【詳細(xì)分析】MOS管vd、vdsat和region的關(guān)系-KIA MOS管

仿真得到的region含義

region=0,1,2,3；分別對(duì)應(yīng)MOS管的截止區(qū)，線性區(qū)，飽和區(qū)和亞閾值區(qū)。

Vgs為3.3，掃描Vd

MOS管的源端和漏端分別接Vg和Vd，可設(shè)置Vg為3.3V，Vd為變量，設(shè)置變量Vd值為3.3V，dc仿真并對(duì)design variable ——Vd進(jìn)行掃描，掃描范圍選擇0-3.3V，掃描方式選擇線性，【automatic方式不準(zhǔn)確，盡量避免使用】，step size可選擇0.01，這樣仿真設(shè)置就完成了。

接下來設(shè)置仿真完成后的輸出，ADE→output→to be saved→select OP Parameters，在電路圖中選擇需要觀測的MOS管，然后ADE的右下角會(huì)出現(xiàn)Save Operating Points窗口，選擇輸出OP參數(shù)有兩種方式，

1.在Operating Parameters下邊的框中輸入vds vdsat vgs vth vgt region【仿真結(jié)果證明vgt=vgs-vth，所以也可以只輸入vgt而省略vgs和vth啦】，中間用空格隔開，都是小寫字母，【發(fā)現(xiàn)了遇到過的cadence中隔開兩個(gè)變量的都是空格，比如給線打label時(shí)也是用空格隔開】

2.也可以點(diǎn)Operating Parameters下邊的框的三個(gè)點(diǎn)點(diǎn)···，點(diǎn)擊get information，選擇需要輸出的參數(shù)即可。

輸出OP參數(shù)選擇完成之后，選上Plot，使其仿真完成后自動(dòng)plot。

然后選擇Outputs→to be plotted→select on design，選擇Vd。這樣輸出也設(shè)置好了。

tsmc.18工藝中，最小尺寸的NMOS，vd>vdsat時(shí)，region由1變?yōu)?。（Vgs=3.3V）

為了保證PVT下，管子處于飽和區(qū)，vd需要比vdsat大某個(gè)經(jīng)驗(yàn)值。

vov=vgs-vth=vgt，從plot得到的圖中可以看到在vds達(dá)到vgt之前，就已經(jīng)進(jìn)入了飽和區(qū)（region=2），這是由于短溝道器件中的速度飽和效應(yīng)導(dǎo)致的。

Vd為3.3，掃描Vgs

除了掃描變量設(shè)置不同，vd=3.3V，對(duì)vg進(jìn)行掃描，其他就和上述步驟一樣。

然后發(fā)現(xiàn)對(duì)于tsmc.18，nmos3v_mac最小尺寸W=2u，L=350n的管子，隨著Vg的增加，vgt也以同樣斜率增加，NMOS依次進(jìn)入截止區(qū)、亞閾值區(qū)、飽和區(qū)，當(dāng)-261mV<vgt<0V時(shí)，NMOS處于亞閾值區(qū)，當(dāng)vgt>0時(shí)，進(jìn)入飽和區(qū)。

為了實(shí)現(xiàn)低功耗，通常使放大器輸入對(duì)管工作在亞閾值區(qū)，可以在使vgt在上述亞閾值范圍內(nèi)取值。

也可以在OP參數(shù)里加上id，看看MOS管工作在亞閾值區(qū)和截止區(qū)的電流情況，可以發(fā)現(xiàn)，隨著vgt的增加，id一直是增加的趨勢，在截止區(qū)和亞閾值區(qū)增加較緩，在飽和區(qū)增加較快：

在截止區(qū)內(nèi)在隨著vgt增加，id從46.88f增加到31.85n，在亞閾值區(qū)，id增加到約5u，在飽和區(qū)，當(dāng)vg為3.3V時(shí)，id增加到最大，約1.15m。

當(dāng)尺寸變大時(shí)，電流也會(huì)隨之變大。

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