JP4434474B2 - Mosトランジスタの模擬試験方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、MOSトランジスタの模擬試験方法に係り、例えば、SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)などのシミュレータを用いて模擬試験を行う場合に用いて好適なMOSトランジスタの模擬試験方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体(例えば、MOSトランジスタ)の特性情報は、従来からデータブックや製品カタログ等に記載して顧客に提供されている。ところが、最近では、この特性情報やMOSトランジスタの内部の等化回路構成をコンピュータ上に実現するためのデータ情報であるネットリストがインターネット等の通信回線を介して顧客に配信されることも多くなっている。そのため、顧客は、データブックやインターネットのホームページなどで概略の特性情報を把握して採用の候補になるMOSトランジスタを選択した後、同MOSトランジスタの模擬回路(トランジスタモデル)のネットリストをインターネットなどを介して取得し、SPICEなどを用いて同MOSトランジスタの模擬回路を使用した応用回路(すなわ、ユーザ回路)の詳細な模擬試験を行う。そして、顧客は、その模擬試験の結果に基づいて採用するMOSトランジスタを決定する。
【0003】
この種のMOSトランジスタの模擬回路は、例えば、シリコニクス社から公開されているものでは、図9に示すように、ゲート端子Gを有している。ゲート端子GはノードN1に接続され、同ノードN1にNチャネル型MOSFET(以下、「NMOS」という)1のゲート電極が接続されている。ソース端子SはノードN2に接続され、同ノードN2にはNMOS1のソース電極及びバルク電極が接続されている。ノードN1とノードN2との間には、ゲート・ソース間容量2が接続されている。ノードN2にはドレーン・ソース間ダイオード3のアノードが接続され、同ドレーン・ソース間ダイオード3のカソードがノードN4に接続されている。ドレーン端子DはノードN4に接続され、同ノードN4がドレーン抵抗4を介してノードN3に接続されている。ノードN3にはNMOS1のドレーン電極が接続されている。ノードN4にはPチャネル型MOSFET(以下、「PMOS」という)5のバルク電極が接続され、同PMOS5のゲート電極がノードN1に接続されている。PMOS5のドレーン電極及びソース電極は、同PMOS5の寄生ダイオードが動作しないようにするため、共にノードN2に接続されている。
【0004】
このMOSトランジスタの模擬回路では、PMOS5で構成された容量がNMOS1のゲート電極とドレーン電極との間に形成された帰還容量として作用し、SPICEなどを用いて模擬試験が行われる。
【0005】
図10及び図11は、図9のMOSトランジスタの模擬回路の模擬試験の結果を示す図であり、縦軸に帰還容量Crss 、及び横軸にドレーン・ゲート間電圧VDGがとられている。
図10では、ドレーン・ゲート間電圧VDGを40Vから−10Vまで1V/μsで変化させ、そのときに帰還容量に流れる電流に基づいて同帰還容量の値を算出した結果が示されている。図11では、ドレーン・ゲート間電圧VDGを40Vから−10Vまで1V/nsで変化させ、そのときに帰還容量に流れる電流に基づいて同帰還容量の値を算出した結果が示されている。
【0006】
図12は、IR社から公開されている従来の他のMOSトランジスタの模擬回路の電気的構成を示す回路図である。
このMOSトランジスタの模擬回路は、同図に示すように、ゲート端子Gを有し、同ゲート端子GがノードN2に接続されている。ノードN2とノードN7との間には抵抗11が接続され、同ノードN7にはNMOS12のゲート電極が接続されている。NMOS12のソース電極及びバルク電極は、ノードN8に接続され、同ノードN8が抵抗13を介してノードN3に接続されている。ノードN3には、ソース端子Sが接続されている。ノードN3にはダイオード14のアノードが接続され、同ダイオード14のカソードがノードN1に接続されている。ノードN3とノードN1との間には、抵抗15が接続されている。ノードN1には、ドレーン端子Dが接続されている。ノードN1は抵抗16を介してノードN9に接続され、同ノードN9にはNMOS12のドレーン電極が接続されている。
【0007】
また、ノードN7には、電圧制御型電圧源17のマイナス入力端子(−)が接続されている。ノードN9には、電圧制御型電圧源17のプラス入力端子(+)が接続されている。電圧制御型電圧源17のプラス出力端子(+)はノードN10に接続され、同ノードN10とノードN5との間に抵抗18が接続されている。ノードN5にはダイオード19のカソードが接続され、同ダイオード19のアノードがノードN0に接続されている。ノードN0はグランドに接続されると共に、電圧制御型電圧源17のマイナス出力端子(−)に接続されている。ノードN10とノードN11との間には、コンデンサ20が接続されている。ノードN10とノードN6との間には、抵抗21が接続されている。ノードN5にはダイオード22のカソードが接続され、同ダイオード22のアノードがノードN4に接続されている。ノードN6にはダイオード23のカソードが接続され、同ダイオード23のアノードがノードN0に接続されている。
【0008】
ノードN11には電流制御型電流源24の入力側のアノードが接続され、ノードN6には同電流制御型電流源24の入力側のカソードが接続されている。電流制御型電流源24の出力側のアノードはノードN9に接続され、同出力側のカソードがノードN7に接続されている。ノードN4には電流制御型電流源25の入力側のアノードが接続され、ノードN0には同電流制御型電流源24の入力側のカソードが接続されている。電流制御型電流源25の出力側のアノードはノードN9に接続され、同出力側のカソードがノードN7に接続されている。
【0009】
電圧制御型電圧源17は、NMOS12のゲート電極とドレーン電極との間のドレーン・ゲート間電圧VDGを入力して同ドレーン・ゲート間電圧VDGと同一値の出力電圧V17を出力する。抵抗18では、ダイオード19に電流が流れないとき(すなわち、ドレーン・ゲート間電圧VDG>−ダイオード19の順方向電圧VFのとき)、電圧降下が殆どない。そのため、出力電圧V17の殆どがダイオード19,22に印加される。このとき、ダイオード22の接合容量による電流が同ダイオード22に流れる。また、ドレーン・ゲート間電圧VDG<−ダイオード19の順方向電圧VFのとき、ダイオード19に電流が流れ、抵抗21の両端の電圧が増加し、ダイオード19,22の両端の電圧が同ダイオード19,22の順方向電圧VFで固定される。そのため、ドレーン・ゲート間電圧VDGが変化しても、ダイオード19,22の両端の電圧は変化せず、ダイオード22の接合容量による電流は流れない。このとき、ダイオード22の順方向電圧VFは、ダイオード19の順方向電圧VFよりもはるかに大きくしてあるので、ダイオード22には順方向電流は殆ど流れない。
【0010】
ダイオード19は、ドレーン・ゲート間電圧VDG<−ダイオード19の順方向電圧VFのとき、ダイオード22の両端の電圧を固定する。ダイオード19の順方向電圧VFは、ダイオード23の順方向電圧VFと同一にしてある。コンデンサ20は、ドレーン・ゲート間電圧VDGが負のときに静電容量として表れる。抵抗21は、ダイオード23に電流が流れないとき(すなわち、ドレーン・ゲート間電圧VDG>−ダイオード23の順方向電圧VFのとき)、コンデンサ20を放電させる。すなわち、ドレーン・ゲート間電圧VDG>−ダイオード23の順方向電圧VFのとき、電圧制御型電圧源17の出力電圧V17の殆どがダイオード23に印加され、抵抗21及びコンデンサ20には殆ど印加されない。そのため、ドレーン・ゲート間電圧VDGが変化しても、コンデンサ20の両端の電圧は変化せず、同コンデンサ20に電流が流れない。また、ドレーン・ゲート間電圧VDG<−ダイオード23の順方向電圧VFのとき、ダイオード23に電流が流れ、抵抗21の両端の電圧が増加し、コンデンサ20に電圧が印加され、同コンデンサ20に電流が流れる。
【0011】
ダイオード22は、ドレーン・ゲート間電圧VDGが正のとき、その接合容量が表れる。ダイオード23は、ドレーン・ゲート間電圧VDG<−ダイオード23の順方向電圧VFのとき、コンデンサ20に電圧を印加する。電流制御型電流源24は、コンデンサ20に流れる電流をNMOS12のドレーンとゲートとの間に流す。電流制御型電流源25は、接合容量を有するダイオード22に流れる電流をNMOS12のドレーンとゲートとの間に流す。
【0012】
このMOSトランジスタの模擬回路では、ドレーン・ゲート間電圧VDG>−ダイオード19,23の順方向電圧VFのとき、ダイオード19,23に順方向電流が流れず、ダイオード22の接合容量特性が帰還容量として表れる。また、ドレーン・ゲート間電圧VDG<−ダイオード19,23の順方向電圧VFのとき、ダイオード19,23に順方向電流が流れ、コンデンサ20の静電容量特性が帰還容量として表れる。
【0013】
図13及び図14は、図12のMOSトランジスタの模擬回路の模擬試験の結果を示す図である。
図13では、ドレーン・ゲート間電圧VDGを40Vから−10Vまで1V/μsで変化させ、そのときに帰還容量に流れる電流に基づいて同帰還容量の値を算出した結果が示されている。図14では、ドレーン・ゲート間電圧VDGを40Vから−10Vまで1V/nsで変化させ、そのときに帰還容量に流れる電流に基づいて同帰還容量の値を算出した結果が示されている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のMOSトランジスタの模擬回路では、次のような問題点があった。
すなわち、図9のMOSトランジスタの模擬回路では、ドレーン・ゲート間電圧VDGが0Vの近辺で帰還容量Crss の特性の変局点(すなわち、模擬試験が正常に行われない点)があると共に、ドレーン・ゲート間電圧VDGが40Vの近辺でPMOS5の静電容量が発振し易いので、図10に示すように、ドレーン・ゲート間電圧VDGが0V及び40Vの近辺で帰還容量Crss の特性曲線に発振(発散ともいう)が発生する。また、図11においても、図10と同様に、帰還容量Crss の特性曲線に発振が発生するという問題があった。従って、このような発振が発生するトランジスタモデルを使用してユーザの応用回路の模擬試験を行うと、その回路動作が正確に予測できないばかりか、模擬試験の結果が発散してしまい、最後まで回路動作の模擬試験ができないという問題があった。
【0015】
図12のMOSトランジスタの模擬回路では、帰還容量を形成しているダイオード22やコンデンサ20に対し、直列に抵抗成分(すなわち、抵抗18やダイオード23)が接続されているので、時定数が存在し、ドレーン・ゲート間電圧VDGの変化速度によって容量特性が変化する。そのため、図13に示すように、ドレーン・ゲート間電圧VDGを1V/μsで変化させた場合では、帰還容量Crss の特性が正常に算出されるが、図14に示すように、ドレーン・ゲート間電圧VDGを1V/nsで変化させた場合では、ドレーン・ゲート間電圧VDGが0Vから−2Vの近辺で模擬試験が正常に行われないことがあり、帰還容量Crss の特性曲線に異常なピークが発生するという問題があった。
【0016】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、ドレーン・ゲート間電圧VDGの変化速度にかかわらず、帰還容量Crss の特性曲線が正常に得られるMOSトランジスタの模擬試験方法を提供することを目的としている。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、MOSトランジスタの模擬試験方法に係り、ゲート電極とドレーン電極との間に帰還容量が形成された現実のMOSトランジスタに対し、該MOSトランジスタの内部構成を表すネットリストを用いて模擬試験を行うための、コンピュータ上に実現されている前記MOSトランジスタの模擬回路において、コンピュータ上に前記帰還容量を、入力側と出力側とが絶縁され、前記ゲート電極と前記ドレーン電極との間のドレーン・ゲート間電圧を入力して該ドレーン・ゲート間電圧と同一値の第1の出力電圧を出力する第1の電圧制御型電圧源と、接合容量がなく、互いに逆極性に直列接続された第1及び第2のダイオードを有し、前記第1の出力電圧を入力して該第1の出力電圧が正のときに該第1の出力電圧とほぼ同一値の第2の出力電圧を前記第1のダイオードから出力し、前記第1の出力電圧が負のときに該第1の出力電圧とほぼ同一値の第3の出力電圧を前記第2のダイオードから出力し、前記第1の出力電圧がほぼ0Vのときに該第1の出力電圧の1/2の値の前記第2及び第3の出力電圧を前記第1及び第2のダイオードからそれぞれ出力する双方向ダイオードと、入力側と出力側とが絶縁され、前記第2の出力電圧を入力して該第2の出力電圧と同一値の第4の出力電圧を出力する第2の電圧制御型電圧源と、入力側と出力側とが絶縁され、前記第3の出力電圧を入力して該第3の出力電圧と同一値の第5の出力電圧を出力する第3の電圧制御型電圧源と、所定の接合容量特性を有し、前記第4の出力電圧を入力して該第4の出力電圧に対応した第1の出力電流を出力する第3のダイオードと、所定の静電容量特性を有し、前記第5の出力電圧を入力して該第5の出力電圧に対応した第2の出力電流を出力するコンデンサと、入力側と出力側とが絶縁され、前記第1及び第2の出力電流を入力して前記第1及び第2の出力電流と同一値の第3の出力電流を前記ゲート電極と前記ドレーン電極との間に流す電流制御型電流源とで構成しておき、コンピュータに、前記第3の出力電流に基づいて前記帰還容量の値を算出させ、算出した前記帰還容量の値を前記模擬試験の結果として表示させることを特徴としている。
【0018】
請求項2記載の発明は、MOSトランジスタの模擬試験方法に係り、ゲート電極とドレーン電極との間に帰還容量が形成された現実のMOSトランジスタに対し、該MOSトランジスタの内部構成を表すネットリストを用いて模擬試験を行うための、コンピュータ上に実現されている前記MOSトランジスタの模擬回路において、コンピュータ上に前記帰還容量を、入力側と出力側とが絶縁され、前記ゲート電極と前記ドレーン電極との間のドレーン・ゲート間電圧を入力して該ドレーン・ゲート間電圧と同一値の第1の出力電圧を出力する第1の電圧制御型電圧源と、接合容量がなく、互いに逆極性に直列接続された第1及び第2のダイオードを有し、前記第1の出力電圧を入力して該第1の出力電圧が正のときに該第1の出力電圧とほぼ同一値の第2の出力電圧を前記第1のダイオードから出力し、前記第1の出力電圧が負のときに該第1の出力電圧とほぼ同一値の第3の出力電圧を前記第2のダイオードから出力し、前記第1の出力電圧がほぼ0Vのときに該第1の出力電圧の1/2の値の前記第2及び第3の出力電圧を前記第1及び第2のダイオードからそれぞれ出力する双方向ダイオードと、入力側と出力側とが絶縁され、前記第2の出力電圧を入力して該第2の出力電圧と同一値の第4の出力電圧を出力する第2の電圧制御型電圧源と、入力側と出力側とが絶縁され、前記第3の出力電圧を入力して該第3の出力電圧と同一値の第5の出力電圧を出力する第3の電圧制御型電圧源と、所定の接合容量特性を有し、前記第4の出力電圧を入力して該第4の出力電圧に対応した第1の出力電流を出力する第3のダイオードと、前記第3のダイオードに並列接続され、該第3のダイオードの容量特性を所望の容量特性に補正するための容量特性補正手段と、所定の静電容量特性を有し、前記第5の出力電圧を入力して該第5の出力電圧に対応した第2の出力電流を出力するコンデンサと、入力側と出力側とが絶縁され、前記第1及び第2の出力電流を入力して前記第1及び第2の出力電流と同一値の第3の出力電流を前記ゲート電極と前記ドレーン電極との間に流す電流制御型電流源とで構成しておき、コンピュータに、前記第3の出力電流に基づいて前記帰還容量の値を算出させ、算出した前記帰還容量の値を前記模擬試験の結果として表示させることを特徴としている。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
第1の実施形態
図1は、この発明の第1の実施形態であるMOSトランジスタの模擬回路の電気的構成を示す回路図である。
この形態のMOSトランジスタの模擬回路は、ゲート電極とドレーン電極との間に帰還容量が形成されたMOSトランジスタに対し、同MOSトランジスタの内部構成を表すネットリストを例えばSPICEなどのシミュレータに入力して模擬試験を行うためのものであり、同図に示すように、ゲート端子Gを有し、同ゲート端子GがノードN2に接続されている。ノードN2とノードN5との間には抵抗RGが接続され、同ノードN5にはエンハンスメント型のNMOSM1のゲート電極が接続されている。NMOSM1のソース電極及びバルク電極は、ノードN3に接続され、同ノードN3にはソース端子Sが接続されている。ノードN5とノードN3との間には、ゲート・ソース間容量CGSが接続されている。ノードN3にはダイオードDDSのアノードが接続され、同ダイオードDDSのカソードがノードN1に接続されている。ノードN1には、ドレーン端子Dが接続されている。ノードN1は抵抗RDを介してノードN4に接続され、同ノードN4にはNMOSM1のドレーン電極が接続されている。
【0029】
また、ノードN5には、第1の電圧制御型電圧源EVGDのマイナス入力端子(−)が接続されている。ノードN1には、電圧制御型電圧源EVGDのプラス入力端子(+)が接続されている。電圧制御型電圧源EVGDのプラス出力端子(+)は、ノードN7に接続されている。ノードN7には第1のダイオードDDG1のカソードが接続され、ノードN8に同ダイオードDDG1のアノードが接続されている。ノードN8には第2のダイオードDDG2のアノードが接続され、ノードN0に同ダイオードDDG2のカソードが接続されている。ノードN0は、グランドに接続されると共に、電圧制御型電圧源EVGDのマイナス出力端子(−)に接続されている。
【0030】
ノードN7には第2の電圧制御型電圧源EGD1のプラス入力端子(+)が接続され、ノードN8には電圧制御型電圧源EGD1のマイナス入力端子(−)が接続されている。ノードN8には第3の電圧制御型電圧源EGD2のプラス入力端子(+)が接続され、ノードN0には電圧制御型電圧源EGD2のマイナス入力端子(−)が接続されている。電圧制御型電圧源EGD1のプラス出力端子(+)はノードN9に接続され、同ノードN9には第3のダイオードDCRRのカソードが接続されている。ダイオードDCRRのアノードは、ノードN11に接続されている。ノードN11には電流制御型電流源FGDの入力側のアノードが接続され、同電流制御型電流源FGDの入力側のカソードがノードN0に接続されている。電圧制御型電圧源EGD1のマイナス出力端子(−)は、ノードN0に接続されている。電圧制御型電圧源EGD2のプラス出力端子(+)はノードN10に接続され、同ノードN10とノードN11との間にはコンデンサCOXが接続されている。電圧制御型電圧源EGD2のマイナス出力端子(−)は、ノードN0に接続されている。電流制御型電流源FGDの出力側のアノードはノードN1に接続され、同出力側のカソードがノードN5に接続されている。これらの電圧制御型電圧源EVGD、ダイオードDDG1,DDG2、電圧制御型電圧源EGD1,EGD2、ダイオードDCRR、コンデンサCOX、及び電流制御型電流源FGDで、帰還容量が構成されている。
【0031】
電圧制御型電圧源EVGDは、入力側と出力側とが絶縁され、ゲート電極Gとドレーン電極Dとの間のドレーン・ゲート間電圧VDGを入力して同ドレーン・ゲート間電圧VDGと同一値の第1の出力電圧V1を出力する。ダイオードDDG1,DDG2は、接合容量がなく、互いに逆極性に直列接続されている。ダイオードDDG1は、出力電圧V1を入力して同出力電圧V1が正のときに同出力電圧V1とほぼ同一値の第2の出力電圧V2を出力し、ダイオードDDG2が、出力電圧V1を入力して同出力電圧V1が負のときに同出力電圧V1とほぼ同一値の第3の出力電圧V3を出力する。また、ダイオードDDG1,DDG2は、出力電圧V1がほぼ0Vのときに同出力電圧V1の1/2の値の出力電圧V2,V3をそれぞれ出力する。これらのダイオードDDG1,DDG2で、双方向ダイオードが構成されている。
【0032】
電圧制御型電圧源EGD1は、入力側と出力側とが絶縁され、出力電圧V2を入力して同出力電圧V2と同一値の第4の出力電圧V4を出力する。電圧制御型電圧源EGD2は、入力側と出力側とが絶縁され、出力電圧V3を入力して同出力電圧V3と同一値の第5の出力電圧V5を出力する。ダイオードDCRRは、所定の接合容量特性を有し、出力電圧V4を入力して同出力電圧V4に対応した第1の出力電流I1を出力する。コンデンサCOXは、所定の静電容量特性を有し、出力電圧V5を入力して同出力電圧V5に対応した第2の出力電流I2を出力する。電流制御型電流源FGDは、入力側と出力側とが絶縁され、出力電流I1,I2を入力して同出力電流I1,I2と同一値の第3の出力電流I3をゲート電極Gとドレーン電極Dとの間に流す。帰還容量の値Crss は、
Crss =I3/(dv/dt)
但し、
dv;ドレーン・ゲート間電圧VDGの変化分
として算出される。
【0033】
図2は、図1のMOSトランジスタの模擬回路のネットリストの例を示す図である。
このネットリストは、例えば、CD−ROMやフロッピーディスクなどの記録媒体に記録されて顧客に提供される他、インターネットを介して顧客に配信される。顧客は、このネットリストを取得し、SPICEなどを用いてMOSトランジスタの模擬回路の詳細な模擬試験を行う。
【0034】
図3は、図1中のダイオードDDG1,DDG2の挙動を説明する図であり、縦軸に出力電圧V2,V3、及び横軸に出力電圧V1がとられている。
この図3に示すように、出力電圧V1が正の領域では、出力電圧V2は出力電圧V1とほぼ比例関係になり、出力電圧V3が0〜0.2V程度(すなわち、ダイオードDDG2の順方向電圧)になる。出力電圧V1が負の領域では、出力電圧V2は−0〜−0.2V程度(すなわち、ダイオードDDG1の順方向電圧)になり、出力電圧V3が出力電圧V1とほぼ比例関係になる。
【0035】
図4は、図1のMOSトランジスタの模擬回路の模擬試験の結果を示す図であり、縦軸に帰還容量Crss 、及び横軸にドレーン・ゲート間電圧VDGがとられている。
この図4では、ドレーン・ゲート間電圧VDGを10Vから−10Vまで1V/μsで変化させ、そのときに帰還容量に流れる電流に基づいて同帰還容量の値を算出し、その結果を示す特性曲線Cが示されている。特性曲線Cは、ダイオードDCRRの接合容量特性を示す特性曲線AとコンデンサCOXの静電容量特性を示す特性曲線Bとを合成したものになっている。すなわち、帰還容量を示す特性曲線Cには、ドレーン・ゲート間電圧VDGが正の領域では、ダイオードDCRRの接合容量特性(すなわち、特性曲線A)が主体的に表れ、ドレーン・ゲート間電圧VDGが負の領域では、コンデンサCOXの静電容量特性(すなわち、特性曲線B)が主体的に表れ、ドレーン・ゲート間電圧VDGがほぼ0Vの領域では、ダイオードDCRRの接合容量特性とコンデンサCOXの静電容量特性とが均等(すなわち、それぞれ50%の比率)に表れている。また、ドレーン・ゲート間電圧VDGを10Vから−10Vまで1V/nsで変化させた場合も、図4と同様の帰還容量Crss の特性曲線が得られる。
【0036】
以上のように、この第1の実施形態では、ドレーン・ゲート間電圧VDGの変化に応じてダイオードDCRRの接合容量特性とコンデンサCOXの静電容量特性とが表れる比率が変化し、同ドレーン・ゲート間電圧VDGがほぼ0Vの領域では、ダイオードDCRRの接合容量特性とコンデンサCOXの静電容量特性とが均等に表れるので、模擬試験が正常に行われ、従来のような発振が発生することがない。さらに、ダイオードDCRR及びコンデンサCOXには、直列に抵抗成分が接続されていないので、時定数が存在しない。そのため、ドレーン・ゲート間電圧VDGの変化速度にかかわらず、帰還容量Crss の特性曲線Cが正常に得られる。
【0037】
第2の実施形態
図5は、この発明の第2の実施形態であるMOSトランジスタの模擬回路の電気的構成を示す回路図であり、第1の実施形態を示す図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
このMOSトランジスタの模擬回路では、図1中のダイオードDCRRに対して容量特性補正手段(例えば、コンデンサ)C1が並列に接続されている。コンデンサC1は、ダイオードDCRRの接合容量のみでは図4中の帰還容量Crssの正常な特性曲線Cが得られない場合(例えば、NMOSM1のドレーン基板の表面の不純物の濃度が高くなっている場合など)、正常な特性曲線Cが得られるようにダイオードDCRRの接合容量特性を補正するためのものである。他は、図1と同様の構成である。
【0038】
図6は、図5のMOSトランジスタの模擬回路のネットリストの例を示す図である。
このネットリストは、例えば、CD−ROMやフロッピーディスクなどの記録媒体に記録されて顧客に提供される他、インターネットを介して顧客に配信される。顧客は、このネットリストを取得し、SPICEなどを用いてMOSトランジスタの模擬回路の詳細な模擬試験を行う。
【0039】
このMOSトランジスタの模擬回路でも、第1の実施形態と同様に模擬試験が行われ、図4と同様の模擬試験の結果が得られる。
【0040】
以上のように、この第2の実施形態では、第1の実施形態の利点に加え、ダイオードDCRRの接合容量のみでは正常な特性曲線Cが得られない場合でも、コンデンサC1で補正されるので、正常な特性曲線Cが得られる。
【0041】
第3の実施形態
図7は、この発明の第3の実施形態であるMOSトランジスタの模擬回路の電気的構成を示す回路図であり、第1の実施形態を示す図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
このMOSトランジスタの模擬回路では、図1中のNMOSM1に代えて、エンハンスメント型のPMOSM2が設けられている。また、ノードN3にはダイオードDDSのカソードが接続され、同ダイオードDDSのアノードがノードN1に接続されている。ノードN7にはダイオードDDG2のカソードが接続され、ノードN8に同ダイオードDDG2のアノードが接続されている。ノードN8にはダイオードDDG1のカソードが接続され、ノードN0に同ダイオードDDG1のアノードが接続されている。ノードN7には電圧制御型電圧源EGD2のプラス入力端子(+)が接続され、ノードN8には電圧制御型電圧源EGD2のマイナス入力端子(−)が接続されている。ノードN8には電圧制御型電圧源EGD1のプラス入力端子(+)が接続され、ノードN0には電圧制御型電圧源EGD1のマイナス入力端子(−)が接続されている。電圧制御型電圧源EGD1のプラス出力端子(+)はノードN9に接続され、同ノードN9にはダイオードDCRRのアノードが接続されている。ダイオードDCRRのカソードは、ノードN11に接続されている。他は、図1と同様の構成である。
【0042】
図8は、図7のMOSトランジスタの模擬回路のネットリストの例を示す図である。
このネットリストは、例えば、CD−ROMやフロッピーディスクなどの記録媒体に記録されて顧客に提供される他、インターネットを介して顧客に配信される。顧客は、このネットリストを取得し、SPICEなどを用いてMOSトランジスタの模擬回路の詳細な模擬試験を行う。
【0043】
このMOSトランジスタの模擬回路でも、第1の実施形態と同様に模擬試験が行われ、図4と同様の模擬試験の結果が得られる。
【0044】
以上のように、この第3の実施形態では、図1中のNMOSM1に代えて、PMOSM2を設けた場合でも、第1の実施形態と同様の利点がある。
【0045】
以上、この発明の実施形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあってもこの発明に含まれる。例えば、図1及び図5中のNMOSM1、及び図7中のPMOSM2は、エンハンスメント型になっているが、デプリーション型でも良い。また、図5中のコンデンサC1に代えて、所定の接合容量特性を有するダイオードを設けても良い。各実施形態において、ダイオードDDG1,DDG2の向きは、それぞれ逆でも良い。但し、この場合、コンデンサCOXとダイオードDCRRとの接続位置を逆にする必要がある。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の構成によれば、ドレーン・ゲート間電圧の変化に応じて第3のダイオードの接合容量特性とコンデンサの静電容量特性とが表れる比率が変化し、同ドレーン・ゲート間電圧がほぼ0Vの領域では、同第3のダイオードの接合容量特性と同コンデンサの静電容量特性とが均等に表れるので、模擬試験を正常に行うことができ、従来のような発振が発生しない。さらに、第3のダイオード及びコンデンサには、直列に抵抗成分が接続されていないので、時定数が存在しない。そのため、ドレーン・ゲート間電圧の変化速度にかかわらず、帰還容量の特性曲線を正常に得ることができる。その上、第3のダイオードの接合容量のみでは正常な特性曲線が得られない場合でも、容量特性補正手段で補正されるので、帰還容量の正常な特性曲線が得られる。従って、この発明のMOSトランジスタの模擬回路を使用したユーザ回路を模擬試験すると、コンピュータ上に実現されている回路と現実の回路とが完全に対応し、コンピュータに表示された模擬試験の結果がオシロスコープに表示される画面と同様に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態であるMOSトランジスタの模擬回路の電気的構成を示す回路図である。
【図2】図1のMOSトランジスタの模擬回路のネットリストの例を示す図である。
【図3】図1中のダイオードDDG1,DDG2の挙動を説明する図である。
【図4】図1のMOSトランジスタの模擬回路の模擬試験の結果を示す図である。
【図5】この発明の第2の実施形態であるMOSトランジスタの模擬回路の電気的構成を示す回路図である。
【図6】図5のMOSトランジスタの模擬回路のネットリストの例を示す図である。
【図7】この発明の第3の実施形態であるMOSトランジスタの模擬回路の電気的構成を示す回路図である。
【図8】図7のMOSトランジスタの模擬回路のネットリストの例を示す図である。
【図9】従来のMOSトランジスタの模擬回路の電気的構成を示す回路図である。
【図10】図9のMOSトランジスタの模擬回路の模擬試験の結果を示す図である。
【図11】図9のMOSトランジスタの模擬回路の模擬試験の結果を示す図である。
【図12】従来の他のMOSトランジスタの模擬回路の電気的構成を示す回路図である。
【図13】図12のMOSトランジスタの模擬回路の模擬試験の結果を示す図である。
【図14】図12のMOSトランジスタの模擬回路の模擬試験の結果を示す図である。
【符号の説明】
M1 NMOS(MOSトランジスタ)
M2 PMOS(MOSトランジスタ)
EVGD,EGD1,EGD2 電圧制御型電圧源
DDG1,DDG2,DCRR ダイオード
COX コンデンサ
FGD 電流制御型電流源
C1 コンデンサ(容量特性補正手段)
Claims (2)
- ゲート電極とドレーン電極との間に帰還容量が形成された現実のMOSトランジスタに対し、該MOSトランジスタの内部構成を表すネットリストを用いて模擬試験を行うための、コンピュータ上に実現されている前記MOSトランジスタの模擬回路において、
コンピュータ上に前記帰還容量を、
入力側と出力側とが絶縁され、前記ゲート電極と前記ドレーン電極との間のドレーン・ゲート間電圧を入力して該ドレーン・ゲート間電圧と同一値の第1の出力電圧を出力する第1の電圧制御型電圧源と、
接合容量がなく、互いに逆極性に直列接続された第1及び第2のダイオードを有し、前記第1の出力電圧を入力して該第1の出力電圧が正のときに該第1の出力電圧とほぼ同一値の第2の出力電圧を前記第1のダイオードから出力し、前記第1の出力電圧が負のときに該第1の出力電圧とほぼ同一値の第3の出力電圧を前記第2のダイオードから出力し、前記第1の出力電圧がほぼ0Vのときに該第1の出力電圧の1/2の値の前記第2及び第3の出力電圧を前記第1及び第2のダイオードからそれぞれ出力する双方向ダイオードと、
入力側と出力側とが絶縁され、前記第2の出力電圧を入力して該第2の出力電圧と同一値の第4の出力電圧を出力する第2の電圧制御型電圧源と、
入力側と出力側とが絶縁され、前記第3の出力電圧を入力して該第3の出力電圧と同一値の第5の出力電圧を出力する第3の電圧制御型電圧源と、
所定の接合容量特性を有し、前記第4の出力電圧を入力して該第4の出力電圧に対応した第1の出力電流を出力する第3のダイオードと、
所定の静電容量特性を有し、前記第5の出力電圧を入力して該第5の出力電圧に対応した第2の出力電流を出力するコンデンサと、
入力側と出力側とが絶縁され、前記第1及び第2の出力電流を入力して前記第1及び第2の出力電流と同一値の第3の出力電流を前記ゲート電極と前記ドレーン電極との間に流す電流制御型電流源とで構成しておき、
コンピュータに、前記第3の出力電流に基づいて前記帰還容量の値を算出させ、算出した前記帰還容量の値を前記模擬試験の結果として表示させることを特徴とするMOSトランジスタの模擬試験方法。 - ゲート電極とドレーン電極との間に帰還容量が形成された現実のMOSトランジスタに対し、該MOSトランジスタの内部構成を表すネットリストを用いて模擬試験を行うための、コンピュータ上に実現されている前記MOSトランジスタの模擬回路において、
コンピュータ上に前記帰還容量を、
入力側と出力側とが絶縁され、前記ゲート電極と前記ドレーン電極との間のドレーン・ゲート間電圧を入力して該ドレーン・ゲート間電圧と同一値の第1の出力電圧を出力する第1の電圧制御型電圧源と、
接合容量がなく、互いに逆極性に直列接続された第1及び第2のダイオードを有し、前記第1の出力電圧を入力して該第1の出力電圧が正のときに該第1の出力電圧とほぼ同一値の第2の出力電圧を前記第1のダイオードから出力し、前記第1の出力電圧が負のときに該第1の出力電圧とほぼ同一値の第3の出力電圧を前記第2のダイオードから出力し、前記第1の出力電圧がほぼ0Vのときに該第1の出力電圧の1/2の値の前記第2及び第3の出力電圧を前記第1及び第2のダイオードからそれぞれ出力する双方向ダイオードと、
入力側と出力側とが絶縁され、前記第2の出力電圧を入力して該第2の出力電圧と同一値の第4の出力電圧を出力する第2の電圧制御型電圧源と、
入力側と出力側とが絶縁され、前記第3の出力電圧を入力して該第3の出力電圧と同一値の第5の出力電圧を出力する第3の電圧制御型電圧源と、
所定の接合容量特性を有し、前記第4の出力電圧を入力して該第4の出力電圧に対応した第1の出力電流を出力する第3のダイオードと、
前記第3のダイオードに並列接続され、該第3のダイオードの容量特性を所望の容量特性に補正するための容量特性補正手段と、
所定の静電容量特性を有し、前記第5の出力電圧を入力して該第5の出力電圧に対応した第2の出力電流を出力するコンデンサと、
入力側と出力側とが絶縁され、前記第1及び第2の出力電流を入力して前記第1及び第2の出力電流と同一値の第3の出力電流を前記ゲート電極と前記ドレーン電極との間に流す電流制御型電流源とで構成しておき、
コンピュータに、前記第3の出力電流に基づいて前記帰還容量の値を算出させ、算出した前記帰還容量の値を前記模擬試験の結果として表示させることを特徴とするMOSトランジスタの模擬試験方法。
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