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第4讲 MOS管外特性和寄生电容 直流特性 PMOS管测试电路 PMOS管输入输出特性分析文件 *------ 例04: ST02 PMOS 输入特性分析------------- *------------------------------------------------ .option post=2 $输出波形文件 *------------------------------------------------ .option search=d:/hspice2011/libs $指定库路径 *------------------------------------------------ .lib st02.lib tt $指定模型库和入口 *------------------------------------------------ .temp 25 $指定环境温度 *------------------------------------------------ m1 nd ng gnd gnd mp w=20u l=1u vgs ng gnd 0 vds nd gnd -5 *------------------------------------------------ .print dc i1(m1) $记录m1第一个节点的电流 *------------------------------------------------ .dc vgs 0 -5 0.01 .dc vds 0 -5 0.01 vgs 0 -5 0.5 .end PMOS管输入输出特性曲线 阈值电压测量 输出特性曲线 线性区和饱和区的实验划分方法 一些概念问题 MOS管的理想输出特性是什么样？ 晶体管能够放大信号的根本原因？ 数字电路中MOS管主要工作在什么区？ 模拟电路中的MOS管主要工作在什么区？ MOS管的理想输出特性 晶体管放大信号的根本原因 晶体管具有受控恒流特性。 电路中的MOS管的工作区 数字电路 静态时在线性区或截止区。 动态时经过饱和区。 模拟电路 多处于饱和区。MOS管的饱和区相当于双极晶体管的放大区。 MOS管的动态特性 数字电路 速度（延迟）和动态功耗。 模拟电路 带宽、转换速率、稳定性等。 影响动态特性的根本原因 电路中存在电容。电子线路的动态特性是RC问题。 CMOS电路的速度与寄生电容的关系 如果完全没有寄生电容和电感,CMOS数字电路的速度可以无限快. 如果完全没有寄生电容和电感,CMOS数字电路的功耗几乎为零. 结论:寄生电容是影响CMOS电路性能的主要因素. MOS管的寄生电容无法消除 栅极寄生电容 源（漏）区寄生电容 源（漏）区与体之间存在寄生电容。 源（漏）区寄生电容是PN结电容。 源漏区寄生电容与源（漏）区的面积和周长称正比。 仿真分析MOS电路动态特性时要给出PS,PD,AS,AD等参数。 MOS管寄生电容 作为电容使用的MOS管特性 堆积状态 当VGS0时，空穴被吸附（堆积）到栅氧化层下方，相当于电容的一个极板（另一个极板为多晶）。 堆积状态的等效电容 主要的电容Cgb串联了一个较大的电阻 耗尽状态 强反型状态 测量栅电容的仿真文件 *-------例5：MOS管栅极电容测量 ----------------------- .option post=2 .option search=d:/hspice2011/libs .option dccap $按直流电容计算 .lib st02.lib tt *----------------------------------------------------- .param PL=2.0u PW=10u *----------------------------------------------------- m1 gnd ng gnd gnd mn l=PL W=PW vg ng gnd 0 *----------------------------------------------------- .dc vg -5 5 0.01 *----------------------------------------------------- .print LX18(m1) $LX18 是直流栅电容的别名 .end 栅电容随VG变化的曲线 问题 NMOS管作为电容使用时该如何连接？工作在什么状态？电容的大小如何调整？ * * （1）输入转移特性 VDS固定，ID与VGS的关系 （2）输出特性 对于各种固定的VGS，ID与VDS的关系。 NMOS