[发明专利]一种MOS可变电容的仿真模型建立方法和仿真方法

说明书

本发明提供一种MOS可变电容的仿真模型建立方法和仿真方法，建立满足以下方程式的初始仿真模型c＝(A×tanh(‑v(g,b)×B+C)+D)×(tanh(‑v(g,b)×E+F)+G)×(H×lr×wr×mr×nf)×(exp(‑v(g,b)×I+J)+K)对上述公式中的参数A～K进行调试，直至使利用模型公式计算结果得到的电容对电压特性曲线与实际测量得到的电容对电压特性曲线相匹配，得到参数A～K的相应具体值，代入初始仿真模型的公式中，建立得到MOS可变电容的最终仿真模型，使用最终仿真模型进行仿真模拟。本发明不仅适用于所有类型的MOS可变电容，并且从数学分析的角度出发，通过不停地增加、减少参数并调试参数的值从而对仿真模型公式优化，直至MOS可变电容模型在RF射频应用中出现的电容对电压的二阶导数跳变显著减少，同时MOS可变电容的电容对电压特性曲线的仿真精度显著提高。

技术领域

本发明涉及半导体电路仿真领域，特别涉及一种MOS可变电容的仿真模型建立方法和仿真方法。

背景技术

随着移动通信技术的发展，射频(RF)电路的研究引起了广泛的重视。采用标准CMOS工艺实现压控振荡器(VCO)，是实现RF射频CMOS集成收发机的关键。而可变电容作为一种可以随施加电压变化而发生不同的电容变化的基本器件因其优良的品质因数和稳定的电学特性而在模拟集成电路设计中得到了广泛的使用。标准的CMOS工艺中常用的可变电容有：变容二极管、MOS可变电容。而MOS可变电容又分为普通MOS可变电容和积累型MOS可变电容。将MOS可变电容的MOS管栅极作为可变电容的一端，将漏极、源极和衬底(或者阱区)连接在一起作为另一端，随着控制电压的变化，会经历五个工作区域：积累区、耗尽区、弱反型区、中等反型区和强反型区。

EDA技术是以计算机为工具，设计者在EDA系统平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。

SPICE是一种功能强大的通用模拟电路仿真器，属于EDA系统中的重要部分。自1972年推出第一版至今已有几十年的历史。该程序主要用于集成电路的电路分析程序中，SPICE的网表格式变成了通常模拟电路和晶体管级电路描述的标准工业标准，主要用于IC设计中的模拟电路，数模混合电路，电源电路等电子系统的设计和仿真。SPICE模型由两部分组成：模型方程式(Model Equations)和模型参数(Model Parameters)。由于提供了模型方程式，因而可以把SPICE模型与仿真器的算法非常紧密地联接起来，可以获得更好的分析效率和分析结果。SPICE建模工程师依靠器件理论及经验，提取模型参数以供SPICE仿真程序使用。目前业界通用的SPICE模型有BSIM系列和经验模型(宏模型)等。SPICE模型的分析精度主要取决于模型参数的来源即数据的精确性，以及模型方程式的适用范围。