Материал: Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Основы проектирования электронной компонентной базы». Арсентьев А.В., Плотникова Е.Ю

В настройках нужно указать параметры поведения источников напряжения. Сюда относится Source or Parameter Name – имя источника напряжения. Источник напряжения V1 отвечает за напряжение на затворе, источник V2 за напряжение сток-исток. Для соблюдения синтаксиса программы к имени источника напряжения необходимо добавить символ V. Start Value – начальное значение на источнике напряжения, с которого будет происходить расчет характеристик. Stop Value

– финальное значение напряжения на источнике питания, после которого расчет останавливается. Step – шаг моделирования, определяет количество точек, в которых будет произведен расчет состояния схемы. Sweep Type – вид развертки, выбираем lin – линейный вид.

4. Моделирование проекта

Для начала моделирования в меню выполните Tools -> Start Simulation или нажмите кнопку Start Simulation на па-

нели быстрого доступа. Если все сделано без ошибок, то конечным результатом будут графики ВАХ полевого транзистора в редакторе W-Edit (рис. 9, 10).

После нажатия кнопки Start Simulation графическая оболочка S-Edit формирует выходной файл NetList для T-Spice с полным текстовым описанием схемы, режимов моделирования и параметров отображения результатов моделирования. Расчет протекающих в схеме токов и потенциалов в узлах выполняет T-Spice, после чего передает данные для визуализации W-Edit. Если в окне редактора T-Spice красным указываются найденные ошибки или синим – предупреждения, необходимо перепроверить весь проект с самого начала. Подсказками могут служить выдаваемые программой предупреждения, ссылающиеся на ту или иную строку NetLista. Анализ текстового описания cхемы может помочь в нахождении ошибки сделан-

ной в S-Edit.

9

Рис. 9. Ток сток-истока в зависимости от напряжения на затворе при разном напряжении сток-исток

Рис. 10. Ток сток-истока в зависимости от напряжения стокисток при разном напряжении на затворе

10

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Ручная настройка модели полевого транзистора

Конструкции и параметры полевых транзисторов разнообразны в зависимости от технологии их изготовления. В САПР Tanner это учитывается подключением библиотек компонентов, которые предоставляются заводом-изготовителем разработчикам интегральных схем. В редакторе S-Edit напрямую в панели Propirties можно указать только основные параметры полевого транзистора, которые будут переданы при генерации NetList’а программе моделирования T-Spice. Остальные параметры задаются либо вручную, либо подключением библиотеки производителя, в противном случае будут оставлены значения по умолчанию.

Основные параметры, доступные в редакторе S-Edit (входные параметры для T-Spice):

L – длина канала. Размерность: метры.

W – ширина канала. Размерность: метры.

Ad – площадь стока. Размерность: квадратные метры. Pd – периметр истока. Размерность: метры.

As – площадь истока. Размерность: квадратные метры. Ps – периметр истока. Размерность: метры.

Nrd – количество квадратов диффузионной области

стока.

Nrs – количество квадратов диффузионной области ис-

тока.

Rdc – добавочное сопротивление контакта, которое переписывает параметр RDC модели стока. Размерность: Ом. По умолчанию равно 0.

Rsc – добавочное сопротивление контакта, которое переписывает параметр RSС модели истока. Размерность: Ом. По умолчанию равно 0.

11

Rsh – поверхностное сопротивление области между Ис- током-Стоком, которое переписывает параметр RSH модели. Размерность: ом на квадрат. По умолчанию равно 0.

При этом обязательно указывать только параметры W и L, параметры AS, PS, AD, PD рассчитываются автоматически, однако могут быть заданы и вручную, если есть информация о не стандартной геометрии транзистора.

Проведем моделирование работы полевого транзистора, настроив его параметры вручную.

1. Создание нового проекта и подключение необходимых библиотек

Создайте новый проект как в лабораторной работе №1. Подключите последовательно библиотеки Devices, SPICE_Element, SPICE_Commands, Misc из каталога

C:\Users\...\Documents\Tanner EDA\Tanner Tools v16.0\Process\Standard_Libraries\

2.Составьте электрическую схему из полевых транзисторов в библиотеке Device и проведите настройки моделирования как в предыдущей лабораторной работе

3.Настройка параметров модели полевого транзи-

стора

Не запуская проект на расчет, выполните Tools -> T- Spice. Запустится редактор T-Spice с открытым NetList’ом проекта.

********* Simulation Settings - General Section *********

***** Top Level *****

MNM Vdd N_1 Gnd 0 NMOS W=25u L=2u AS=22.5p PS=51.8u AD=22.5p PD=51.8u VV1 Vdd Gnd DC 5

VV2 N_1 Gnd DC 5

.PRINT I(MNM,Vdd)

12

********* Simulation Settings - Analysis Section *********

.dc lin VV1 0 5 0.5 SWEEP lin VV2 0 5 0.5

********* Simulation Settings - Additional SPICE Commands *********

.end

Все записи зеленым цветом представляют собой комментарии и могут быть удалены. Не рекомендуем удалять Секции Section, т.к. они определяют порядок расположения команд, что помогает не запутаться. Чтобы вручную задать параметры модели, необходимо в секции Simulation Settings прописать подключение модели транзистора. В общем случае синтаксис команды выглядит так:

.model name nmos|pmos level=1|2|3 [parameters]

здесь .model – команда подключение модели; name – имя модели транзистора (не путать с именем транзистора); nmos|pmos – тип модели транзистора (n- или p-канальный), в нашем случае n-канальный; level=1|2|3 уровень точности модели, повышается от 1 к 3; [parameters] – общие (груповые) характеристики транзисторов, такие как концентрация примеси в подложке, толщина подзатворного окисла и т.д. Для моделей разного уровня может быть порядка 50 различных настраиваемых параметров.

Пример кода с заданными вручную параметрами модели