mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)

目录

建立仿真原理图

在Library Manager中新建原理图

点击File----New-----Cell View

调出器件

连接并保存检查

仿真准备

建立ADE L 仿真

 选择仿真文件

 添加vds和vgs

mos的输出特性曲线

添加输出端

不同栅源电压下的仿真曲线

mos管的输入特性曲线

设置dc

不同漏源情况下的仿真曲线

查看mos管的各项参数

设置dc

仿真 

 查看mos管栅的区

查看mos管的其它参数

栅源电容随着栅源电压的曲线图

选择vgs变量

修改输出(Outputs)

​编辑

gmid_idw的曲线图

 修改dc与Outputs参数

​编辑

不同沟道长度下gmid_idw的图像

修改mos管长度

设置扫描参数

开始仿真


(内容详细,请慢慢浏览,不足之处,还请大家提出建议,大家互相学习)

建立仿真原理图

在Library Manager中新建原理图

点击File----New-----Cell View

选择自己放置的位置,名字随便取,选择原理图,点击ok。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第1张图片

调出器件

方法一:是按下快捷键 i,然后调出器件。

方法二:直接在界面上面的search中搜索,输入名字按下回车键,然后选择工艺库里面的器件鼠标右击Add In stance,然后按下回车键。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第2张图片

 mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第3张图片

 选用的器件:n mos2v vdd gnd vdc。(每个人的工艺库不一样,nmos的参数不用修改)

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第4张图片

 mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第5张图片

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第6张图片

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第7张图片

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第8张图片

 vdc中的DC voltage 一个为vds,一个为vgs。

连接并保存检查

快捷键w连线,然后点击保存并检查的按钮。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第9张图片

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第10张图片

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第11张图片

显示no errors说明原理图没有问题可以进行仿真 。

仿真准备

建立ADE L 仿真

点击Launch----ADE L

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第12张图片

 选择仿真文件

因为我们是第一次仿真,我们需要选择对应的工艺库

点击Setup-----Modul Library

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第13张图片

双击上面图片中第二个红框,点击...(Browse),选择自己工艺库的位置,然后点击models---spectre,最后选择工艺库对应后缀.scs的文件(根据自己的工艺库选择,有些是rf**.csc)。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第14张图片

 mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第15张图片

 我们可以只选中我们需要仿真的这个工艺库即可。

然后在Section对应这一栏中对应方框选择 tt。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第16张图片

 添加vds和vgs

点击Variables----Copy From Cellview

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第17张图片

将vds设置为1.8,vgs设置为0.9,目的是想让它们一开始就处于饱和的环境。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第18张图片

mos的输出特性曲线

解释:流过mos管电流id随着vds的变化趋势。

添加输出端

点击Outputs----To Be Plotted-----Select On Design,然后我们在原理图中点击mos管的漏极,出现一个椭圆形的圈说明点击添加成功了,然后按下ESC椭圆形的圈消失。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第19张图片

 我们右击输出,点击Edit可以查看它的信息。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第20张图片

然后我们点击绿色的仿真符号,开始仿真。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第21张图片

 仿真结果如下:

如果你的仿真波形没有出来,可以返回修改一下你的仿真库那一步的添加。

不同栅源电压下的仿真曲线

如果我们想要得到不同栅源电压下的仿真曲线趋势,我们需要进行参数扫描。

我们首先关闭仿真窗口,然后选择ADE L 菜单栏列表里的Tools----Paramtric Analysis,进入如下界面:

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第22张图片

然后我们开始修改参数:

选择vgs,仿真范围0-1.8,设置为线性仿真,仿真步长为0.3 ,然后点击绿色的按钮开始仿真。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第23张图片

进度条加载完出结果:

接下来我们进行输入特性曲线的仿真。 

mos管的输入特性曲线

解释:流过mos管电流id随着vgs的变化趋势。

设置dc

先关闭仿真窗口,右击dc---Edit---将vds变为vgs----点击ok

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第24张图片

然后我们点击绿色仿真按钮,得到仿真如下:

不同漏源情况下的仿真曲线

这里只显示了一条,接下来我们可以通过参数扫描的方式获取多条曲线;

 首先关闭仿真界面,然后点击Tools----Paramtric Analysis,然后设置参数,选择vgs,仿真范围0-1.8,设置为线性仿真,仿真步长为0.3 ,然后点击绿色的按钮开始仿真。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第25张图片

查看mos管的各项参数

设置dc

右击dc---Edit,取消勾选Design Variable

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第26张图片

仿真 

直接点击绿色仿真按钮,然后回到原理图中,鼠标右击,选择Annotations----DC Operating Point,然后我们可以看到原理图中各项具体参数就显示出来了。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第27张图片

 查看mos管栅的区

继续在原理图中,鼠标右击----Annotations-----Set up,然后跳出一个窗口:

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第28张图片

 在Cell中选择原理图中的管子类型,在空白DC Operating Point 后边双击选中region,然后点击Apply--ok---跳出的小窗口点击Apply .....-----ok,最后在原理图中就显示出来了。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第29张图片

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第30张图片

据图得知:region=2,说明mos管处在饱和区。

查看mos管的其它参数

我们在ADE L 面板菜单栏中点击Result---Print-------DC Operating Point ,r然后点击一下原理图中的mos管,mos其它参数就罗列出来了。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第31张图片

栅源电容随着栅源电压的曲线图

选择vgs变量

关闭上面仿真窗口,在ADE L 中右击dc---Edit----勾选Design Variable----vgs

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第32张图片

修改输出(Outputs)

 首先删除输出

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第33张图片

在Outputs中鼠标右击----Edit,添加名称c,然后点击open,写栅源电容的表达式,在跳出的窗口中选择os,然后跳出了一个小窗口,我们需要在原理图中点击一下mos管,然后再小窗口清单中选择cgs,复制面板上的公式,关闭面板,将复制好的公式添加到c下面,点击OK。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第34张图片

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第35张图片

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第36张图片

最后Outputs里面栅源电容就显示出来了;然后点击绿色的仿真按钮跑仿真:

 

此图看着有点奇怪,我们编辑一下输出c,将公式前面添加一个负号,然后继续跑仿真:

此时图像好看多了。 

gmid_idw的曲线图

 修改dc与Outputs参数

关闭其他仿真窗口,右击dc---Edit--取消勾选Design Varibale---OK.

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第37张图片

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第38张图片

 仿真横坐标gmid,纵坐标idw的图像

删除输出中的c,右击鼠标---Edit----输入名称gmid_idw,然后开始编辑我们需要的公式。

点击open-----os---点击mos管一下------在小窗口清单中选择【gmoverid】----然后【CTRL + c】复制表达式,再点在下面Function Panel的搜索框中输入WA------选择waveVsWave

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第39张图片

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第40张图片

 点击后出现表达式,此时横坐标已经完成。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第41张图片

然后不要动,开始弄纵坐标,在清单list中选择电流id ,在表达式下面点击绿色按钮

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第42张图片

 mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第43张图片

然后就添加好了

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第44张图片

w在小窗口里面找不到,我们需要将小窗口关闭,点击右上角Tools----Browser,此时弹出来一个窗口。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第45张图片

然后我们点击坐标【+】,然后点击【instance 】,然后点击【M0】,右拉出来的信息窗口,选择最后面那个w(m)=....,选中鼠标右击,选择【Calculator】

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第46张图片

然后表达式出来了,然后我们点击表达式旁边的除号【/】,我们复制计算好的表达式,将表达式放置在y轴坐标那里。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第47张图片

点击下面的Apply,最后总表达式再上方出现了,我们将其复制,粘贴到对应名字下面,点击OK。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第48张图片

点击仿真绿色按钮跑仿真:

!!如果仿真没有显示出来,不要慌张,我们可以鼠标右击dc-----Edit---勾选Design variable ,然后再跑一遍。

我们可以采用对数显示图像,在纵坐标那里右击,勾选【Log Scale 】

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第49张图片

不同沟道长度下gmid_idw的图像

修改mos管长度

在原理图中选中mos管,按下快捷键【q】,将mos管长度改为L,然后点击保存并检查的按钮。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第50张图片

然后再ADE L 中点击【Variables】----【Copy From Cellview】,将L设置为200n。

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第51张图片

设置扫描参数

点击ADE L 菜单栏中的【Tools】---【Parametric Analysic】,然后设置如下参数:

mos管的输入输出特性曲线及gm/id仿真曲线(cadence IC617)_第52张图片

开始仿真

点击绿色仿真按钮,开始仿真,采用对数显示:

至此,我们完成了仿真,浏览这么多,你辛苦了! 

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