手算参数K值选择

土豆烧牛肉WOW

刚接触CMOS的学习设计，通常仿真前需要根据电路性能指标手算预估MOS管的宽长比，我想知道大家是如何选取较精确的本征挂到参数K值的，等于uCox，还有沟道长度调制系数LAMBDA，以及阈值电压Vt的选取？因为仿真发现这些参数都是在变化的，那么咱们手算的时候到底怎么取才较精确呢？至少可以保证计算的准确度高一点点，哪怕只有一点点也好。求解答，谢谢！

土豆烧牛肉WOW

书上说从工艺库模型中查到的，下面是我在工艺库文件里找到的NMOS模型，请问是哪些个参数。。实在不知道，求解答。。。。。。
.model mn nmos
+level =  49  
*
* general parameters
*
+lmin = 5.0e-7  lmax = 2.0e-5  wmin = 5.0e-7  wmax = 2.0e-5  
+tref = 25.0  
+version = 3.2  
+hspver =  2000.2  
+tox = '1.25e-08+toxn'   
+xj =  1.0000000e-07  
+nch =  1.4924999e+17  
+lln =  1.0000000  
+lwn =  1.0000000  
+wln =  1.0000000  
+wwn =  1.0000000  
+lint =  0.00  
+ll =  1.0850657e-14  
+lw =  -5.0000000e-21  
+lwl =  -7.4160580e-21  
+wint =  1.3450000e-07  
+wl =  -6.5402850e-14  
+ww =  -3.6158840e-14  
+wwl =  -2.6667273e-22  
+mobmod =   1  
+binunit =  2  
+xl = '0.00e+00+xln'  
+xw = '0.00e+00+xwn'  
+lmlt =   1  
+wmlt =   1  
+binflag =   0  
+dwg =  -2.3440163e-09  
+dwb =  6.3122880e-09  
*
*NMOS Noise Parameters
+noimod= 1
+kf= 1.40056062662658E-29
+af= 0.559711233377457
+ef= 0.988859925270081
*
* diode parameters
+acm =  2  
+ldif = 0.00  
+hdif = 5.00e-07  
+rsh =  60  
+rd =  0  
+rs =  0  
+rsc =  0  
+rdc =  0  
*
* threshold voltage parameters
*
+vth0 = '7.55e-01+vth0n'  pvth0 =  -2.8450000e-14  
+k1 =  0.7923000  
+k2 =  3.3844000e-02  
+k3 = -7.6100000  lk3 = 1.1000006e-07  wk3 =  1.1600000e-06  
+dvt0 = 9.7212000  ldvt0 =  2.0210000e-06  
+dvt1 =  0.7776000  
+dvt2 = -6.1170000e-03  wdvt2 =  -3.0220001e-08  
+dvt0w =  6.3178490e-02  
+dvt1w =  0.00  
+dvt2w =  0.2375000  
+nlx =  4.2079000e-07  
+w0 =  0.00  
+k3b = 0.6043000  pk3b =  3.0000002e-13  
+ngate =  1.0000000e+23  
+vfb =  -0.8949800  
*
* mobility parameters
*
+vsat = 6.4038830e+04  pvsat =  3.6100000e-10  
+ua =  -3.5938450e-10  
+ub =  2.2536685e-18  
+uc =  4.9139520e-11  
+rdsw =  8.0636650e+02  
+prwb = 5.0100010e-03  pprwb =  5.0000000e-14  
+prwg = 5.8200000e-10  pprwg =  -8.9052070e-15  
+wr =  1.0000000  
+u0 =  4.0425720e-02  
+a0 = 1.1484001  la0 = -7.0913550e-07  wa0 = 9.0000010e-08  pa0 =  -1.0000001e-13  
+keta = -6.0000000e-03  lketa =  -1.4150000e-08  
+a1 =  0.00  
+a2 =  0.9900000  
+ags = 0.1360000  lags = 1.7782144e-08  pags =  1.1600000e-13  
+b0 =  -1.1810000e-08  
+b1 =  1.0210000e-05  
*
* subthreshold current parameters
*
+voff =  -0.1516000  
+nfactor =  0.5101000  
+cit =  4.9180000e-06  
+cdsc =  4.6920000e-03  
+cdscb =  -1.3220000e-04  
+cdscd =  0.00  
+eta0 = 0.1177000  peta0 =  8.0000000e-14  
+etab =  -3.4688240e-02  
+dsub =  0.5830780  
*
* rout parameters
*
+pclm =  1.8977000  
+pdiblc1 =  0.1000000  
+pdiblc2 =  1.7299000e-03  
+pdiblcb =  -0.1250000  
+drout =  3.0000000  
+pscbe1 =  4.9480000e+08  
+pscbe2 =  4.0500000e-06  
+pvag =  0.00  
+delta =  1.0000000e-02  
+alpha0 =  0.00  
+alpha1 =  0.00  
+beta0 =  30.0000000  
*
* temperature effects parameters
*
+kt1 =  -0.3813780  
+kt2 =  -3.1836310e-02  
+at =  2.1657000e+04  
+ute =  -1.2951473  
+ua1 =  3.7449790e-09  
+ub1 =  -5.4665100e-18  
+uc1 =  -9.7921100e-11  
+kt1l =  3.5527000e-15  
+prt =  20.0000000  
*
* capacitance parameters
*
+cj = '8.13e-04+cjn'  
+mj =  0.2999605  
+pb =  0.6647527  
+cjsw = '2.80e-10+cjswn'  
+mjsw =  0.1652686  
+php =  0.496524  
+cjgate = '4.99e-10+cjgaten'  
+tpb =  1.780267e-03  
+tpbsw =  1.749689e-03  
+tcj =  1.246081e-03  
+tcjsw =  8.846801e-04  
+js = 2.62e-07  
+jsw = 0.00  
+n = 1.0  
+xti = 3.0  
+cgdo = '1.83e-10+cgdon'  
+cgso = '1.83e-10+cgson'  
+cgbo = 1.0e-13  
+capmod =  2  
+nqsmod =  0  
+elm =  5  
+xpart =  0  
+cgsl =  2.4300000e-17  
+cgdl =  2.4300000e-17  
+ckappa =  0.6000000  
+cf =  0.00  
+clc =  5.0000000e-12  
+cle =  2.3309000  
+dlc =  -2.43e-17  
+dwc =  -2.43e-17  
+vfbcv =  -0.864  
+llc =  0  
+lwc =  0  
+wlc =  0  
+wwc =  0  
+lwlc =  0  
+wwlc =  0  
+acde =  0.5  
+moin =  15  
+noff =  1  
+voffcv =  0  
+tlevc=1

zyq8211

有PDK吗? 有的话仿几个点的Id, 拿w/L一算就得到了啊

zyq8211

呃, 补充一下, 你看到变化应该是因为不同的状态, 你可以选择贴近你应用的状态去仿真, 比如strong inversion, long channel. 毕竟工程师最喜欢的话, 就是能拿等效一阶线性最好了.

土豆烧牛肉WOW

回复 3# zyq8211

弱弱的问一句，什么是PDK？

土豆烧牛肉WOW

回复 4# zyq8211


   我之前仿真的二级运放，管子都是工作的饱和区，但是参数还是差异挺大的。。那可不可以给定一个管子N管或者P管，以不同的漏源电压和不同的栅源电压进行扫描，然后lis文件列表查看其在各种不同状态下的阈值电压，K值参数，然后取平均，这样得到计算参数，，我觉得这样比较准确点。，。。

math123

查了个工艺文档,0.5um 5V nmos的k'=1E-4 A/V^2 , pmos的k'=0.35E-4 A/V^2 ，和自己搭个电流源算出来的差不多，实际上常见的MOS的饱和区输出电阻会随着VDS变化，一阶模型能初略算出来就不错了

用仿真倒算出来的0.5um 5V CMOS参数

CHARTER
nmos K=1.3e-4
pmos K=0.4e-4

UMC
nmos K=1.1e-4
pmos K=3.7e-5

zyq8211

回复 6# 土豆烧牛肉WOW

确实可以做这个事情, 但是必要性有待商榷.因为得到这些值只是让designer心里有个方向, 具体参数还是要看tool的结果, 否则就不需要做simulation了, 对吧.
现在MOS model level已经远远超出人肉能直观理解的一阶二阶线性范围了.
个人建议.

zyq8211

回复 5# 土豆烧牛肉WOW
Process design kit, which is offered by foundry to designer to smooth the simulation and silicon gap.

Desingman

thanks you