spectre中亚阈值区vdsat的理解

海绵

对于vdsat我的个人的理解是：该器件在当前的VGS偏置下，达到饱和电流（电流的最大值）时所需的最小VDS。

比较困惑的是，低电压设计的时候管子经常会在亚阈值区，管子处于亚阈值区的时候，spectre也会给出一个vdsat的值，这时的vdsat该如何理解呢？
这种情况下，也需要使VDS大于vdsat来实现“稳定”的电流吗（即使不在饱和区）？

个人理解，如有错误还请前辈们批评指正，感激不尽！

ol0930

mark，同问。
导师在设计时给出的要求是，极限情况可以进亚阈值（不是特别低的电压），但是Vds必须大于Vdsat。

xuwenwei

新人回答 亚阈值区好像在vds大于一个数值的时候 电流也会有类似饱和区的特性的

bo_feng

   

Although these expressions can
each accurately describe device behavior within their own respective region
of operation, problems are likely to occur in a transition region between two
well-described regions. In order to address this persistent problem, a unified
model should be synthesized to preserve region-specific accuracy and to
ensure the continuities of current (Ids) and conductance (Gx) and their derivatives in all transition regions. This was accomplished in BSIM3v3

在BSIM model中用统一的公式计算饱和区和亚阈值区。

参考MOSFET MODELING & BSIM3 USER’S GUIDE

david_reg

饱和区（Vgs>Vth）和亚阈值区(Vgs<Vth)的主要区别是Vgs与Vth的相对大小，分别对应与强反型和中等~弱反型。但它们都存在漏极电流饱和，因此都有对应的Vdsat。基于gm/Id或IC的设计方法，已经不再特别区分这两个区域，而是在all-region上都可以做设计，并且通常在中等反型区具有较好的功耗速度的折衷。




Veff=Vgs-Vth.

zjouu

   

david_reg 发表于 2021-6-22 13:39
饱和区（Vgs>Vth）和亚阈值区(Vgs

这是什么资料上的图 ，求分享下

wjx197733

   

david_reg 发表于 2021-6-22 13:39
饱和区（Vgs>Vth）和亚阈值区(Vgs

我在设计放大器输入管时发现一个现象。在典型条件(tt，25°)下，我把输入管设计在亚阈值区，静态工作点显示vdsat=82mV，region=3。但是在仿真工艺角的时候发现在某些工艺角下，输入管又跑到饱和区了，显示vdsat=110mV，region=2。

向您请教一下，如何避免这种现象？我一直希望放大器输入管在任何工艺角下就处于region=3的状态，不过对我来说这好像很难实现。

david_reg

   

wjx197733 发表于 2021-6-22 22:42
我在设计放大器输入管时发现一个现象。在典型条件(tt，25°)下，我把输入管设计在亚阈值区，静态工作点显 ...

我觉得你可以试试看看在哪个corner下vgs-vth最大，然后在这个corner下增大管子的w/l或者减小电流，使这个corner进入region3，这样有可能其它corner就都在region3.

david_reg

   

zjouu 发表于 2021-6-22 17:52
这是什么资料上的图 ，求分享下

      D. M. Binkley, Trade-offs and optimization in analog CMOS design. Chichester, England ; Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2008.
  
  

海绵

   

david_reg 发表于 2021-6-22 13:39
饱和区（Vgs>Vth）和亚阈值区(Vgs

感谢分享！！！