Gmid设计方法学（3）

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Gmid设计方法学（3）

上一节介绍了Hspicetoolbox的使用以及Hspice的参数扫描方法，我们可以将Hspice的仿真结果以向量的形式存放至Matlab中，由此可以在MATLAB中作图，观察各参数与Gmid设计指标之间的关系。

（1）Gmid与Vg之间的关系图

图1 Gmid与Vg关系曲线

此图给出了传统给定Vg-Vth值的设计方法与Gmid设计方法的关联，从上图不难看出Gmid设计方法与给定Vg-Vth值设计理念上的异曲同工，两者负相关，取一个小的Vg-Vth意味着给定一个大的Gmid值，Sansen也在其课件中给出了一个设计的理论指导，高增益取Vg-Vth=0.2，宽带宽取Vg-Vth=0.5。

那么既然如此为什么还要采用Gmid的设计方法呢？一个取Vg-Vth，一个取Gmid还不是一样吗？是的，从设计理念上两者是一样的，但具体做法上，Gmid在设计之初通过参数扫描保留了大量的器件数据，在设计过程中这些数据不断被用到，使得Gmid设计方法得到的结果更接近物理真相。而传统设计方法采用一阶模型，因此误差较大。

图2 Gmid与Vg关系曲线2

图2又给出了Gmid与Vg更进一步的扫描结果，发现继续减小Vg，使器件工作在亚阈值区时Gmid快速下降，这与通常我们所学到的亚阈值区跨导效率达到最大且为一个固定值相矛盾，BB教授在书中对这一现象做了两方面的诠释

1、漏电流，导致有效电流在总电流中的比例下降，导致跨导效率下降

2、DIBL效应，等效于阈值电压下降，间接导致跨导效率下降

最后，BB教授对该现象在实际中的考虑做了总结，那就是基本不用考虑。因为通常你不会设计一个器件，让它的漏电流占主导。

图2也指明了Gmid设计方法对比传统设计的另一优点，传统一阶模型你总得有一个过驱动电压吧，然后得是正的，才可以用file:///C:/Users/woodman/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.png来计算吧，那传统设计方法怎么设计工作在亚阈值区的器件呢？我不知道，非要我搞的话我会提高宽长，然后仿真迭代，可能不是非常合理，呜呜。但是Gmid设计方法中，即便这个器件工作在亚阈值区，仍然可以找到对应的Gmid值，并根据Gmid的设计步骤完成参数的设计。

最后再给出几组Gmid与器件参数的关系曲线，在BB教授的书中也经常用到：

（2）Gmid与本增增益

图3 Gmid与本增增益

（3）Gmid与特征频率

图4 Gmid与特征频率

jamesccp

楼主分享研究心得

onlyhj

谢谢楼主

夕阳西下

可以可以

evlvu

gmid方法提出来都20年了吧，只要现在model还是bsim，这方法就没啥大用，因为model里很多是分段函数，无法反向计算W、L，目前仅有的应用也就是画画曲线出来增强一下器件理解。
简单粗暴的应用办法是查表，先把MOS曲线都仿真好，然后按想要的参数比如gm、vdsat查W/L。其实不用hspice和matlab这么臃肿的组合，cadence SKILL也能实现。不过当你对一个工艺比较熟悉时，基本上也不会去查它了。

hzz209

谢谢分享

maosheng007

更多的是对工艺的了解，查表法可以省很多时间

BlackAnalog

谢谢分享~

li_zhijuan

谢谢回复

小小苏666

请问BB教授说的是哪位教授呢？