一种MOSVAR的建模方法

摘要

本发明提供了一种MOSVAR的建模方法，包括：a)将MOS管的源端和漏端浮空，构建只包含栅端和体端MOSVAR模型；b)将BISM？MOS管的模型参数代入MOSVAR模型中；c)提取MOSVAR的边缘电容参数，并将其代入模型中。本发明以本领域中常用的BISM模型为基础，比PSP的MOSVAR模型更加简单易行，使用更加方便。相比于目前常用的子电路MOSVAR模型，本发明能很好的表现MOSVAR的高频特性和低频特性，仿真结果更加准确。

说明书

技术领域

本发明涉及IC器件提参建模领域，尤其涉及一种MOSVAR的建模方 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RFCMOS集成收发 机的关键。过去的VCO电路大多采用反向偏压的变容二极管作为压控器 件，然而在用实际工艺实现电路时，会发现变容二极管的品质因数通常都 很小，这将影响到电路的性能，于是人们便尝试采用其他可以用CMOS 工艺实现的器件来代替一般的变容二极管，MOSVAR(MOS变容管)便 应运而生了。构建合适的MOSVAR模型对其进行仿真也成为本领域中的 一项重要工作。

MOS管与MOSVAR在结构上具有高度相似性，如果把MOS管的注 入反型，也就是说把PMOS的源漏注入由P+换为N+，那么PMOS就变成 了MOSVAR。结构的相似性决定了有可能根据MOS管的模型构建 MOSVAR模型。

PSP的MOSVAR模型是目前发布的比较有影响力的MOSVAR模型, 是一种基于表面势的MOAVAR模型,根据器件的表面势来求得其它电学 参数。但是由于PSP模型与工业界常用的BSIM模型存在较大差异，因此 在工业界使用并不多，各个代工厂基本都有自己的MOSVAR，一般都是 以子电路的形式建立MOSVAR模型。而现有的模型基本反映的是 MOSVAR的高频特性,而低频特性没有得到很好的表现，并且比较复杂

发明内容

为了有效的解决上述问题，本发明提供了一种以BSIM模型为基础的简 单易行的MOSVAR建模方法。该方法包括：

a)将MOS管的源端和漏端浮空，构建只包含栅端和体端MOSVAR模型；

b)将BISMMOS管的模型参数代入MOSVAR模型中；

c)提取MOSVAR的边缘电容参数，并将其代入模型中。

其中，在步骤a)中，将MOS管的源端和漏端浮空的方法为：子电路 中MOS管的源端和漏断不与其他任何点相连。

其中，在步骤b)中，引用的BISMMOS管的模型参数包括MOS管的所 有参数。

其中，在步骤c)中，MOSVAR的边缘电容参数由对MOSVAR进行测试 后，在测试数据的基础上提取模型参数获得。

其中，在步骤c)之后还包括步骤d)：对MOSVAR管的栅氧厚度进行微 调。

本发明提出了一种基于BISMMOS模型的MOSVAR模型，该模型以 本领域中常用的BISM模型为基础，比PSP的MOSVAR模型更加简单易 行，使用更加方便。相比于目前常用的子电路MOSVAR模型，本发明能 很好的表现MOSVAR的高频特性和低频特性，仿真结果更加准确。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发 明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的MOSVAR建模方法流程图；

图2(a)和图2(b)分别为MOSFET和MOSVAR的二维结构示意图；

图3为本专利提出的MOSVAR模型子电流示意图。

图4为PSP的的MOSVAR模型仿真结果；

图5为本专利提出的MOSVAR模型仿真结果；

图6为PSP的MOSVAR模型仿真结果与测试数据对比；

图7为本专利提出的MOSVAR模型仿真结果与测试数据对比。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本 发明的实施例作详细描述。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其 中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似 功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本 发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同 结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。 当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。

本发明提供了一种MOSVAR建模方法,下面将结合附图，对本发明的一 个实施例进行详细说明。

现有技术中对MOSVAR的建模方法主要有两种，一种是PSP的 MOSVAR模型，该模型是目前发布的比较有影响力的MOSVAR模型,根据 器件的表面势来求得其它电学参数。但是由于PSP模型与工业界常用的BSIM 模型存在较大差异，因此在工业界使用并不多。另一种模型为子电路模型，， 并且实际中每个工厂所采用的模型都存在一定的差异，而且一般都比较复杂。。

参考图1，图1示出了本发明提供的MOSVAR建模方法流程图。首先， 将MOS管的源端和漏端浮空，构建只包含栅端和体端MOSVAR模型。图2 (a)和(b)分别示出了MOSFET与MOSVAR的二维结构图，可以看出， 二者在结构上具有高度相似性，如果把MOS管的注入反型，也就是说把 PMOS的源漏注入由P+换为N+，使源端与漏端的掺杂类型与衬底相同，那 么PMOS就变成了MOSVAR。结构的相似性决定了有可能根据MOS管的模 型构建MOSVAR模型，这也是本发明提出的建模方法的依据所在。

从器件结构的角度考虑，MOS管存在栅端、源端、漏端、体端四个端口， 而MOSVAR具有栅端和体端两个端口。将MOS管的源与漏两端浮空(即通 过源漏与体端的同型注入，把体端从源漏引出来)即可形成MOSVAR结构。 实际上，在MOSVAR结构中不存在源漏，栅端下方的区域都是体端。因此源 漏端浮空，只存在栅端和体端MOSFET与MOSVAR是比较类似的，其差异 就在于没有考虑边缘电容，如图2(b)中栅端与体端的交叉处所示。

因此，对于之前构建出的只包含栅端和体端的MOSVAR模型，只需将 BSIMMOS管的模型参数代入MOSVAR模型中，并提取MOSVAR的边缘电 容参数并将其代入模型中，即可得到完整的MOSVAR模型。具体的，我们可 以以MOS管模型为基础，构建子电路模型，并且使子电路中MOS管的源端 和漏断不与其他任何点相连，实现源漏区浮空，之后在子电路里加上边缘电 容C_fr的相关参数，从而得到MOSVAR的器件模型，该模型的子电流示意图 如图3所示。此处的边缘电容根据MOSVAR的测试数据进行提取得到。

下面将结合具体的实施例对本发明进行详细介绍。

首先，将标准BSIMMOS器件模型上述模型中的源端和漏端浮空，并加 入边缘电容，得到基于BSIM的MOSVAR模型，如下所述：

上述代码中的第二行：(.subcktmosvargbW＝1e-6L＝1e-6)以及第 五行(m1dgsbpmosw＝wl＝l)用于实现源漏区的浮空，第六行(C1gbcf) 用来实现加入边缘电容。其中，MOSVAR的边缘电容参数由对实际的 MOSVAR器件进行测试后，在测试数据的基础上提取模型参数获得。最后， 可对MOSVAR模型的栅氧厚度以及其他参数进行选择性微调，用来提高精度。

模型中的pmos为正常mos管的模型，只需要在pmos模型的基础上，根 据实际测量的MOSVAR的数据提取边缘电容C_fr(即代码中的cfrw)即可。 当然，在其他实施例中，可以采用nmos作为基础模型，同样可以构建出基于 BSIM模型的MOSVAR模型。

图4和图5分别为PSP的MOSVAR模型以及本专利提出的MOSVAR模 型仿真结果,其中cap1、cap2、cap3、cap4分别为1Hz、10Hz、100Hz、1000Hz 下电容随电压变化的曲线，可以看出本专利提出的MOSVAR模型体现了 MOSVAR的频率特性，与PSP的MOSVAR起到了相同的效果。

图6和图7分别为PSP的MOSVAR模型以及本专利提出的MOSVAR模 型仿真结果与测试数据对比，误差都小于5％。

本发明提出了一种基于BISMMOS模型的MOSVAR模型，该模型以 本领域中常用的BISM模型为基础，比PSP的MOSVAR模型更加简单易 行，使用更加方便。相比于目前常用的子电路MOSVAR模型，本发明能 很好的表现MOSVAR的高频特性和低频特性，仿真结果更加准确。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上 述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改 变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明 的保护范围之内。