PTAT电流

himawari

请大家帮我看下这个仿真，无论怎么设置ＭＯＳ的长宽都还是在截止区，是不是应该调ＢＪＴ的参数，请大家教教我，谢谢拉．
.MODEL nmos NMOS (                                LEVEL   = 49
+VERSION = 3.1            TNOM    = 27             TOX     = 7.8E-9
+XJ      = 1E-7           NCH     = 2.2E17         VTH0    = 0.4730643
+K1      = 0.6129988      K2      = 7.542666E-4    K3      = 100
+K3B     = -10            W0      = 3.02827E-5     NLX     = 4.058176E-7
+DVT0W   = 0              DVT1W   = 0              DVT2W   = 0
+DVT0    = 0.4689888      DVT1    = 0.2917777      DVT2    = -0.3
+U0      = 355.1321831    UA      = -8.40947E-10   UB      = 2.261637E-18
+UC      = 2.996492E-11   VSAT    = 1.875162E5     A0      = 0.8883904
+AGS     = 0.1167968      B0      = 1.155842E-6    B1      = 5E-6
+KETA    = 3.56905E-3     A1      = 0              A2      = 0.3740786
+RDSW    = 1.131183E3     PRWG    = -0.1100856     PRWB    = -0.2
+WR      = 1              WINT    = 1.481909E-7    LINT    = 3.346531E-10
+XL      = -5E-8          XW      = 1.5E-7         DWG     = -4.274339E-9
+DWB     = 5.243879E-9    VOFF    = -0.0876189     NFACTOR = 2.0725615
+CIT     = 0              CDSC    = 2.4E-4         CDSCD   = 0
+CDSCB   = 0              ETA0    = 1              ETAB    = -0.0732914
+DSUB    = 0.7823743      PCLM    = 1.676784       PDIBLC1 = 1.543456E-4
+PDIBLC2 = 4.733841E-3    PDIBLCB = 0.1            DROUT   = 3.345392E-4
+PSCBE1  = 7.163825E8     PSCBE2  = 1E-3           PVAG    = 3.072725E-3
+DELTA   = 0.01           RSH     = 78.2           MOBMOD  = 1
+PRT     = 0              UTE     = -1.5           KT1     = -0.11
+KT1L    = 0              KT2     = 0.022          UA1     = 4.31E-9
+UB1     = -7.61E-18      UC1     = -5.6E-11       AT      = 3.3E4
+WL      = 0              WLN     = 1              WW      = 0
+WWN     = 1              WWL     = 0              LL      = 0
+LLN     = 1              LW      = 0              LWN     = 1
+LWL     = 0              CAPMOD  = 2              XPART   = 0.5
+CGDO    = 2.69E-10       CGSO    = 2.69E-10       CGBO    = 1E-12
+CJ      = 9.015359E-4    PB      = 0.8            MJ      = 0.3608969
+CJSW    = 2.782744E-10   PBSW    = 0.8            MJSW    = 0.1801287
+CJSWG   = 1.82E-10       PBSWG   = 0.8            MJSWG   = 0.1824357
+CF      = 0              PVTH0   = -0.05          PRDSW   = -121.7614848
+PK2     = 4.477143E-5    WKETA   = -1.015121E-3   LKETA   = -0.0120304      )
.MODEL pmos PMOS (                                LEVEL   = 49
+VERSION = 3.1            TNOM    = 27             TOX     = 7.8E-9
+XJ      = 1E-7           NCH     = 8.52E16        VTH0    = -0.6954453
+K1      = 0.4304724      K2      = -0.0112912     K3      = 86.4300172
+K3B     = -5             W0      = 6.598922E-6    NLX     = 2.06513E-7
+DVT0W   = 0              DVT1W   = 0              DVT2W   = 0
+DVT0    = 0.3128439      DVT1    = 0.8240817      DVT2    = -0.2517458
+U0      = 150.785921     UA      = 1E-10          UB      = 1.789607E-18
+UC      = -1.8798E-11    VSAT    = 1.999188E5     A0      = 1.1641922
+AGS     = 0.3099053      B0      = 2.120097E-6    B1      = 5E-6
+KETA    = -4.16221E-3    A1      = 4.218536E-3    A2      = 1
+RDSW    = 3.913702E3     PRWG    = -0.1079321     PRWB    = -4.46657E-3
+WR      = 1              WINT    = 1.500604E-7    LINT    = 0
+XL      = -5E-8          XW      = 1.5E-7         DWG     = -1.858462E-8
+DWB     = 1.143752E-8    VOFF    = -0.140743      NFACTOR = 2
+CIT     = 0              CDSC    = 2.4E-4         CDSCD   = 0
+CDSCB   = 0              ETA0    = 0.032156       ETAB    = 5.85316E-3
+DSUB    = 0.2940371      PCLM    = 4.7751455      PDIBLC1 = 2.143338E-3
+PDIBLC2 = -2.300289E-6   PDIBLCB = -6.805486E-4   DROUT   = 2.413411E-4
+PSCBE1  = 7.927378E10    PSCBE2  = 5.007084E-10   PVAG    = 15
+DELTA   = 0.01           RSH     = 150.7          MOBMOD  = 1
+PRT     = 0              UTE     = -1.5           KT1     = -0.11
+KT1L    = 0              KT2     = 0.022          UA1     = 4.31E-9
+UB1     = -7.61E-18      UC1     = -5.6E-11       AT      = 3.3E4
+WL      = 0              WLN     = 1              WW      = 0
+WWN     = 1              WWL     = 0              LL      = 0
+LLN     = 1              LW      = 0              LWN     = 1
+LWL     = 0              CAPMOD  = 2              XPART   = 0.5
+CGDO    = 2.05E-10       CGSO    = 2.05E-10       CGBO    = 1E-12
+CJ      = 1.397158E-3    PB      = 0.99           MJ      = 0.5773462
+CJSW    = 3.176388E-10   PBSW    = 0.99           MJSW    = 0.3570517
+CJSWG   = 4.42E-11       PBSWG   = 0.99           MJSWG   = 0.3570517
+CF      = 0              PVTH0   = 0.0253723      PRDSW   = -76.9871264
+PK2     = 2.04063E-3     WKETA   = 4.61596E-3     LKETA   = -8.540344E-3    )

.model PBJT pnp
+level    = 1                  
+is       = 1.0982e-17         
+bf       = 100            
+nf       = 1.007               
+vaf      = 188.5529            
+ikf      = 2.9138e-04         
+ise      = 4.4775e-16         
+ne       = 1.672               
+br       = 8.9525e-03         
+nr       = 1.0138              
+var      = 16.297              
+ikr      = 2.50e-04            
+isc      = 2.0329e-13         
+nc       = 1.592               
+rb       = 0            
+irb      = 1.60e-04            
+rbm      = 0            
+re       = 0            
+rc       = 0            
+xti      = 4.8129              
+eg       = 1.1502              
+cje   = 2.1155e-14
+vje   = 8.3140e-01
+mje   = 4.7169e-01
+tvje   = 1.8766e-03
+cte   = 1.1810e-03
+tf       = 1.00e-10            
+xtf      = 1.0                 
+vtf      = 10.0               
+itf      = 0.1                 
+cjc   = 1.4063e-14
+vjc   = 7.5000e-01
+mjc   = 2.4000e-01
+tvjc   = 3.0000e-03
+ctc   = 1.0000e-05
+xcjc     = 0.5                 
+fc       = 0.75               
+cjs      = 0.00               
+vjs      = 0.75               
+mjs      = 0.5                 
+tr       = 0.00               
+ptf      = 0.00               
+kf       = 0.00               
+af       = 1.0                              
+cbcp     = 0.00               
+cbep     = 0.00               
+ccsp     = 0.00               
+nkf      = 0.4795              
+tref     = 25.0               
+tlev     = 0                  
+tlevc    = 1                  
+xtb      = 1.792      
q1 1 0 0 PBJT
q2 6 0 0 PBJT m=8
m1 2 2 1 0 nmos w=6u l=2u
m2 3 2 7 0 nmos w=6u l=2u
m3 2 3 vdd vdd pmos w=15 l=2u
m4 3 3 vdd vdd pmos w=15 l=2u
m5 6 3 vdd vdd pmos w=3u l=2u
r1 5 4 4.3k
vdd vdd 0 dc 3.3v
.op
.dc vdd 0 3.3v 0.1
.dc  temp -20 100 5
.print i(m5)
.end

artofsleep

贴个电路吧

artofsleep

netlist 跟电路不对应啊，比如图上有2个R，netlist只有r1

himawari

那个无所谓啊，我看的是输出电流

dyjguilin

两种解释：
1. M1~M4组成的电路为与电源无关的偏置，其中M2带负载，这种电路具有稳定的非零偏置点条件为M2的宽长比大于M1，具体原理看参见拉扎为书第11章（page 311）
2. 假设电路有PTAT电流，根据电路架构，应该有结论VX=VY 并且 I1=I2，由于BJT的Vbe与I为exp形曲线，当I1=I2时，Vbe，Q1=Vbe,Q2，那么有VX=Vbe,Q1， VY=Vbe,Q2+I2*R，根据VX=VY，可知，R=0；从上述推理可知，该电路没有非零偏置点

解决方法：修改网表，加大M2宽长比，务必保证M2宽长比大于M1宽长比

himawari

谢谢楼上，我现在就去试试，还有想问问ＢＪＴ有需要调整的参数什么的吗？还有ＰＮＰ的模型没问题吧，我是用的tsmc035工艺

dyjguilin

谢谢楼上，我现在就去试试，还有想问问ＢＪＴ有需要调整的参数什么的吗？还有ＰＮＰ的模型没问题吧，我是用 ...
himawari 发表于 2011-7-7 21:44

                               
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PNP的模型应该还好
如果是网上下载的一般都还能用
不过level=1基本上只能仿真PNP本身
有些PNP的模型会附带有寄生的BJT模型，在仿真漏电的时候和饱和的时候比较准确

himawari

我加了个启动电路后Ｍ１～Ｍ４都在饱和区了，但问题是I1不等 I2，subckt                                                                    
element  0:ms2      0:ms3      0:m1       0:m2       0:m3       0:m4      
model    0:cmosn    0:cmosn    0:cmosp    0:cmosp    0:cmosn    0:cmosn   
region       Linear     Cutoff   Saturati   Saturati   Saturati   Saturati
  id         1.8110m    9.4658n -670.9874u -707.7647u  670.9874u  707.7553u
  ibs        0.         0.         0.         0.         0.         0.     
  ibd        0.         0.         0.         0.         0.         0.     
  vgs        3.8779   255.8578m   -1.4608    -1.4608     1.0647     1.1968
  vds      255.8578m    1.9017    -1.4608    -5.5983     5.2022     1.1968
  vbs        0.         0.         0.         0.      -836.9606m -704.9079m
  vth      396.9978m  394.7592m -396.6578m -392.2850m  611.2485m  584.5114m
  vdsat      3.5445    33.0013m -830.0189m -833.5606m  360.4754m  469.2796m
  vod        3.4809  -138.9014m   -1.0642    -1.0686   453.4539m  612.2437m
  beta       2.2221m  446.4001u    1.5058m    1.5072m    7.3531m    4.5882m
  gam eff  576.7999m  576.1427m  530.7678m  530.7678m  575.9592m  576.0443m
  gm         0.       245.6912n    1.1336m    1.1687m    2.6748m    2.1081m
  gds        6.8541m  830.0623p   10.8416u    8.5942u    9.2924u   12.4827u
  gmb      323.8627u   76.1138n  400.7434u  407.3719u  567.1733u  470.5713u
  cdtot    319.6411f    2.5602f   39.1422f   38.8061f   42.6531f   27.4250f
  cgtot    730.0629f   18.4159f  737.0476f  736.6577f  744.7557f  478.3115f
  cstot    165.6529f    3.0059f  399.9598f  398.2655f  380.6537f  245.2594f
  cbtot    171.9375f   12.7379f  187.4853f  187.9369f  153.7285f   99.9063f
  cgs      387.2755f    3.3558f  687.0519f  683.2093f  672.0755f  433.3995f
  cgd      343.9679f    2.5494f   38.8007f   38.4037f   42.3319f   27.2460f
所以结果电流只在一段温度范围内是正温度系数的，现在该怎么调呢，请求指教？

twfly

这个这个不就是每个书上的经典电路么。。。

dyjguilin

我加了个启动电路后Ｍ１～Ｍ４都在饱和区了，但问题是I1不等 I2，subckt                                  ...
himawari 发表于 2011-7-7 23:06

                               
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1. 从仿真角度说，这个电路不加启动电路也应该有非零的仿真结果
2. 观察启动电路在启动后又没有关掉，换句话说，电路在正常工作时，启动电路应该是不工作的，估计这是I1不等于I2的原因，否则按照电路架构，M3和M4为镜像，工作在饱和区的话电流就应该相等
3. 贴个启动电路上来哦