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[求助] MOS可变电容栅极为振荡大信号,那有效C-V曲线如何仿真?(varactor、MOS CAP)

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发表于 2024-10-7 18:11:06 | 显示全部楼层 |阅读模式

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mos可变电容类型及曲线

mos可变电容类型及曲线

在VCO/晶振的设计中,可变电容用来调整频率,现有一个问题,网络上教的都是可变电容一端接固定电容,一端接控制电压Vctrl,然后仿真电容值随Vctrl的变化(如上图4.2图4.3)
可是在VCO/晶振电路中,可变电容的栅端需要接在振荡电路中,是一个振荡的大信号,这种情况下,控制端Vctrl与电容C的曲线应该怎么样去仿真?(如下图)

MOS可变电容的栅端是振荡大信号

MOS可变电容的栅端是振荡大信号

我看了唐长文老师的论文,以及好多外文文献,明白了大概思路:在振荡器这样的大信号电路中,可变电容的小信号模型会产生很大的误差,我们必须采用可变电容的大信号分析方法来进行瞬态仿真。也就是计算栅端处于大信号振荡周期内,MOS电容的平均有效电容值。
文献中有的是忽略了这个,有的是忽略了那个,总归来说都是从数学一大堆公式去使得等效电容值更加精准。也没有说怎么仿真,本人数学能力比较拉苦啊,看到这些数学公式就头晕。
请问如何在cadence中仿真仿真出来C-V曲线或者V-f呢?希望各位做VCO以及OSC的朋友们不吝赐教,这个问题真的困扰了好久。

点评

如果电容C是可变的话,dC/dV量是需要考虑的。Hegazi的JSSC论文中没有考虑,是存在一定问题的。  发表于 2024-10-7 21:33
 楼主| 发表于 2024-10-7 19:25:35 | 显示全部楼层
唐长文老师的论文关于可变电容章节如下

eetop.cn_MOS可变电容.pdf

736.91 KB, 下载次数: 45 , 下载积分: 资产 -2 信元, 下载支出 2 信元

 楼主| 发表于 2024-10-8 12:24:04 | 显示全部楼层
如zwtang老哥点评的  “如果电容C是可变的话,dC/dV量是需要考虑的。Hegazi的JSSC论文中没有考虑,是存在一定问题的。”  这句话我是理解的,但是如何仿真呢?

点评

通过DC扫描可以得到小信号电容。  发表于 2024-10-8 16:18
 楼主| 发表于 2024-10-10 14:25:28 | 显示全部楼层
老哥的解释我还是有点模棱两可,我想问的是
“可变电容的栅端需要接在振荡电路中,是一个振荡的大信号,这种情况下,控制端Vctrl与电容C的曲线应该怎么样去仿真?”。
 楼主| 发表于 2024-10-10 14:40:57 | 显示全部楼层
原来zwtang老哥是老师,学生一时半会儿没反应过来,haha,
看了老师您的毕业论文,式4.12是Hegazi等人得出来的较为粗略的电容表达式,然后接下来您针对这个式子没考虑到的二次谐波,从时间域的角度重新推得了较详细的电容表达式。(虽然这一部分的数学推导我还没看懂),我想请问的是,图4.10是通过所推导出来的数学表达式绘制出来的吗,并不是在cadence里直接能仿真出来的吗?
或许老师您当时写论文的年代cadence工具可能还不支持直接仿真,现在有没有仿真方法嘞?
111.png

图4.10

图4.10
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