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标题: 如何仿真高频下 MOS电容，谢谢 [打印本页]

作者: archon1117 时间: 2012-4-22 19:20
标题: 如何仿真高频下 MOS电容，谢谢
论坛里有一些仿真MOS电容的内容，

我都已经看过了。

采用的仿真办法都是只能获得低频下 MOS电容特性曲线，如下图所示。
( , 下载次数: 247 )

因为论坛里的仿真办法都是利用ac仿真，然后仿交流电流，交流电流和电容成正比，在频率不变的情况下。

利用这种频率相关的方法仿真，无法得到高频下 MOS电容特性曲线，因为交流电流直接和频率成比例，改变频丝毫不能改变所得曲线的形状，

只是改变了value.

而从理论上讲，MOS电容在高频下和低频下的特性完全是不同的。

这一点在施敏，Pierret还有其他牛人写的器件类的书上都可以看到，毫无疑问。

现在求教，怎样仿真，才能得到上图所示的那个高频曲线，低频曲线可以轻易得到。

先谢谢了。

作者: archon1117 时间: 2012-4-22 23:22
谢谢大家的关注

作者: xyic 时间: 2012-4-23 07:24
用S参数仿真。

作者: archon1117 时间: 2012-4-23 13:07
回复 4# xyic

不太明白，能详细解释一下吗？

S参数是什么。。。

作者: archon1117 时间: 2012-4-23 13:30
回复 4# xyic

又查了一下关于S参数的资料。

但是实在看不太懂，都是RF的内容，对RF一窍不通啊。。。

麻烦能详细解释下吗？

谢谢了

作者: wocaishidac 时间: 2012-4-23 13:52
用什么s-parameter，别把简单的问题搞复杂了
用个电压源，做ac仿真，measure电压源的电流，capacitance = Ii(电压源)/（2*pi*frequency）
Ii(电压源)指的是电压源输出电流的虚部

作者: archon1117 时间: 2012-4-23 15:14
回复 7# wocaishidac

哥们，麻烦你再仔细看一下我的内容。

你那种方法就是通用的方法，绝对好用，没问题。

但是只能得出我那个图片中低频曲线，

就像你所说的 “capacitance = Ii(电压源)/（2*pi*frequency）”，当我改变频率时，只能得到同样形状的曲线，虽然值可以比例变化。

而事实上，由于MOS器件的物体特性，高频和低频电容是有很大区别的，如我上面所说。

我想要得到的是上面的那个高频曲线。

anyway，谢谢你的关注。

作者: wocaishidac 时间: 2012-4-23 15:50
回复 8# archon1117

没仔细看，不好意思。所谓的高频有多高？几个GHz的频率cap curve应该还是那个图里面的low freq curve

作者: kwankwaner 时间: 2012-4-23 15:52
只要会S参数仿真，然后仿出单端口的S参数，用S11转换为Y11，Y11的虚部再转换为电容值就行了

作者: archon1117 时间: 2012-4-23 21:55
回复 9# wocaishidac

作者: archon1117 时间: 2012-4-23 22:03
回复 9# wocaishidac

   这个。。。。你说的几个GHz的频率都应该是那个low freq curve，实在是和教科书上的说法完全相反。

   Pierret的《半导体器件基础》16.4 节和施敏的《半导体器件物理》 4.2节  都写到了有关这个问题，

   给出的曲线和我在1楼贴的一样，高频和低频的MOS电容是不一样的。按书中所说的，似乎1MHz就已经是高频了。。。。

   anyway, thank you for your attention

作者: archon1117 时间: 2012-4-23 22:06
回复 10# kwankwaner

这位兄台，你的方法应该是正解，但是我对这个实在是不太了解啊。

坛子里的资料太杂了，我一时没找到我能用的资料，关于如何利用S参数仿真这个。

麻烦问下你，你有相关资料吗？我还是没搞清楚具体怎么仿真啊。。。

十分感谢你的帮助

作者: wufuwei 时间: 2012-4-23 22:09
不太懂啊

作者: xyic 时间: 2012-4-24 07:23
用Ｓ参数仿真，设置很简单，然后看输入阻抗或Ｙ参数都可以。

作者: kwankwaner 时间: 2012-4-24 09:28
回复 13# archon1117

那要看你用什么软件仿真了，总之你只要做：
1 你使用软件的S参数的仿真方法（一定很简单）
2 由S11转化为Y11的公式（一般软件中都有直接得到Y11的选项）

S参数是怎么回事暂时不需要懂

作者: archon1117 时间: 2012-4-24 13:32
回复 16# kwankwaner

我就用cadence ade 的spectre仿真啊。

应该就是那个sp仿真吧，tran/dc/ac 后面的，

主要是完全不了解S参数，然后也不知道该如何设置port，进行 S参数仿真。

你有什么具体的例子吗？能让我看看借鉴下的。

谢谢了啊

作者: archon1117 时间: 2012-4-24 13:33
回复 15# xyic

能具体点儿嘛。。。我还是不太理解啊，

我就是用cadence的ade仿真的，应该如何设置啊？

谢谢了啊

作者: tianruo 时间: 2012-4-24 14:09
参考cadence自带的例子，y参数，s参数都可以，然后通过calculator得到电容特性曲线。

作者: archon1117 时间: 2012-4-24 16:55
回复 19# tianruo

你指的cadence自带的例子是？

麻烦再指点一下。

谢谢了

作者: archon1117 时间: 2012-4-24 17:03
回复 19# tianruo

我在那本 912页的PDF里，就是那个 spectre circuit simulator reference，

没有找到例子啊。。。。

作者: gaojun927 时间: 2012-4-24 17:04
我觉得你们考虑的方向偏了，这应该看model里是否支持高频低频不同的建模。如果模型不支持，用什么仿真方法都白搭。

作者: archon1117 时间: 2012-4-24 22:36
回复 22# gaojun927

这位高人。。。。

你的这个思路，我还真没考虑过。。。。额额额

这个该如何判断呢？难道去查工艺库的manual嘛？？

我是个TSMC18的工艺，

manual里貌似没写这个啊，用的model就是工艺提供的nmoscap和pmoscap

作者: gaojun927 时间: 2012-4-25 09:33
回复 23# archon1117

我手头没有书。但我印象中你给的这个电容曲线是mos电容的曲线，实际上我们平时用的是mos管电容，两个的特征是不同的。既然你是从半导体物理的书中找到这个问题的，那你可以看看是不是这样。mos电容就是 MOS结构，mos管电容有了源漏，所以提供反型层电荷的能力是不同的。从这个意义上说，两者是不同的器件。抛开模型不同的区别，即使两者是同一种器件，我的理解，ac仿不出的未必s参数能仿出，至少从spectre手册上看，它们的基本原理应该是同样的，只是表现方式不同，倒是tran和ac仿真应该有本质区别。而能否仿出来，要看模型是怎么建立的，模型对此有近似，仿真器就是无能为力的。而模型是怎么建立的，那只能看相应模型的paper了。

作者: cocapepsi 时间: 2012-4-25 09:54
学习~~

作者: zhifj86 时间: 2012-4-25 10:34
回复 10# kwankwaner

请教下，如果是计算bondwire电感值，是L=1/（2*PI*freq*Im（Y11））么？我看资料怎么有的写得是Y21呢？谢谢

作者: semico_ljj 时间: 2012-4-25 11:50
回复 22# gaojun927

支持。。。

作者: kwankwaner 时间: 2012-4-25 11:57
回复 26# zhifj86

因为你bondwire是2端口啦，所以你要看两个端口间的，而不是一个端口对地的

作者: kwankwaner 时间: 2012-4-25 11:59
回复 23# archon1117

我用ADS仿过这个曲线的，模型是有的，你稍微也读读使用手册嘛。。。

作者: archon1117 时间: 2012-4-25 12:07
回复 29# kwankwaner

我没用过ADS这个EDA软件啊。。。。

问题是，我的工艺库是基于cadence的啊，

能在ADS下仿真吗？

真是太感谢你的帮助了

作者: kwankwaner 时间: 2012-4-25 12:43
回复 30# archon1117

我说ads是为了说明我仿过模型是可以看出来的，工艺厂商不会把不同软件的模型做得差太多。所以你在spectre里面用其模型也能仿出来啊。

好吧，先建好你的电容，然后一端接地，一端接一个port，然后做sp仿真,之后看Y11，用计算器算出C的曲线

作者: archon1117 时间: 2012-4-27 13:21
回复 31# kwankwaner

谢谢你的帮助。

但是我还是没搞明白，我也查了一些其他资料。

电容一端接port0，另一端接地，port0还得接个电感吧？

电感是不是选0或者1nH？

然后port是选用analoglib中的那个port吗？

太麻烦你了，真是谢谢你的帮助了。

作者: kwankwaner 时间: 2012-4-28 10:57
回复 32# archon1117

就是analogLib的port，不要接电感，把port的阻抗设为50ohm如果最后结果是归一化的别忘了×50，一端接电容，一端接地，电容一端接port，一端接地，大家组成了一个“门”字型，然后仿真，后面就按之前说的步骤来

作者: pumpkinpbk 时间: 2015-10-21 20:41
回复 22# gaojun927

这个回答感觉是所有回答里最有用的！

作者: chenxf10 时间: 2016-1-13 09:20
本帖最后由 chenxf10 于 2016-1-13 09:23 编辑

Mos cap 和 mos transistor cap 是不一样的
胡正明的解释：
( , 下载次数: 1355 ) ( , 下载次数: 1338 )

作者: 梦随心行 时间: 2018-4-19 12:14
回复 1# archon1117

您好，新手一枚，我在做压控振荡器，用到可变电容，但是工艺库里面没有，我想的是用一个普通的NMOS管，利用他的电容特性，我也是做的AC仿真，利用那个电流与电容的关系得到电容的变化情况，但是就是得不到与理论的曲线一样的变化趋势.请教您一下，您说的这个低频时的曲线怎么得到的。利用普通的NMOS能实现吗？这是我连的一个电路图。不胜感激！

作者: 西决1998 时间: 2023-4-18 10:50
受教

作者: i0977454522 时间: 2023-6-20 12:14
thanks

作者: yfchao2333 时间: 2025-8-31 13:01
最近也碰到了这个问题，分享下我的理解：

1）MOS管电容在高频和低频下的表现和mos管端口接法有关；
2）MOS管电容（mos transistor capacitor）和MOS电容（mos capacitor）不一样。

如P1图(c)所示，对于源、漏、衬底接一起的情况，无论低频还是高频，反型层电荷都可由n型区提供，故mos管电容在两种频率下都表现一致。

对于P1图(d)，这种情况下反型层电荷只能由多子是空穴的p衬底提供，无法响应高频信号，故mos电容在高频低频条件表现为不同的电容值。

也即我们在课本上常见的mos c-v曲线，如P2。

仿真也可验证上述说法，如P3P4。

参考资料：

1.https://www.chu.berkeley.edu/wp- ... h5-1.pdf#page=13.99

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