：沟道总长度 ：横向扩散长度 ：沟道有效长度， ，以后直接用L表示。 和氧化层厚度 对MOS电路性能起着非常重要的作用。 关于衬底 MOS管所有pn结必须反偏: *N-SUB接VDD！ *P-SUB接VSS！ 这里通过欧姆区来实现 *阱中MOSFET衬底常接源极S MOS符号 MOS的I/V特性 阈值电压 因此，在期间制造过程中通常通过向沟道区注入杂质来调整阈值电压，其实质是改变氧化层附近的掺杂浓度 I/V特性的推导 对应的边界条件为 ,两边积分得 所以，在深三极管区工作的MOSFET,可以看做一个阻值由过驱动电压控制的电阻 靠近漏端的反型层消失，形成夹断，器件此时进入饱和区工作。如下图， 即夹断点 二级效应 体效应 沟道长度调制效应 亚阈值导电性 电压限制 体效应 描述： 在衬底电压减小到低于源极电压的情况下，阈值电压会变大。 当衬底电压等于源极电压时，有 沟道长度调制效应 描述： 当栅漏之间的电压差增大时，实际的反型沟道长度逐渐减小。 亚阈值导电性 电压限制 如果MOSFETs的端电压差超过某一特定值，则会发生各种击穿效应。在高的栅-源电压下，栅氧将发生不可恢复的击穿，从而毁坏晶体管。在短沟道器件中，一个相当大的源-漏电压会使漏极周围的耗尽层变宽，结果耗尽层会到达源区周围，从而产生一个很大的漏电流。 MOS器件模型 MOS器件版图 MOS器件电容 MOS小信号模型 MOS器件版图 MOS器件电容 器件关闭时 在深三极管区 在饱和区 MOS小信号模型