CN1912876A - 一种高压晶体管仿真模型 - Google Patents
一种高压晶体管仿真模型 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1912876A CN1912876A CN 200510028648 CN200510028648A CN1912876A CN 1912876 A CN1912876 A CN 1912876A CN 200510028648 CN200510028648 CN 200510028648 CN 200510028648 A CN200510028648 A CN 200510028648A CN 1912876 A CN1912876 A CN 1912876A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transistor
- high pressure
- simulation model
- voltage
- variable resistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高压晶体管仿真模型,包括一个普通SPICE晶体管仿真模型,在晶体管的源极和漏极上各串连一个可变电阻。利用电阻的分压作用,很好地仿真高压晶体管器件在高压下的性能,提高集成电路设计工作的效率与准确性,缩小产品设计周期及降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路领域,尤其涉及一种高压晶体管仿真模型。
背景技术
器件仿真模型在集成电路设计中具有在非常重要的作用,它可大大缩短产品的设计生产周期、提高产品的成品率、节省成本等等。目前,高压器件在集成电路产品中得到越来越广泛的应用,如液晶显示器驱动器(LCDDriver)等,然而目前缺乏高效、简洁高压器件模型,更没有公认的统一的标准。
高压晶体管器件与普通晶体管器件的性能存在很大的差别,主要表现在,当漏极工作于饱和电压(Vdd)时,随栅极电压(Vgs)的增加,当Vgs接近于Vdd时,晶体管的电流(Ids)增加明显变得缓慢,即在高压区栅压Vgs对电流Ids的控制能力大大减弱。高压晶体管的电流与电压性能如图1所示。
但已有技术中的伯克利短沟道绝缘栅场效应晶体管模型(Berkeley shortchannel insulated gate field effect transistor model,简称BSIM3)不能很好的仿真出这种栅压对晶体管电流控制力在高压区减弱的效应。图2为已有技术中BSIM3模型所仿真出的高压晶体管电流电压性能示意图。已有技术中BSIM3模型在低压部分可以很好的仿真出晶体管的性能,但当栅极电压大于20伏后,不能模拟栅压对Ids控制力减弱的现象,仿真值明显失真。
已在普通晶体管上得到广泛应用的、传统的BSIM3模型并不能很好地仿真高压晶体管器件的性能。特别是不能很好地仿真高压晶体管器件在高压下的性能,这对高压集成电路的设计造成了非常的不便及重大损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高压晶体管仿真模型,可以较好的仿真高压晶体管器件,尤其是可以较好的仿真高压晶体管器件在高压下的性能,并可被电路设计仿真软件直接调用,提高高压模型使用的便利性、并提高集成电路设计工作的效率与准确性,缩小产品设计周期及降低成本。
为解决上述技术问题,本发明一种高压晶体管仿真模型,包括一个普通集成电路增强模拟程序(Simulation Program with Integrated CircuitEmphasis,简称SPICE),晶体管仿真模型,并在晶体管的漏极与源极上各串连一个可变电阻。
本发明一种优选方案的高压晶体管仿真模型,其中的普通SPICE晶体管仿真模型为BSIM3通用模型。
本发明另一种优选方案的一种高压晶体管仿真模型,所述可变电阻与电压、温度、晶体管宽度的关系为:R=R0×(1+VC1×VR+VC2×VR×VR))×(1+TC1×(T-Tnom)+TC2×(T-Tnom)×(T-Tnom))/W,其中R0是电压为零时的电阻值,VC1、VC2是电阻R0的电压一级及二级系数,VR是加在电阻R0上面的电压绝对值,TC1,TC2是电阻的一级与二级温度系数,T为系统温度,Tnom为室温,W为晶体管的宽度。
本发明还有一种优选方案的一种高压晶体管仿真模型,当晶体管的漏极与源极结构对称时,在晶体管的漏极上串连的可变电阻和在晶体管源极串连的可变电阻电阻值相等;当晶体管的漏极与源极结构不对称时,在晶体管的漏极上串连的可变电阻和在晶体管源极串连的可变电阻电阻值不相等。
与已有技术中的高压晶体管仿真模型相比,本专利发明了一种高压晶体管仿真模型,它在晶体管的漏极与源极上各串连一个可变电阻。利用漏极与源极电阻的分压作用,可以实现在传统BSIM3模型的基础上实现高压器件的行为特征,很好地仿真高压晶体管器件在高压下的性能,并与标准电路仿真器件如HSPICE、SPECTRE相兼容,提高集成电路设计工作的效率与准确性,缩小产品设计周期及降低成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
图1为普通高压晶体管的电流与电压性能示意图;
图2为已有技术BSIM3模型仿真的高压晶体管电流电压性能示意图;
图3为本发明一种高压晶体管仿真模型结构示意图;
图4为本发明对图1的高压晶体管电流电压性能的仿真示意图。
具体实施方式
本发明一种高压晶体管仿真模型,包括一个高压晶体管在低压条件下的普通SPICE器件模型,该SPICE晶体管仿真模型可以为BSIM3通用模型,在晶体管的漏极与源极上各串连一个可变电阻,如图3所示。可变电阻与电压、温度、晶体管宽度的关系为:R=R0×(1+VC1×VR+VC2×VR×VR))×(1+TC1×(T-Tnom)+TC2×(T-Tnom)×(T-Tnom))/W,其中R0是电压为零时的电阻值,VC1、VC2是电阻R0的电压一级及二级系数,VR是加在电阻R0上面的电压绝对值,TC1,TC2是电阻的一级与二级温度系数,T为系统温度,Tnom为室温,W为晶体管的宽度。当晶体管的漏极与源极结构对称时Rd=Rs,当晶体管的漏极与源极结构不对称时Rd≠Rs。在实际高压晶体管特性数据的基础上,对本发明中的部分参数,如R0,VC1,VC2等进行优化,利用源漏极电阻的分压作用,可以实现在传统BSIM3模型的基础上实现高压器件的行为特征。本发明的高压晶体管仿真模型电流电压性能如图4所示,,图中的虚线体现是测试值,实线为仿真值。
本发明一种高压晶体管仿真模型可以通过如下方式实现:
.lib tt_hv
.lib′./model_hv.lib′晶体管库名
.lib′./model_hv.lib′电阻库名
.subckt nch_hv drain gate source sub wn=50u ln=2u
x2 drain d1电阻模型或子电路名
m1 d1 gate source sub晶体管模型名w=wn l=ln
.ends
.endl tt_hv
*****************************
.LIB晶体管库名
.MODEL晶体管模型名NMOS
+LEVEL=53
……
.ENDL晶体管库名
*******************************
.LIB电阻库名
.subckt子电路名n1 n2
.param r0=100 vc1=2.66E-1 vc2=1e-2 tc1=1e-3 tc2=0 w=1u
……
.ends子电路名
.ENDL电阻库名
本发明一种高压晶体管仿真模型,可以较好的仿真高压晶体管器件在高压下的性能。并可被电路设计仿真软件,如新思科技公司(Synopsys)的集成电路增强模拟程序(H-variant Simulation Program with Integrated CircuitEmphasis,简称HSPICE),Cadence公司的集成电路增强模拟程序(Systemfor Prediction and Evaluation of Circuits with Transient Radiation Effects,简称SPECTRE)直接调用,提高高压模型使用的便利性,缩小产品设计周期及降低成本。
Claims (4)
1.一种高压晶体管仿真模型,包括一个普通SPICE晶体管仿真模型,其特征在于,在晶体管的漏极与源极上各串连一个可变电阻。
2.如权利要求1所述的一种高压晶体管仿真模型,其特征在于,其中的普通SPICE晶体管仿真模型为BSIM3通用模型。
3.如权利要求1或2所述的一种高压晶体管仿真模型,其特征在于,所述可变电阻与电压、温度、晶体管宽度的关系为:R=R0×(1+VC1×VR+VC2×VR×VR)×(1+TC1×(T-Tnom)+TC2×(T-Tnom)×(T-Tnom))/W,其中R0是电压为零时的电阻值,VC1、VC2是电阻R0的电压一级及二级系数,VR是加在电阻R0上面的电压绝对值,TC1,TC2是电阻的一级与二级温度系数,T为系统温度,Tnom为室温,W为晶体管的宽度。
4.如权利要求3所述的一种高压晶体管仿真模型,其特征在于,当晶体管的漏极与源极结构对称时,在晶体管的漏极上串连的可变电阻和在晶体管源极串连的可变电阻电阻值相等;当晶体管的漏极与源极结构不对称时,在晶体管的漏极上串连的可变电阻和在晶体管源极串连的可变电阻电阻值不相等。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB2005100286480A CN100474312C (zh) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | 一种高压晶体管仿真模型 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB2005100286480A CN100474312C (zh) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | 一种高压晶体管仿真模型 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1912876A true CN1912876A (zh) | 2007-02-14 |
CN100474312C CN100474312C (zh) | 2009-04-01 |
Family
ID=37721815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB2005100286480A Active CN100474312C (zh) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | 一种高压晶体管仿真模型 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN100474312C (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101464912B (zh) * | 2007-12-21 | 2011-05-04 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 晶体管相对精度模型方法 |
CN101110092B (zh) * | 2007-08-31 | 2012-03-21 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 高压mos晶体管电路仿真宏模型 |
CN103678740A (zh) * | 2012-09-14 | 2014-03-26 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 带寄生场效应的ldmos模型及仿真方法和建模方法 |
CN103810311A (zh) * | 2012-11-13 | 2014-05-21 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 对双极型晶体管进行仿真的方法及双极型晶体管仿真电路 |
WO2015169253A1 (zh) * | 2014-05-08 | 2015-11-12 | 无锡华润上华半导体有限公司 | 高压器件的仿真模型和高压器件仿真模型的建模方法 |
CN114330228A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-04-12 | 晶芯成(北京)科技有限公司 | 高压晶体管仿真模型及建模方法 |
-
2005
- 2005-08-10 CN CNB2005100286480A patent/CN100474312C/zh active Active
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101110092B (zh) * | 2007-08-31 | 2012-03-21 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 高压mos晶体管电路仿真宏模型 |
CN101464912B (zh) * | 2007-12-21 | 2011-05-04 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 晶体管相对精度模型方法 |
CN103678740A (zh) * | 2012-09-14 | 2014-03-26 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 带寄生场效应的ldmos模型及仿真方法和建模方法 |
CN103810311A (zh) * | 2012-11-13 | 2014-05-21 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 对双极型晶体管进行仿真的方法及双极型晶体管仿真电路 |
CN103810311B (zh) * | 2012-11-13 | 2016-12-21 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 对双极型晶体管进行仿真的方法及双极型晶体管仿真电路 |
WO2015169253A1 (zh) * | 2014-05-08 | 2015-11-12 | 无锡华润上华半导体有限公司 | 高压器件的仿真模型和高压器件仿真模型的建模方法 |
CN105095537A (zh) * | 2014-05-08 | 2015-11-25 | 无锡华润上华半导体有限公司 | 高压器件的仿真模型和高压器件仿真模型的建模方法 |
CN105095537B (zh) * | 2014-05-08 | 2018-03-23 | 无锡华润上华科技有限公司 | 高压器件的仿真模型和高压器件仿真模型的建模方法 |
CN114330228A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-04-12 | 晶芯成(北京)科技有限公司 | 高压晶体管仿真模型及建模方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN100474312C (zh) | 2009-04-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1912876A (zh) | 一种高压晶体管仿真模型 | |
Valanis | On the uniqueness of solution of the initial value problem in softening materials | |
McClosky et al. | Self-training for biomedical parsing | |
CN105095537A (zh) | 高压器件的仿真模型和高压器件仿真模型的建模方法 | |
WO2008074526A3 (en) | Method, system and computer program for testing software applications based on multiple data sources | |
US8606557B2 (en) | Table lookup method for physics based models for SPICE-like simulators | |
CN1667810A (zh) | 半导体装置的可靠性仿真方法 | |
TW202018542A (zh) | 模擬系統與方法 | |
CN1924759A (zh) | 中央处理器频率即时调整电路 | |
CN1971569A (zh) | 一种改进的高压器件仿真模型及其应用方法 | |
US20070198235A1 (en) | Variation Simulation System | |
US20160112041A1 (en) | Power transistor model | |
Karim et al. | Drain induced barrier lowering (DIBL) effect on the intrinsic capacitances of nano-scale MOSFETs | |
Yablonski | Differential equations with generalized coefficients | |
CN106802991B (zh) | Mos器件的仿真方法 | |
US8332199B1 (en) | Graphical user interface for viewing intermediate calculations from a device model | |
CN101196937A (zh) | 可改善温度效应的高压mos器件模型 | |
US20120124267A1 (en) | Video graphics array interface switch apparatus | |
Devgan et al. | Event driven adaptively controlled explicit simulation of integrated circuits | |
CN102955115A (zh) | 功率测试系统 | |
Iizuka et al. | Voltage endurance characteristics of epoxy/silica nanocomposites | |
de Hoog et al. | Kernel perturbations for a class of second-kind convolution Volterra equations with non-negative kernels | |
Loeckx et al. | Efficient identification of major contributions to EMI-induced rectification effects in analog automotive circuits | |
CN1300944C (zh) | 多道电源控制电路 | |
Singhal et al. | An improved robust infinitely differentiable drift resistance model for BSIM high voltage compact model |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20171214 Address after: 201203 Shanghai city Zuchongzhi road Pudong New Area Zhangjiang hi tech Park No. 1399 Patentee after: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corporation Address before: 201206 Shanghai Road, Bridge No. 1188, 718 Patentee before: Shanghai Huahong NEC Electronics Co., Ltd. |